MXPA02011105A - Sistema accionador. - Google Patents

Abstract

La invencion se relaciona con un dispositivo accionador (1) para desplazar un dispositivo de control (3) el cual se somete a la accion de una fuerza contraria a la direccion del desplazamiento (2). Dicho dispositivo accionador comprende un elemento accionador, el cual, dentro de un alojamiento de dispositivo (4) puede ser axialmente desplazado en una direccion de desplazamiento mediante un eje rotatorio (5) de un dispositivo de avance (6). El eje rotatorio se conecta en una manera rotatoriamente fija a un manguito rotatorio (8), el cual esta montado de manera giratoria dentro del alojamiento del dispositivo (4) y el cual rodea al eje rotatorio. Dicho manguito rotatorio esta fijo, con relacion a una pestana anular (9) que esta conectada al alojamiento del dispositivo en una manera giratoriamente fija, contra una direccion rotatoria de avance (11) del eje rotatorio por medio de un resorte de espiral conica (10). Un dispositivo de desenganche de emergencia para restablecer o reajustar el elemento accionador en contra de la direccion de desplazamiento que se asigna al resorte de espiral conica. El objeto de la invencion es mejorar el dispositivo accionador proporcionandolo con un diseno compacto y simple y, al mismo tiempo, permitiendo el enrollado del resorte de espiral conica para que sea facil y precisamente ajustado con respecto a la resistencia de torsion de la conexion del manguito rotatorio y la pestana anular. Para este fin, el dispositivo de desenganche de emergencia comprende un manguito tensor (13) para la espiral que se mantiene de manera separable en una posicion tensada. Dicho manguito tensor puede ser sometido a torsion entre una posicion de tension y una posicion final de tension y es sometido a la accion de la fuerza hacia su posicion final de tension.

Description

SISTEMA ACCIONADOR DESCRIPCIÓN Esta invención se relaciona con un sistema accionador para desplazar un dispositivo de control que está cargado a presión en la dirección opuesta a la dirección de desplazamiento, incorporando el sistema accionador un elemento accionador capaz de ser movido axialmente en la dirección de desplazamiento dentro de un recinto de sistema mediante un eje o husillo giratorio de un mecanismo de avance, cuyo eje giratorio está conectado de manera rígida a un manguito giratorio que está montado a pivote en el recinto del sistema y rodea el eje giratorio el cual posteriormente, con relación a una pestaña circular conectada de manera rígida al recinto del sistema, es asegurado en posición en la dirección opuesta a la dirección de la rotación de avance del eje giratorio por medio de un resorte de espiral cuyo resorte de espiral está asociado con una unidad de liberación de emergencia para restaurar al elemento accionador contra la dirección de desplazamiento. Un sistema accionador de este tipo ha sido conocido en la técnica anterior, sirviendo para operar dispositivos de control tal como válvulas, reguladores de presión y otros mecanismos de control pero empleado de manera más particular en equipo de exploración y producción submarina de petróleo y gas. De manera evidente, se puede emplear el sistema accionador igualmente bien en ubicaciones con base en tierra, de difícil acceso o remotas comparables. Cuando el dispositivo de interrupción es desplazado contra la dirección de la carga de presión, el elemento accionador es movido axialmente de manera que en su posición extendida éste sirve para desplazar o cambiar al dispositivo de control hacia el estado listo para la operación. Cuando se retrae el elemento accionador lejos de la dirección de desplazamiento, el dispositivo de control se desactiva. Un sistema accionador de este tipo se proporciona con un recinto o caja de sistema adecuado que lo protege de los elementos en un medio ambiente marítimo o con base en tierra. El elemento accionador es desplazado por la rotación de un eje rotatorio el cual está conectado rígidamente a un manguito de rotación que lo rodea. En la dirección opuesta la dirección de la rotación de avance, un resorte de espiral inmoviliza a este manguito de rotación en posición con relación a una pestaña circular de manera rígida fijada al recinto del sistema. Esto asegura que, aunque la rotación del eje rotatorio en la dirección de avance para extender que el elemento accionador sea posible sin ser impedido por el resorte de espiral cónica, cualquier inserción automática del elemento accionador en el alojamiento del sistema mediante la carga de presión en el dispositivo de control contra la dirección de desplazamiento se evita por el resorte de espiral. De esta manera, por ejemplo, cualquier presión sobre el mecanismo de avance se neutraliza y se absorbe por el recinto del sistema. Sin embargo, a fin de permitir la restauración automática del elemento accionador para cerrar el dispositivo de control en el suceso de una falla de potencia u otro problema, el resorte de espiral se conecta a una unidad de liberación de emergencia la cual desengancha el resorte de espiral hasta un punto donde se pueda girar el manguito giratorio con relación a la pestaña circular, permitiendo que el eje rotatorio que está conectado rígidamente al manguito rotatorio gire contra la dirección de la rotación de avance y mueva de esta manera al elemento accionador contra la dirección de desplazamiento. En el sistema accionador de la técnica anterior, la unidad de liberación de emergencia se monta sobre el lado exterior del recinto del sistema y está constituido de un electroimán con un émbolo que empuja hacia el recinto del sistema. El émbolo está localizado lejos del extremo del resorte de espiral el cual conecta de esta manera de manera rígida el mango rotatorio y la pestaña circular. En el suceso de una falla de potencia un resorte golpea o da contra el émbolo, moviéndolo contra el extremo del resorte de espiral el cual permite posteriormente que sea liberado. El diseño global de este sistema actuador es relativamente complejo aunque al mismo tiempo es difícil sino imposible de ajustar la tensión del resorte de espiral asentado sobre el manguito rotatorio y la pestaña circular. Es por lo tanto el objetivo de esta invención mejorar el diseño de un sistema accionador del tipo anteriormente mencionado para ofrecer una configuración más compacta y más simple mientras que al mismo tiempo permita el ajuste simple y preciso de resorte de espiral en términos de una conexión torsionalmente estable del manguito rotatorio y la pestaña circular. Esto se logra, dentro del contexto de los aspectos característicos conceptuales de la cláusula 1 , proporcionando la unidad de liberación de emergencia con un manguito tensor para el resorte de espiral, capaz de girar en una posición tensionada y una posición relajada, cargado a presión en la dirección de la posición relajada y mantenida de manera liberable en la posición tensionada. En su posición relajada se libera el resorte de espiral hasta un punto donde se le permita una rotación del manguito rotatorio con relación a la pestaña circular y de esta manera una rotación del eje rotatorio en la dirección opuesta a la dirección de la rotación de avance. Cuando el manguito tensor es sacado de su posición relajada, la resistencia de arrollamiento en espiral del resorte de espiral puede evitar cualquier vuelta del manguito rotatorio con relación a la pestaña circular. Además, el manguito tensor está comúnmente contenido dentro del recinto de sistema de manera que no sale parte de la unidad de liberación de emergencia del recinto del sistema. De esta manera la unidad de liberación de emergencia es menos susceptible al daño o problemas similares.

Para mover el eje rotatorio en la dirección de la rotación de avance, el mecanismo de avance puede equiparse con un motor eléctrico, por ejemplo un servomotor de corriente directa. Es posible conectar el motor y el eje rotatorio en una configuración de impulsión directa. Para un mecanismo de avance con una transferencia de torsión elevada el eje rotatorio puede ser un tornillo de rótula giratorio y la conexión del motor eléctrico de impulsión puede ser a manera de una tuerca de rótula que retiene al tornillo de rótula giratorio. Un ensamble de impulsión puede instalarse entre el motor eléctrico y la tuerca de rótula para convertir la velocidad rotacional del motor eléctrico en un número de revoluciones correspondientes del eje rotatorio. Dicha unidad de impulsión puede estar en la forma de una combinación normal de embrague y freno o de manera alterna un impulsor de ranura de flexión así llamado sin los engranajes tradicionales. A fin de ser capaz de manejar el motor eléctrico y el dispositivo de impulsión de manera más fácil, lo último puede ser a partir de una unidad de impulsión por motor en particular sujetada de manera desunible a un disco de anillo sujetado a la parte transversal al alojamiento. Para una mejor suspensión del eje rotatorio y/o la tuerca de rótula el disco anular puede proporcionarse con una extensión de anillo sobre el lado que da a la tuerca de rótula, con una manguito de conexión montado a pivote sobre la extensión de anillo.

Un extremo del manguito de conexión se fija, particularmente en una manera removible, a la unidad de motor de impulsión, el otro extremo a la tuerca de rótula. El eje rotatorio gira en el manguito de conexión ya sea como un inserto giratoriamente soportado o montado a pivote de manera independiente. La unidad de motor de impulsión gira al manguito de conexión y la rotación se transfiere a la tuerca de rótula, causando que el eje rotatorio gire en la dirección de la rotación de avance como se relaciona a la tuerca de rótula, o en la dirección opuesta. Para permitir una rotación del manguito de conexión únicamente en la dirección de avance del eje rotatorio mientras que al mismo tiempo hace que el recinto del sistema general absorba cualquiera contra presión correspondiente ejercida sobre el eje rotatorio, se puede colocar un resorte de espiral adicional entre el manguito de conexión y la extensión de anillo. Como una manera simple de determinar la posición del elemento accionador y la posición correspondiente del eje rotatorio, el mecanismo de avance y de manera más específica el motor eléctrico puede equiparse con un sensor de posición. El sensor detectaría por ejemplo la posición longitudinal respectiva del eje rotatorio a partir de la cual éste determina la posición del elemento accionador. También es posible rastrear la trayectoria de avance del elemento accionador directamente por medio de un sensor de posición apropiado en el motor. Esto aplica de manera análoga a la rotación invertida del eje rotatorio y de esta manera a la restauración o restablecimiento del elemento accionador. Para proteger el resorte de espiral adicional contra los factores extemos y/o para la colocación del manguito de conexión y la tuerca de rótula especialmente en una dirección radial y axialmente suspendida, se puede proporcionar una envolvente para encerrar la extensión de anillo y el manguito de conexión, la envolvente puede ser fijada de manera removible al disco anular. En virtud de ser fijado al disco anular la envolvente se conecta de manera rígida al alojamiento del sistema. Para asegurar la guía apropiada del eje rotatorio dentro del área entre la tuerca de rótula y el elemento accionador, el manguito de rotación puede extenderse esencialmente desde la tuerca de rótula hasta el extremo de salida del alojamiento del sistema opuesto al motor eléctrico, mientras que el manguito de guía se proporciona con por lo menos dos ranuras de guía en las cuales las salientes de guía apropiadas, que sobresalen radialmente con relación al eje rotatorio, puedan moverse en una dirección axial. Ya que las salientes de guía acoplan dentro de las ranuras de guía correspondientes, el manguito de rotación y el eje rotatorio se conectan entre si de manera rígida. Esto significa que cuando gira el eje rotatorio por ejemplo en la dirección de avance, el manguito de rotación permanece fijo y el resorte de espiral retiene al manguito de guía en el lugar, evitándolo que gire. Con relación al alojamiento del sistema el manguito de rotación está montado a pivote en cojinetes apropiados. Para permitir el uso de ejes rotatorios normales o tornillos de rótula, las salientes de guía pueden colocarse sobre la cabeza del eje que se fija de manera removible a un extremo del eje rotatorio. Por ejemplo, la cabeza del eje puede ser atornillada sobre el extremo del eje rotatorio y de esta manera conectada rígidamente a éste. Para permitir en una manera simple una conversión de una rotación del eje rotatorio y de la cabeza del eje en un movimiento axial del elemento accionador, la cabeza del eje puede estar equipada sobre el lado lejano del eje rotatorio con un soporte giratorio que acepte el extremo del elemento accionador. Por medio de este soporte giratorio el elemento accionador y el eje rotatorio pueden girar uno con relación del otro, excepto que en general el elemento accionador no gira pero es movido estrictamente en una dirección axial hacia adelante o contraria. En un ejemplo de diseño simple el manguito de guía y la envolvente pueden hacer resaltar secciones de extremo mutuamente de frente de un diámetro extemo esencialmente idéntico, sobre las cuales se enrolla el resorte de espiral. El resorte de espiral mismo es rodeado por el manguito tensor cuya posición rotacional respectiva hace que el resorte de espiral abra o cierre.

Como una manera simple de sellado el alojamiento del sistema por lo menos el extremo a partir del cual se puede extender el elemento accionador, el extremo de salida del alojamiento puede ser equipado con una tapa de cierre la cual se proporciona con un agujero de guía para el elemento accionador. La tapa de cierre puede estar diseñada para atornillarse ya sea dentro o sobre el alojamiento del sistema.

Además, la tapa de cierre puede ser sujetada de manera separable al alojamiento del sistema mediante cualquier otro medio adecuado tal como tornillos o pernos. Para permitir la suspensión simplificada del manguito de guía sobre la tapa de cierre, se puede proporcionar el alojamiento del sistema con por lo menos un inserto de manguito que sobresale en el alojamiento y rodea el manguito de guía y en cual se monta a pivote el manguito de guía. Un diseño particularmente compacto de la unidad de liberación de emergencia puede obtenerse montando a pivote el manguito tensor por ejemplo sobre el lado exterior de la envolvente y del inserto de manguito. A modo de una unidad de impulsión adecuada, posiblemente con un mecanismo de embrague, el manguito tensor puede conectarse al motor eléctrico por el eje rotatorio o la tuerca de rótula. Para la rotación relativamente independiente y precisa del manguito tensor, es posible rotar el manguito tensor por medio de un motor eléctrico tensor y en particular un motor escalonado. Una manera simple para ajustar más o menos la espiral del manguito de guía y la envolvente dentro de las áreas correspondientes conforme gira el manguito tensor, se puede proporcionar una leva especialmente sobre el lado interior del manguito rotatorio en una manera para hacer contacto con un extremo de la espiral del resorte de espiral cónica. La leva abrirá el extremo de la espiral como una función de la rotación del manguito tensor. En virtud de su fuerza elástica intrínseca el resorte de espiral cónica causará el bloqueo por fricción contra la dirección de apertura.

Para un diseño particularmente compacto de sistema accionador, el motor tensor puede estar colocado dentro del alojamiento cerca de la envolvente. Mientras que se alimenta la energía eléctrica al motor tensor, éste aplica una fuerza de retención al manguito tensor, contrarrestado por la carga de presión del manguito tensor en la posición relajada. Si y cuando la energía eléctrica falla o decae, la fuerza elástica girará al motor tensor y especialmente al manguito tensor en la dirección de la posición relajada. En un ejemplo simple de diseño, la carga de presión sobre el manguito tensor en la dirección de la posición relajada puede proporcionarse mediante un resorte de retorno montado entre el manguito tensor y el alojamiento o un componente rígidamente fijado con relación al alojamiento. Conforme gira el manguito tensor, se tensa el resorte de retorno relajado, por lo cual la energía elástica en el resorte del retorno puede utilizarse para restablecer el manguito tensor en su posición relajada. Se debe señalar que el resorte de retomo se emplea tanto para un cierre de emergencia como para un cierre normal, es decir, restableciendo el manguito tensor según se libera el resorte de espiral cónica. En el caso más simple el componente rígidamente montado en cuestión puede ser la tapa de cierre y en particular el inserto de manguito. También a fin de levantar el resorte de retorno por medio del manguito tensor, se puede proporcionar una leva adicional en una manera para sobresalir hacia adentro en un sentido esencialmente radial desde el interior del manguito tensor y para hacer contacto con el extremo de espiral del resorte de retorno tipo torsional. Específicamente, el otro extremo respectivo del resorte de espiral cónica es fijado en posición sobre el componente rígidamente montado. Para encerrar al menos parcialmente al elemento accionador a lo largo de la dirección del movimiento de avance, la tapa de cierre puede ser provista con un manguito externo que se sitúa opuesto al inserto de manguito y rodea al elemento accionador. Para evitar la penetración de agua, polvo, etc. hacia el manguito externo, el extremo libre del último puede equiparse con un bonete de extremo preferiblemente separable que se proporciona con una abertura de salida para el elemento accionador esencialmente en forma de varilla. El elemento accionador puede tener una sección transversal poligonal o redonda para la atenuación del movimiento del elemento accionador, el manguito externo puede estar al menos parcialmente lleno con un fluido y por lo menos un elemento de desplazamiento puede salir lateralmente del elemento accionador dentro del manguito externo. Todavía un elemento de desplazamiento simple particularmente efectivo puede ser un disco de desplazamiento que se extiende radialmente hacia fuera del elemento accionador y provisto con por lo menos una abertura conductora de fluido. Para el mantenimiento facilitado y capacidad de acceso del sistema accionador el alojamiento puede estar compuesto de por lo menos dos secciones de alojamiento separablemente conectadas. En este contexto, para el propósito de reemplazar o reparar fácilmente la unidad motor de impulsión, una de las secciones de alojamiento puede esencialmente constituir una sección de extremo de alojamiento que aloja al conjunto de impulsión de motor. Como un ejemplo de una propuesta simple para fijar el sistema accionador de acuerdo con esta invención a un dispositivo de control correspondiente, se proporcionar tornillería de empalme directamente sobre la superficie externa del alojamiento en el área de la tapa de cierre, permitiendo la fijación y separación de un dispositivo de control.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS A continuación se describe con mayor detalle los ejemplos ventajosos de diseño de esta invención con ayuda de las figuras en los dibujos anexos en los cuales: La Figura 1 es una sección longitudinal a través del sistema accionador de acuerdo con esta invención, fijada a un dispositivo de control. La Figura 2 muestra una sección longitudinal a través del sistema accionador de la Figura 1 a lo largo de la línea de intersección ll-ll en la Figura 3. La Figura 3 es una vista frontal del sistema accionador de la Figura 2. La Figura 4 es una vista seccional a lo largo de la línea IV-IV en la Figura 3. La Figura 5 es una vista frontal, análoga a la Figura 3, de un segundo ejemplo de diseño de un sistema accionador de acuerdo con esta invención; y La Figura 6 es una vista seccional a lo largo de la línea VI-VI en la Figura 5.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN La ilustración en la Figura 1 representa una sección a través de un sistema accionador 1 de acuerdo con esta invención, lateralmente bridada a un dispositivo de control 3 en la forma de una válvula de compuerta. El sistema accionador 1 incluye un recinto de sistema 4 en la dirección axial 66 de la cual un elemento accionador 7 está montado de manera deslizante para permitir el desplazamiento entre una posición extendida 70 y una posición retraída 71. En el extremo del sistema accionador 1 que da al dispositivo de control 3 el elemento accionador puede extenderse para desplazar una corredera de válvula 68. Por lo menos un resorte de retorno 67 en el lado del dispositivo de control 3 opuesto al sistema accionador 1 se somete a una carga de presión en la dirección de reajuste 74.

El recinto del sistema 4 está sujetado de manera separable a un alojamiento de brida 69 del dispositivo de control 3 por medio de los sujetadores 64. Dentro del alojamiento de brida 69 el elemento accionador 7 y la corredera de válvula 68 puede moverse en la dirección de desplazamiento 2. En la posición extendida 70 del elemento accionador 7 se desplaza la corredera de válvula 68 dentro del dispositivo de control 3 hasta un punto donde se expone una compuerta de válvula 72 en el agujero de la corredera 73 de la corredera de válvula 68. En su posición retraída 71 la corredera de válvula 68 cierra la compuerta de válvula 72. Conectado en el extremo del recinto del sistema 4 opuesto al dispositivo de control 3 está un cable 79 para controlar el sistema accionador y para la transferencia de datos. La Figura 2 representa una sección longitudinal a través del sistema accionador 1. En la mitad superior de la Figura 2 el elemento accionador 7 se muestra en su posición retraída 71 , en la mitad inferior separada por la línea axial 66 se muestra al elemento accionador 7 en su posición extendida 70 como en la Figura 1. El recinto de dos partes del sistema 4 consiste de secciones de recinto 62 y 63. La sección de recinto 63 constituye una parte extrema del recinto la cual se fija de manera removible a la otra sección de recinto 62 por medio del dispositivo sujetador 64.

Un dispositivo sujetador 64 correspondiente se sitúa en el extremo de salida 29 del recinto de sistema 4 opuesto a la sección de extremo de recinto 63. La sección de recinto 63 aloja un motor eléctrico 14 constituyendo parte de un ensamble de impulsión de motor 19. Un sensor de posición 26 en un extremo sirve para detectar la posición longitudinal del eje 5. Opuesto al extremo de salida 29 del recinto de sistema 4 el sensor de posición 26 sobresale de la sección de extremo del recinto 63 y está colocado dentro de un bonete de sensor 76 que se conecta separablemente a la sección de extremo del recinto 63.

El motor eléctrico 14 conecta a un ensamble de impulsión 17 constituyendo su parte acompañante de la unidad de motor de impulsión y consistiendo por ejemplo de un impulsor de ranura de flexión así llamado sin los engranajes tradicionales. La unidad de motor de impulsión 19 se fija a un disco anular 18 que se extiende horizontalmente a través del interior del recinto del sistema 4, mientras que el ensamble de impulsión 17 está al menos en parte colocado en una abertura circular central correspondiente en el disco anular. En el lado 20 del disco anular 18 que da lejos del motor eléctrico 14, se proporciona el disco con una extensión de anillo 21 en el cual se monta a pivote el manguito conector 22. El extremo 23 del manguito conector 22 se conecta de manera giratoria al ensamble de impulsión 17 mientras en su extremo opuesto 24 éste se fija de manera removible a una tuerca de rótula 16. El eje rotatorio en la forma de un tornillo de rótula 15 está suspendido en la tuerca de rótula 16 en una manera para permitir el movimiento en la dirección axial 66, es decir, en la dirección de desplazamiento 2. En la dirección hacia el tornillo de rótula 16 el manguito conector 22 destaca una serie de secciones con un diámetro progresivamente mayor, con su extremo 23 teniendo el diámetro más pequeño conectado al ensamble de impulsión 17. La combinación de la tuerca de rótula 16, el eje rotatorio 15 y la unidad de motor de impulsión 19 constituyen un mecanismo de avance 6 para el elemento accionador 7. Situado dentro del manguito conector 22 está el eje rotatorio 5, ¡lustrado en la mitad superior de la Figura 2 en su posición totalmente retraída dentro del manguito conector 22 mientras que en la mitad inferior éste se muestra en su posición máxima extendida del manguito conector 22. Situado entre el manguito conector 22 y la extensión de anillo 21 está un resorte de espiral cónica 25 como se muestra. Esto permite una rotación del manguito conector 22 en la dirección de avance 1 1 mientras que evita cualquier rotación en la dirección contraria. Un soporte rotatorio 28, indicado en la manera usual por un cuadrado o rectángulo con líneas diagonales, se ubica entre el manguito conector 22 y la extensión de anillo 21. El manguito conector 22 está rodeado por una envolvente 27 un extremo de la cual está rígidamente pero montado de manera separable sobre el disco anular 18. En su extremo opuesto la envolvente 27 tiene una sección de extremo 40 constituyendo una pestaña o reborde circular 9 que rodea la tuerca de rótula 16. En la dirección del extremo de salida 29 del recinto del sistema 4 la pestaña circular 9 conecta a un manguito rotatorio 8 cuyo extremo da hacia la pestaña circular 9 destacando una sección de extremo 39. La sección de extremo 39 y la pestaña circular 9 tienen el mismo diámetro exterior 41 y 42, respectivamente. Un resorte de espiral cónica 10 se enrolla sobre la sección de extremo 39 y la pestaña circular 9, respectivamente, conectando de manera rígida la envolvente 27 y el manguito rotatorio 8 cuando la tuerca de rótula 16 gira en la dirección de avance 1 1. El manguito rotatorio 8 se extiende hasta la tapa del recinto 43 montada en la abertura de salida 29 del recinto del sistema 4. En su lado interior, la tapa de recinto se proporciona con un inserto de manguito 45 el cual rodea el manguito rotatorio y en el cual se monta a pivote el manguito rotatorio sobre el soporte rotatorio 28. Por vía de cojinetes rotatorios adicionales 28 en su otro extremo, el manguito rotatorio 8 se monta a pivote sobre la pestaña circular 9 del envolvente 27. El elemento accionador 7 se extiende a través del agujero de guía 44 en el centro de la tapa de recinto 43. En su extremo 38 en el lado del eje rotatorio 5, el elemento accionador 7 se conecta a un soporte rotatorio 37. En el extremo 34 del eje rotatorio 5 el soporte rotatorio 37 se fija de manera removible a y constituye una parte separable de la cabeza del eje 35, sosteniendo el eje rotatorio sobre su lado 36 opuesto al eje. Sobresaliendo radialmente del soporte rotatorio 37 están dos salientes de guía mutuamente opuestas 32, 33 las cuales acoplan o enganchan en ranuras de guía 30, 31 correspondientes en el manguito rotatorio 8 y son guiadas por estas ranuras en una dirección axial 66. Por acoplar dentro de las ranuras de guía, las salientes de guía hacen que el soporte rotatorio 37 y de esta manera el eje rotatorio 5 y el manguito rotatorio 8 sean conectados rígidamente uno a otro. En su lado exterior opuesto al inserto de manguito 45, la tapa de recinto 43 se proporciona con un manguito externo 55 que rodea al elemento accionador 7. El extremo libre 56 del manguito externo 55 es sellado mediante un bonete de extremo 57. El elemento accionador 7 puede extenderse a través de un agujero de salida 58 en el bonete de extremo 57. En su posición retraída 71 el extremo libre del elemento accionador 7 es esencialmente nivelado con la superficie externa del bonete de extremo 57. El manguito externo 55 se llena con un fluido, no mostrado. El fluido sirve para atenuar el movimiento del elemento accionador 7 el cual se proporciona con un disco de desplazamiento que sale radialmente 60 actuando como el elemento de desplazamiento 59. El disco de desplazamiento 60 se perfora con aberturas conductoras de fluido 61 las cuales sirven para atenuar el movimiento del elemento accionador 7 especialmente en la dirección de su posición extendida 70. En uno de sus extremos de espiral 51 , el resorte de espiral cónica 10 hace contacto con una leva 49 ubicada sobre una superficie interior 50 de un manguito tensor 13. Los extremos del manguito tensor 13 son montados a pivote en soportes rotatorios 28 en el lado exterior 47 del inserto de manguito 45 y, respectivamente, en el lado exterior 46 de la envolvente 27. En su extremo montado sobre el envolvente 27, se proporciona al manguito tensor 13 con una pestaña terminal que apunta radialmente hacia adentro con un aro interno de engranaje. Este aro dentado embraga en un engranaje 78 que es girado por un motor tensor 48. El motor tensor 48 está colocado entre la envolvente 27 y el recinto de sistema 4 y puede ser controlado independiente del motor eléctrico para girar el manguito tensor 13. Un resorte de retorno 52 en la forma de un resorte de torsión se conecta a un extremo del inserto de manguito 45. Su otro extremo de espiral 54 hace contacto con una leva 53 la cual sobresale del interior 50 del manguito tensor 13. Cuando el motor tensor 48 gira al manguito tensor 13, éste tensa. al resorte de retomo 52, produciendo la fuerza de retorno necesaria para el manguito tensor 13. La combinación del motor tensor 48, el manguito tensor 13, el resorte de espiral cónica 10 y el resorte de reto o 52 constituyendo una unidad de liberación de emergencia 12 la cual causa que el elemento accionador 7 sea reajustado automáticamente hacia su posición retraída 71 en el suceso de una falla de energía eléctrica en el sistema accionador 1. La Figura 3 es una ilustración frontal del sistema accionador 1 de la Figura 2 visto en la dirección de la sección de extremo de recinto 63 y el bonete de sensor 76. La Figura 2 representa una vista en sección a lo largo de la línea ll-ll en la Figura 3. Cuatro compensadores 75, mostrados en mayor detalle en la Figura 4, se montan en un arreglo concéntrico alrededor de un sensor de posición 26 por la Figura 3. La Figura 4 representa una sección a lo largo de la línea IV-IV en la Figura 3. Los compensadores 75 están colocados en la sección de extremo de recinto 63 en una configuración radial con relación al motor eléctrico 14. Estos compensadores sirven para compensar las variaciones de volumen y presión con relación a un llenado completo de aceite del sistema accionador, es decir, estos compensan los cambios de volumen debido a la operación del sistema y a las fluctuaciones de temperatura. La Figura 5 es una ilustración, análoga a la Figura 3, de un segundo ejemplo de diseño de un sistema accionador 1 de acuerdo con esta invención. Cuatro compensadores 75 se montan en un arreglo concéntrico con relación al sensor de posición 26. La Figura 6 representa una vista en sección a lo largo de la línea VI-VI en la Figura 5. Para una descripción del segundo ejemplo de diseño del sistema accionador 1 , se hace referencia a la Figura 2, con componentes idénticos que llevan números de referencia idénticos los cuales finalmente serán mencionados solamente según se requiera. El segundo ejemplo de diseño del sistema accionador 1 difiere esencialmente del primero en que el inserto de manguito 45 sobresale menos profundamente en el recinto del sistema 4. Como otra diferencia, el sensor de posición 26 está empotrado en la sección de extremo de recinto 63 y la abertura que acomoda el sensor de posición puede estar sellada con relación al exterior de la sección de extremo de recinto 63 mediante un bonete de sensor montado a nivel 76. Además, el motor eléctrico 14 es de dimensiones menores ya que la segunda versión de diseño del sistema accionador 1 de acuerdo con esta invención está destinada para requerimientos de funcionamiento de menor demanda. La Figura 6 muestra al elemento accionador 7 en su posición retraída 71 por lo cual, como también se puede ver en la Figura 2, su extremo está igualado o nivelado con la superficie externa del bonete de extremo 57. Por vía de un ejemplo y similar a la Figura 2, el recinto del sistema 4 se proporciona sobre su lado exterior 65 con dispositivos sujetadores 64 adecuados los cuales sirven para conectar la sección de extremo de recinto 63 con la sección de recinto 62 y la sección de recinto 62 por ejemplo con un alojamiento bridado 69 por la Figura 1. Con la ayuda de las Figuras anexas, lo siguiente explicará de manera resumida el modo de operación del sistema accionador 1 de acuerdo con esta invención.

El elemento accionador 7 se mueve hacia la posición de desplazamiento 7 operando el motor eléctrico 14 el cual, por vía del ensamble de impulsión 17, gira al manguito conector 22 y, rígidamente conectado a éste, la tuerca de rótula 61. Conforme la tuerca de rótula gira, el eje rotatorio 5 o el tornillo de rótula 15 es movido en una dirección axial en el proceso del cual, por vía del soporte rotatorio 37 en su extremo 34, éste mueve al elemento accionador 7 en la dirección de la posición extendida 70. Al mismo tiempo, o antes que, el motor tensor 48 gira el engranaje 78 y con éste al manguito tensor 13. Las levas 49 y 53 respectivamente ocasionan que el resorte de espiral cónica 10 sea relajado y el resorte de retorno 52 sea tensado. Específicamente, el resorte de espiral cónica 10 en virtud de su resistencia de enrollamiento intrínseca, envuelve alrededor del manguito rotatorio 8 y la envolvente 27, conectando rígidamente de esta manera estos componentes. El resorte de retomo 52 se tensa mediante la rotación del manguito tensor 13. La conexión entre el manguito rotatorio 8 y la envolvente 27 evita que el tornillo de rótula 5 gire hacia atrás. La energía de presión de retorno correspondiente se transfiere hacia el recinto del sistema 4 a través de la envolvente 27. Si y cuando el motor tensor 48, diseñado como un motor escalonado, se alimenta a una corriente de retención correspondiente, éste mantiene su posición, como lo hará el manguito tensor 13. El resorte de retorno 52 almacena la energía que trata de girar al manguito tensor 13 de regreso contra la fuerza de retención del motor tensor 48. En la posición extendida 70 del elemento accionador 7 la compuerta de la válvula 72 por la Figura 1 se abre, permitiendo que tome lugar la exploración o extracción de gas, petróleo o similar. El movimiento longitudinal correspondiente del eje rotatorio 5 es monitoreado por el sensor de posición 26.

Si la compuerta de la válvula 72 se va a cerrar, la fuerza de retención del motor tensor 48 es reducida por los controles apropiados. Esto luego liberará al resorte de espiral cónica 10, permitiendo que el manguito rotatorio 8, impulsado por la energía de retorno del resorte de retorno 52, gire en la dirección opuesta con relación a la envolvente 27. En virtud de la conexión rígida entre el manguito rotatorio 8 y el eje rotatorio 5, provisto por las ranuras de guía 30 y 31 y las salientes de guía 32, 33, el eje rotatorio y la tuerca de rótula 16 pueden invertir la dirección hacia el motor eléctrico 14, por lo cual el elemento accionador 7, conectado al eje rotatorio, es desplazado hacia atrás hacia su posición retraída 71. Un factor principal en este contexto es la fuerza de retorno aplicada por el resorte de retorno 67 por la Figura 1 sobre el elemento accionador 7 ya que éste es esencialmente esta fuerza la que reajusta o restablece tanto al elemento accionador 7 como al eje rotatorio 5. El resorte de retorno 52 sirve esencialmente únicamente con el propósito de girar de regreso al manguito tensor 13 y la liberación de manera correspondiente del resorte de espiral cónica 10. En el suceso de una falla en la energía también, la fuerza de retención en el motor sensor 48 subsiste, causando un cierre de emergencia del sistema accionador 1 debido a la acción de la unidad de liberación de emergencia 12 compuesta del resorte de retorno 52, el resorte de espiral cónica 10 y el manguito tensor 13. Como se describió además anteriormente, el resorte de retorno 52 restituye al manguito tensor 13, liberando el resorte de espiral cónica 10, de manera que el manguito rotatorio 8 puede luego rotar con relación al envolvente 27. El resto del proceso de cierre toma lugar de la misma manera como en una operación normal de cierre del sistema accionador 1. De esta manera es posible operar y cerrar una válvula correspondiente sin un sistema de control y de suministro de energía eléctrica externo. El sistema accionador 1 descrito anteriormente es particularmente adecuado para utilizarse en la industria química o refinería de petróleo, gas, donde es deseable la operación controlada de manera remota de una válvula reguladora de presión o de cierre o similar en sitios remotos y/o peligrosos. La unidad de liberación de emergencia 12 de acuerdo con esta invención puede emplearse no solo en combinación con el impulsor de ranura de flexión anteriormente mencionado sin engranajes tradicionales pero también con otros sistemas de impulsión convencionales, motores de producción y/o combinaciones normales de embrague/freno.

Claims (1)

1. REIVINDICACIONES 1. Sistema accionador para desplazar un dispositivo de control que es cargado a presión en la dirección opuesta a la dirección de desplazamiento, el sistema accionador incorporando un elemento accionador capaz de ser movido de manera axial en la dirección de desplazamiento dentro de un recinto de sistema mediante un eje rotatorio de un mecanismo de avance, cuyo eje rotatorio se conecta rígidamente a un manguito rotatorio que se monta a pivote dentro del recinto de sistema y rodea al eje rotatorio por lo cual éste, con relación a una pestaña circular conectada rígida al recinto de sistema, es fijada en posición en la dirección opuesta a la dirección de la rotación de avance del eje rotatorio por medio de un resorte de espiral cónica cuyo resorte de espiral cónica se asocia con una unidad de liberación de emergencia para reajustar o restablecer el elemento accionador contra la dirección de desplazamiento, caracterizado porque se proporciona la unidad de liberación de emergencia con un manguito tensor para el resorte de espiral cónica cuyo manguito tensor es capaz de girar entre una posición tensada y/o relajada y es cargado a presión en la dirección de su posición relajada, siendo el resorte de espiral cónica retenido de manera liberable en su posición tensada. 2. Sistema accionador de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado porque el mecanismo de avance incluye un motor eléctrico para girar el eje rotatorio. 3. Sistema accionador de conformidad con la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque el eje rotatorio está en la forma de un tornillo de rótula giratorio y el motor eléctrico impulsa una tuerca de rótula la cual sostiene al eje rotatorio. 4. Sistema accionador de conformidad con por lo menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque un ensamble de impulsión está colocado internamente entre el motor eléctrico y la tuerca de rótula. 5. Sistema accionador de conformidad con por lo menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el motor eléctrico y el ensamble de impulsión constituyendo una unidad de motor de impulsión fijado, particularmente de manera removible, a un disco anular montado horizontalmente dentro del recinto de sistema. 6. Sistema accionador de conformidad con por lo menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el disco anular se proporciona sobre su lado que da a la tuerca de rótula con una extensión de anillo en la cual se monta a pivote un manguito conector, un extremo de por lo cual éste se conecta de manera separable a la unidad de motor-impulsión mientras su otro extremo se fija de manera removible a la tuerca de rótula. 7. Sistema accionador de conformidad con por lo menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque se ubica un resorte de espiral cónica adicional entre el manguito conector y la extensión de anillo. 8. Sistema accionador de conformidad con por lo menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque se proporciona un sensor de posición dentro del mecanismo de avance y específicamente conectado al motor eléctrico con el eje. 9. Sistema accionador de conformidad con por lo menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque una envolvente rodea la extensión de anillo y al manguito conector y se fija de manera removible al disco anular. 10. Sistema accionador de conformidad con por lo menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el manguito rotatorio se extiende esencialmente desde a tuerca de rótula hasta un extremo de salida del recinto de sistema opuesto al motor eléctrico, dicho manguito rotatorio destacando por lo menos dos ranuras de guía en las cuales salientes de guía coincidentes, sobresalen radialmente con relación al eje rotatorio, puede moverse en una dirección axial. 1 1. Sistema accionador de conformidad con por lo menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque las salientes de guía se montan sobre una cabeza del eje que se fijan de manera removible a un extremo de eje rotatorio. 12. Sistema accionador de conformidad con por lo menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque se proporciona la cabeza de eje sobre su lado dando lejos del eje rotatorio con un soporte rotatorio para soportar un extremo del elemento accionador. 13. Sistema accionador de conformidad con por lo menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el manguito rotatorio es capaz de girar con relación a la envolvente y porque el resorte de espiral cónica se coloca entre estos dos componentes. 14. Sistema accionador de conformidad con por lo menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el manguito rotatorio y la envolvente destacan secciones de extremo mutuamente de frente teniendo un diámetro externo esencialmente idéntico y sosteniendo el resorte de espiral cónica, la sección de extremo del manguito de guía siendo la pestaña circular. 15. Sistema accionador de conformidad con por lo menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque una tapa de recinto con un agujero de guía para el elemento accionador de ubica en el extremo de salida del recinto de sistema. 16. Sistema accionador de conformidad con por lo menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la tapa de recinto se proporciona con por lo menos un inserto de manguito que sobresale en el recinto de sistema y que rodea el manguito rotatorio mientras que sostiene a pivote el manguito de guía. 17. Sistema accionador de conformidad con por lo menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el manguito tensor es sostenido de manera giratoria sobre las superficies externas de la envolvente y el inserto de manguito. 18. Sistema accionador de conformidad con por lo menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el manguito tensor puede ser girado por un motor eléctrico tensor y en particular mediante un motor escalonado. 19. Sistema accionador de conformidad con por lo menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque se proporciona una leva particularmente sobre el lado interior del manguito tensor, haciendo contacto con un extremo de la espiral del resorte de espiral cónica. 20. Sistema accionador de conformidad con por lo menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el motor tensor es alojado dentro del recinto de sistema al lado de la envolvente. 21. Sistema accionador de conformidad con por lo menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque un resorte de retorno soportado sobre el manguito tensor en la dirección de la posición relajada se sitúa entre el manguito tensor y el recinto de sistema o un componente rígidamente fijado con relación al recinto del sistema. 22. Sistema accionador de conformidad con por lo menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dicho componente rígidamente montado es la tapa del recinto y más específicamente el inserto de manguito. 23. Sistema accionador de conformidad con por lo menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque una leva adicional sobresale interiormente en una manera esencialmente radial desde el interior del mango tensor, dicha leva haciendo contacto con un extremo de espiral del resorte de retomo tipo torsión. 24. Sistema accionador de conformidad con por lo menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la tapa del recinto incorpora, opuesto al inserto de manguito, un manguito extemo el cual rodea al elemento accionador. 25. Sistema accionador de conformidad con por lo menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque se proporciona el manguito externo en su extremo libre con un bonete de extremo separable que destaca un agujero de salida para el elemento accionador esencialmente en forma de varilla. 26. Sistema accionador de conformidad con por lo menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el manguito extemo es al menos llenado parcialmente con un fluido, y por lo menos un elemento de desplazamiento sobresale dentro del manguito externo del elemento accionador. 27. Sistema accionador de conformidad con por lo menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el elemento de desplazamiento está en la forma de un disco de desplazamiento que sobresale radialmente del elemento accionador y que tiene por lo menos una abertura conductora de fluido. 28. Sistema accionador de conformidad con por lo menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el recinto de sistema está compuesto de por lo menos dos secciones de recinto separablemente conectadas. 29. Sistema accionador de conformidad con por lo menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque una sección de recinto constituye esencialmente la cubierta de extremo de recinto que aloja la unidad de motor de impulsión. 30. Sistema accionador de conformidad con por lo menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque se proporciona un dispositivo sujetador en la superficie extema del recinto del sistema en el área de la tapa de recinto para fijar de manera removible el dispositivo de control.