NO340683B1 - Aktuator med et overstyringsapparat - Google Patents

Description

AKTUATOR MED ET OVERSTYRINGSAPPARAT

[0001] Den aktuelle offentliggjøringen er generelt forbundet med ventilaktuatorer og mer bestemt med ventilaktuatorer med et overstyringsapparat.

BAKGRUNN

[0002] Reguleringsventiler (f.eks. avstengningsventiler, dreieventiler, osv.) brukes vanligvis i prosessreguleringssystemer for å regulere prosessvæskestrømmen. Avstengningsventiler som portventiler, kuleventiler, osv. har vanligvis en ventilstamme (f.eks. en glidestamme) som flytter en strømningsregulatordel (f.eks. en ventilplugg) som er plassert i en væskebane mellom en åpen posisjon slik at væske kan strømme gjennom ventilen og en lukket posisjon for å hindre at væsken strømmer gjennom ventilen. En reguleringsventil har vanligvis en aktuator (f.eks. en trykklufts-aktuator, hydraulisk aktuator, osv.) for automatisk regulering av ventilen. Under drift tilfører en strømningsreguleringsenhet (f.eks. en posisjonsenhet) reguleringsvæske (f.eks. luft) til aktuatoren for å styre strømningsregulatordelen til en ønsket posisjon for å regulere væskestrømmen gjennom ventilen. Aktuatoren kan flytte strømningsregulatordelen med en full slaglengde mellom en helt lukket posisjon for å hindre en væskestrøm gjennom ventilen og en helt åpen posisjon slik at væske kan strømme gjennom ventilen.

[0003] I praksis krever mange prosessreguleringssystemer aktuatorer (f.eks. ventilaktuatorer) med feilsikringssystemer. Vanligvis beskytter et feilsikringssystem prosessreguleringssystemet ved å få aktuatoren og derved strømningsregulatordelen til å flytte seg til helt lukket eller helt åpen posisjon i en nødssituasjon, ved strømavbrudd og/eller dersom reguleringsvæsken (f.eks. luft) som tilføres en aktuator (f.eks. en trykklufts-aktuator), stenges av.

[0004] Noen kjente stempelaktuatorer (f.eks. aktuatorer med fjærretur) kan gi en mekanisk feilsikringsretur. For eksempel kan disse kjente stempelaktuatorene ha en innvendig fjær som er i direkte kontakt med et stempel, for å gi en mekanisk feilsikringsretur for å belaste stempelet i retning av den ene eller andre av stempelets endeposisjoner (f.eks. helt åpent eller helt lukket) når tilførselen av reguleringsvæske til aktuatoren svikter. Slike aktuatorer med fjærretur og lange slag gir ofte dårlig regulering når de brukes i utstyr med lange slag (f.eks. slaglengder på 10,16 cm (4") eller mer). Det vil med andre ord si at i noen typer utstyr kan fjærkonstanten for belastingen eller feilsikringsfjæren være tilstrekkelig til å redusere aktuatorens ytelse fordi den tilførte væsken og regulatordelen må overvinne belastningskraften på feilsikringsfjæren. Alternativt krever aktuatorer med lange slag en fjær med en lavere fjærkonstant for å tilpasses lengden på de lange slagene (dvs. slik at fjæren kan trykke sammen hele slaglengden). I aktuatorer med lange slag mangler imidlertid en fjær med en relativt lavere fjærkonstant ofte tilstrekkelig skyvekraft eller styrke slik at strømningsregulatordelen kobles og forsegles til et ventilsete for å forhindre lekkasje gjennom ventilen ved en systemsvikt og gir derved et utilstrekkelig feilsikringssystem.

[0005] Dobbeltvirkende aktuatorer kan brukes til større ventiler som krever lengder med lange slag. Dobbeltvirkende aktuatorer gir ofte bedre nøyaktighet enn enkeltvirkende aktuatorer fordi dobbeltvirkende aktuatorer drives på basis av en regulert trykkforskjell over aktuatordelen (f.eks. et stempel) og er derfor ikke er avhengig av en fjær (f.eks. en fjærkonstant) for å føre aktuatoren tilbake til en ønsket posisjon (f.eks. en helt lukket eller helt åpen posisjon, osv.). Slike kjente dobbeltvirkende aktuatorer mangler imidlertid en mekanisk feilsikring slik som de ovennevnte kjente aktuatorene med fjærretur og er derved uønsket i noe utstyr.

[0006] Mange kjente dobbeltvirkende aktuatorer bruker et luftbaser! (f.eks. trykkluft) feilsikringssystem som feilsikringsmekanisme. Slike kjente luftbaserte feilsikringssystemer krever imidlertid ytterligere komponenter (f.eks. volumtanker, utløser-/fordelingsventiler, volumøkning, osv.), som gjør systemet betydelig mer komplisert og øker produksjonskostnadene. I andre eksempler har noen kjente dobbeltvirkende aktuatorer med lange slag et feilsikringssystem med belastning eller fjær som virker direkte og uavbrutt på aktuatoren (f.eks. stempelet) under drift. Slike belastnings- eller sikringsfjærmetoder krever imidlertid et overdimensjonert stempel for å overvinne fjærkreftene til belastnings- eller sikringsfjæren.

SAMMENDRAG

[0007] I ett eksempel har en typisk aktuator med et overstyringsapparat et første aktuatorstempel som er koblet til en regulatoraktuatordel og en overstyringsdel som er koblet til aktuatoren. En fjær er driftskoblet til overstyringsdelen som får overstyringsdelen til å flytte det første aktuatorstempelet til en forhåndsbestemt posisjon som reaksjon på en overstyringstilstand.

[0008] I et annet eksempel har en typisk aktuator med et overstyringsapparat som beskrives i dette dokumentet, en første aktuator med en første aktuatordel som er plassert i et første hus som inneholder et første kammer og et andre kammer. Det første og andre kammeret tilføres reguleringsvæske som fører til at den første aktuatordelen beveger seg i en første retning, og det andre kammeret tilføres reguleringsvæsken som fører til at den første aktuatordelen beveger seg i en andre retning som er motsatt den første retningen når den første aktuatoren er i en driftstilstand. En andre aktuator har en andre aktuatordel som er plassert i et andre hus som inneholder et tredje kammer og et fjerde kammer. Det tredje kammeret tilføres reguleringsvæsken som fører til den andre aktuatordelen beveger seg til en lagret posisjon når den første aktuatoren er i en driftstilstand. Et belastningselement er plassert i det fjerde kammeret som fører til at den andre aktuatordelen flytter den første aktuatordelen til en forhåndsbestemt posisjon når reguleringsvæsken slippes ut fra det tredje kammeret og den første aktuatoren er i en ikke-driftstilstand.

[0009] I enda et annet eksempel har et aktuatorapparat som beskrives i dette dokumentet, metoder for å flytte en første aktuatordel mellom en første posisjon og en andre posisjon og metoder for å flytte av en andre aktuatordel til en lagret posisjon når metoden for flytting av den første aktuatordelen, er i en driftstilstand. I tillegg har aktuatorapparat metoder for å få den andre aktuatordelen til å flytte den første aktuatordelen til en forhåndsbestemt posisjon som reaksjon på en overstyringstilstand.

KORT BESKRIVELSE AV TEGNINGENE

[0010] Fig. 1A og 1B illustrerer en typisk kjent reguleringsventil og aktuator med et kjent luftbaser! feilsikringssystem.

[0011] Fig. 2A illustrerer et typisk aktuatorapparat som beskrives i dette dokumentet, med et overstyringsapparat beskrevet i en lagret posisjon.

[0012] Fig. 2B illustrerer det typiske aktuatorapparatet i fig. 2A med overstyringsapparatet i en forhåndsbestemt posisjon.

[0013] Fig. 3A er et delvis tverrsnitt av et annet typisk aktuatorapparat som beskrives i dette dokumentet, med et overstyringsapparat i en første posisjon.

[0014] Fig. 3B er en annen delvis tverrsnittvisning av det typiske aktuatorapparatet i fig. 3A med overstyringsapparatet i en andre posisjon.

[0015] Fig. 4A-4D er tverrsnittillustrasjoner av det typiske aktuatorapparatet i fig. 3A og 3B i henholdsvis en første posisjon, en mellomposisjon, en andre posisjon og en forhåndsbestemt posisjon.

[0016] Fig. 4E-4H er tverrsnittillustrasjoner av det typiske aktuatorapparatet i fig. 3A og 3B konfigurert som en «kan-ikke-lukkes»-aktuator.

[0017] Fig. 5A er en delvis tverrsnittvisning av et annet typisk aktuatorapparat som beskrives i dette dokumentet, og fig. 5B er en tverrsnittillustrasjon av det typiske aktuatorapparatet i fig. 5A.

[0018] Fig. 6A og 6B illustrerer et annet typisk aktuatorapparat som beskrives i dette dokumentet.

DETALJERT BESKRIVELSE

[0019] De typiske aktuatorene som beskrives i dette dokumentet, er utstyrt med et overstyringsapparat som ikke krever de komplekse og kostnadskrevende komponentene som er forbundet med kjente væskebaserte feilsikringssystemer slik som dem det henvises til ovenfor. Selv om de typiske aktuatorene som beskrives i dette dokumentet kan tilpasses en hvilken som helst slaglengde på ventilen og hvilket som helst ventilutstyr (f.eks. av/på-utstyr, strupeventiler, osv.), har de typiske aktuatorene som beskrives i dette dokumentet, særlige fordeler ved bruk sammen med væskereguleringsutstyr (f.eks. ventiler) med lange slag for bruk med strupeutstyr.

[0020] Før de typiske aktuatorene beskrives mer detaljert, gis en kort forklaring av en kjent reguleringsventilmontasje 100 i forbindelse med fig. 1A og 1B. Med henvisning til fig. 1A og 1B har den kjente reguleringsventilmontasjen 100 en aktuator 102 til aktivering av slag eller drift av en ventil 104. Som vist i fig. 1A har ventilen 104 en ventilkropp 106 med et ventilsete 108 som er plassert i ventilkroppen som har en åpning 110 og som giren væskestrømningspassasje mellom et innløp 112 og et utløp 114. En strømningsregulatordel 116 som er driftskoblet til en ventilstamme 118 beveger seg i en første retning (f.eks. vekk fra ventilsetet 108 i retning av fig. 1A) for at væske skal strømme mellom innløpet 112 og utløpet 114 og beveger seg i en andre retning (f.eks. mot ventilsetet 108 i retning av fig. 1A) for å begrense eller forhindre væskestrøm mellom innløpet 112 og utløpet 114. Strømningsraten som tillates gjennom reguleringsventilen 100, reguleres således av plasseringen av strømningsregulatordelen 116 i forhold til ventilsetet 108. Et bur 120 inneholder den glidende lukkedelen 116 og er plassert mellom innløpet 112 og utløpet 114 for å gi væsken visse strømningsegenskaper (f.eks. for å redusere støy, redusere kavitasjon, osv.). Et deksel 122 er koblet til ventilkroppen 106 via festeanordninger 124 og et deksel 122 for å koble ventilen 104 til en balanseåk 126 på aktuatoren 102.

[0021] Aktuatoren 102 som vises i fig. 1B, kalles vanligvis en dobbeltvirkende stempelaktuator. Aktuatoren 102 har et stempel (ikke vist) som er driftskoblet til strømningsregulatordelen 116 (fig. 1A) via en aktuatorstamme 128. En stammekontakt 131 kan kobles til aktuatorstammen og ventilstammen 118 og kan ha en bevegelsesindikator 130 som viser aktuatorens 102 posisjon og således posisjonen til strømningsregulatordelen 116 i forhold til ventilsetet 108 (f.eks. en åpen posisjon, en lukket posisjon, en mellomposisjon, osv.). En feedback-sensor (ikke vist) kan konfigureres for å gi et signal (f.eks. et mekanisk signal, et elektrisk signal, osv.) for en reguleringsenhet eller en posisjoneringsenhet (ikke vist).

[0022] Under drift kan posisjoneringsenheten være driftskoblet til feedback-sensoren via en servomekanisme for å regulere væsken som tilføres (f.eks. trykkluft, hydraulisk olje, osv.) ovenfor og/eller under stempelet på aktuatoren 102 basert på signalet fra feedback-sensoren. Som følge flyttes stempelet av trykkforskjellen over stempelet enten i en første eller en andre retning for å variere strømningsregulatordelens 116 posisjon mellom en lukket posisjon der strømningsregulatordelen 116 er forseglende tilsluttes ventilsetet 108 og en fullt åpen maksimal strømningshastighetsposisjon der det er et mellomrom eller separasjon mellom strømningsregulatordelen 116 og ventilsetet 108.

[0023] Den typiske reguleringsventilmontasjen 100 i fig. 1A og 1B håret feilsikringssystem 132. Et feilsikringssystem giret prosessreguleringssystem beskyttelse ved at det får strømningsregulatordelen 116 til å flytte seg til en ønsket posisjon i nødssituasjoner (f.eks. hvis reguleringsenheten ikke klarer å tilføre reguleringsvæske til aktuatoren 102). I dette eksempelet erfeilsikringssystemet 132 et luftbasertfeilsikringssystem som haren utløserventil 134 som har væskeforbindelse med aktuatoren 102 og en volumtank (ikke vist) for å lagre en reguleringsvæske (f.eks. væske under trykk).

[0024] Under drift registrerer utløserventilen 134 trykket på reguleringsvæsken i aktuatoren 102. Dersom trykket på reguleringsvæsken i aktuatoren 102 faller under en forhåndsbestemt verdi (f.eks. en verdi stilt inn via en reguleringsfjær som er plassert i utløserventilen 134), gir utløserventilen 134 (med flere porter og lukkedeler) et lukket sløyfesystem og væskekobler volumtanken til aktuatoren 102. Volumtanken tilfører aktuatoren 102 den lagrede reguleringsvæsken for å flytte strømningsregulatordelen 116 til åpen eller lukket posisjon, eller en mellomposisjon, eller, f.eks. låse strømningsregulatordelen 116 i den siste reguleringsposisjonen. Selv om det luftbaserte feilsikringssystemet 132 er svært effektivt, er det luftbaserte feilsikringssystemet 132 komplisert å installere, krever ytterligere rør og mer plass, vedlikehold, osv. og øker derved også kostnader. I tillegg krever vanligvis volumtanken som brukes med det luftbaserte feilsikringssystemet 132, regelmessig sertifisering (f.eks. årlig sertifisering) fordi den ofte klassifiseres som en trykkbeholder, noe som medfører ekstra utgifter og tid. I tillegg gir ikke feilsikringssystem 132 en primær (f.eks. fjærbasert) mekanisk feilsikring, som kan være ønskelig eller påkrevd i noe utstyr.

[0025] Alternativt, i andre eksempler kan aktuatorer med lange slag ha et belastningselement eller en sikringsfjær som er driftskoblet til en aktuatordel (f.eks. et stempel) på aktuatoren 102 for å gi en primær mekanisk feilsikring. Slike belastningsfjærer mangler vanligvis tilstrekkelig skyvekraft eller styrke (kan f.eks. ikke gi tilstrekkelig belastning på setet) slik at strømningsregulatordelen 116 kobler seg forseglende til ventilsetet 108 ved tap av eller svikt i reguleringsvæsken til aktuatoren 102. Slike kjente belastningsfjærer krever vanligvis supplerende feilsikringssystemer. I tillegg har slike belastnings- og sikringsfjærer den ulempen at de virker direkte og uavbrutt på aktuatoren 102 (f.eks. stempelet) under drift og krever således en overdimensjonert aktuatordel (f.eks. et stempel med stor overflate) for å overvinne belastningen fra eller kraften til sikringsfjæren.

[0026] Fig. 2A og 2B er et typisk aktuatorapparat 200 som beskrives i dette dokumentet, med en typisk fjærutløser eller overstyringsapparat 202. Fig. 2A er en illustrasjon av det typiske aktuatorapparatet som viser det typiske overstyringsapparatet 202 i en lagret posisjon. Fig. 2B er en illustrasjon av det typiske aktuatorapparatet 200 med det typiske overstyringsapparatet 202 i en aktivert posisjon. Det typiske akturatorapparatet 200 kan brukes til å betjene eller drive glidestammeventiler som portventiler, kuleventiler, osv., rotasjonsventiler som spjeldventiler, ballventiler, plateventiler, osv. og/eller ethvert annet strømningsreguleringsutstyr eller apparat. Det typiske aktuatorapparatet 200 i fig. 2A og 2B kan f.eks. brukes til å betjene eller drive den typiske ventilen 104 i fig. 1A.

[0027] Med henvisning til fig. 2A og 2B er overstyringsapparatet 202 koblet til en første aktuator 204 (f.eks. en dobbeltvirkende aktuator). En første aktuatorstamme 206 er koblet til en regulatoraktuatordel 208 som f.eks. et stempel eller en membranplate. Regulatoraktuatordelen 208 er plassert inni et hus 210 som består av et første kammer 212 og et andre kammer 214. Den første aktuatoren 204 er væskekoblet til en kilde 216 som tilfører reguleringsvæske via en posisjoneringsenhet 218. Posisjoneringsenheten 218 tilfører reguleringsvæske eller sender ut reguleringsvæske fra det første kammeret 212 og det andre kammeret 214 via henholdsvis passasje 220 og 222.

[0028] En reguleringsvæske som f.eks. trykkluft, tilføres av posisjoneringsenheten 218 til det første og andre kammeret 212 og 214 for å danne trykkforskjell over regulatoraktuatordelen 208 for å flytte regulatoraktuatordelen 208 i enten en første retning langs aksen 224 eller en andre retning langs aksen 224 motsatt den første retningen. Regulatoraktuatordelen 208 beveger seg f.eks. i den første retningen (f.eks. i retning oppover i retningen i fig. 2A) når trykket på reguleringsvæsken i det første kammeret 212 utøver en kraft på en første side 226 av regulatoraktuatordelen 208 som er større enn kraften som utøves på en andre side 228 av regulatoraktuatordelen 208 ved trykket på væsken i det andre kammeret 214 (f.eks. reguleringsvæsken i det andre kammeret 214 fjernes).

[0029] Omvendt flyttes regulatoraktuatordelen 208 i en andre retning (f.eks. nedover

i retningen i fig. 2A) motsatt den første retningen, når trykket på væsken i det andre kammeret 214 utøver en kraft på den andre siden 228 av regulatoraktuatordelen 208 som er større enn kraften som utøves på den første siden 226 til regulatoraktuatordelen 208 ved at trykket på væsken i det første kammeret 212 (f.eks. reguleringsvæsken i det første kammeret 212) fjernes.

[0030] Overstyringsapparatet 202 har et hus 230 som inneholder en aktuatoroverstyringsdel 232 (f.eks. et overstyringsstempel) som består av et tredje kammer 234 og et fjerde kammer 236. Det tredje kammeret 234 er væskekoblet til en kilde 216 som tilfører reguleringsvæske via en passasje 235, som tilfører reguleringsvæske (f.eks. trykkluft) til et tredje kammer 234. I andre eksempler kan imidlertid det tredje kammeret 234 være væskekoblet til en annen passende kilde som tilfører reguleringsvæsken slik som en lufttilførselskilde, en hydraulisk tilførselskilde, osv. Når reguleringsvæsken strømmer inn i det tredje kammeret 234, utøver reguleringsvæsken en kraft på en første side 238 på aktuatoroverstyringsdelen 232 for å belaste overstyringsapparatet 202 i den lagrede posisjonen som vises i fig. 2A. Et belastningselement 240 (f.eks. en fjær) er plassert i det fjerde kammeret 236 og utøver en kraft på en andre side 242 på aktuatoroverstyringsdelen 232 for å belaste aktuatoroverstyringsdelen 232 mot regulatoraktuatordelen 208 når reguleringsvæsken i det tredje kammeret 234 sendes ut eller slippes ut fra det tredje kammeret 234 som reaksjon på en overstyringstilstand i kilden 216 som tilfører reguleringsvæsken. Med andre ord aktiveres overstyringsapparatet 202 når kilden 216 som tilfører reguleringsvæsken, enten ikke kan tilføre reguleringsvæske med tilstrekkelig trykk til det tredje kammeret 234 eller dersom en alternativ reguleringsenhet (f.eks. en reguleringsenhet som er en del av et instrumentert sikkerhetssystem) selektivt sender ut væsketrykket i et tredje kammer slik som beskrevet i større detalj nedenfor.

[0031] Det fjerde kammeret 236 kan ha en ventil 244 som kan ventilere til atmosfærisk trykk slik at reguleringsvæsken i det tredje kammeret 234 kun må overvinne kraften i belastningselementet 240 for å flytte overstyringsapparatet 202 til den lagrede posisjonen i fig. 2A. Aktuatoroverstyringsdelen 232 kan også ha en ringforsegling 245 (f.eks. en o-ring) i et ringspor 249 for å forhindre at væske i det tredje kammeret 234 ventileres gjennom ventilen 244. En ventil 246 (f.eks. en hurtigutslippsventil) kan kobles til passasjen 235 mellom kilden 216 som tilfører reguleringsvæsken og det tredje kammeret 234 for å gi et hurtigere utslipp eller fjerning av reguleringsvæsken fra det tredje kammeret 234 når reguleringsvæskekilden 216 svikter (dvs. for å bevirke at overstyringsapparatet 202 aktiveres hurtigere).

[0032] I dette eksempelet har regulatoroverstyringsdelen 232 en skyvestamme eller stang 248. Skyvestammen 248 er koblet til regulatoroverstyringsdelen 232 ved en første ende 250 og har en koblings- eller sammenføyningsdel 252 ved en andre ende 254. I dette eksempelet omfatter koblingsdelen 252 en sylindrisk kropp med en flensdel 256. Koblingsdelen 252 kan være et feste som er gjengekoblet til enden 254 på skyvestammen 248, en klemme festet på enden 254 av skyvestammen 248 eller kan være innebygget i skyvestammen som et enkelt stykke eller en struktur.

[0033] Skyvestammen 248 er glidekoblet til den første aktuatoren 204 via en åpning 258 (f.eks. en ventil i huset 210). Når overstyringsapparatet 202 aktiveres (f.eks. når reguleringsvæskekilden 216 svikter og den første aktuatoren 204 er i en ikke-driftstilstand), føyer koblingsdelen 252 seg sammen med regulatoraktuatordelen 208 og flytter regulatoraktuatordelen 208 til den forhåndsbestemte posisjonen vist i fig. 2B. Det vil bli satt pris på at trykket i det tredje kammeret kan fjernes helt eller bare delvis, og slik reguleres bevegelsesrekkevidden til koblingsdelen 252 på overstyringsapparatet 202 (dvs. den forhåndsbestemte posisjonen kan være ved en ekstrem ende for bevegelsen, slik som helt åpent eller helt lukket eller et sted mellom disse ytterpunktene).

[0034] Under vanlig drift (f.eks. når den første aktuatoren 204 er i driftsmodus, når reguleringsvæskekilden 216 er i driftsmodus, osv.), tilføres det tredje kammeret 234 reguleringsvæske av reguleringsvæskekilden 216 for å belaste overstyringsaktuatordelen 232 og dermed koblingsdelen 252 på skyvestammen 248 vekk fra regulatoraktuatordelen 208. Den første aktuatoren 204 er i en driftstilstand når reguleringsvæskekilden 216 tilfører det første og/eller andre kammeret 212 og/eller 214 reguleringsvæske via posisjoneringsenheten 218 og henholdsvis passasjene 220 og 222.

[0035] I nødssituasjoner eller dersom reguleringsvæskekilden 216 svikter, kan f.eks. reguleringsvæsken slippes ut eller fjernes fra det første og andre kammeret 212 og 214 via posisjoneringsenheten 218. Aktuatorapparatet 200 kan som alternativ ha en utløserventil (f.eks. en treveis utløserventil) og/eller en magnetventil 260 for raskt å kunne slippe ut eller fjerne reguleringsvæsken fra det første og andre kammeret 212 og 214. Når reguleringsvæsken fjernes fra det første og andre kammeret 212 og 214, fjernes også reguleringsvæsken fra det tredje kammeret 234 via ventilen 246. Fjerning av regulatorvæsken fra det tredje kammeret 234 fører til at belastningselementet 240 ekspanderer og flytter overstyringsaktuatordelen 232 og skyvestammen 248 i en rettlinjet bane langs aksen 224 mot regulatoraktuatordelen 208 som reaksjon på overstyringstilstanden til regulatorvæskekilden 216. Koblingsdelen 252 fester seg til regulatoraktuatordelen 208 (f.eks. den andre siden 228 på regulatoraktuatordelen 208) og flytter regulatoraktuatordelen 208 mot den forhåndsbestemte posisjonen som vises i fig. 2B. Det typiske aktuatorapparatet 200 som beskrives i dette dokumentet, gir således et overstyringsapparat 202 som virker på regulatoraktuatordelen 208 når regulatorvæskekilden 216 svikter eller er stengt av. Det vil verdsettes at overstyringsapparatet 202 kan aktiveres som en feilsikringsenhet ved registrert tap av reguleringsvæske eller i en situasjon som bestemmes av systemoperatøren. Dvs. at i enhver situasjon der en systemoperatør ønsker å aktivere overstyringsapparatet 202, kan magnetventilen 260 aktiveres.

[0036] Fig. 3A illustrerer et delvis tverrsnitt av et annet typisk aktuatorapparat 300 som beskrives i dette dokumentet, med et overstyringsapparat 302 vist i en lagret eller deaktivert posisjon. Fig. 3B illustrerer et delvis tverrsnitt av det typiske aktuatorapparatet 300 i fig. 3A som viser det typiske overstyringsapparatet 302 i en aktivert eller forhåndsbestemt posisjon.

[0037] Med henvisning til fig. 3A og 3B har den typiske aktuatoren 300 en aktuatorregulator 304 som er konfigurert som en dobbeltvirkende aktuator. Aktuatorregulatoren 304 har et hus 306 med en regulatoraktuatordel 308 som f.eks. et stempel som er plassert i huset. Regulatoraktuatordelen 308 inneholder et første kammer 310 og et andre kammer 312 som tilføres en reguleringsvæske (f.eks. trykkluft) for å flytte regulatoraktuatordelen 308 i en første eller andre retning basert på trykkforskjellen på tvers av regulatoraktuatordelen 308 som dannes av væsken i det første og andre kammeret 310 og 312.

[0038] Som vist har overstyringsapparatet 302 et hus 318 med en overstyringsaktuatordel 320 (f.eks. et stempel, en membranplate, osv.) som er plassert i huset og som består av et tredje kammer 322 og et fjerde kammer 324. Det tredje kammeret 322 skal tilføres reguleringsvæske (f.eks. trykkluft, hydraulisk olje, osv.) fra en reguleringsvæskekilde (f.eks. reguleringsvæskekilde 216 i fig. 2A og 2B) som kan væskekoblet til først og andre kammer 310 og 312. Væsketrykket i tredje kammer 322 utøver en kraft på en første overflate 326 på overstyringsaktuatordelen 320. Dette fører til at overstyringsaktuatordelen 320 flyttes inn en i første retning eller at overstyringsaktuatordelen 320 holdes i en lagret posisjon (f.eks. som vist i fig. 3A). Et belastningselement 328 (f.eks. en fjær) er plassert i fjerde kammer 324 for å belaste overstyringsaktuatordelen 320 i en andre retning motsatt den første retningen slik at væsketrykket i tredje kammer 322 utøver en kraft på første overflate 326 som er mindre enn kraften som utøves av belastningselementet 328 på andre overflate 330 på overstyringsaktuatordelen 320 (f.eks. når reguleringsvæsken i tredje kammer 322 er fjernet), og overstyringsaktuatordelen 320 flyttes inn i andre retning. Med andre ord flyttes overstyringsaktuatordelen 320 til en forhåndsbestemt posisjon som reaksjon på at kilden som tilfører reguleringsvæske, ikke tilfører første og andre kammer 310 og 312 på aktuatorregulatoren 304 reguleringsvæske og dermed også tredje kammer 322.

[0039] I eksemplene i fig. 3A og 3B illustreres belastningselementet 328 som en fjær som er plassert mellom et fjærsete 332 og en fjærsikringsbeholder 334. Overstyringsaktuatordelen 320, belastningselementet 328, fjærsetet 332 og beholderen 334 kan forhåndsmonteres i en høyde som vist i fig. 3B (f.eks. hovedsakelig lik med høyden eller størrelsen på huset 318). På denne måten letter beholderen 334 montering og vedlikehold av det typiske aktuatorapparatet 300, ved å hindre belastningselementet 328 fra å komme ut av huset 318 under demontering for vedlikehold eller reparasjoner. Beholderen 334 er glidekoblet til fjærsetet 332 via stenger 336 (f.eks. bolter) slik at beholderen 334 beveger seg langs (f.eks. glir) med overstyringsaktuatordelen 320 (f.eks. når fjæren 328 er presset sammen eller strekkes ut).

[0040] I dette eksempelet beskrives overstyringsaktuatordelen 320 som et stempel med en tilbaketrukket del 340 og en åpning 342 for glidemottak av en aktuatorstamme 344 som er driftskoblet til en ventilstamme 345. I andre eksempler kan overstyringsaktuatordelen 320 være en membranplate eller enhver annen passende aktuatordel. Som vist har aktuatorstammen 344 en første aktuatorstamme 346 som er koblet til en andre eller forlenget aktuatorstamme 348. I andre eksempler kan aktuatorstammen 344 være en enhetlig struktur eller ett enkelt stykke. Den første aktuatorstammen 346 er koblet til regulatoraktuatordelen 308 ved en første ende 350 og er koblet til den andre aktuatorstammen 348 ved en andre ende 352. En bevegelsesindikator 354 kan kobles til den andre aktuatorstammen 348 og ventilstammen 345 for å bestemme plasseringen av strømningsreguleringsdelen 116 (fig. 1B) i forhold til ventilsetet 108 (fig. 1B) (f.eks. en åpen posisjon, en lukket posisjon, en mellomposisjon, osv.).

[0041] I tillegg har det typiske aktuatorapparatet 300 en kontakt- eller koblingsdel 356. Som vist kobles koblingsdelen 356 til den første aktuatorstammen 346 og den andre aktuatorstammen 348. Koblingsdelen 356 har en sylindrisk kropp 358 med en leppe eller en ringformet utstikkende del 360. Som beskrevet i større detalj nedenfor, fester koblingsdelen 356 seg til en del av overstyringsapparatet 302 (f.eks. overstyringsaktuatordel 320) som reaksjon på en svikt i tilførselen av reguleringsvæske (dvs. når aktuatorregulatoren 304 er ute av drift). Som vist i fig. 3B fester leppedelen 360 seg til den tilbaketrukne delen 340 av overstyringsaktuatordelen 320 for å driftskoble overstyringsaktuatordelen 320 og regulatoraktuatordelen 308 når aktuatorregulatoren 304 er ute av drift. I andre eksempler kan koblingsdelen 356 være integrert formet med aktuatorstammen 344 som en enhetlig struktur eller ett enkelt stykke. I enda andre eksempler kan koblingsdelen 356 være enhver annen passende form og/eller være enhver annen passende koblingsdel som driftskobles og selektivt kobles til regulatoraktuatordelen 308 og overstyringsaktuatordelen 320 når aktuatorregulatoren 304 er ute av drift.

[0042] Som vist er en første flens 362 i huset 306 koblet til en første flens 364 i huset 318 via festeanordninger 366. I andre eksempler kan imidlertid flensen 362 og flensen 364 være integrert formet som en enhetlig struktur eller ett stykke. På lignende måte har huset 318 en andre flens 368 for å koble huset 318 til en flens 370 på en balanseåk 372. I andre eksempler kan imidlertid den andre flensen 368 og flensen 370 være integrert formet som en enhetlig struktur eller ett enkelt stykke.

[0043] Fig. 4A-4C er illustrasjoner av det typiske aktuatorapparatet 300 i forskjellige posisjoner når aktuatorregulatoren 304 er i en driftstilstand. Fig. 4D er en skjematisk illustrasjon av det typiske aktuatorapparatet 300 når aktuatorregulatoren 304 er ute av drift. Med henvisning til fig. 4A-4D, er aktuatorregulatoren 304 i en driftstilstand når det første kammeret 310 tilføres reguleringsvæske via en første port 404, og/eller det andre kammeret 312 tilføres reguleringsvæske via en andre port 404 slik at regulatoraktuatordelen 308 beveger seg mellom en første posisjon vist i fig. 4A, mellomposisjonen vist i fig. 4B og den andre posisjonen vist i fig. 4C. Avstanden på bevegelsen til regulatoraktuatordelen 308 mellom posisjonen vist i fig. 4A og posisjonen vist i fig. 4C, er en full slaglengde på aktuatorregulatoren 304. I noen eksempler kan aktuatorregulatorens 304 fulle slaglengden være større enn 8" (20,32 cm).

[0044] Som vist ovenfor kan det typiske aktuatorapparatet 300 brukes sammen med væskereguleringsutstyr som glidestammeventiler, rotasjonsventiler eller ethvert annet strømningsreguleringsutstyr eller -apparat. Det typiske aktuatorapparatet 300 kan f.eks. brukes til å styre eller drive eksempelventilen 104 i fig. 1A.

[0045] Under drift og med henvisning til fig. 1A, 3A, 3B og 4A-4D, tilføres det andre kammeret 312 en reguleringsvæske via den andre porten 404 for å flytte regulatoraktuatordelen 308 til den første posisjonen vist i fig. 4A. Ved den første posisjonen bevirker aktuatorstammen 344 til at ventilstammen 345 og således strømningsreguleringsdelen 116 (fig. 1A), beveger seg til en første posisjon (f.eks. en åpen posisjon) for at væske skal kunne strømme gjennom ventilen 104 (fig. 1A). Med henvisning til fig. 4B, for å justere posisjonen til strømningsreguleringsdelen 116 i forhold til ventilsetet 108 (fig. 1A) for å begrense strømmen gjennom ventilen 104, fjernes i det minste en del av reguleringsvæsken fra det andre kammeret 312 via den andre porten 404 og reguleringsvæsken tilføres det første kammeret 310 via den første porten 402 slik at trykkforskjellen på reguleringsvæsken mellom det første og andre kammeret 310 og 312 gjør at regulatoraktuatordelen 308 beveger seg til mellomposisjonen vist i fig. 4B (dvs. en posisjon mellom den første posisjonen i fig. 4A og den andre posisjonen fig. 4C).

[0046] Med henvisning til fig. 4C fjernes reguleringsvæsken fra det andre kammeret 312 og reguleringsvæsken tilføres det første kammeret 310 slik at regulatoraktuatordelen 308 beveger seg til den andre posisjonen. Ved den andre posisjonen bevirker aktuatorregulatoren 304 til at strømningsreguleringsdelen 116 beveger seg til en andre posisjon (f.eks. en lukket posisjon) for å forhindre at væske strømmer gjennom ventilen 104.

[0047] Som illustrert i eksemplene som vises i fig. 4A-4C, under normal drift fortsetter det tredje kammeret 322 å tilføres reguleringsvæske via en tredje port 406 for å holde overstyringsaktuatordelen 320 i lagret posisjon når regulatoraktuatordelen 308 beveger seg mellom den første posisjonen (fig. 4A) og den andre posisjonen (fig. 4C) (dvs. når den andre aktuatorregulatoren 304 er i en driftstilstand). I lagret posisjon flytter overstyringsaktuatordelen 320 og beholderen

334 seg mot fjærsetet 332 inntil beholderen 334 fester seg til fjærsetet 332. På denne måten gir fjærsetet 332 en bevegelsesgrense for å forhindre skade på belastningselementet 328 på grunn av for stort væsketrykk i det tredje kammeret 322. Med andre ord forhindrer fjærsetet 332 at belastningselementet 328 presses sammen i en retning mot fjærsetet 332 (i retning av fig. 4A-4C) bortenfor den lagrede posisjonen som vises i fig. 4A-4C.

[0048] Når overstyringsaktuatordelen 320 er i lagret posisjon, flytter koblingsdelen 356 seg mellom en første posisjon og en andre posisjon som tilsvarer den første og den andre posisjonen til regulatoraktuatordelen 308 og fester seg ikke til overstyringsapparatet 302. Overstyringsapparatet 302 virker derfor ikke på, og innvirker eller påvirker ellers ikke aktuatorregulatoren 304 når aktuatorregulatoren 304 er i en driftstilstand. Med andre ord trenger ikke aktuatorregulatoren 304 å overvinne belastningselementets 328 fjæringskraft når aktuatorregulatoren 304 er i en driftstilstand.

[0049] I noen tilfeller kan f.eks. reguleringsvæsken som tilføres fra reguleringsvæskekilden svikte eller kobles fra og forårsake at reguleringsvæske slippes ut (f.eks. ventileres eller blåses ut) fra det første kammeret 310, det andre kammeret 312 og det tredje kammeret 322. Som et resultat settes aktuatorregulatoren 304 ut av drift. I i kke-d riftti I sta n d kan aktuatorregulatoren 304 ikke bevege seg for å regulere plasseringen av strømningsreguleringsdelen 116, og væskestrømmen mellom innløpet 112 og utløpet 114 på ventilen 104 kan derfor ikke reguleres.

[0050] Som vist i fig. 4D aktiveres overstyringsapparatet 302 når aktuatorregulatoren 304 er ute av drift. I det reguleringsvæsken fjernes fra det tredje kammeret 322 beveger overstyringsaktuatordelen 320 seg i en andre retning motsatt den første retningen (f.eks. mot det tredje kammeret 322 i retning av fig. 4D). Fjerning av reguleringsvæske fra det tredje kammeret 322 gjør at kraften som utøves på den første overflaten 326, kan overstyre aktuatordel 320 og dermed bevirke at belastningselementet 328 ekspanderer og driver overstyringsaktuatordelen 320 til en andre eller ekspandert posisjon som vist i fig. 4D. I det belastningselementet 328 ekspanderer, skyves beholderen 334 langs stengene 336 sammen med overstyringsaktuatordelen 320. I det overstyringsaktuatordelen 320 flyttes inn i den andre retningen, festes den tilbaketrukne delen 340 av overstyringsaktuatordelen 320 seg til koblingsdelens 356 leppedel 360 for å driftskoble overstyringsaktuatordelen 320 til regulatoraktuatordelen 308. På sin side får overstyringsaktuatordelen 320 regulatoraktuatordelen 308 til å flytte seg i den forhåndsbestemte retningen som vises i fig. 4D. Som et resultat flyttes også strømningsreguleringsdelen 116 inn i en forhåndsbestemt posisjon (f.eks. åpen posisjon). Tredje kammer 322 tilføres reguleringsvæsken for å tilbakeføre eller flytte overstyringsapparatet 302 til lagret posisjon (f.eks. når tilførselskilden gjenopprettes). Dette fører til at overstyringsaktuatordelen 320 flyttes i en retning mot fjærsetet 332 (dvs. lagret posisjon).

[0051] I eksempelet i fig. 4A-4D konfigureres overstyringsapparatet 302 i det typiske aktuatorapparatet 300 i en «kan-ikke-åpnes»-konfigurasjon når det koblet til en ventil som f.eks. ventilen 104 i fig. 1A. Med andre ord er det typiske aktuatorapparatet 300 (når koblet til ventilen 104) konfigurert slik at i forhåndsbestemt posisjon, bevirker aktuatorapparatet 300 til at strømningsreguleringsdelen 116 beveger seg vekk fra ventilsetet 108 for at væsken skal strømme gjennom ventilen 104. I andre eksempler kan imidlertid aktuatorapparatet 300 konfigureres slik at når aktuatorapparatet 300 er i den forhåndsbestemte posisjonen, flyttes reguleringsdelen 116 mot ventilsetet 108 for å hindre væskestrømning gjennom ventilen 104 og/eller en annen passende eller ønsket mellomposisjon. På den måten kan andre eksempler på det typiske aktuatorapparatet 300 konfigureres som en «kan-ikke-lukkes»-aktuator.

[0052] En «kan-ikke-lukkes»-konfigurasjon medfører at strømningsreguleringsdelen 116 fester seg forseglende til ventilsetet 108 (f.eks. i en lukket posisjon) for å forhindre væskestrøm gjennom ventilen 104. Fig. 4E-4H er f.eks. illustrasjoner av det typiske aktuatorapparatet 300 konfigurert som et «kan-ikke-lukkes»-system når det er koblet til en ventil som f.eks. ventilen 104 i fig. 1A. I dette eksempelet er overstyringsapparatet 302 i en motsatt (f.eks. vendt) retning i forhold til den som vises i fig. 3A.

[0053] Under normal drift tilføres det fjerde kammeret 324 reguleringsvæske via en port 408 for å holde overstyringsaktuatordelen 320 i en lagret posisjon når aktuatorregulatoren 304 er i en driftstilstand. Koblingsdelen 356 beveger seg mellom en overflate 410 på beholderen 334 og den overstyringsaktuatordelens 320 andre overflate 330 i det aktuatorregulatoren 304 beveger seg mellom den første og andre posisjonen som vist i fig. 4E og 4G. Når aktuatorregulatoren 304 er i ikke- driftstilstand, slippes reguleringsvæske fra det fjerde kammeret 324 via porten 408. Dermed flyttes overstyringsaktuatordelen 320 i en andre retning mot det fjerde kammeret 324 til en forhåndsbestemt posisjon. Koblingsdelen 356 fester seg f.eks. til en overflate 410 på beholderen 334 når overstyringsaktuatordelen 320 flyttes til en forhåndsbestemt posisjon. Sammenføyningen av koblingsdelen 356 og beholderen 334 fører deretter til at aktuatorregulatoren 304 beveger seg til en forhåndsbestemt posisjon, og fører slik til at også strømningsregulatordelen 116 beveger seg til en forhåndsbestemt posisjon for å hindre strømning av væske gjennom ventilen 104.

[0054] Fig. 5A illustrerer et delvis tverrsnitt av enda et annet typisk aktuatorapparat 500 som beskrives i dette dokumentet, med et overstyringsapparat 502. Fig. 5B illustrerer et tverrsnitt det typiske aktuatorapparatet 500 i fig. 5A. Det typiske aktuatorapparatet 500 har en mindre profil eller høyde enn de typiske aktuatorapparatene 200 og 300 som beskrives i dette dokumentet. Derfor krever den mindre plass enn de typiske aktuatorapparatene 200 og 300.

[0055] Det typiske aktuatorapparatet 500 har et første hus 504 som er plassert innenfor eller inni et andre hus 506. En aktuatorstamme 508 er koblet (f.eks. via festeanordninger) til en reguleringsaktuatordel 510 (f.eks. et stempel, en membranplate, osv.) på det første huset 504 og glidbart koblet til en overstyringsaktuatordel 512 (f.eks. et stempel, en membranplate, osv.) på det andre huset 506. I dette eksempelet har overstyringsaktuatordelen 512 en åpning 514 for glidemottak av aktuatorstammen 508. Regulatoraktuatordelen 510 bevirker at strømningsreguleringsdelen driftskobles til aktuatorstammen 508 via en ventilstamme 516 for å bevege seg mellom en første og andre posisjon eller ethvert punkt mellom dem.

[0056] Regulatoraktuatordelen 510 inneholder et første kammer 520 som tilføres reguleringsvæske (f.eks. trykkluft, hydraulisk olje, osv.) via en første port 522 som gjør at regulatoraktuatordelen 510 beveger seg i en første retning og et andre kammer 524 som tilføres en reguleringsvæske (f.eks. trykkluft, hydraulisk olje, osv.) via en andre port 526 som gjør at regulatoraktuatordelen 510 beveger seg i en andre retning motsatt den første retningen. I dette eksempelet er den første porten 522 og den andre porten 526 væskepassasjer (f.eks. inkludert kanaler, slanger, osv.) som er en integrert del av en flens 528 på det andre huset 506. Den første porten 522 har et rør eller en slange 530 som kobler sammen den første porten 522 til det første kammeret 520.

[0057] Overstyringsaktuatordelen 512 er plassert i det andre huset 506 og består av et tredje kammer 532 og et fjerde kammer 534. Det tredje kammeret 532 tilføres reguleringsvæske via en tredje port 536 for å flytte overstyringsaktuatordelen 512 til en lagret posisjon. Overstyringsaktuatordelen 512 beveger seg til den forhåndsbestemte posisjonen når reguleringsvæsken slippes fra det tredje kammeret 532 via den tredje porten 536 og regulatoraktuatordelen 510 er i ikke-driftstilstand. For å gjøre det tydeligere illustreres ikke deler av overstyringsapparatet 502 i fig. 5A og diskuteres nedenfor i forbindelse med fig. 5B.

[0058] Med henvisning til fig. 5B har overstyringsapparatet 502 en fjærsikring eller retensjonsbeholder 540 koblet til overstyringsaktuatordelen 512 og glidekoblet til et fjærsete 542 via stenger 544. Et belastningselement 546 (f.eks. en fjær) er plassert eller fanget mellom beholderen 540 og fjærsetet 542 for at overstyringsdelen 512 og beholderen 540 skal flytte seg til en forhåndsbestemt posisjon når regulatoraktuatordelen 510 er i ikke-driftstilstand (f.eks. hvis trykket i reguleringsvæskesystemet svikter) og væsken dermed fjernes fra det tredje kammeret 532. En slik konfigurasjon gjør at overstyringsapparatet 502 kan forhindre at belastningselementet 546 kommer ut av det andre huset 506 når beholderen 540 fjernes fra det andre huset 506 under vedlikehold eller reparasjoner. Beholderen 540 og fjærsetet 542 har åpninger 548 og 550 for å kunne sette inn det første huset 504.

[0059] Aktuatorstammen 508 har en koblingsdel 552 ved en ende 554 på aktuatorstammen 508 som skal feste seg til overstyringsaktuatordelen 512 når overstyringsaktuatordelen 512 beveger seg til den forhåndsbestemte posisjonen som vist i fig. 5B. Koblingsdelen 552 har eller danner en fremstikkende ringformet del eller leppe 556. Sammenføyningen av koblingsdelen 552 med overstyringsaktuatordelen 512 fører til at den første aktuatordelen 510 beveger seg til en forhåndsbestemt posisjon. Koblingsdelen 552 kan være en festeanordning, en klemme, osv. I andre eksempler er koblingsdelen 552 og aktuatorstammen 508 integrert formet som en enhetlig struktur eller ett stykke.

[0060] Under drift tilføres det tredje kammeret 532 reguleringsvæske via den tredje porten 536 for at overstyringsaktuatordelen 512 skal flytte seg til en lagret posisjon (dvs. en posisjon der belastningselementet 546 presses sammen i en retning mot fjærsetet 542). I lagret posisjon presser overstyringsaktuatordelen 512 og beholderen 540 belastningselementet 546 inntil en overflate 560 på beholderen 540 fester seg til fjærsetet 542. Fjerning av reguleringsvæsken fra det tredje kammeret 532 utløser en kraft som virker på en første side 562 på overstyringsaktuatordelen 512, hvorved belastningselementet 546 ekspanderer og utøver kraft på en andre side 564 på overstyringsaktuatordelen 512 for å flytte overstyringsaktuatordelen 512 til den forhåndsbestemte posisjonen. Beholderen 540 glir sammen med overstyringsaktuatordelen 512 langs stengene 544.

[0061] I det overstyringsaktuatordelen 512 beveger seg til den forhåndsbestemte posisjonen, kobles overstyringsaktuatordelen 512 til koblingsdelen 552 for å driftskoble overstyringsaktuatordelen 512 til regulatoraktuatordelen 510. Deretter får overstyringsaktuatordelen 512 regulatoraktuatordelen 510 til å flytte seg til en tredje eller forhåndsbestemt posisjon som vist i fig. 5B. Et tredje kammer 532 tilføres reguleringsvæske for å tilbakeføre eller flytte overstyringsaktuatordelen 512 til lagret posisjon. Dette gjør at overstyringsaktuatordelen 512 beveger seg i en retning mot fjærsetet 542.

[0062] De typiske aktuatorene 204, 304 og 504 beskrives som dobbeltvirkende stempelaktuatorer. De typiske overstyringsapparatene 202, 302 og 502 er imidlertid ikke begrenset til bruk sammen med de typiske aktuatorregulatorene 204, 304 og 504, og kan kobles til en hvilken som helst passende aktuator. Fig. 6A og 6B illustrerer f.eks. et annet typisk aktuatorapparat 600 som beskrives i dette dokumentet. Det typiske aktuatorapparatet 600 har et typisk overstyringsapparat 602 som beskrives i dette dokumentet som er koblet til en dobbeltvirkende membranaktuator 604. Fig. 6A illustrerer det typiske overstyringsapparatet 602 i en lagret posisjon når membranaktuatoren 604 er i en driftstilstand. Fig. 6B illustrerer det typiske overstyringsapparatet 602 i en forhåndsbestemt posisjon når membranaktuatoren 604 er i en ikke-driftstilstand.

[0063] Det typiske overstyringsapparatene 202, 302, 502 og 602 som beskrives i dette dokumentet, kan installeres i fabrikken eller på eksisterende aktuatorer (f.eks. aktuator 104) som allerede befinner seg i felten og som kan bygges om. Med henvisning til fig. 6A og 6B kan f.eks. et hus 606 på overstyringsapparatet 602 kobles til et øvre hus 608 på membranaktuatoren 604 (f.eks. via festeanordninger). En skyvestang 610 på en overstyringsaktuatordel 612 kan være driftskoblet til en aktuatorregulatordel 614 (f.eks. en membranplate) via en åpning eller en ventil 616 i det øvre huset 608 slik at koblingsdelen 618 på skyvestangen 610 fester seg til aktuatorregulatordelen 614 via en fjær 620 når membranaktuatoren 604 er i en ikke-driftsposisjon eller tilstand.

[0064] I andre eksempler kan de typiske aktuatorapparatene 200, 300, 500 og 600 konfigureres som en justerbar bevegelsesgrense som et alternativ eller i tillegg. Mer bestemt kan overstyringsaktuatordelene 232, 320, 512 og 612 plasseres for å begrense slaglengden eller bevegelseslengden til de respektive regulatoraktuatordelene 208, 308, 510 og 614. Med henvisning til de typiske aktuatorapparatene 300 i fig. 3A, 3B og 4A-4D kan f.eks. fjærsetet 332 byttes ut med et annet fjærsete 332 med en høyde eller lengde som er større enn det som vises i fig. 3A, 3B og 4A-4D. Et fjærsete 332 med større høyde eller lengde enn fjærsetet 332 som vises i fig. 3A, 3B, 4A-4D, fører til at en andre aktuatordel 320 lagres i en mellomposisjon mellom den lagrede posisjonen i fig. 4A-4C og den forhåndsbestemte posisjonen i fig. 4D (f.eks. nærmere koblingsdelen 365 i retning av fig. 3B). På denne måten fungerer overstyringsaktuatordelen 320 som en bevegelsessperre ved å begrense bevegelsesmuligheten til koblingsdelen 356 når koblingsdelen 356 beveger seg mellom posisjonen som vises i fig. 4A og posisjonen som vises i fig. 4B. Som et resultat hindres f.eks. strømningsreguleringsdelen 116 fra forseglingskobling til ventilsetet 108 når aktuatorapparatet 300 er koblet til ventilen 104 som vist i fig. 1B. Med andre ord, når overstyringsaktuatordelen 320 er i mellomposisjonen som beskrives ovenfor, vil slaget til regulatoraktuatoren 304 være mindre enn når overstyringsaktuatordelen 320 er i den lagrede posisjonen som vises i fig. 4A-4C.

[0065] I høyhastighets- og/eller høybelastningsutstyr kan det i tillegg eller alternativt være ønskelig å ha en demper (f.eks. kan en dempeeffekt oppnås ved å ta i bruk en fjærdemper ved bevegelsesgrensene eller en hydraulisk eller pneumatisk luftfjær) for regulatoraktuatordelene 208, 308, 510 eller 614 for å hindre at regulatoraktuatordelene 208, 308, 510 eller 614 kommer i kontakt med de respektive overflatene på husene 210, 306, 506 eller 608. De typiske aktuatorapparatene 200, 300, 500 eller 600 kan med fordel konfigureres for å gi en dempe- og/eller en bremseeffekt for å hindre støy og/eller skade på komponentene på de typiske aktuatorapparatene 200, 300, 500 eller 600.

[0066] Mer bestemt kan overstyringsaktuatordelene 232, 320, 512 eller 612 plasseres i en mellomposisjon slik at belastningselementene 240, 328, 546 eller 620 ikke presses helt sammen når de driftskobles til regulatoraktuatordel 208, 308, 510 eller 614. Slik mellomposisjonering medfører at koblingsdelene 252, 356, 552 eller 618 driftskobler de respektive regulatoraktuatorene 208, 308, 510 eller 608 før hele slaglengden fullføres på regulatoraktuatorene 208, 308, 510 eller 608. I høyhastighets- og/eller høybelastningsutstyr blir resultatet at koblingsdelene 252, 356,552 eller 618 bevirker at overstyringsaktuatordelene 232, 320, 512 eller 612 presser sammen de respektive belastningselementene 240, 328, 546 eller 620 for å fullføre slaglengden.

[0067] I fig. 4A og 4C illustreres f.eks. en full slaglengde. Regulatoraktuatordelens 308 posisjon som vises i fig. 4A og regulatoraktuatordelens 308 posisjon som vises i fig. 4C, er i full slaglengde (f.eks. 100 % bevegelse) når overstyringsapparatet 302 er i den lagrede posisjonen som vist i fig. 4A-4C (dvs. beholderen 334 fester seg til fjærsetet 332). Overstyringsapparatet 302 kan imidlertid konfigureres for å bevege seg til en mellomposisjon mellom posisjonene som vist i fig. 4A og 4C. Et tredje kammer 322 kan f.eks. tilføres reguleringsvæske som gir eller utøver en kraft på overstyringsaktuatordelen 320 slik at den beveger seg til en mellomposisjon mellom de lagrede posisjonene i fig. 4A-4C og den forhåndsbestemte posisjonen i fig. 4D slik at beholderen 334 er vekk fra fjærsetet 332 (f.eks. danner et gap) når overstyringsaktuatordelen 320 er i lagret posisjon (dvs. når aktuatorregulatoren 304 er i en driftstilstand). En slik mellomposisjon fører til at aktuatorregulatoren 304 driftskobles til overstyringsaktuatordelen 320 ved en slagposisjonsavstand som er mindre enn en full slaglengde (f.eks. 98 % av slaglengden). Full slaglengde kan da oppnås ved å presse sammen belastningselementet 328 ytterlige en slaglengde (f.eks. 2 % av den gjenværende slaglengden) for å flytte aktuatorregulatoren 304 til posisjonen som vises i fig. 4C for å fullføre hele slaglengden.

[0068] I det regulatoraktuatordelen 308 beveger seg til posisjonen som vises i fig. 4C, fester leppedelen 360 seg til overstyringsaktuatordelen 320 ved en slagposisjon mindre enn fullt slag (f.eks. 98 % av fullt slag). For å fullføre et fullt slag fester leppedelen 360 seg til overstyringsaktuatordelen 320 slik at belastningselementet 328 presser sammen den gjenværende delen av slaglengden (f.eks. de gjenværende 2 % av slaglengden) inntil beholderen 334 kobler seg til fjærsetet 332. Sammenpressing av belastningselementet 328 resten av slaglengden på denne måten gjør at hastigheten reduseres på den første aktuatordelen 308 ved slutten av slaget. I høybelastningsutstyr fører f.eks. slik posisjonering av aktuatordelen 320 også til at belastningselementet 328 absorberer kreftene som genereres av regulatoraktuatordelen 308 (dvs. belastningselementet 328 kan påføres mekanisk energi fra regulatoraktuatordelen). Som et resultat gir belastningselementet 328 en bremseeffekt og/eller absorberer belastningen på aktuatorregulatoren 304.

[0069] Det typiske overstyringsapparatet som beskrives i dette dokumentet, kan brukes med dobbeltvirkende aktuatorer, enkeltvirkende fjærende aktuatorer og/eller en hvilken som helst annen aktuator. I tillegg eller alternativt, kan det typiske aktuatorapparatet som beskrives i dette dokumentet, brukes til å betjene eller drive glidestammeventiler (f.eks. portventiler, kuleventiler, osv.), rotasjonsventiler (f.eks. spjeldventiler, ballventiler, plateventiler, osv.), og/eller et hvilket som helst annet egnet strømningsreguleringsutstyr eller apparat.

[0070] Selv om visse typiske på metoder og apparater beskrives i dette dokumentet, er rekkevidden av dette patentet ikke begrenset til disse. Tvert imot dekker dette patentet alle metoder, apparater og maskinfremstilte komponenter som med rimelighet kan sies å falle innenfor rekkevidden av de vedlagte kravene enten bokstavelig eller under ekvivalensprinsippet.

Claims (8)

1. Aktuatoranordning (300, 500) foren ventil, aktuatoranordningen omfatter: en kontrollaktuator (304) innrettet til å bevege en ventilspindel (345, 516) og et strømningskontrollelement (116), kontrollaktuatoren omfatter: et første hus (306, 504); og et kontrollaktiveringselement (308, 510) anordnet i det første huset, kontrollaktiveringselementet og det første huset avgrenser et første kammer (310, 520) og et andre kammer (312, 524); og en aktuatorspindel (344, 346, 348, 508) er koplet til kontrollaktiveringselementet og er egnet til å bli operativt koblet til strømningskontrollelementet via ventilspindelen; hvor det første kammeret er innrettet til å motta et kontrollfluid via en posisjonerings-anordning (218) for å bevirke at kontrollaktiveringselementet beveger seg i en første retning; og hvor det andre kammeret mottar kontrollfluid via posisjonerings-anordningen (218) for å bevirke at kontrollaktiveringselementet beveger seg i en andre retning motsatt den første retningen når kontrollaktuatoren er i en driftstilstand; en overstyringsanordning (302, 502) er koplet til kontrollaktuatoren og er innrettet til å tilveiebringe en feilsikker retur av ventilen, idet overstyringsanordningen omfatter: et andre hus (318, 506); et overstyringsaktiveringselement (320, 512) anbrakt i det andre huset og med en åpning (342, 514) for å motta aktuatorspindelen, og som glidbart kopler aktuatorspindelen til overstyringsaktiveringselementet, det andre huset og overstyringsaktiveringselementet avgrenser et tredje kammeret (322, 532), hvor det tredje kammeret er innrettet til å motta kontrollfluid for å bevirke at overstyringsaktiveringselementet beveger seg til en oppbevarings-posisjon når kontrollaktuatoren er i en driftstilstand; og en fjær (328, 546) er innrettet til å bevirke at overstyringsaktiveringselementet beveger kontrollaktiveringselementet til en forhåndsbestemt posisjon når kontrollfluid slippes fra det tredje kammeret og kontrollaktuatoren er i en ikke-operativ tilstand; og et koblingselement (356, 552) festet til aktuatorspindelen, koplingselementet er i avstand fra overstyringsaktiveringselementet når kontrollaktuatoren er i en driftstilstand, og er i inngrep med overstyringsaktiveringselementet for operativt å koble kontrollaktiveringselementet og overstyringsaktiveringselementet når kontrollaktuatoren er i den ikke-operative tilstanden, og overstyringsaktiveringselementet beveger seg til den forhåndsbestemte posisjonen.

2. Aktuatoranordning ifølge krav 1, hvor koblingselementet omfatter et flenset parti (360) og overstyringsaktiveringselementet e i inngrep med den flensede delen til koblingselementet når overstyringsaktiveringselementet beveger seg til den forhåndsbestemte posisjonen.

3. Aktuatoranordning ifølge krav 2, hvor overstyringsaktiveringselementet og det andre huset definerer et fjerde kammer (324, 534), og fjæren er anordnet inne i det fjerde kammeret.

4. Aktuatoranordning ifølge krav 2, hvor aktuatorspindelen omfatter en første aktuatorspindel (346) og en andre aktuator spindel (348), og koblingselementet kopler den første aktuatorspindelen og den andre aktuatorspindelen.

5. Aktuatoranordning ifølge krav 1, hvor det første huset (504) er montert inne i det andre huset (506).

6. Aktuatoranordning ifølge krav 1, videre omfattende en kanister koplet til overstyringsaktiveringselementet og glidbart koplet til et fjær-sete, hvor fjæren er anordnet mellom beholderen og fjær-setet.

7. Aktuatoranordning ifølge krav 1, hvor kontrollaktiveringselementet omfatter et stempel eller en diafragmaplate og overstyringsaktiveringselementet omfatter et stempel.

8. Aktuatoranordning ifølge krav 1, hvor overstyring av aktuatoren ikke virker på kontrollaktuatoren når kontrollaktuatoren er i en driftstilstand.