ES2270181T3 - Procedimiento y dispositivo de diagnostico para un accionamiento regulador neumatico. - Google Patents
Procedimiento y dispositivo de diagnostico para un accionamiento regulador neumatico. Download PDFInfo
- Publication number
- ES2270181T3 ES2270181T3 ES04000282T ES04000282T ES2270181T3 ES 2270181 T3 ES2270181 T3 ES 2270181T3 ES 04000282 T ES04000282 T ES 04000282T ES 04000282 T ES04000282 T ES 04000282T ES 2270181 T3 ES2270181 T3 ES 2270181T3
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- pressure
- working chamber
- piston
- difference
- housing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 238000002405 diagnostic procedure Methods 0.000 title claims description 17
- 230000003068 static effect Effects 0.000 claims abstract description 18
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 15
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 12
- 238000011161 development Methods 0.000 claims description 7
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 abstract description 9
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 20
- 238000009530 blood pressure measurement Methods 0.000 description 6
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 6
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 5
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 4
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 3
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 3
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000011165 process development Methods 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 239000012190 activator Substances 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000004512 die casting Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 1
- 150000002825 nitriles Chemical class 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000013589 supplement Substances 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B15/00—Fluid-actuated devices for displacing a member from one position to another; Gearing associated therewith
- F15B15/02—Mechanical layout characterised by the means for converting the movement of the fluid-actuated element into movement of the finally-operated member
- F15B15/06—Mechanical layout characterised by the means for converting the movement of the fluid-actuated element into movement of the finally-operated member for mechanically converting rectilinear movement into non- rectilinear movement
- F15B15/065—Mechanical layout characterised by the means for converting the movement of the fluid-actuated element into movement of the finally-operated member for mechanically converting rectilinear movement into non- rectilinear movement the motor being of the rack-and-pinion type
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B19/00—Testing; Calibrating; Fault detection or monitoring; Simulation or modelling of fluid-pressure systems or apparatus not otherwise provided for
- F15B19/005—Fault detection or monitoring
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Fluid-Pressure Circuits (AREA)
- Fluid-Damping Devices (AREA)
- Supply Devices, Intensifiers, Converters, And Telemotors (AREA)
- Actuator (AREA)
- Measuring Fluid Pressure (AREA)
Abstract
Procedimiento de diagnóstico para un accionamiento regulador (1) neumático con al menos un émbolo (3), que puede moverse en una carcasa (2) entre dos posiciones extremas y delimita dos cámaras de trabajo (6, 7), pudiendo unirse las cámaras de trabajo (6, 7) a un sistema de suministro de presión, que está sometido a una presión de sistema (8), reconociéndose al menos una posición del émbolo (3) en la carcasa (2), caracterizado porque la diferencia entre una presión característica, que es la parte de presión estática de la presión aplicada a una cámara de trabajo (6, 7), y una presión de referencia que es la parte de presión estática de la presión aplicada a una segunda cámara de trabajo (6, 7), cuando la segunda cámara de trabajo (6, 7) no está unida al sistema de suministro de presión, se establece por medio de un elemento medidor de presión diferencial y se compara con un valor nominal.
Description
Procedimiento y dispositivo de diagnóstico para
un accionamiento regulador neumático.
La presente invención se refiere a un
procedimiento de diagnóstico para un accionamiento regulador
neumático con al menos un émbolo, que puede moverse en una carcasa
entre dos posiciones extremas y delimita dos espacios de trabajo,
pudiendo unirse los espacios de trabajo a un sistema de suministro
de presión, que está sometido a una presión de sistema,
reconociéndose al menos una posición del émbolo en la carcasa. La
presente invención se refiere también a un dispositivo de
diagnóstico con un accionamiento regulador neumático con al menos un
émbolo, que puede moverse en una carcasa entre dos posiciones
extremas y delimita dos espacios de trabajo, que pueden unirse a un
sistema de suministro de presión, que está sometido a una presión de
sistema, pudiendo representarse al menos una posición del émbolo en
la carcasa por medio del dispositivo de diagnóstico.
Los procedimientos y dispositivos de diagnóstico
de este tipo utilizan por ejemplo un accionamiento regulador
neumático con un émbolo, que puede moverse en una carcasa entre dos
posiciones extremas y delimita un primer espacio de trabajo, que
puede unirse a un sistema de suministro de presión, que está
sometido a una presión de sistema y con un transmisor de posición,
por medio del cual puede reconocerse al menos una posición del
émbolo en la carcasa.
Tales accionamientos reguladores neumáticos
pertenecen al orden de los engranajes de medios de presión y
transmiten, con ayuda de un medio que sólo puede accionarse por
presión, un movimiento del accionamiento al eje de salida. Un gas
(en especial aire) como medio actúa bajo presión sobre un elemento
de accionamiento ejecutado como émbolo y desplaza éste en una
carcasa cilíndrica, en dirección axial, o lo hace rotar -en el caso
de un accionamiento de alas giratorias- alrededor de un eje rígido.
El elemento de salida es por ejemplo un árbol rotatorio, en donde
cada desplazamiento axial del émbolo en la carcasa produce
directamente una rotación del árbol de salida.
Se conocen los accionamientos reguladores
neumáticos descritos con transmisores de posición para la posición
de émbolo, por ejemplo, de los documentos DE nº 101 52 178 A1, DE nº
100 26 082 C1, EP nº 0 894 983 A2, WO 91/10070 A1, WO 91/19907 A1 y
DE nº 42 41 189 A1. Los accionamientos reguladores conocidos
permiten una vigilancia de la posición de émbolo en funcionamiento
lineal. De este modo puede establecerse un mal funcionamiento de los
accionamientos reguladores conocidos, que se precipita por ejemplo
cuando existen desviaciones de una posición nominal. Los
procedimientos de diagnóstico que se basan en los accionamientos
reguladores conocidos permiten una rápida localización de un
accionamiento regulador defectuoso en una instalación, facilitan y
aceleran de este modo significativamente la eliminación de fallos y
reducen los tiempos de parada provocados por el mal
funcionamiento.
En instalaciones con varios accionamientos
reguladores -y de forma puramente estadística correspondiente a una
mayor probabilidad de fallo- y en instalaciones que, con
independencia de intervalos de mantenimiento planificados, están
previstas para el funcionamiento continuo, deben evitarse en lo
posible también los tiempos de parada remanentes para aumentar la
disponibilidad. Los accionamientos reguladores conocidos no ofrecen,
sin embargo, -excepto por consideraciones estadísticas-
prácticamente ninguna posibilidad de determinar su vida útil
individual concreta y la vida útil de la unidad formada por el
accionamiento y el elemento regulador (por ejemplo valvulería), de
tal modo que aquí sólo queda la posibilidad de intervalos de
sustitución muy reducidos o diseño (varias veces) redundante de las
partes de instalación afectadas.
Ambas variantes están unidas forzosamente a un
menor aprovechamiento del capital invertido y deben evitarse por
ello en lo posible por consideraciones económicas.
A partir de la patente europea EP nº 0 947 901
A2 se da a conocer un sistema de vigilancia de mantenimiento para
válvulas de turbinas de vapor. Con ello una válvula está equipada
con un largo vástago que, en el lado opuesto, está dotado de un
émbolo. Este émbolo se asienta en una cámara de presión que se
somete a presión hidráulica a través de una entrada. Con ayuda de un
convertidor de presión se mide continuamente la presión en la cámara
y se compara con un valor nominal, con lo que pueden extraerse
conclusiones sobre si el movimiento elevador de la válvula, o la
propia válvula, está sincronizado(a).
La patente US nº 5.251.148 da a conocer una
válvula para controlar desarrollos de proceso, en cuyas paredes
laterales en la zona de la circulación de líquido están dispuestos
diferentes sensores y, de este modo, puede controlarse la
circulación a través de la válvula y, al mismo tiempo, se registran
diferentes parámetros del líquido, por ejemplo la temperatura.
También aquí la válvula presenta un vástago que, en su extremo
opuesto a la válvula, está equipado con un émbolo que a su vez está
alojado en un cilindro. El cilindro presenta dos aberturas para
recibir aire comprimido y dos sensores de presión, que miden la
presión de aire en la zona sobre el émbolo y en la zona debajo del
émbolo. Las señales de todos los sensores se conducen a un sistema
de control, que posibilita comparar los valores medidos actualmente
con valores de medición, que se han registrado en un momento
anterior. Al producirse desviaciones pueden determinarse posibles
fallos en el desarrollo de proceso y aplicarse medidas
correctivas.
El objetivo de la presente invención es proponer
un procedimiento de diagnóstico alternativo y dispositivos y
accionamientos reguladores correspondientes, que posibiliten prever
la vida útil individual de un accionamiento regulador.
Partiendo del procedimiento de diagnóstico
conocido, el objetivo según la invención se alcanza por medio de que
la diferencia entre una presión característica, que es la parte de
presión estática de la presión aplicada a una cámara de trabajo, y
una presión de referencia, que es la parte de presión estática de la
presión aplicada a una segunda cámara de trabajo, cuando la segunda
cámara de trabajo no está unida al sistema de suministro de presión,
se establece por medio de un elemento medidor de presión diferencial
y se compara con un valor nominal.
Típicamente, la primera cámara de trabajo está
sin presión antes del inicio de un proceso de conmutación -es decir
del movimiento del émbolo desde una posición extrema a la otra. Si
se une la primera cámara de trabajo al sistema de suministro de
presión, primero asciende continuamente la presión aplicada a la
primera cámara de trabajo, sin que el émbolo se haya puesto en
movimiento. Sólo cuando la fuerza de presión que actúa desde los
medios de presión sobre el émbolo supera las fuerzas de rozamiento
de adherencia aplicadas en contra del movimiento, se acelera el
émbolo en la dirección de la otra posición extrema. Partiendo de
este "punto de arranque" actúan solamente fuerzas de rozamiento
de adherencia menores, en cuanto a su valor, en contra de la fuerza
de presión.
Dependiendo de una multitud de variables -desde
la altura de la presión de sistema y de la viscosidad de los medios
de presión, de la sección transversal de admisión de la cámara de
trabajo y de la superficie activa del émbolo, de las fuerzas de
rozamiento de adherencia entre émbolo y carcasa y, dado el caso, de
otras fuerzas mecánicas o de presión (externas) que actúan sobre el
émbolo, en especial de fuerzas para el accionamiento de una
valvulería que se va a conmutar con el accionamiento regulador (por
ejemplo válvula, etc.), se ajusta un perfil de estado característico
del accionamiento regulador. Normalmente después de una fase de
entrada se obtiene un "equilibrio", que destaca por una
velocidad fundamentalmente constante del émbolo en el caso de una
presión estática fundamentalmente constante en la primera cámara de
trabajo.
El movimiento del émbolo finaliza (normalmente)
con el tope en la otra posición extrema. Desde ese momento aumenta
la presión estática en la primera cámara de trabajo continuamente
hasta el nivel de la presión de sistema (siempre que la cámara de
trabajo no presente unas pérdidas por fugas excesivas), con lo que
-adicionalmente a las fuerzas de rozamiento de adherencia que
vuelven a actuar ahora- se produce una protección del émbolo en esta
posición contra un retroceso imprevisto.
Cada desgaste de las superficies de contacto
entre el émbolo y la carcasa, cada reducción causada por suciedad de
secciones transversales de corriente de entrada o salida de la
primera cámara de trabajo, cada falta de estanqueidad en el sistema
neumático e igualmente cada modificación de parámetros de
funcionamiento en el elemento accionado en cada caso por medio del
accionamiento regulador -por ejemplo de un grifo de macho esférico-
produce modificaciones de este perfil de estado, que se plasman en
variaciones características de la presión estática en una cámara de
trabajo. La medición de la parte de presión estática de la presión
aplicada a una cámara de trabajo, como presión característica del
accionamiento regulador, representa de este modo -en unión a la
determinación conocida de la posición del émbolo- la base ideal para
diagnosticar el estado actual de un accionamiento regulador y de la
valvulería accionada con el mismo.
El procedimiento de diagnóstico según la
invención no sólo puede aplicarse en el caso de accionamientos
reguladores, que pueden acoplarse con un elemento que se va a
accionar (por ejemplo valvulería) en forma de un elemento aparte,
sino también en aquellos accionamientos reguladores que forman una
unidad constructiva con el elemento a accionar y que se hacen
patentes por ejemplo en el documento WO 00/04311.
La diferencia entre la presión característica y
una presión de referencia se compara con el valor nominal, siendo la
presión de referencia la parte de presión estática de la presión
aplicada a la segunda cámara de trabajo y no estando unida la
segunda cámara de trabajo al sistema de suministro de presión. Una
configuración de este tipo resulta especialmente favorable junto con
unos accionamientos reguladores que presentan un émbolo de doble
acción entre dos cámaras de trabajo impulsadas alternativamente.
Según la dirección de trabajo del accionamiento regulador representa
después alternativamente la presión estática en la cámara de
trabajo, que recibe presión en cada caso, la presión
característica, la presión estática en la otra cámara de trabajo la
presión de referencia.
La diferencia entre las respectivas presiones
características y de referencia en las cámaras de trabajo puede
establecerse con una complejidad constructiva mínima en un elemento
medidor de presión diferencial, que puede usarse para las dos
direcciones de accionamiento. Los elementos de medición de este tipo
son bien conocidos y están disponibles en el mercado para una
multitud de fines aplicativos y tamaños constructivos como productos
de gran consumo económicos. La miniaturización de este elemento de
medición permite -con las dimensiones correspondientes del elemento-
esta integración en la carcasa o incluso en el émbolo del
accionamiento regulador según la invención.
En el marco de un diagnóstico según la invención
se compara preferentemente un desarrollo de la diferencia de presión
entre dos puntos de funcionamiento del accionamiento regulador con
un desarrollo del valor nominal. Según los requisitos impuestos al
diagnóstico pueden incluirse en el diagnóstico los desarrollos de
presión desde el inicio del accionamiento hasta el punto de
arranque, desde el punto de arranque hasta hacer tope en la otra
posición extrema y desde este momento hasta alcanzar la presión de
sistema y, dado el caso, correlacionarse con el perfil de movimiento
del émbolo entre las posiciones extremas. Cada desviación del valor
nominal afectado en cada caso puede utilizarse por ejemplo como
activador de un control visual inmediato en funcionamiento continuo,
como nota preliminar para la sustitución en la siguiente parada
planificada o también, profilácticamente, para la conmutación
automática a una vía de instalación redundante.
Un procedimiento de diagnóstico según la
invención establece preferentemente para un proceso de conmutación
una reserva de presión, siendo la reserva de presión la diferencia
entre un valor máximo de la diferencia de presión antes del arranque
del émbolo y la presión de sistema. Esta reserva de presión se
corresponde indirectamente -a través de la superficie de émbolo
presionada cilíndrica de un accionamiento regulador que actúa
linealmente- con una reserva de fuerza o -a través de la superficie
de émbolo presionada y el brazo de palanca activo en el caso de un
accionamiento giratorio- a una reserva de momento como medida de la
carga que puede ajustarse a partir de la posición de reposo: si el
rozamiento de adherencia de la carga supera la reserva de fuerza o
momento del accionamiento regulador, se bloquea el proceso de
ajuste. De forma especialmente preferida se genera una señal de
aviso al no superarse una reserva de presión límite mínima.
Asimismo se establece una presión de regulación
en el marco de un procedimiento de diagnóstico según la invención,
ventajosamente, para un proceso de ajuste, siendo la presión de
regulación el valor de la diferencia de presión al alcanzarse una
posición extrema del émbolo. La presión de regulación así definida
se corresponde con la presión que se necesita para culminar el
proceso de ajuste -es decir, por ejemplo, para abrir o cerrar por
completo una válvula. Un aumento de la presión de regulación puede
indicar, por un lado, un desgaste de las superficies de obturación y
deslizamiento del accionamiento regulador o del elemento ajustado y
un aumento de las fuerzas de rozamiento de deslizamiento, provocado
por este motivo. Por otro lado, influyen también residuos en el
accionamiento regulador o en el elemento ajustado, que impiden
alcanzar la posición extrema -por ejemplo, en una instalación
técnica de fluidos una parte sólida del fluido depositada sobre el
asiento de válvula- en un aumento de la presión de regulación. A su
vez resulta particularmente de ayuda que se genere una señal de
aviso al superarse una presión de regulación límite máxima.
Si en lugar de una vigilancia continua de la
diferencia de presión sólo se desea medir valores discretos aislados
para diagnosticar un accionamiento regulador, es favorable medir la
reserva de presión y la diferencia de presión o uno de los dos
valores: la medición puede activarse después por ejemplo, de forma
especialmente sencilla, mediante un transmisor de impulsos
eléctrico, que registra en cada caso el inicio o el final de un
contacto (eléctricamente conductor) entre el émbolo o entre un
émbolo y el extremo de carcasa.
Ambos valores límite -reserva de presión límite
y presión de regulación límite- son valores normales que pueden
seleccionarse libremente en gran medida dependiendo del respectivo
uso del accionamiento regulador, sin embargo, deberían seleccionarse
fundamentalmente con un suplemento con relación a las fuerzas de
rozamiento de adherencia o deslizamiento de la carga que se va a
ajustar, que, por un lado, recoge oscilaciones de estas fuerzas y
que, por otro lado, en el caso de aumento de la diferencia de
presión a causa del desgaste posibilita, en funcionamiento, la
sustitución del accionamiento regulador en intervalos que se pueden
planificar.
En particular, en el caso de grandes cantidades
es favorable la confección previa de accionamientos reguladores con
valores límite ajustados fijamente. Para fines de aplicación
particulares también pueden preverse unos accionamientos
reguladores, que permitan un ajuste de un valor límite directamente
en el accionamiento regulador. También pueden almacenarse en forma
de valores numéricos fijos en un dispositivo de diagnóstico externo.
El dispositivo de diagnóstico se une después al accionamiento
regulador a través de un conducto de presión o -necesariamente en
especial con mayores distancias entre el accionamiento regulado y el
dispositivo de diagnóstico- a través de una línea de datos para
transmitir el valor actual de la diferencia de presión o también
sólo de la reserva de presión y/o de la presión de regulación.
Una señal de aviso en el marco de un
procedimiento de diagnóstico según una invención de este tipo puede
emitirse por ejemplo en forma de elementos de señal sencillos -y de
conocimiento general- ópticos o acústicos, que están dispuestos
directamente en el accionamiento regulador. Una señal de aviso puede
presentar, sin embargo, también -alternativa o adicionalmente- la
forma de una señal eléctrica o electromagnética, que se transmite
desde un dispositivo de diagnóstico dispuesto en el accionamiento
regulador a un elemento indicador más alejado, por ejemplo a un
tablero indicador central o también a un ordenador de control para
una instalación más grande.
El objetivo se alcanza igualmente según la
invención partiendo del dispositivo de diagnóstico conocido, gracias
a que se ha previsto un elemento medidor de presión diferencial con
el que puede medirse la diferencia entre una presión característica,
que es la parte de presión estática de una presión aplicada a una
cámara de trabajo, y una presión de referencia que es la parte de
presión estática de una presión aplicada a la segunda cámara de
trabajo, cuando la segunda cámara de trabajo no está unida al
sistema de suministro de presión, y puede valorarse por medio del
dispositivo de diagnóstico. Un dispositivo de diagnóstico de este
tipo sirve para ejecutar el procedimiento de diagnóstico según la
invención descrito anteriormente. Asimismo, el dispositivo de
diagnóstico según la invención puede usarse en unión a
accionamientos reguladores que están fundidos con la valvulería que
se debe accionar para formar una unidad constructiva.
Por lo tanto, el objetivo se alcanza según la
invención, partiendo del accionamiento regulador conocido, mediante
dos conexiones de medición de presión en las que puede medirse una
diferencia de presión por medio de un elemento medidor de presión
diferencial.
Un dispositivo de diagnóstico según la invención
presenta preferentemente una unidad de cálculo digital, en la que se
lleva a cabo la comparación de las dos presiones características.
Son bien conocidas las unidades de cálculo electrónicas adecuadas,
que pueden obtenerse económicamente en el mercado en diferentes
ejecuciones como productos de gran consumo. Fundamentalmente es
también posible el uso de comparadores neumáticos análogos. Con
excepción de casos especiales, que descartan por ejemplo el uso de
elementos electrónicos, no se prefiere, sin embargo, esta variante
por motivos de costes. El uso de unidades de cálculo electrónicas
que se pueden programar posibilita, por un lado, el uso de elementos
estándar habituales en el mercado y, por otro lado, el dispositivo
de diagnóstico según la invención puede usarse de forma
especialmente favorable -precisamente mediante cambio de
programación en lugar de la sustitución de elementos- para otros
fines. Como dispositivo de diagnóstico en el sentido de la invención
puede contemplarse también un ordenador digital comercial, que puede
programarse para su uso en el modo conocido.
Ejemplo de forma de
realización
A continuación se explica la invención a partir
de los dibujos esquematizados de un ejemplo de forma de realización,
en los que
la fig. 1 muestra un accionamiento regulador
según la invención,
la fig. 2 muestra el desarrollo de la diferencia
de presión y del recorrido a lo largo del tiempo en este
accionamiento regulador,
la fig. 3 muestra este accionamiento regulador
integrado en un dispositivo de diagnóstico según la invención.
La figura 1 muestra un accionamiento regulador
neumático 1 con principio de cremallera-piñón y una
carcasa cilíndrica 2 cerrada, dos émbolos 3 móviles en
contrasentido, montados axialmente en la misma y guiados con
autocentrado, y un árbol de salida 4 giratorio que sale radialmente
de la carcasa 2. La rotación del árbol de salida 4 está acoplada
fijamente mediante dos cremalleras 5 unidas al émbolo 3, que están
dispuestas axialmente en la carcasa 2 y engranan en un dentado no
representado dispuesto sobre el perímetro del árbol de salida 4, con
el movimiento axial del émbolo 3. Los dos émbolos 3 encierran en la
carcasa 2 la cámara de trabajo interior 6, en la que también se
extienden las cremalleras 5 y el árbol de salida 4. Con la carcasa 2
los émbolos 3 encierran las cámaras de trabajo exteriores 7. En las
cámaras de trabajo exteriores 7 se han dispuesto unos muelles de
compresión 8 que desplazan los émbolos 3 unos sobre otros, en el
caso de cámaras de trabajo 6, 7 sin presión.
La carcasa 2, los émbolos 3 y las cremalleras 5
están fabricadas con una aleación de aluminio en un procedimiento de
fundición a presión. Las superficies situadas exteriormente están
anodizadas y recubiertas adicionalmente con resina de epóxido. El
árbol de salida 4 se compone de acero fino y está dotado, para
conectarse al elemento que se va a ajustar, de un diedro no
representado. Las cámaras de trabajo 6, 7 están obturadas una
respecto a la otra, en los émbolos 3, con juntas de caucho de
nitrilo no representadas.
El accionamiento regulador 1 según la invención
representado presenta un ángulo de basculamiento nominal de 120º. El
accionamiento regulador 1 aplica sobre el elemento que se va a
ajustar, con una presión de sistema de entre 9 y 10 bares, un
momento de giro de hasta 8.000 Nm. Como medio de trabajo se utiliza
aire filtrado (PNEUROP/Clase ISO 4).
El accionamiento regulador 1 presenta dos
conexiones de presión 10, 11 que pueden presionarse o ventilarse con
los medios de trabajo, alternativamente, por medio de un elemento
conmutador 12.
A través de la primera conexión de presión 10 se
acciona la cámara de trabajo interna 6, y a través de la segunda
conexión de presión 11 las cámaras de trabajo exteriores 7. En la
posición representada, la cámara de trabajo interior 6 está
presurizada con los medios de trabajo a través de la primera
conexión de presión 10, las cámaras de trabajo exteriores 7 están
conectadas al entorno a través de la segunda conexión de presión 11
y presentan presión ambiente. Los muelles de compresión 8 están
situados en un bloque y definen de este modo la posición extrema de
los émbolos 3.
Como puede verse en la figura 2, del diagrama
inferior, los émbolos 3 se encuentran al inicio del proceso de
ajuste en la posición básica (o "posición de 0º") 13 del
accionamiento regulador 1 según la invención; al final del proceso
de ajuste en la otra posición extrema, aquí la "posición de
120º" 14. Mediante la conmutación del elemento conmutador 12 se
accionan las cámaras de trabajo exteriores 7 con los medios de
trabajo y se ventila la cámara de trabajo interior 6. A la conexión
de medición de presión 15 se aplica como presión nominal la parte de
presión estática de la presión aplicada a las cámaras de trabajo
exteriores 7, y a la conexión de medición de presión de referencia
16 se aplica como presión de referencia la parte de presión estática
de la presión aplicada a la cámara de trabajo interior 6. En el caso
de un proceso de ajuste desde la posición de 120º 14 a la posición
de 0º 13 se intercambian las funciones de la conexión de medición de
presión y de presión de referencia 16, pero el modo de trabajo del
diagnóstico que se describe a continuación es idéntico.
La conexión de medición de presión 15 y la
conexión de medición de presión de referencia 16 están unidas a un
elemento de medición de presión diferencial 17, que comunica la
presión diferencial 19 medida, a través de una línea de señal de
presión 18, al dispositivo de diagnóstico 20. Adicionalmente se ha
dispuesto en el accionamiento regulador 1 un transmisor de posición
21 que comunica la posición medida de los émbolos 3, a través de una
línea de señal de posición 22, al dispositivo de diagnóstico 20.
La figura 2 muestra el desarrollo de la presión
diferencial 19 y del recorrido 23 en este accionamiento regulador 1
según la invención durante el proceso de ajuste: al principio la
presión diferencial 19 se corresponde en cuanto a su valor con la
presión de sistema 8. En la posición básica la presión diferencial
19 está definida negativamente. Primero desciende el valor de la
presión diferencial 19 hasta 0 (presiones iguales en los dos lados
del émbolo 3) y asciende a continuación hasta una presión máxima 24,
situada por debajo de la presión de sistema 8. Al aplicarse esta
presión máxima 24 se supera el rozamiento de adherencia que actúa
entre los émbolos 3 y la carcasa 2 así como en el elemento
conectado, y los émbolos se desprenden. La diferencia entre la
presión máxima 24 y la presión de sistema 8 recibe el nombre de
reserva de presión 25. Los émbolos 3 se desplazan a continuación uno
hacia el otro con una velocidad fundamentalmente constante. Aquí la
presión diferencial 19 desciende hasta un valor inferior, también
fundamentalmente
constante.
constante.
En la posición final las cremalleras 5 están en
contacto con el émbolo 3 situado en cada caso en el lado opuesto. El
movimiento de los émbolos 3 finaliza, la presión diferencial 19
aumenta hasta la presión de sistema 8. El nivel de presión al
alcanzarse la posición extrema recibe el nombre de presión de
regulación 26.
regulación 26.
La figura 3 muestra el accionamiento regulador 1
según la invención integrado en un dispositivo de diagnóstico 20
conforme a la invención. El dispositivo de diagnóstico 20 presenta
un indicador de posición 27 que indica la posición del árbol de
salida 4. En el dispositivo de diagnóstico 20 se han dispuesto unas
conexiones eléctricas centrales no representadas -una regleta de
bornes, un enchufe de actuador, un sensor y una conexión de bus. El
transmisor de posición 21 es un transmisor de ángulos electrónico
dispuesto en el árbol de salida 4, que funciona al mismo tiempo como
avisador de posición extrema. El dispositivo de diagnóstico 20
presenta adicionalmente un avisador de posición extrema inductivo
autoajustable, no representado. Por medio del dispositivo de
diagnóstico 20 se vigila en el sentido de un "Condition
Monitoring" la presión diferencial 19 y el ángulo de
basculamiento y, dado el caso, se genera en una salida de alarma 28
una señal de aviso en una unidad de control prioritaria.
En las figuras son
- 1.
- Accionamiento regulador
- 2.
- Carcasa
- 3.
- Émbolos
- 4.
- Árbol de salida
- 5.
- Cremallera
- 6.
- Cámara de trabajo interior
- 7.
- Cámara de trabajo exterior
- 8.
- Muelle de compresión
- 9.
- Presión de sistema
- 10.
- Primera conexión de presión
- 11.
- Segunda conexión de presión
- 12.
- Elemento conmutador
- 13.
- Posición de 0º
- 14.
- Posición de 120º
- 15.
- Conexión de medición de presión
- 16.
- Conexión de medición de presión de referencia
- 17.
- Elemento de medición de presión diferencial
- 18.
- Línea de señal de presión
- 19.
- Presión diferencial
- 20.
- Dispositivo de diagnóstico
- 21.
- Transmisor de posición
- 22.
- Línea de señal de posición
- 23.
- Recorrido
- 24.
- Presión máxima
- 25.
- Reserva de presión
- 26.
- Presión de regulación
- 27.
- Indicador de posición
- 28.
- Salida de alarma
Claims (8)
1. Procedimiento de diagnóstico para un
accionamiento regulador (1) neumático con al menos un émbolo (3),
que puede moverse en una carcasa (2) entre dos posiciones extremas y
delimita dos cámaras de trabajo (6, 7), pudiendo unirse las cámaras
de trabajo (6, 7) a un sistema de suministro de presión, que está
sometido a una presión de sistema (8), reconociéndose al menos una
posición del émbolo (3) en la carcasa (2), caracterizado
porque la diferencia entre una presión característica, que es la
parte de presión estática de la presión aplicada a una cámara de
trabajo (6, 7), y una presión de referencia que es la parte de
presión estática de la presión aplicada a una segunda cámara de
trabajo (6, 7), cuando la segunda cámara de trabajo (6, 7) no está
unida al sistema de suministro de presión, se establece por medio de
un elemento medidor de presión diferencial y se compara con un valor
nominal.
2. Procedimiento de diagnóstico según la
reivindicación anterior, caracterizado porque se compara un
desarrollo de la diferencia de presión entre dos puntos de
funcionamiento del accionamiento regulador (1) con un desarrollo del
valor nominal.
3. Procedimiento de diagnóstico según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque para un
proceso de conmutación se establece una reserva de presión (25),
siendo la reserva de presión (25) la diferencia entre un valor
máximo de la diferencia de presión antes del arranque del émbolo (3)
y la presión de sistema (8).
4. Procedimiento de diagnóstico según la
reivindicación anterior, caracterizado porque se genera una
señal de aviso al no superarse una reserva de presión límite
mínima.
5. Procedimiento de diagnóstico según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque se
establece una presión de regulación (26) para un proceso de
regulación, siendo la presión de regulación (26) el valor de la
diferencia de presión al alcanzarse una posición extrema del émbolo
(3).
6. Procedimiento de diagnóstico según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque se genera
una señal de aviso al superarse una presión de regulación límite
máxima.
7. Dispositivo de diagnóstico (20) con un
accionamiento regulador (1) neumático con al menos un émbolo (3),
que puede moverse en una carcasa (2) entre dos posiciones extremas y
delimita dos cámaras de trabajo (6, 7), que pueden unirse a un
sistema de suministro de presión, que está sometido a una presión de
sistema (8), pudiendo representarse por medio del dispositivo de
diagnóstico (20) al menos una posición del émbolo (3) en la carcasa
(2), caracterizado porque está previsto un elemento de
medición de presión diferencial, con el que puede medirse la
diferencia entre una presión característica, que es la parte de
presión estática de la presión aplicada a una cámara de trabajo (6,
7), y una presión de referencia que es la parte de presión estática
de la presión aplicada a la segunda cámara de trabajo, cuando la
segunda cámara de trabajo no está unida al sistema de suministro de
presión, y puede valorarse por medio del dispositivo de diagnóstico
(20).
8. Dispositivo de diagnóstico (20) según la
reivindicación anterior, caracterizado porque el dispositivo
de diagnóstico (20) presenta una unidad de cálculo digital.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE10303889A DE10303889B3 (de) | 2003-01-30 | 2003-01-30 | Diagnoseverfahren und -vorrichtung für einen pneumatischen Stellantrieb |
DE10303889 | 2003-01-30 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
ES2270181T3 true ES2270181T3 (es) | 2007-04-01 |
Family
ID=31984479
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
ES04000282T Expired - Lifetime ES2270181T3 (es) | 2003-01-30 | 2004-01-09 | Procedimiento y dispositivo de diagnostico para un accionamiento regulador neumatico. |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP1443219B1 (es) |
AT (1) | ATE337493T1 (es) |
DE (2) | DE10303889B3 (es) |
DK (1) | DK1443219T3 (es) |
ES (1) | ES2270181T3 (es) |
Families Citing this family (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
ITMI20071839A1 (it) * | 2007-09-25 | 2009-03-26 | Faac Spa | "dispositivo azionatore con sensore per il controllo della movimentazione di cancelli" |
DE102008033047A1 (de) * | 2008-07-14 | 2010-02-25 | Abb Technology Ag | Meldung der aktiven Sicherheitsstellung bei elektropneumatischen Stellungsreglern |
DE102010015647B4 (de) * | 2010-04-20 | 2011-12-29 | Samson Aktiengesellschaft | Verfahren zum Bestimmen einer Betriebsposition eines Auf/Zu-Ventils und Feldgerät |
DE102010024723B4 (de) * | 2010-06-23 | 2014-02-13 | Samson Aktiengesellschaft | Pneumatischer Stellantrieb und Verfahren zum Betreiben des pneumatischen Stellantriebs |
DE102011050941A1 (de) * | 2011-06-09 | 2012-12-13 | Bar-Pneumatische Steuerungssysteme Gmbh | Verfahren zum Betrieb eines pneumatischen Antriebs |
US9128008B2 (en) | 2012-04-20 | 2015-09-08 | Kent Tabor | Actuator predictive system |
CN103471836B (zh) * | 2013-09-22 | 2016-04-06 | 浙江博恩自控阀门有限公司 | 一种模拟扭矩的疲劳强度测试装置 |
CN104316318B (zh) * | 2014-10-10 | 2019-11-12 | 无锡纬途流体科技有限公司 | 回转式阀门气动执行器的测试装置及测试方法 |
CN106609883A (zh) * | 2015-10-26 | 2017-05-03 | 安徽华尔泰化工股份有限公司 | 一种造气炉液压阀检测头固定支架 |
DE102018205311A1 (de) * | 2018-04-09 | 2019-10-10 | Festo Ag & Co. Kg | Diagnoseeinrichtung, System und Verfahren |
Family Cites Families (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5109692A (en) * | 1988-08-25 | 1992-05-05 | Fisher Controls International Inc. | Diagnostic apparatus and method for fluid control valves |
SE463684B (sv) * | 1989-12-22 | 1991-01-07 | Mecman Ab | Haallaranordning foer kolvlaegesavkaennare |
US5251148A (en) * | 1990-06-01 | 1993-10-05 | Valtek, Inc. | Integrated process control valve |
SE9002201L (sv) * | 1990-06-20 | 1991-10-14 | Mecman Ab | Haallaranordning foer kolvlaegesavkaennare med klaemanordning |
DE4218320A1 (de) * | 1992-06-03 | 1993-12-09 | Siemens Ag | Verfahren und Einrichtung zur Prüfung einer durch ein Medium angetriebenen Armatur |
DE4241189A1 (de) * | 1992-12-03 | 1994-06-09 | Mannesmann Ag | Einrichtung zur Positionsermittlung bei einem druckmittelbetriebenen Arbeitszylinder |
JPH1151011A (ja) * | 1997-07-30 | 1999-02-23 | Smc Corp | 流体圧シリンダにおける位置検出センサ取付具 |
EP0947901A3 (en) * | 1998-04-03 | 1999-11-17 | General Electric Company | Maintenance monitor system for steam turbine valves |
US6412750B1 (en) * | 1998-07-16 | 2002-07-02 | Se Woo Conval Co., Ltd. | Valve system for fluid pipes |
DE10026082C1 (de) * | 2000-05-24 | 2001-11-08 | Rexroth Mecman Gmbh | Vorrichtung zur Befestigung eines Sensors an einem Druckmittelzylinder |
DE10152178C2 (de) * | 2001-04-30 | 2003-04-17 | Rexroth Mecman Gmbh | Druckmittelzylinder mit einem verschiebbaren Sensor zur Detektion der Kolbenstellung |
-
2003
- 2003-01-30 DE DE10303889A patent/DE10303889B3/de not_active Expired - Fee Related
-
2004
- 2004-01-09 AT AT04000282T patent/ATE337493T1/de active
- 2004-01-09 DE DE502004001222T patent/DE502004001222D1/de not_active Expired - Lifetime
- 2004-01-09 ES ES04000282T patent/ES2270181T3/es not_active Expired - Lifetime
- 2004-01-09 EP EP04000282A patent/EP1443219B1/de not_active Expired - Lifetime
- 2004-01-09 DK DK04000282T patent/DK1443219T3/da active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE10303889B3 (de) | 2004-04-08 |
EP1443219A1 (de) | 2004-08-04 |
ATE337493T1 (de) | 2006-09-15 |
EP1443219B1 (de) | 2006-08-23 |
DK1443219T3 (da) | 2006-12-27 |
DE502004001222D1 (de) | 2006-10-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
ES2270181T3 (es) | Procedimiento y dispositivo de diagnostico para un accionamiento regulador neumatico. | |
EP2843280B1 (en) | Diagnostic method for detecting control valve component failure | |
ES2786076T3 (es) | Sistema de predicción de un dispositivo de accionamiento | |
ES2453690T3 (es) | Sistema de válvula de control con monitorización de ciclos, diagnosis y predicción de degradación | |
CN102472408A (zh) | 用于确定气动式控制阀组件的故障模式的装置与方法 | |
TWI798317B (zh) | 用於控制及監測致動閥之系統及方法 | |
KR101418375B1 (ko) | 시일재의 압축량을 제어 가능한 게이트 밸브 | |
JPH02161183A (ja) | ダイヤフラムポンプの油圧回路制御装置 | |
JP2007522563A (ja) | 圧力送信機を用いた緊急遮断弁の診断法 | |
JP5085641B2 (ja) | 効率的な流体移動を伴う流体動力2重ピストン作動装置および実施方法 | |
KR20140021987A (ko) | 제어 또는 전환 밸브를 포함하는 아마추어의 작동을 위한 유압 또는 공압 구동기 | |
US11174965B2 (en) | Detecting maintenance statuses of valves | |
CN102348585A (zh) | 用于运行液压或者气动***的方法 | |
JP5388777B2 (ja) | 舵取機の作動監視方法 | |
JP4111578B2 (ja) | アクチュエータ付きバルブ | |
CN110475999B (zh) | 流体驱动阀 | |
TW202223569A (zh) | 具失效自我預知功能的驅動器 | |
US20230116100A1 (en) | Valve bank and smart control valve | |
KR20190019369A (ko) | 공기식 컨트롤 밸브 고장 진단 방법 | |
KR102483113B1 (ko) | 밸브 개폐 장치 | |
CN114593111A (zh) | 一种具失效自我预知功能的致动器 | |
JP4899642B2 (ja) | タイヤ空気圧制御装置 | |
WO2023134424A1 (zh) | 用于车辆的电控智能高度阀以及相应的车辆 | |
KR20160115035A (ko) | 전기유압식 구동실린더용 블로킹 밸브 | |
JPH03158910A (ja) | 弁装置 |