NO325086B1

NO325086B1 - Fremgangsmate og anordning for manovrering av aktuatorer

Info

Publication number: NO325086B1
Application number: NO20062806A
Authority: NO
Inventors: Svein Birkeland
Original assignee: Ziebel As
Priority date: 2006-06-15
Filing date: 2006-06-15
Publication date: 2008-01-28
Also published as: BRPI0713410A2; WO2007145530A1; NO20062806L

Abstract

Fremgangsmåte og anordning for manøvrering av minst en første dobbeltvirkende aktivator (1) og en andre aktivator (2) ved hjelp av et første rør (16) og et andre rør (18) hvor de to rør (16, 18) er felles for begge aktivatorer (1, 2) og hvor begge rør (16, 18) i avlastet tilstand er drenert, og hvor den første aktivators (1) arbeidsorgan (4) bringes til å forskyves i en første retning ved å trykksette det første rør (16) med et relativt høyt første trykk, og at arbeidsorganet (4) bringes til å forskyves i en andre retning ved å trykksette det andre rør (18) med et relativt lavt andre trykk etter at det første rør (16) er avlastet, og hvor den andre aktivators (2) arbeidsorgan (10) bringes til å forskyves i en første retning ved å trykksette det andre rør (18) med et relativt høyt tredje trykk.

Description

FREMGANGSMÅTE OG ANORDNING FOR MANØVRERING AV AKTUATORER

Denne oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte for manøvrering av aktuatorer. Nærmere bestemt dreier det seg om en fremgangsmåte for manøvrering av minst en første dobbeltvirkende aktuator og en andre aktuator ved hjelp av et første rør og et andre rør hvor de to rør er felles for begge aktuatorer og hvor begge rør i avlastet tilstand er drenert. Den første aktuators arbeidsorgan bringes til å forskyves i en første retning ved å trykksette det første rør med et relativt høyt første trykk. Arbeidsorganet bringes til å forskyves i en andre retning ved å trykksette det andre rør med et relativt lavt andre trykk, idet den andre aktuators arbeidsorgan bringe til å forskyves i en første retning ved å trykksette det andre rør med et relativt høyt tredje trykk. Oppfinnelsen omfatter også en anordning for utøvelse av fremgangsmåten.

Individuell manøvrering av dobbeltvirkende hydrauliske aktuatorer utføres ofte ved hjelp av to rørløp for hver aktuator hvor det ene rørløp trykksettes for å bringe aktuatorens ma-nøverorgan til å forskyves i en første retning, mens det andre rørløp trykksettes når aktuatorens manøverorgan skal forskyves i motsatt retning.

Med forskyving menes i denne sammenheng både lineær og drei-ende forskyving.

Ved relativt store avstander mellom manøverventiler og aktuatorer kan rørforbindelser av denne art være kostbare, samtidig som tilgjengelig plass kan være begrenset. Flere løsning-er er således kjent hvor det er færre enn to rørforbindelser til hver aktuator i en gruppe aktuatorer.

US-patent 6516888 beskriver en løsning hvor sju dobbeltvirkende aktuatorer manøvreres individuelt ved hjelp av fire rørforbindelser. Ifølge dette dokument trykksettes begge rør til en aktuator for å aktivere korresponderende ventiler, hvorved aktuatorens forskyvingskraft er avhengig av trykkdif-feransen mellom rørforbindelsene.

NO-patent 306033 omhandler en innbyrdes uavhengig styring av reguleringsinnretninger for regulering av brønnstrøm nedi-hulls. Flere reguleringsinnretninger er anordnet i serie, og hver reguleringsinnretning innbefatter en strømningsregulator med bevegelig reguleringselement/reguleringsorgan samt en hydraulisk aktuator med to porter som aktiverer strømningsre-gulatoren via ledninger og styreventiler. Styreventilene sty-rer tilstrømning av hydraulikkfluid mellom aktuatoren og hyd-raulikkledningen.

Oppfinnelsen har til formål å avhjelpe eller redusere i det minste én av ulempene ved kjent teknikk.

Formålet oppnås i henhold til oppfinnelsen ved de trekk som er angitt i nedenstående beskrivelse og i de etterfølgende patentkrav.

En fremgangsmåte for manøvrering av minst en første dobbeltvirkende aktuator og en andre aktuator ved hjelp av et første rør og et andre rør hvor de to rør er felles for begge aktuatorer og hvor begge rør i avlastet tilstand er drenert, kjen-netegnes i overensstemmelse med oppfinnelsen ved at den

første aktuators arbeidsorgan bringes til å forskyves i en første retning ved å trykksette det første rør med et rela-

tivt høyt første trykk, og at arbeidsorganet, etter at det første rør er avlastet, bringes til å forskyves i en andre retning ved å trykksette det andre rør med et relativt lavt andre trykk, og hvor den andre aktuators arbeidsorgan bringes til å forskyves i en første retning ved å trykksette det andre rør med et relativt høyt tredje trykk.

Med arbeidsorgan menes i denne sammenheng det organ som ved å utsettes for et fluidtrykk utfører et arbeid. Arbeidsorganet kan utgjøres for eksempel av et stempel eller en aktuator-vinge.

I en foretrukket fremgangsmåte utføres dette nærmere bestemt ved at den første aktuators arbeidsorgan bringes til å forskyves i en første retning ved å trykksette det første rør som kommuniserer med den første aktuators første port via en første styrt tilbakeslagsventil, med et første trykk som er høyere enn åpningstrykket for den første styrte tilbakeslagsventil. Arbeidsorganet bringes til å forskyves i en andre retning ved å trykksette det andre rør som kommuniserer med den første aktuators andre port, med et andre trykk som er mindre enn åpningstrykket for en andre styrt tilbakeslagsventil som er koplet mellom det andre rør og den andre aktuators første port.

Videre bringes den andre aktuators arbeidsorgan til å forskyves i en første retning ved å trykksette det andre rør med et tredje trykk som er høyere enn åpningstrykket for den andre styrte tilbakeslagsventil, idet den andre aktuators arbeidsorgan bringes til å forskyves i en andre retning ved å trykksette det første rør som kommuniserer med den andre aktuators andre port etter at det andre rør er avlastet, med et fjerde trykk som er mindre enn åpningstrykket for den første styrte tilbakeslagsventil.

En første dobbeltvirkende aktuatorer og en andre aktuator er. som nevnt koplet til et første rør og et andre rør hvor de to rør er felles for begge aktuatorer og hvor begge rør i avlastet tilstand er drenert.

En første tilbakeslagsventil som er styrt av trykket i det

første rør, er koplet mellom det første rør og den første aktuators første port. En andre tilbakeslagsventil som er styrt av trykket i det andre rør, er koplet mellom det andre rør og den andre aktuators første port. Den første aktuators andre

port kommuniserer med det andre rør, mens den andre aktuators andre port kommuniserer med det første rør. De styrte tilbakeslagsventiler er normalt stengt i retning fra sine respektive rør og til sine respektive aktuatorer.

De styrte tilbakeslagsventiler er innrettet til å veksle ved et relativt høyt første eller tredje trykk.

Styring av de ulike trykk fra et hydraulisk aggregat og inn på det første og det andre rør, samt trykkavlastning fra disse, utføres ved hjelp av retnings- og vekselventiler i-følge i og for seg kjent teknikk og beskrives nærmere i beskrivelsens spesielle del.

I en praktisk utforming kan et trykk som betegnes som et relativt høyt trykk være i størrelsesorden flere hundre bar, mens et trykk som betegnes som et relativt lavt trykk kan være i størrelsesorden mindre enn flere hundre bar.

Det har gitt gode resultat å anvende et høyt tykk på mellom 300 og 500 bar og et lavt trykk på mellom 100 og 200 bar.

En fremgangsmåte og anordning ifølge oppfinnelsen tilveie-bringer en hydraulikk-krets hvor to dobbeltvirkende aktuatorer i hovedsak uavhengig av hverandre ved hjelp av to hydrauliske rørforbindelser kan fjernmanøvreres. Hydraulikk-kretsen muliggjør at aktuatoren under manøvrering ikke behøver å ar-beide mot et mottrykk og at et relativt beskjedent antall ventiler anvendes ved aktuatoren, noe som tilsier en relativt høy driftsikkerhet i anlegget.

I det etterfølgende beskrives et ikke-begrensende eksempel på en foretrukket fremgangsmåte og utførelsesform som er anskue-liggjort på medfølgende tegninger, hvor: Fig. 1 viser et koplingsskjema av en hydraulikk-krets ifølge oppfinnelsen; Fig. 2 viser koplingsskjemaet i fig. 1 hvor den første aktuators første port tilføres fluid; Fig. 3 viser koplingsskjemaet i fig. 1 hvor den første aktuators andre port tilføres fluid; Fig. 4 viser koplingsskjemaet i fig. 1 hvor den andre aktuators første port tilføres fluid; og Fig. 5 viser koplingsskjemaet i fig. 1 hvor den andre aktuators andre port tilføres fluid.

På tegningene betegner henvisningstallet 1 en første aktuator og henvisningstallet 2 en andre aktuator. Den første aktuator 1 er forsynt med et arbeidsorgan 4, en første port 6 og en andre port 8 for hydraulisk væske. Tilførsel av væske via den første port 6 bevirker at arbeidsorganet 4 forskyves i en første retning, mens tilførsel av fluid via den andre port 8 bevirker at arbeidsorganet 4 forskyves i en motsatt andre retning.

Tilsvarende er den andre aktuator 2 forsynt med et arbeidsorgan 10, en første port 12 og en andre port 14.

Aktuatorene 1 og 2 tilføres og returnerer hydraulisk væske

via et første rør 16 og et andre rør 18.

En styrt første tilbakeslagsventil 20 er koplet mellom det første rør 16 og den første aktuators 1 første port 6 via et første forbindelsesrør 22. Den første tilbakeslagsventil 20 er normalt stengt i retning fra det første rør 16 og til den første port 6, men er åpen i motsatt retning. Den første tilbakeslagsventils 20 styreport 24 kommuniserer med det første rør 16 via et første styrerør 26, mens et første drenerings-rør 28 forløper mellom den første tilbakeslagsventil 20 og det andre rør 18.

Tilsvarende er en styrt andre tilbakeslagsventil 30 koplet mellom det andre rør 18 og den andre aktuators 2 første port 12 via et andre forbindelsesrør 32. Den andre tilbakeslagsventil 3 0 er normalt stengt i retning fra det andre rør 18 og til den første port 12, men er åpen i motsatt retning. Den andre tilbakeslagsventils 30 styreport 34 kommuniserer med det andre rør 18 via et andre styrerør 36, mens et andre dre-neringsrør 38 forløper mellom den andre tilbakeslagsventil 30 og det første rør 16.

Den første aktuators 1 andre port 8 kommuniserer med det andre rør 18 via et tredje forbindelsesrør 42, mens den andre aktuators andre port 14 kommuniserer med det første rør via et fjerde forbindelsesrør 44.

Et ikke vist hydraulikkaggregat tilfører væske under relativt høyt trykk via et høytrykksrør H, væske under relativt lavt trykk via et lavtrykksrør L, idet væske dreneres til det ikke viste hydraulikkaggregat via et returrør R.

En første retningsventils 50 innløpsport kommuniserer med høytrykksrøret H mens dens utløpsport kommuniserer med en første vekselventil 52, idet den første retningsventils 50 returport kommuniserer med returrøret R.

En andre retningsventils 54 innløpsport kommuniserer med lavtrykksrøret L mens dens utløpsport kommuniserer med den første vekselventil 52, idet den andre retningsventils 54 returport kommuniserer med returrøret R.

Den første vekselventils 52 tredje port er koplet til det første rør 16. Vekselventilen 52 er normalt åpen for gjen-nomstrømning begge veier mellom det første rør 16 og den andre retningsventil 54.

En tredje retningsventils 56 innløpsport kommuniserer med høytrykksrøret H mens dens utløpsport kommuniserer med en andre vekselventil 58, idet den tredje retningsventils 56 returport kommuniserer med returrøret R.

En fjerde retningsventils 60 innløpsport kommuniserer med lavtrykksrøret L mens dens utløpsport kommuniserer med den andre vekselventil 58, idet den fjerde retningsventils 60 returport kommuniserer med returrøret R.

Den andre vekselventils 58 tredje port er koplet til det andre rør 18. Vekselventilen 58 er normalt åpen for gjennom-strømning begge veier mellom det andre rør 18 og den fjerde retningsventil 60.

Retningsventilene 50, 54, 56 og 60 styres elektrisk på i og for seg kjent måte fra et ikke vist styresystem som er koplet til ventilenes 50, 54, 56 og 60 spoler. Forbindelsen er på tegningene indikert med stiplede linjer betegnet El.

I en utgangstilstand er alle retningsventilers 50, 54, 56 og 60 innløpsport stengt og ventilene drenert til returrøret R, se fig. 1.

Når den første aktuators 1 arbeidsorgan 4 skal forskyves i den første retning, bringes den første retningsventil 50 til å veksle, se fig. 2. Fluid fra høytrykksrøret H kan nå strømme gjennom retningsventilen 50 og til den første vekselventil 52 som veksler slik at væske ikke kan strømme inn i den andre retningsventil 54 fra den første vekselventil 52. Høytrykksfluidet strømmer derved via det første rør 16 og til den andre aktuators 2 andre port 14 via det fjerde forbindel-sesrør 44. Dersom den andre aktuators 2 arbeidsorgan 10 ikke allerede var forskjøvet i sin andre retning, ville arbeidsorganet 10 blitt forskjøvet i sin andre retning.

Samtidig strømmer fluid til den første tilbakeslagsventil 20 som inntil nødvendig trykk har bygget seg opp i styreporten 24 via det første styrerør 26, stenger for væske fra det første rør 16. Når tilstrekkelig trykk er til stede i styreporten 24, veksler den første tilbakeslagsventil 20, hvorved fluid kan strømme fra det første rør 16, via den første tilbakeslagsventil 20, det første forbindelsesrør 22 og til den første aktuators 1 første port 6.

Mens arbeidsorganet 4 forskyves i sin første retning, dreneres væske fra den første aktuator 1 via den andre port 8, det tredje forbindelsesrør 42, det andre rør 18, den andre vekselventil 58, den fjerde retningsventil 60 og til returrøret R. Den første retningsventil 50 veksler deretter til sin utgangsstilling, noe som bevirker at også den første vekselventil avlastes og veksler til sin utgangsstilling. Det første rør 16 avlastes derved via den første vekselventil 52 og den andre retningsventil 54 til returrøret R. Den første tilbakeslagsventil 20 veksler derved også tilbake til sin utgangsstilling .

Når den første aktuators 1 arbeidsorgan 4 skal forskyves i sin andre retning, veksler den fjerde retningsventil 60, se fig. 3. Væske kan derved strømme gjennom den fjerde retningsventil 60, den andre vekselventil 58, det andre rør 18, det tredje forbindelsesrør 42 og til den første aktuators 1 andre port. Mens arbeidsorganet 4 forskyves i sin andre retning, strømmer væske fra den andre port 6 via det første forbindel-sesrør 22, den første tilbakeslagsventil 20 det første rør 16, den første vekselventil 52, den andre retningsventil 54 og til returrøret R.

Merk at trykket i det andre rør 18 ikke er tilstrekkelig stort til å kunne åpne den andre tilbakeslagsventil 30. Den fjerde retningsventil 60 veksler deretter til sin utgangsstilling.

Når den andre aktuators 2 arbeidsorgan 10 skal forskyves i

sin første retning, veksler den tredje retningsventil 56, se fig. 4, hvorved den andre vekselventil 58 og den andre tilbakeslagsventil 3 0 bringes til å veksle. Høytrykksfluid strøm-mer derved på tilsvarende måte som beskrevet for den første aktuator 1 ovenfor, til den andre aktuators 2 første port 12.

Den andre aktuators 2 arbeidsorgan 10 forskyves i sin andre retning ved at den andre retningsventil 54 veksler, se fig. 5. Øvrig strømning til og fra den andre aktuator 2 tilsvarer det som er beskrevet ovenfor for den første aktuator 1, og forklares derfor ikke nærmere.

For en fagmann vil det være klart at det som i beskrivelsen er benevnt rør kan utgjøres av mange former for hulelement, for eksempel slanger, kanaler, boringer eller lignende.

Selv om retningsventilene 50, 54, 56 og 60 samt vekselventi-lene 52 og 58 er vist som separate standardiserte enheter, er det underforstått at disse ventilers funksjoner også kan iva-retas av andre for formålet hensiktsmessige ikke viste ven-tilsammenbygninger.

Claims

1. Fremgangsmåte for manøvrering av minst en første dobbeltvirkende aktuator (1) og en andre aktuator (2) ved hjelp av et første rør (16) og et andre rør (18) hvor de to rør (16, 18) er felles for begge aktuatorer (1, 2) og hvor begge rør (16, 18) i avlastet tilstand er drenert, karakterisert ved at den første aktuators (1) arbeidsorgan (4) bringes til å forskyves i en første retning ved å trykksette det første rør (16) med et relativt høyt første trykk, og at arbeidsorganet (4) bringes til å forskyves i en andre retning ved å trykksette det andre rør (18) med et relativt lavt andre trykk etter at det første rør (16) er avlastet, og hvor den andre aktuators (2) arbeidsorgan (10) bringes til å forskyves i en første retning ved å trykksette det andre rør (18) med et relativt høyt tredje trykk.

2. Fremgangsmåte i henhold til krav 1, karakterisert ved at den første aktuators (1) arbeidsorgan (4) bringes til å forskyves i en første retning ved å trykksette det første rør (16) som kommuniserer med den første aktuators (1) første port (6) via en styrt første tilbakeslagsventil (20), med et første trykk som er høyere enn åpningstrykket for den styrte første tilbakeslagsventil (20), og at arbeidsorganet (4) bringes til å forskyves i en andre retning ved å trykksette det andre rør (18) som kommuniserer med den første aktuators (1) andre port (8), med et andre trykk som er mindre enn åpningstrykket for en styrt andre tilbakeslagsventil (30) som er koplet mellom det andre rør (18) og den andre aktuators (2) første port (12) .

3. Fremgangsmåte i henhold til krav 2, karakterisert ved at den andre aktuators (2) arbeidsorgan (10) bringes til å forskyves i en første retning ved å trykksette det andre rør (18) med et tredje trykk som er høyere enn åpningstrykket for den styrte andre tilbakeslagsventil (30), og at arbeidsorganet (10) bringes til å forskyves i en andre retning ved å trykksette det første rør (16) som kommuniserer med den andre aktuators (2) andre port (14), med et fjerde trykk som er mindre enn åpningstrykket for den styrte første tilbakeslagsventil (20) .

4. Anordning for manøvrering av minst en første dobbeltvirkende aktuator (1) og en andre aktuator (2) ved hjelp av et første rør (16) og et andre rør (18) hvor de to rør (16, 18) er felles for begge aktuatorer (1, 2) og hvor begge rør (16, 18) i avlastet tilstand er drenert, karakterisert ved at en første tilbakeslagsventil (20) som er styrt av trykket i det første rør (16) er koplet mellom det første rør (16) og den første aktuators (1) første port (6), og at en andre tilbakeslagsventil (30) som er styrt av trykket i det andre rør (18) er koplet mellom det andre rør (18) og den andre aktuators (2) første port (12), og hvor den første aktuators (1) andre port (8) kommuniserer med det andre rør (18), og den andre aktuators (2) andre port (14) kommuniserer med det første rør (16), idet de styrte tilbakeslagsventiler (20, 30) normalt stenger for strømning i retning fra sine respektive rør (16, 18) og til sine respektive aktuatorer (1, 2).

5. Anordning i henhold til krav 4, karakterisert ved at de styrte tilbakeslagsventiler (20, 30) veksler ved et relativt høyt første eller tredje trykk.

6. Anordning i henhold til krav 4, karakterisert ved at rørene (16, 18) kommuniserer med et høytrykksrør (H), et lavtrykksrør (L) og et returrør (R) via retnings-ventiler (50, 54, 56, 60).