Válvula de flujo constante para instalaciones de protección contra incendios.

1. Válvula de flujo constante, para instalaciones de protección contra incendio que controla la descarga de fluido almacenado a presión en cilindros (4) que comprende un cuerpo (2) con un orificio de entrada (3) de fluido,

apto para su acople a la embocadura del cilindro (4) contenedor del fluido a presión, un orificio de salida (5) de fluido, apto para su acople a las conducciones de la instalación, y un eje de obturación (6) cuyo desplazamiento, determinado por unos medios de disparo (7), abre o cierra el paso del fluido en el interior del cuerpo (2) desde la entrada (3) a la salida (5), está caracterizada porque los medios de disparo (7) son neumáticos, comprendiendo, al menos, un orificio de actuación neumática (11) y una cámara estanca (10) asociados al eje de obturación (6) de tal manera que determinan la regulación de la presión del fluido en la salida (5) y de modo que la presión de salida viene dada por la presión neumática de accionamiento, independientemente de la presión de entrada del fluido desde el cilindro (4).

2. Válvula de flujo constante, según la reivindicación 1, caracterizada porque los medios de disparo (7) comprenden un cartucho, botellín o cualquier otra fuente de presión (8) de gas comprimido asociado a un accionador (9) externo al cuerpo (2) de la válvula (1), y la cámara estanca (10) prevista en el cuerpo (2) de la válvula (1) a la que se aplica la presión deseada con dicho cartucho, botellín o cualquier otra fuente de presión (8).

3. Válvula de flujo constante, según la reivindicación 2, caracterizada porque el orificio de actuación neumática (11) incorpora una válvula antirretorno (12).

4. Válvula de flujo constante, según la reivindicación 3, caracterizada porque la cámara estanca (10) está asociada al eje de obturación (6) a través de un pistón (14) que se desliza dependiendo de la presión ejercida en dicha cámara estanca (10), el cual, a su vez, transmite el movimiento a un vástago (15) que está vinculado a dicho eje de obturación (6).

5. Válvula de flujo constante, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque incorpora un resorte (16) que tiende a mantener el eje de obturación (6) de la válvula cerrado, cuando la presión en el orificio de actuación (11) y en la cámara estanca (10) es cero o cuando el cilindro (4) está vacío.

6. Válvula de flujo constante, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque el eje de obturación (6) está dispuesto perpendicularmente al orificio de entrada (3) del flujo.

7. Válvula de flujo constante, según la reivindicación 5, caracterizada porque el orificio de actuación (11) está dispuesto perpendicularmente al orificio de entrada (3) del flujo.

8. Válvula de flujo constante, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizada porque el orificio de salida (5) está alineado axialmente con el orificio de entrada (3) del flujo.

9. Válvula de flujo constante, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizada porque el accionador (9) es de tipo eléctrico (91), es de tipo manual (92), es una combinación de ambos tipos o es cualquier otro tipo de actuador.

Tipo: Modelo de Utilidad. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: U201530922.

Solicitante: RESIDUOS Y GAS SYSTEMS, S.L.

Nacionalidad solicitante: España.

Inventor/es: MELGOSA ARCOS,Raúl.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • A62C35/68 SECCION A — NECESIDADES CORRIENTES DE LA VIDA.A62 SALVAMENTO; LUCHA CONTRA INCENDIOS.A62C LUCHA CONTRA INCENDIOS (composiciones para apagar incendios, empleo de productos químicos para apagar incendios A62D 1/00; pulverización, aplicación de líquidos u otros materiales fluidos a las superficies en general B05; avionetas para la lucha contraincendios B64D 1/16; sistemas de alarma G08B, p. ej. alarmas de incendio disparadas por el humo o los gases G08B 17/10). › A62C 35/00 Material instalado de forma fija (A62C 31/00, A62C 33/00, A62C 37/00 tienen prioiridad; para la formación de cortinas de agua A62C 2/08). › Detalles, p. ej. de conducciones o de sistemas de válvulas (válvulas en sí F16K).
  • B05B1/30 SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES.B05 PULVERIZACION O ATOMIZACION EN GENERAL; APLICACION DE LIQUIDOS U OTRAS MATERIAS FLUIDAS A SUPERFICIES, EN GENERAL.B05B APARATOS DE PULVERIZACION; APARATOS DE ATOMIZACION; TOBERAS O BOQUILLAS (mezcladores de pulverización con toberas B01F 5/20; procedimientos para aplicar líquidos u otros materiales fluidos a superficies por pulverización B05D). › B05B 1/00 Boquillas, cabezas de pulverización u otros dispositivos de salida, con o sin dispositivos auxiliares tales como válvulas, medios de calentado (B05B 3/00, B05B 5/00, B05B 7/00 tienen prioridad; dispositivos para aplicar por contacto líquidos u otros materiales fluidos sobre una superficie B05C; boquillas para mecanismos de impresión por proyección de tinta B41J 2/135; boquillas para distribuir líquidos, p. ej. en las estaciones de servicio para vehículos, B67D 7/42). › dispuestos para controlar el caudal, p. ej. con la ayuda de conductos de sección regulable (B05B 1/02 tiene prioridad).
  • F16K17/02 SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION; ARMAMENTO; VOLADURA.F16 ELEMENTOS O CONJUNTOS DE TECNOLOGIA; MEDIDAS GENERALES PARA ASEGURAR EL BUEN FUNCIONAMIENTO DE LAS MAQUINAS O INSTALACIONES; AISLAMIENTO TERMICO EN GENERAL.F16K VALVULAS; GRIFOS; COMPUERTAS; FLOTADORES PARA ACCIONAMIENTO; DISPOSITIVOS PARA VENTILAR O AIREAR.F16K 17/00 Válvulas o charnelas de seguridad; Válvulas o charnelas de equilibrado (dispositivos limitadores de presión para receptáculos aerosoles B65D 83/70). › que se abren por exceso de presión de un lado; que se cierran por insuficiencia de presión de un lado (válvulas de retención F16K 15/00).
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Válvula de flujo constante para instalaciones de protección contra incendios.
Válvula de flujo constante para instalaciones de protección contra incendios.

Fragmento de la descripción:

Válvula de flujo constante para instalaciones de protección contra incendios.

OBJETO DE LA INVENCIÓN 5

La invención, tal como expresa el enunciado de la presente memoria descriptiva, se refiere a una válvula de flujo constante, la cual presenta unas ventajas y características, que se describirán en detalle más adelante, las cuales suponen una destacable novedad en el estado actual de la técnica. 10

El objeto de la presente invención recae, concretamente, en una válvula para control de descarga del gas almacenado a presión en depósitos preferentemente cilíndricos, en adelante "cilindros", de una instalación contra incendios, la cual, presenta una innovadora configuración estructural que mejora su efectividad y aporta ventajas al conjunto de la instalación que 15 suponen una destacable mejora frente a lo actualmente conocido para el mismo fin.

CAMPO DE APLICACIÓN DE LA INVENCIÓN

El campo de aplicación de la presente invención se enmarca dentro del sector de la industria 20 de protección contra incendios dedicada a la fabricación de válvulas, en particular válvulas de control de fluido de descarga de un contenedor o cilindro que almacena dicho fluido a altas presiones.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN 25

Uno de los agentes extintores más comunes para la supresión automática de incendios son los sistemas de gas, especialmente los HFC, los gases inertes y el CO2.

La creciente preocupación por el medio ambiente y la necesidad de reducción de gases con 30 alto efecto de calentamiento global (GWP) están llevando a los consumidores a optar por gases más ecológicos y, a los organismos reguladores a limitar o prohibir el uso de HFC. Este nuevo marco regulatorio tiene un efecto importante en la elección del agente extintor usado en los sistemas de extinción contra incendios. La limitación del uso de HFC y el cambio de preferencias del consumidor hacia gases menos dañinos para el medio ambiente ha generado 35 un crecimiento del consumo de gases inertes, que son 100% ecológicos.

Los gases inertes utilizados en la extinción de incendios son el Nitrógeno, el argón y combinaciones de estos, solos o con otros gases. Por su naturaleza los inertes se almacenan en estado gaseoso en lugar de líquido lo que requiere presiones de almacenado superior a los HFC. Las más comunes actualmente son 150 bares, 200 bares y 300 bares, pero se puede trabajar a otras presiones. Esto requiere que todos los elementos de la instalación deben ser 5 diseñados y fabricados para aguantar una presión superior a la presión de trabajo o almacenamiento, que según normativa debe ser una vez y media la presión de trabajo o almacenamiento. Evidentemente cuanto mayor presión debe resistir un elemento, mayor es su coste de fabricación, y por lo tanto menos competitivo.

Por otro lado cuanto mayor sea la presión del gas superior será la distancia de cobertura y menor será el tiempo de descarga. Sin embargo presiones de descarga altas generan sobrepresiones en el espacio a proteger que pueden dañar el contenido de la sala, con lo que es necesario prever medidas anti sobrepresión que hacen las instalaciones más onerosas.

En las instalaciones contra incendios por gas inerte, el gas es almacenado en un cilindro en el que se ensambla una válvula que controla la descarga de dicho gas. En las instalaciones estándar la válvula no regula la salida del gas, con lo que la presión de salida de la válvula es la misma que la presión en la que está almacenado el gas en el cilindro, es decir, si la presión del gas en el recipiente son 300 bares, la presión inicial de salida será también de 300 bares. 20 La presión se mantiene a 300 bares en todos los componentes hasta llegar a la conexión del colector con la tubería donde se coloca un restrictor con un disco con orificio que reduce la presión a 60 bares. Estas instalaciones también se denominan instalaciones de orificio.

Existen otros tipos de instalaciones, denominados de flujo constante, en los cuáles la válvula 25 regula la presión de salida del gas de manera que se consiguen presiones diferentes de las almacenadas. Esto permite utilizar componentes de menor presión y, por tanto, son más económicos.

También es importante tener en cuenta que la cantidad de gas necesaria para una correcta 30 extinción dentro de los parámetros definidos por las normativas viene definida por el cálculo hidráulico. Un cálculo hidráulico que se realice correctamente debe considerar el pico de presión más alto, incluso si éste es de milisegundos. El cálculo hidráulico tiene en cuenta el comportamiento de la presión y caudal del gas desde el puerto de descarga de la válvula, por lo tanto una descarga regulada pero constante será más fácil de reproducir en el algoritmo del 35 cálculo hidráulico que una descarga no constante, con picos de presión o con presiones pulsantes.

Otro factor importante para el cálculo de la cantidad de gas es el caudal de salida de la válvula, por lo tanto es crítico en el diseño de la válvula que la regulación se haga con el mínimo de pérdida de carga y con la máxima sección libre de paso posible. Una descarga constante y 5 consistente ayuda a que el cálculo hidráulico sea más eficiente y consigue reducir el diámetro de la tubería de descarga, abaratando la instalación.

Una instalación de extinción automática por gas comprende, esencialmente, lo siguiente:

Un recipiente contenedor de gas, normalmente denominado cilindro o tanque

Una válvula de descarga

Instalaciones de disparo

Instalaciones de control de presión (manómetros, manocontactos, ..)

Un gas 15

Latiguillos

Válvulas antirretorno

Tuberías y colectores para canalizar el gas

Válvulas direccionales

Otros elementos no relevantes, tales como los herrajes 20

Un cálculo hidráulico que garantice que el instalaciones descarga bajo unas condiciones normativas determinadas. Es decir que descarga cierta cantidad de gas en un tiempo limitado. Entre otros parámetros esto viene determinado por la presión de descarga del gas y el caudal de salida de este gas.

La válvula de descarga de gas tiene varias funciones principales: Retener el gas en el cilindro cuando está en reposo; descargar el gas cuando se necesite; y, en el caso de las válvulas reguladas, reducir la presión de salida.

Toda válvula de gas comprende un cuerpo, unas cámaras y paso internos para que fluya el gas 30 y un medio de disparo o abertura. Además, la mayoría de válvulas actuales incorporan, también un eje principal que cierra la salida del gas, y un muelle que ayuda a su funcionamiento.

Como documentos del estado de la técnica más cercanos al objeto de la presente invención, 35

cabe mencionar los siguientes: WO2006/108931 / EP1869534B1 / US8079567B2 (Siemens) ; WO2004/079678 (Fike Corp.) ; WO2007/073390 (Chubb LTD) ; EP2241794A1 (LPG Técnicas en Extinción de Incendios SL) .

La patente W02004079678 (Fike) describe un sistema con una válvula de descarga 5 regulada. Esta válvula regula la presión de salida del gas equilibrando la presión entre diferentes superficies efectivas de varias cámaras, el efecto cierre y apertura de un obturador desplazable y el tarado de un muelle que presiona al obturador. El elemento principal que regula el gas es el llenado y vaciado de una cámara y la fuerza de un muelle que hace que la regulación sea pulsante, con lo que no se consigue una regulación consistente. Además, el 10 correcto funcionamiento de este sistema depende del equilibrio con la presión del muelle, mejor dicho, con su tarado, y en este tamaño de muelles conseguir una uniformidad es productivamente muy caro, con lo que es probable que haya una variación entre las diferentes unidades, por lo tanto varía la presión de descarga. Si en el tarado del muelle se permite una variación importante esto afecta a que la regulación de una válvula a otra varíe bastante y 15 afecta a la veracidad del cálculo hidráulico. De hecho la válvula posee un tornillo para regulación manual.

Por otro lado este tipo de regulación presenta el inconveniente que el equilibrio dinámico que consigue durante la descarga es diferente del equilibrio estático, lo que significa que en el 20 momento inicial de la descarga hay un pico de presión. Esta válvula tiene un problema muy importante, que consiste en que no consigue el equilibrio de presiones si por cualquier motivo el conducto de salida o instalación no permite la descarga. Es decir, que si el conducto de salida está bloqueado, por ejemplo un mal funcionamiento de una válvula direccional, la presión de descarga podría aumentar hasta 300 bares, lo que...

 


Reivindicaciones:

1. Válvula de flujo constante, para instalaciones de protección contra incendio que controla la descarga de fluido almacenado a presión en cilindros (4) que comprende un cuerpo (2) con un orificio de entrada (3) de fluido, apto para su acople a la embocadura del cilindro (4) contenedor del fluido a presión, un orificio de salida (5) de fluido, apto para su acople a las conducciones de la instalación, y un eje de obturación (6) cuyo desplazamiento, determinado por unos medios de disparo (7), abre o cierra el paso del fluido en el interior del cuerpo (2) desde la entrada (3) a la salida (5), está caracterizada porque los medios de disparo (7) son neumáticos, comprendiendo, al menos, un orificio de actuación neumática (11) y una cámara estanca (10) asociados al eje de obturación (6) de tal manera que determinan la regulación de la presión del fluido en la salida (5) y de modo que la presión de salida viene dada por la presión neumática de accionamiento, independientemente de la presión de entrada del fluido desde el cilindro (4).

2. Válvula de flujo constante, según la reivindicación 1, caracterizada porque los medios de disparo (7) comprenden un cartucho, botellín o cualquier otra fuente de presión (8) de gas comprimido asociado a un accionador (9) externo al cuerpo (2) de la válvula (1), y la cámara estanca (10) prevista en el cuerpo (2) de la válvula (1) a la que se aplica la presión deseada con dicho cartucho, botellín o cualquier otra fuente de presión (8).

3. Válvula de flujo constante, según la reivindicación 2, caracterizada porque el orificio de actuación neumática (11) incorpora una válvula antirretorno (12).

4. Válvula de flujo constante, según la reivindicación 3, caracterizada porque la cámara estanca (10) está asociada al eje de obturación (6) a través de un pistón (14) que se desliza dependiendo de la presión ejercida en dicha cámara estanca (10), el cual, a su vez, transmite el movimiento a un vástago (15) que está vinculado a dicho eje de obturación (6).

5. Válvula de flujo constante, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque incorpora un resorte (16) que tiende a mantener el eje de obturación (6) de la válvula cerrado, cuando la presión en el orificio de actuación (11) y en la cámara estanca (10) es cero o cuando el cilindro (4) está vacío.

6. Válvula de flujo constante, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque el eje de obturación (6) está dispuesto perpendicularmente al orificio de entrada (3) del flujo.

7. Válvula de flujo constante, según la reivindicación 5, caracterizada porque el orificio de actuación (11) está dispuesto perpendicularmente al orificio de entrada (3) del flujo.

8. Válvula de flujo constante, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizada porque el orificio de salida (5) está alineado axialmente con el orificio de entrada (3) del flujo.

9. Válvula de flujo constante, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizada porque el accionador (9) es de tipo eléctrico (91), es de tipo manual (92), es una combinación de ambos tipos o es cualquier otro tipo de actuador.

 

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