NO20111384A1 - Anordning ved ventilaktuator med fjaerretur og framgangsmate for betjening av en ventil - Google Patents
Anordning ved ventilaktuator med fjaerretur og framgangsmate for betjening av en ventil Download PDFInfo
- Publication number
- NO20111384A1 NO20111384A1 NO20111384A NO20111384A NO20111384A1 NO 20111384 A1 NO20111384 A1 NO 20111384A1 NO 20111384 A NO20111384 A NO 20111384A NO 20111384 A NO20111384 A NO 20111384A NO 20111384 A1 NO20111384 A1 NO 20111384A1
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- actuator
- spindle
- valve
- spindle nut
- coupling
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 10
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims abstract description 54
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims abstract description 54
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims abstract description 54
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 22
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims abstract description 5
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims abstract 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims abstract 2
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 3
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 230000001050 lubricating effect Effects 0.000 description 1
- 238000004137 mechanical activation Methods 0.000 description 1
- 239000013535 sea water Substances 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 description 1
- 229920002545 silicone oil Polymers 0.000 description 1
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K31/00—Actuating devices; Operating means; Releasing devices
- F16K31/02—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic
- F16K31/04—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic using a motor
- F16K31/047—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic using a motor characterised by mechanical means between the motor and the valve, e.g. lost motion means reducing backlash, clutches, brakes or return means
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K31/00—Actuating devices; Operating means; Releasing devices
- F16K31/44—Mechanical actuating means
- F16K31/50—Mechanical actuating means with screw-spindle or internally threaded actuating means
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K31/00—Actuating devices; Operating means; Releasing devices
- F16K31/44—Mechanical actuating means
- F16K31/56—Mechanical actuating means without stable intermediate position, e.g. with snap action
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Mechanically-Actuated Valves (AREA)
- Transmission Devices (AREA)
- Electrically Driven Valve-Operating Means (AREA)
- Fluid-Driven Valves (AREA)
Abstract
Det beskrives en anordning ved en ventilaktuator (3), hvor ventilaktuatoren (3) er forsynt med en spindelmutter (4F) som omslutter et parti av en aktuatorspindel (4A) og står i inngrep med et utvendig gjengeparti anordnet på aktuatorspindelen (4A), idet spindelmutteren (4F) er aksialt fiksert relativt aktuatorspindelen (4A), og aktuatorspindelen (4A) står i rotasjonshindrende inngrep med et endedeksel (3D), eller et aktuatorhus (3A) og spindelmutteren (4F) er via transmisjonsmidler (4H, 4K, 4N, 5A, 5C) forbundet med en første drivmotor (4M). Ventilaktuatoren (3) er forsynt med en tilkoplingsanordning (7B) for en andre, flyttbar drivmotor (7A), typisk et momentverktøy fra en undervannsfarkost. Momentverktøyet (7A) står i inngrep med spindelmutteren (4F) via transmisjonsmidler (41, 4L, 7D, 7E). Aktuatoren (3) er forsynt med en aktuatorfjær (4C) for automatisk stenging av ventilen ved tap av holdestrøm til henholdsvis en elektromagnetisk kopling (5) som kopler spindelmutteren (4F) til transmisjonsmidlene (4H, 4K, 4N) og en brems (6) som holder aktuatorfjæren (4C) oppspent. Aktuatoren (3) er forsynt med en koplingsanordning (2) for frigjøring eller tilkopling av aktuatoren (3). Det beskrives også en framgangsmåte for betjening av en ventil (1), hvor framgangsmåten omfatter trinnene; ved rotasjon, via en elektromagnetisk kopling (5), av en spindelmutter (4F) som omslutter et parti av en aktuatorspindel (4A), står i inngrep med et utvendig gjengeparti anordnet på aktuatorspindelen (4A) og er aksialt fiksert relativt aktuatorspindelen (4A), å tilveiebringe en aksiell forskyvning av aktuatorspindelen (4A), med kompresjon av en aktuatorfjær (4C) via fjærplaten (4E), idet rotasjonen tilveiebringes med hjelp av minst en drivmotor (4M, 7A). ved å forsyne en elektromagnetisk brems (6) med holdestrøm å holde en aktuatorfjær (4C) oppspent. ved fjærretur automatisk å stenge en ventil ved tap av holdestrøm til henholdsvis kopling (5) og brems (6).frigjøring av en aktuatorspindel (4A) fra en ventilspindel. (11) og frigjøring av et aktuatorhus (3A) fra en ventil (IB, 1C).tilkopling av en aktuator (3) ved låsing av et aktuatorhus (3A) til en ventil (1B, 1C) og kopling av en aktuatorspindel (4A) til en ventilspindel (11).
Description
Oppfinnelsen vedrører en anordning ved en ventilaktuator, hvor ventilaktuatoren er forsynt med en fast opplagret spindelmutter som står i inngrep med et utvendig gjengeparti på en aktuatorspindel og bringer denne til å forskyves aksielt ved rotasjon av en drivmotor tilknyttet sleidemutteren via transmisjonsmidler. Aktuatoren er forsynt med en anordning som sørger for at ventilen går til lukket posisjon ved utløsing av fjærretur i tilfelle aktuatoren mister strømforsyningen. Det beskrives også en fremgangsmåte for betjening av en ventil.
I det etterfølgende er aktuatorens funksjon illustrert ved at aktuatoren er tilkoplet en undervanns sluseventil, der aktuatoren anvendes for omstilling av ventilen mellom lukket og åpen stilling. Aktuatoren er forsynt med en fjær som sikrer automatisk stenging av den tilhørende ventilen når en brems og kopling som er i inngrep med spindelmutteren mister elektrisk holdestrøm. Aktuatoren er også aktuell for andre anvendelser, der det er behov for omstilling av ventilen til mellomstillinger for å regulere strømningen gjennom ventilen.
Aktuatorer for undervanns sluseventiler er tradisjonelt operert via hydraulikk. En ny trend i undervannsbransjen er man benytter elektrisk opererte aktuatorer som et alternativ til hydraulikk.
US 2009/0211762 Al, (GB 2.458.012 A) beskriver en modulær elektrisk aktuator-løsning for undervannsventiler som ved rotasjon av en gjenget spindel på enden av elektromotorakslingen aksielt forflytter en kulemutter med en forlengerhylse som omslutter enden av spindelen når den er i indre posisjon.
WO 2006/071124 Al beskriver en elektrisk aktuatorløsning som overfører dreiemomentet fra en drivmotor til en gjenget spindel som aksielt forflytter en rullemutter som er forbundet med en aktueringsmekanisme.
US 2010/0127646 Al beskriver en elektrisk aktuatorløsning som overfører et dreiemoment fra drivmotorer til en spindel som roterer en fast opplagret mutter med en gjennomgående, gjenget spindel som er forbundet med en aktueringsmekanisme.
WO/2003/021077, beskriver en aktuator med en planetrulleskruemekanisme som forflyttes aksielt via hydraulisk aktuering og omsetter den aksielle bevegelsen til rotasjon av senterskruen.
Oppfinnelsen har til formål å avhjelpe eller å redusere i det minste en av ulempene ved kjent teknikk, eller i det minste skaffe til veie et nyttig alternativ til kjent teknikk.
Formålet oppnås ved trekk som er angitt i nedenstående beskrivelse og i etterfølgende patentkrav.
Det er tilveiebrakt en ventilaktuator hvor rotasjon av en spindelmutter resulterer i en aksiell bevegelse av en aktuatorspindel som via en ventilspindel er koplet til en ventilsleide, eksempelvis en ventilsluse, anordnet i et ventilhus. Aktuatoren er forsynt med en aktuatorfjær for retur av ventilslusen til stengt posisjon ved tap av holdestrøm til en kopling og en brems som står i rotasjonshindrende inngrep med spindelmutteren når fjæren er oppspent via aktuatorspindelen ved åpning av ventilen.
I et første aspekt vedrører oppfinnelsen mer spesifikt en anordning ved en ventilaktuator, kjennetegnet ved at;
ventilaktuatoren er forsynt med en spindelmutter som omslutter et parti av en aktuatorspindel og står i inngrep med et utvendig gjengeparti anordnet på aktuatorspindelen, idet spindelmutteren er aksielt fiksert relativt aktuatorspindelen; aktuatorspindelen står i rotasjonshindrende inngrep med et parti av et aktuatorfeste eller et aktuatorhus; og
spindelmutteren via transmisjonsmidler er forbundet med en drivmotor; og spindelmutteren er forsynt med en elektromagnetisk kopling som står i fast inngrep med de øvrige transmisjonsmidlene til motoren og i inngrep med spindelmutteren ved elektromagnetisk innkopling av koplingen; og spindelmutteren er forsynt med en elektromagnetisk brems som er montert på et aktuatorfeste og står i rotasjonshindrende inngrep med spindelmutteren ved elektromagnetisk innkopling av bremsen; og
aktuatorspindelen er forbundet med en aktuatorfjær som komprimeres ved aksial forskyvning av aktuatorspindelen og som aksialt forskyver aktuatorspindelen i motsatt retning, idet spindelmutteren, via brems og kopling, frikoples for rotasjon; og Ventilaktuatoren er forsynt med en koplingsanordning for frigjøring av aktuatorspindelen fra en ventilspindel som er festet til ventilsleiden og en koplingsanordning for frigjøring av aktuatorhuset fra ventilen.
Den minst ene drivmotoren kan være en elektromotor anordnet i et trykktett aktuatorhus.
Ventilaktuatoren kan være forsynt med en tilkoplingsanordning for en andre, flyttbar drivmotor, og tilkoplingsanordningen står i inngrep med spindelmutteren via transmisjonselementer.
Transmisjonselementene kan omfatte en kopling.
Den andre, flyttbare drivmotoren kan være et undervanns momentverktøy.
Til spindelmutteren eller transmisjonsmidlene kan det være tilknyttet minst en posisjonssensor innrettet til å kunne registrere spindelmutterens rotasjon. Posisjons-sensoren kan være mekanisk eller elektrisk.
I et andre aspekt vedrører oppfinnelsen mer spesifikt en framgangsmåte for betjening av en ventil, kjennetegnet av at framgangsmåten omfatter trinnene: ved rotasjon av en spindelmutter som omslutter et parti av en akuatorspindel og som står i inngrep med et utvendig gjengeparti anordnet på aktuatorspindelen og er aksielt fiksert relativt aktuatorspindelen, å tilveiebringe en aksiell forskyvning av aktuatorspindelen, samtidig som en aktuatorfjær komprimeres ved åpning av ventilen, idet rotasjonen tilveiebringes med hjelp av minst en drivmotor.
Den minst ene drivmotoren kan være en elektromotor anordnet i et trykktett aktuatorhus, og elektromotoren er tilknyttet et programmerbart styresystem.
Den minst ene drivmotoren kan være et momentverktøy anordnet på en undervannsfarkost og midlertidig tilknyttet transmisjonselementene via en utvendig tilkoplingsanordning som er forsynt med en sikringsanordning som holder transmisjonselementene innkoplet og låst for rotasjon når fjæren er oppspent via m om e ntve rktøyet.
automatisk frikopling av spindelmutteren for rotasjon når en elektromagnetisk brems og kopling mister holdestrøm, slik at en oppspent aktuatorfjær aksialt forskyver aktuatorspindelen og stenger ventilen.
ved hjelp av en undervannsfarkost, å frigjøre aktuatoren fra ventilen ved å frikople aktuatorspindelen fra ventilspindelen og deretter frikople en koplingsanordning som fester aktuatoren til ventilen; og
i omvendt rekkefølge, å kople aktuatoren til ventilen og kople aktuatorspindelen til ventilspindelen.
I det etterfølgende beskrives et eksempel på en foretrukket utførelsesform anskueliggjort på medfølgende tegninger hvor;
Fig. 1 viser et aksialsnitt gjennom en sluseventil med en ventilaktuator ifølge
oppfinnelsen;
Fig. 2A viser et aksialsnitt gjennom ventilhuset og koplingsanordningene for
frigjøring av aktuatoren fra ventilen;
Fig. 2B viser et aksialsnitt gjennom ventilhuset og koplingsanordningene for
frigjøring av aktuatoren fra ventilen, rotert 90° i forhold til fig. 2A;
Fig. 3A viser et aksialsnitt gjennom ventilaktuatoren; Fig. 3B viser et aksialsnitt gjennom ventilaktuatoren, - rotert 90° i forhold til
fig. 3A; Fig. 3C viser i større målestokk et utsnitt av et aksialsnitt av aktuatoren med aktuatorfestet, spindelmutteren, støttelager, elektromagnetisk kopling, elektromagnetisk brems og drivende tannhjul for spindelmutteren; Fig. 3D viser et utsnitt av et aksialsnitt av aktuatoren med en posisjonssensor for måling av omdreining av det drivende tannhjulet for spindelmutteren; Fig. 3E viser et utsnitt av et aksialsnitt av aktuatoren med strømtilførsel via
slepekontakter til den elektromagnetiske koplingen for spindelmutteren;
Fig. 4A viser en perspektivskisse av sluseventilen og ventilaktuatoren; og
Fig. 4B viser en perspektivskisse av sluseventilen og ventilaktuatoren hvor ventilhuset for oversiktens skyld er fjernet og ventilaktuatoren er rotert 180° i forhold til fig. 4A.
I det etterfølgende er det tatt utgangspunkt i at en ventilaktuator er anvendt for å manøvrere en sluseventil. Dette innebærer ingen begrensning i oppfinnelsens virke-område, men tjener som et eksempel for å forklare de i oppfinnelsen inngående trekk som er anskueliggjort på de medfølgende tegningene.
På tegningene betegner henvisningstallet 1 en sluseventil med et ventilhus IA og et deksel IB for ventilhuset IA. Dekselet IB er forsynt med en utsparing med et låsespor 1C tilpasset en koplingsanordning 2 for en ventilaktuator 3 med anordninger trykktett plassert i et aktuatorhus 3A som er avgrenset av en montasjeflens 3B, en aktuatorkappe 3C og et endedeksel 3D. I aktuatorhuset er det anbrakt aktueringsanordninger 4, en elektromagnetisk kopling 5, en elektromagnetisk brems 6, en transmisjon 7 for operasjon fra eksternt momentverktøy 7A og en transmisjon for mekanisk posisjonssensor 8, elektronisk posisjonssensor 9, kabelgjennomføring 10 og trykkompensator n.
Figur 1 viser en lengdesnittstegning av sluseventilen 1 sammenstilt med koplingsanordningen 2 og ventilaktuatoren 3. Figur 2A og 2B viser lengdesnittegninger av ventilen 1 og koplingsanordningen 2 med tilhørende deler. Figur 2A er rotert 90° i forhold til figur 2B.
Ventilhuset IA er forsynt med sveisestusser for flenstilkoplinger på ventilens innløp ID og utløp 1E. Dekselet IB er montert på ventilhuset IA med skruer 1F og er forsynt med pakninger 1G. Dekselet IB er forsynt med en pakkboks 1H for gjennomføring av en ventilspindel II. Når ventilslusen 1J er trukket mot dekselet IB ved hjelp av ventilspindelen II er ventilen 1 åpen for gjennomstrømning av væske fra innløpet ID gjennom ventilsetet IK, porten IL i ventilslusen 1J og ut gjennom ventilsetet IM til utløpsporten 1E. Når slusen 1J står i indre posisjon i ventilhuset IA er ventilen 1 stengt ved at setene IK, IM tetter mot overflaten av slusen 1J som vist på fig. 2A
Koplingsanordningen 2 er innrettet til å feste aktuatoren 3 til ventilen 1 og består av et koplingshus 2A, og en låseanordning 2B som kan ha forskjellig utforming, med eksempelvis låsesegmenter, eller en kulelås som vist på fig. 2A-2B. Koplingsanordningen 2 blir innrettet for hydraulisk eller mekanisk aktivering ved hjelp av en undervannsfarkost. Koplingshuset 2A som er fastgjort i en utsparing utvendig på ventildekselet IB med en stempelring 2C som er innrettet for å presse kulene 2D ut i et låsespor 1C ved trykksetting av hydrauliske sylindere 2E. Stempelringen 2C blir forsynt med en sikringsanordning (ikke vist) som holder koplingsanordningen 2 låst til ventildekselet IB. En aktuatorspindel 4A er ført gjennom en senteråpning i koplingshuset 2A. Ventilspindelen II er fastgjort til aktuatorspindelen 4A via en bajonettkopling IN på enden av ventilspendelen II. Koplingshuset 2A er utformet med et innvendig hulrom som er tilpasset den utvendige formen til bajonettkoplingen IN som forskyves aksialt i hulrommet i koplingshuset 2A av aktuatorspindelen 4A Koplingshuset 2A med låseanordningen 2B blir forsynt med en injeksjonsport (ikke vist) for fylling med et korrosjonshindrende og smørende medium.
Figur 2A og 2B viser et utsnitt av aktuatoren 3 med en anordning for frikopling av aktuatorspindelen 4A fra ventilspindelen II før ventilaktuatoren 3 frigjøres fra ventilen 1 ved hjelp av koplingsanordningen 2. En sylindrisk endekapsel 2F er ført gjennom en senteråpning i endedekselet 3D der det er anordnet et utvendig fjærhus 2G. Fra endekapselen 2F er det ført en aksling 2H gjennom et senterhull i fjærhuset 2G med et utvendig håndtak 21 på enden av akslingen 2H. Den andre enden av endekapselen 2F er utformet med en senteråpning som korresponderer med en ikke-sirkulær profil på enden av aktuatorspindelen 4A som stikker inn i endekapselen. Endekapselen 2F er normalt holdt i låst posisjon med fjæren 2J. En kant på endekapselen 2F på utsiden av endedekselet 3D er utformet med styrespor 2K for vridning av endekapselen 2F, som er i inngrep med aktuatorspindelen 4A, innenfor en vinkelsektor begrenset av styrepinnene 2L som stikker opp gjennom styresporene 2K fra endedekselet 3D som vist på figur 2B. Når endekapselen 2F trekkes ut slik at fjæren 2J trykkes sammen blir endekapselen frigjort fra et låsespor eller anordning (ikke vist), slik at den kan vris mellom endeposisjonene; helt tilkoplet, eller helt frakoplet posisjon. Endekapselen 2F kan vris for å frigjøre aktuatorspindelen 4A, eller kople aktuatorspindelen sammen med ventilspindelen II ved bajonettkoplingen IN på enden av ventilspindelen II. Det er festet en mekanisk indikator 2M til endekapselen 2F som stikker ut av en sektoråpning mellom fjærhuset 2G og endedekselet 3D som vist på figurene 1 og 4A.
Som det fremgår av perspektivskissen, figur 4A er det utvendig på aktuatorhuset 3A anbrakt et håndtak 2N for håndtering av aktuatoren med en undervannsfarkost under fra og tilkopling av aktuatoren og annen håndtering.
Figur 3A og 3B viser en lengdesnittegning av ventilaktuatoren 3 med aktuatorhuset 3A og innvendige aktueringsanordninger 4. Figur 3B er rotert 90° i forhold til figur 3A.
En dobbel montasjeflens 3B med et gjennomgående hull for aktuatorspindelen 4A er festet til enden av koplingshuset 2A med skruer 3E. En aktuatorkappe 3C omslutter aktuerings anordningene 4. Det er anordnet en første kappepakning 3F mellom den sylindriske aktuatorkappen 3C og ytterkanten av montasjeflensen 3B, og en andre kappepakning 3G mellom aktuator kappen 3C og ytterkanten av endedekselet 3D. Den sylindriske aktuatorkappen 3C er festet med skruer 3H til henholdsvis ytterkanten av montasjeflensen 3B og ytterkanten av endedekselet 3D.
Et aktuatorfjærhus 4B med minst en aktuatorfjær 4C er fastgjort på en ende av aktuatorfestet 4D. En fjærplate 4E ligger an mot aktuatorfestet 4D når aktuatorfjæren 4C ikke er komprimert. Aktuatorspindelen 4A er forsynt med en skulder som ligger an mot fjærplaten 4E og som bidrar til å skyve fjærplaten 4E aksialt i aktuatorfjærhuset 4B når aktuatorfjæren 4C blir komprimert ved at spindelmutteren 4F roteres og beveger aktuatorspindelen 4A aksialt under åpning av ventilen 1.
Figur 3C viser et utsnitt av aktuatoren 3 med aktuatorfestet 4D som er utformet med en innvendig utsparing for; en stasjonær spindelmutter 4F, et støttelager 4G, en kopling 5, en brems 6, utvendige tannhjul 4H, 41, samt et støttelager 4J. Flere mindre tannhjul innvendig i aktuatorfestet 4D står i inngrep med tannhjulene 4H og 41. Tannhjulene 4K er vist på figur 3A og tannhjulene 4L og 8A er vist på figur 3B. Aktuatorfestet 4D er forsynt med en gjennomgående senterboring for aktuatorspindelen 4A. Aktuatorspindelen 4A er utformet med et utvendig gjengeparti som er i inngrep med spindelmutteren 4F. Spindelmutteren kan for eksempel være en såkalt rullemutter eller kulemutter. Som det fremgår av figurene 2A-B har den frie enden av aktuatorspindelen en ikke-sirkulær profil som korresponderer med en senteråpning i endekapselen 2F og hindrer aktuatorspindelen 4A i å rotere når spindelmutteren 4F settes i rotasjonsbevegelse for å forskyve aktuatorspindelen 4A aksialt.
En i og for seg kjent elektromagnetisk kopling 5 omslutter en første ende av spindelmutteren 4F. En koplingsdel 5A med en elektromagnet 5B er fastgjort til spindelmutteren 4F og roterer med denne. En drivplate 5C er fastgjort til et utvendig tannhjul 4H. Når elektromagneten 5B er innkoplet med elektrisk holdestrøm (DC) via kabelforbindelsen 5D og slepekontaktene 5E, slik det fremgår av figur 3E, roteres spindelmutteren 4F som vist på figur 3A av en første drivmotor 4M, typisk en elektrisk motor som er forsynt med et gir 4N, via tannhjulet 4K som er anordnet på en giraksling 40 og tannhjulet 4H. Girakslingene 40 er forsynt med hvert sitt støttelager 4P, nedfelt i montasjeflensen 3B. I en utførelse av koplingen 5 overføres dreiemomentet ved at elektromagneten 5B presser sammen en platestabel 5F med fortannede plater som vekselvis er i inngrep enten med kopingsdelen 5A som er fastgjort til spindelmutteren 4F, eller drivplaten 5C som er fastgjort til det utvendige tannhjulet 4H. Kraften fra elektromagneten 5B overføres typisk via trykkpinner 5G som er fastgjort til en trykkplate 5H slik at friksjonen mellom de sammenpressede platene 5F holder koplingsdelen 5A låst til drivplaten 5C. Når elektromagneten 5B er strømløs skyver fjærene 51 trykkplaten 5H tilbake, slik at platene i platestabelen 5F som via tenner på den enkelte platen er i inngrep med henholdsvis koplingsdelen 5A og drivplaten 5C kan rotere fritt.
En i og for seg kjent elektromagnetisk brems 6 omslutter en andre ende av spindelmutteren 4F og støttelageret 4G. Ankerplaten 6A med en elektromagnet 6B er fastgjort i en innvendig utsparing i aktuatorfestet 4D. En friksjonsskive 6C er fastgjort til koplingsstykket 6D via fjærende elementer (ikke vist) og koplingsstykket 6D er fastgjort til spindelmutteren 4F. Friksjonsskiven 6C er separert fra den stasjonære ankerplaten 6A med et mellomrom slik at spindelmutteren 4F med friksjonsskiven 6C og koplingsstykket 6D kan rotere fritt når bremsen er strømløs. Når elektromagneten 6B er innkoplet med elektrisk holdestrøm (DC) via kabelforbindelsen 6E hindrer bremsen 6 spindelmutteren 4F fra å rotere ved at fjærkraften overvinnes og friksjonsskiven 6C trekkes mot den stasjonære ankerplaten 6A slik at det blir friksjon mellom platene 6A, 6C. En alternativ utførelse av bremsen 6 kan være med multiplater som friksjonselement.
Som det fremgår av lengdesnittegningen 3B kan spindelmutteren 4F i en utførelse roteres ved hjelp av et momentverktøy 7A fra en undervannsfarkost. Moment-verktøyet 7A koples til en tilkoplingsanordning 7B som er montert utvendig på endedekselet 3D via en flens 7C. Fra tilkoplingsanordningen 7B er det anordnet en aksielt forskyvbar momentaksling 7D som er fastgjort i den ene halvdelen av en kopling 7E. En fjær (ikke vist) holder koplingshalvdelene frakoplet under normal operasjon av aktuatoren 3. Når momentakslingen 7D gjennom aksial forskyvning med momentverktøyet 7A komprimerer fjæren slik at koplingshalvdelene i koplingen 7E er i inngrep, blir dreiemomentet fra momentverktøyet 7A overført gjennom koplingen til rotasjon av spindelmutteren 4F via tannhjulet 4L som er i inngrep med det utvendige tannhjulet 41 som er fastgjort til spindelmutteren 4F. Tannhjulets 4L aksling er opplagret i et støttelager 4P, nedfelt i montasjeflensen 3B.
Som det fremgår av perspektivtegningen 4B er det på flensen 7C anbrakt en mekanisk sikringsanordning 7F for transmisjonselementene 7D og 7E for å unngå at spindelmutteren 4F kan rotere fritt når ventilen 1 er åpnet via et momentverktøy 7A. Sikringsanordningen 7F er innrettet for å holde momentakslingen 7D i indre posisjon, samtidig som rotasjon av akslingen 7D hindres; idet aktuatorfjæren 4C er oppspent og den elektromagnetiske koplingen 5 og bremsen 6 er strømløs og dermed utkoplet. Låseanordningen 7F er forsynt med et håndtak 7G for inn og utkopling av sikringsanordningen 7F ved hjelp av en undervannsfarkost.
Som det fremgår av lengdesnittstegningen 3B er aktuatoren 3 er forsynt med en mekanisk posisjonssensor 8 for registrerering av spindelmutterens 4F omdreininger. Et tannhjul 8A er i inngrep med det utvendige tannhjulet 41 som er fastgjort til spindelmutteren 4F. Tannhjulets 8A aksling 8B er opplagret i et støttelager 8C, nedfelt i montasjeflensen 3B. Dreiemomentet fra tannhjulet 8A overføres via et første gir 8D til en momentaksel 8E som er forbundet med et andre gir 8F som er koplet til en indikator 8G på utsiden av aktuatorens 3 endedeksel 31.
Som det fremgår av figur 3D er en elektronisk posisjonssensor 9 for registrerering av spindelmutterens 4F omdreininger anbrakt på aktuatorfestet 4D med en gjennomføring til utsparingen i aktuatorfestet 4D for registrerering av bevegelsen til tannhjulet 4H som er fastgjort til drivplaten 5B for spindelmutteren 4F. Eksempelvis registrerer sensoren hull i tannhjulet 4H som indikert på figuren.
Det er kjent teknikk at en elektronisk pulsgiver kan være integrert som standard i en elektrisk motor 4M og at utgangssignalet benyttes for posisjonskontroll.
Fra utsiden av aktuatorens 3 endedeksel 3D går det en kabelforbindelse (ikke vist) gjennom kabelgjennomføring 10 for signaloverføring og elektrisk strømforsyning. Eventuelt kan det være aktuelt med flere kabelgjennomføringer. På innsiden av aktuatorkappen 3C, mellom kabelgjennomføringen 10 og en elektronikkbeholder (ikke vist) går det flere kabelforbindelser (ikke vist). Aktuatorhuset 3A er fylt med et elektrisk isolerende medium, eksempelvis silikonolje og er trykkompensert mot det omgivende sjøvannstrykket via en i og for seg kjent trykkompensator 11.
Claims (11)
1. Anordning ved en elektromekanisk aktuator (3);karakterisert vedat
ventilaktuatoren (3) er forsynt med en spindelmutter(4F) som omslutter et parti av en aktuatorspindel (4A) og står i inngrep med et utvendig gjengeparti anordnet på aktuatorspindelen (4A), idet spindelmutteren (4F) er aksielt fiksert relativt aktuatorspindelen (4A),
aktuatorspindelen (4A) står i rotasjonshindrende inngrep med et endedeksel (3D), eller et aktuatorhus (3A); og
spindelmutteren (4F) er via transmisjonsmidler (4H, 4K, 4N, 5A, 5C) forbundet med en drivmotor (4M); og
spindelmutteren (4F) er forsynt med en elektromagnetisk kopling (5) som står i fast inngrep med transmisjonsmidlene (4H, 4K, 4N) til drivmotoren (4M) og i inngrep med spindelmutteren (4F) via elektromagnetisk innkopling; og
spindelmutteren (4F) er forsynt med en elektromagnetisk brems (6) som er montert på et aktuatorfeste (4D) og står i rotasjonshindrende inngrep med spindelmutteren (4F) via elektromagnetisk innkopling; og
2. Anordning ifølge krav 1, hvor ventilaktuatoren (3) er forsynt med en koplingsanordning (2A, 2B, 2C, 2D, 2E, 2F, 2G, 2H, 21, 2J, 2K, 2L, 2M) for frigjøring av en aktuatorspindel (4A) fra en ventilspindel (II) og frigjøring av aktuatorhuset (3A) fra ventilen (IB, 1C);
3. Anordning ifølge krav 1, hvor minst den ene drivmotoren er en elektromotor (4M) anordnet i et trykktett aktuatorhus (3A).
4. Anordning ifølge krav 1, hvor ventilaktuatoren (3) er forsynt med en tilkoplingsanordning (7B) for en andre, flyttbar drivmotor (7A), og tilkoplingsanordningen (7B) står i inngrep med spindelmutteren (4F) via transmisjonselementer (41, 4L, 7D, 7E).
5. Anordning ifølge krav 1, hvor transmisjonselementene (41, 4L, 7D, 7E) omfatter en kopling med fjær (7E).
6. Anordning ifølge krav 4, hvor den andre, flyttbare drivmotoren (7A) er et undervanns momentverktøy.
7. Anordning ifølge krav 1, hvor det til spindelmutteren (4F) via transmisjonsmidlene (41, 8A, 8B, 8D, 8E, 8F) er tilknyttet en mekanisk posisjonsindikator (8G), innrettet til å kunne registrere spindelmutterens (4F) rotasjon.
8. Anordning ifølge krav 1, hvor det til spindelmutteren (4F) eller transmisjonsmidlene (4H, 4K, 4N, 5A, 5C) er tilknyttet en posisjonssensor (9) innrettet til å kunne registrere spindelmutterens (4F) rotasjon.
9. Framgangsmåte for betjening av en ventil (1),karakterisert vedat framgangsmåten omfatter trinnene;
ved rotasjon av en spindelmutter (4F) som omslutter et parti av en aktuatorspindel (4A), står i inngrep med et utvendig gjengeparti anordnet på aktuatorspindelen (4A) og er aksialt fiksert relativt aktuatorspindelen (4A), å tilveiebringe en aksiell forskyvning av aktuatorspindelen (4A), med kompresjon av en aktuatorfjær (4C) via aktuatorspindelen (4A) og fjærplaten (4E), idet rotasjonen tilveiebringes med hjelp av minst en drivmotor (4M, 7A).
ved å forsyne en kopling (5) med holdestrøm sørge for at spindelmutteren (4F) er koplet til transmisjonsmidlene (4H, 4K, 4N).
ved å forsyne en brems (6) med holdestrøm sørge for at aktuatorfjæren (4C) holdes oppspent.
ved fjærretur automatisk å stenge en ventil ved tap av holdestrøm til henholdsvis kopling (5) og brems (6).
frigjøring av en aktuatorspindel (4A) fra en ventilspindel (II) og frigjøring av et aktuatorhus (3A) fra en ventil (IB, 1C).
tilkopling av en aktuator (3) ved låsing av et aktuatorhus (3A) til en ventil (IB, 1C) og kopling av en aktuatorspindel (4A) til en ventilspindel (II).
10. Framgangsmåte ifølge krav 9, hvor den minst ene drivmotoren er en elektromotor (4M) anordnet i et trykktett aktuatorhus (3A), og elektromotoren (4M) er tilknyttet et programmerbart styresystem.
11. Framgangsmåte ifølge krav 9, hvor den minst ene drivmotoren er et momentverktøy (7A) anordnet på en undervannsfarkost og midlertidig tilknyttet transmisjonselementene (41, 4L, 7D, 7E) via en utvendig tilkoplingsanordning (7B) for undervanns momentverktøy.
Priority Applications (7)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
NO20111384A NO333570B1 (no) | 2011-10-12 | 2011-10-12 | Anordning ved ventilaktuator med fjaerretur og framgangsmate for betjening av en ventil |
AU2012300208A AU2012300208B2 (en) | 2011-10-12 | 2012-10-10 | Device for a spring return valve actuator and method of operating a valve |
PCT/NO2012/050198 WO2013055230A1 (en) | 2011-10-12 | 2012-10-10 | Device for a spring return valve actuator and method of operating a valve |
US14/346,278 US9581266B2 (en) | 2011-10-12 | 2012-10-10 | Device for a spring return valve actuator and method of operating a valve |
BR112014008782-2A BR112014008782B1 (pt) | 2011-10-12 | 2012-10-10 | dispositivo para atuador de válvula de retorno por mola e método de operação de válvula |
EP12840212.0A EP2766647B1 (en) | 2011-10-12 | 2012-10-10 | Device for a spring return valve actuator and method of operating a valve |
ES12840212.0T ES2598102T3 (es) | 2011-10-12 | 2012-10-10 | Dispositivo para un actuador de válvula de retorno por resorte y método de funcionamiento de una válvula |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
NO20111384A NO333570B1 (no) | 2011-10-12 | 2011-10-12 | Anordning ved ventilaktuator med fjaerretur og framgangsmate for betjening av en ventil |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NO20111384A1 true NO20111384A1 (no) | 2013-04-15 |
NO333570B1 NO333570B1 (no) | 2013-07-08 |
Family
ID=48082140
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NO20111384A NO333570B1 (no) | 2011-10-12 | 2011-10-12 | Anordning ved ventilaktuator med fjaerretur og framgangsmate for betjening av en ventil |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US9581266B2 (no) |
EP (1) | EP2766647B1 (no) |
AU (1) | AU2012300208B2 (no) |
BR (1) | BR112014008782B1 (no) |
ES (1) | ES2598102T3 (no) |
NO (1) | NO333570B1 (no) |
WO (1) | WO2013055230A1 (no) |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103322269B (zh) * | 2013-07-01 | 2015-11-18 | 上海理工大学 | 圆柱型直线电机驱动的电动执行机构 |
BR102013025272A2 (pt) * | 2013-09-30 | 2015-08-18 | Chemtech Serviços De Engenharia E Software Ltda | Sistema de acionamento de válvulas submarinas manuais |
EP3177858A1 (en) * | 2014-08-05 | 2017-06-14 | Aktiebolaget SKF | Valve operator assembly, valve equipped with such assembly and assembly process for such a valve |
CN107002904B (zh) * | 2014-10-20 | 2019-04-09 | 斯凯孚公司 | 阀操作器组件和配备有该组件的阀 |
WO2019209987A1 (en) * | 2018-04-25 | 2019-10-31 | Kana Energy Services, Inc. | Linear actuator |
US12034351B2 (en) * | 2020-07-06 | 2024-07-09 | Electrical Subsea & Drilling As | Electromechanical actuator for use under water |
NO20220828A1 (en) * | 2022-07-26 | 2024-01-29 | Fmc Kongsberg Subsea As | Subsea valve actuator assembly |
Family Cites Families (23)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3087105A (en) * | 1963-04-23 | Electromechanical actuator with limiting mechanism | ||
US2860266A (en) * | 1957-02-06 | 1958-11-11 | American Metal Climax Inc | Linear actuator |
US2947394A (en) * | 1957-06-03 | 1960-08-02 | Robert R Grover | Electric clutch and brake |
NL289903A (no) * | 1962-03-08 | |||
DE2263058A1 (de) * | 1972-12-22 | 1974-06-27 | Klaus Union Armaturen | Stopfbuechsloser antrieb, insbesondere fuer armaturen |
GB8712055D0 (en) * | 1987-05-21 | 1987-06-24 | British Petroleum Co Plc | Rov intervention on subsea equipment |
GB8805744D0 (en) * | 1988-03-10 | 1988-04-07 | British Petroleum Co Plc | Mechanical fail-safe release actuator system |
US5195721A (en) * | 1990-05-04 | 1993-03-23 | Ava International Corporation | Fail safe valve actuator |
US5224512A (en) * | 1992-06-05 | 1993-07-06 | Shikoku Research Institute Inc. | Valve stem driving apparatus |
GB9415648D0 (en) * | 1994-08-03 | 1994-09-21 | Rotork Controls | Differential drive linear actuator |
US5518462A (en) * | 1994-08-12 | 1996-05-21 | Jordan Controls, Inc. | Spring return electric actuator |
US5984260A (en) * | 1996-10-15 | 1999-11-16 | Baker Hughes Incorporated | Electrically driven actuator with failsafe feature |
EP0984133B1 (en) * | 1998-09-03 | 2006-01-04 | Cooper Cameron Corporation | Actuation module |
DE20018563U1 (de) * | 2000-10-30 | 2002-03-21 | CAMERON GmbH, 29227 Celle | Betätigungsvorrichtung, insbesondere für eine Drosseleinrichtung |
US6585227B2 (en) | 2001-07-26 | 2003-07-01 | Cooper Cameron Corporation | Roller screw actuator for subsea choke or module |
EP1333207B1 (en) * | 2002-02-01 | 2005-08-03 | Vetco Gray Controls Limited | Linear actuators |
US6909281B2 (en) * | 2002-07-03 | 2005-06-21 | Fisher Controls International Llc | Position sensor using a compound magnetic flux source |
NO323101B1 (no) * | 2004-12-30 | 2007-01-02 | Fmc Kongsberg Subsea As | Feilsikker ventilaktuator |
US7609056B2 (en) * | 2006-09-11 | 2009-10-27 | Fisher Controls International Llc | Apparatus to determine the position of an actuator |
US7523916B2 (en) * | 2006-10-05 | 2009-04-28 | Vetco Gray Inc. | Fail-safe gate valve |
WO2008125136A1 (en) | 2007-04-13 | 2008-10-23 | Cameron International Corporation | Actuating device and method of operating an actuating device |
BRPI0901458B1 (pt) | 2008-02-27 | 2019-04-02 | Vetco Gray, Inc. | Sistema submarino e conjunto de boca de poço submarino para produzir hidrocarbonetos e método para operar um membro de produção submarina |
US20100308240A1 (en) * | 2009-05-03 | 2010-12-09 | Mcadoo Timothy K | Electric fail safe valve actuator |
-
2011
- 2011-10-12 NO NO20111384A patent/NO333570B1/no unknown
-
2012
- 2012-10-10 AU AU2012300208A patent/AU2012300208B2/en active Active
- 2012-10-10 WO PCT/NO2012/050198 patent/WO2013055230A1/en active Application Filing
- 2012-10-10 BR BR112014008782-2A patent/BR112014008782B1/pt active IP Right Grant
- 2012-10-10 US US14/346,278 patent/US9581266B2/en active Active
- 2012-10-10 EP EP12840212.0A patent/EP2766647B1/en active Active
- 2012-10-10 ES ES12840212.0T patent/ES2598102T3/es active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
AU2012300208A1 (en) | 2013-05-02 |
BR112014008782B1 (pt) | 2020-12-01 |
BR112014008782A2 (pt) | 2017-06-13 |
ES2598102T3 (es) | 2017-01-25 |
EP2766647A4 (en) | 2015-08-05 |
AU2012300208B2 (en) | 2014-11-13 |
EP2766647B1 (en) | 2016-08-10 |
WO2013055230A1 (en) | 2013-04-18 |
US20140231685A1 (en) | 2014-08-21 |
NO333570B1 (no) | 2013-07-08 |
US9581266B2 (en) | 2017-02-28 |
EP2766647A1 (en) | 2014-08-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
NO20111384A1 (no) | Anordning ved ventilaktuator med fjaerretur og framgangsmate for betjening av en ventil | |
US9470330B2 (en) | Actuating device and method for displacing the actuating device | |
US8864103B2 (en) | Valve actuator | |
US8716963B2 (en) | Actuating device and method of operating an actuating device | |
EP2499410B1 (en) | Coupling apparatus for use with electric actuators | |
NO20120580A1 (no) | Elektriske aktuatorer med internt belastningsapparat | |
US7350634B2 (en) | Method for adjusting an incremental path measurement unit in an actuation device of a pressure-closed clutch as well as an actuation device | |
EP3212977B1 (en) | Flow control valve having a motion conversion device | |
NO340106B1 (no) | Manuelt overstyringsapparat for lineære aktuatorer | |
NO331659B1 (no) | Anordning ved ventilaktuator og framgangsmate for betjening av en ventil | |
NO20190378A1 (en) | Electric actuator system and method | |
US20030167864A1 (en) | Actuating device | |
NO341195B1 (no) | En aktuator for en ventil i en undervannsinstallasjon | |
US11448243B2 (en) | Electrohydraulic system for use under water, comprising an electrohydraulic actuator | |
NO341070B1 (no) | Elektromekanisk kraftaktuator | |
NO329156B1 (no) | Elektrisk ventilaktuator med virvelstromskopling | |
US11976741B2 (en) | Electrohydraulic system having an adjustment device for a valve | |
CN103016827B (zh) | 一种用于水下节流阀的步进式液压促动器 | |
NO327239B1 (no) | Aktiveringsanordning, spesielt for anvendelse i en trotlingsanordning | |
US6978979B2 (en) | Isolating device | |
KR101607840B1 (ko) | 스카치 요크 구조의 자동 개폐 밸브 | |
CN118661028A (zh) | 用于操纵工艺阀的线性执行器 | |
JP2007216344A (ja) | エアドライバ装置 | |
JP2006022893A (ja) | 流体圧駆動装置用手動操作装置 |