EP1112110B1 - Dispositif d'ouverture automatique d'un organe de securite, en response a une elevation de temperature - Google Patents

Dispositif d'ouverture automatique d'un organe de securite, en response a une elevation de temperature Download PDF

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EP1112110B1
EP1112110B1 EP00951606A EP00951606A EP1112110B1 EP 1112110 B1 EP1112110 B1 EP 1112110B1 EP 00951606 A EP00951606 A EP 00951606A EP 00951606 A EP00951606 A EP 00951606A EP 1112110 B1 EP1112110 B1 EP 1112110B1
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EP
European Patent Office
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safety member
temperature
spacer
shape
abutment
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EP00951606A
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EP1112110A1 (fr
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Pierre Rossetti
Marc Lanore
Jean-Claude Lanore
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EUROFEU
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Eurofeu
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Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62C—FIRE-FIGHTING
    • A62C37/00—Control of fire-fighting equipment
    • A62C37/08—Control of fire-fighting equipment comprising an outlet device containing a sensor, or itself being the sensor, i.e. self-contained sprinklers
    • A62C37/10—Releasing means, e.g. electrically released
    • A62C37/11—Releasing means, e.g. electrically released heat-sensitive
    • A62C37/16—Releasing means, e.g. electrically released heat-sensitive with thermally-expansible links

Definitions

  • the invention relates to a device for automatically opening an organ in response to a rise in temperature.
  • This device can be used to trigger the opening of a nozzle fire extinguishing system, fire door, flapper for example, a fire door, a smoke escape hatch or a radome.
  • an automatic trigger device a assembly including a frequently changing ternary alloy fuse of state at a well-defined temperature. It is also common to use an electronic device comprising an element sensitive to elevation of temperature, and to perform an electronic treatment so as to order the opening of a valve, or a lock.
  • the fusible pellet is not trustworthy. Alloys age with time, their temperature fusion is modified and their mechanical characteristics are such as operations may be accidental or otherwise not to take place.
  • the invention implements at least one metal part made of a shape memory alloy, used after a treatment thermal and mechanical, and in a temperature range him conferring a so-called quality of simple memory effect form.
  • the alloy part is made and heat treated to memorize its initial form. Then she is deformed to get into shape temporary, or active. This mechanical deformation induces a potential of movement, which is released when the piece reaches the temperature, so-called of transition, where the piece returns to its original form by plastic deformation. Plastic deformation and temperature of transition depend on the alloy chosen to make the piece.
  • GB-A-2,250,435 discloses a device automatic opening of a security organ, in response to a temperature rise, the safety member being maintained in closing position by means of a stop and a spacer in shape memory alloy.
  • JP-08-173,570 and JP-08-289,940 describe automatic sprinkler opening devices each using one shape memory holding device.
  • an opening valve automatically in response to a rise in temperature, is willing to the end of a pipe (not shown) located under the valve 4, in the axis of the passage 7 closed by the plug 8.
  • the seal between the cap 8 and the passage 7 is provided by O-rings 6.
  • the body of the valve 4 is provided cylindrical, for example, with an opening 9 for the escape of the pressurized fluid arriving by the pipe not shown and the passage 7.
  • the body of the valve 4 is closed by a hat 1 screwed for example, and having an opening central 10, rectangular for example, whose major axis is perpendicular to the plane of Figure 1a.
  • This central opening 10 is provided to pass a stop 2 of corresponding form.
  • the stop 2 is placed under the hat 1 with its long axis in the plane of Figure 1.
  • a spacer 3 of shape memory alloy Between the stop 2 and the stopper 8 is arranged a spacer 3 of shape memory alloy.
  • the spacer is preferably in the form of a rod of square section or rectangular section, whose section is calculated to present resistance to compression necessary to hold the plug 8 in the passage 7.
  • the section of the spacer 3 is 8x4mm.
  • the initial shape of the spacer 3 is rectilinear. Then the spacer 3 is twisted a quarter of a turn to change to its active form. The spacer is then set up and secured on the one hand to the cap 8, on the other hand to the stop 2 which is in the position shown in Figures 1a and 1b. The hat 1 is then immobilized and preferably sealed to avoid any inconvenience.
  • the plug 8 is advantageously locked in rotation relative to the body of the valve 4 by a lug 5, or by the shape, square or hexagonal for example, from its upper part.
  • the spacer When the temperature rises and reaches the transition temperature of the shape memory alloy constituting the spacer 3, the spacer returns to its original rectilinear form. As the plug 8 is blocked in rotation is the stop 2 which rotates a quarter of a turn. She is then in front of the central opening 10 and she stops playing its role of stop. The pressure existing in passage 7 then raises the cap 8 which is no longer retained by the spacer 3 and the stop 2. The stop 2 passes through the central opening 10 and the cap 8 is projected until hat that holds him back. Meanwhile, the fluid prevailing in the pipe not shown and in the passage 7 escapes through the lateral opening 9.
  • the lock body 4 carries a hat 1 provided with a central opening 10.
  • the abutment 2 is secured to the spacer 3 of the memory alloy form.
  • a bolt 11 protruding from the lock body 4 is biased towards the by the springs 12.
  • the spacer 3, of rectilinear initial shape, is twisted a quarter of a turn in its active form.
  • the spacer returns to its original shape, causing the rotation of the stop 2 which passes into the central opening 10 under the action of the springs 12, the bolt 11 then fading into the lock body 4 and releasing, by example, a fire door.
  • the spacer 3 works in compression to block the movement of the bolt.
  • the spacers 3 work in tension for block the movement of the plug 8 (or bolt 11).
  • the valve body 4 comprises a plug 8 to be released to ensure the opening of valve.
  • At least one spacer 3 is attached to its lower end to the valve body 4, possibly by a fastener 13. At its upper end, it is fixed to a stopper 14 of the cap 8.
  • the spacer 3, rectilinear in its original form, is twisted a quarter turn in its active form, so that the retaining stop 14 is arranged radially relative to the valve body 4 and ensures the blocking plug 8 in tension.
  • the spacer 3 returns to its original shape.
  • the retaining stop 14 is then arranged tangentially to the valve body 4 and the plug 8 is released, ensuring the opening of the valve.
  • the plug is not maintained directly by the spacer 3 which has virtually no effort to undergo permanently in the longitudinal direction.
  • the valve body 4 has a central passage for a plug 8 having a throat annular 15 capable of receiving locking balls 16.
  • the spacers 3 are not attached to the washer 17. They maintain only by support. In their original form, spacers are twisted or arched. In their active form, they are rectilinear. When the transition temperature is reached, the spacers return to their original shape, which is longitudinally shorter than their active form. They then allow the surrection of the washer 17 under the action of the springs 18, which allows the withdrawal of 16 and the release of the plug 8. In this embodiment, the opening central 10 hat 1 is sufficient to let the cap 8.
  • a pipe 20 is controlled by a ball valve 21, the rotation of which is controlled by a 22.
  • the spacer 3 is twisted and fixed firstly to the square 22 of control of the plug 21, on the other hand to a body 23 fixed relative to the valve. When the transition temperature is reached, the spacer returns to its original position and it rotates a quarter turn of the bushel 21, thus opening the valve.
  • the device is used to block the movement of a plug closing the passage of a product extinguisher for example, or bolt of a lock.
  • This blockage is assured, direct or not, by a spacer made of memory alloy form.
  • the return of the spacer to its initial shape causes the release stopper or bolt.
  • the choice of the single-action mode of action for the spacer ensures a unique irreversible operation, and prohibits the reuse, which ensures the visualization of the operation.

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Description

L'invention concerne un dispositif d'ouverture automatique d'un organe de sécurité, en réponse à une élévation de température.
Ce dispositif peut être utilisé pour déclencher l'ouverture d'une buse d'extinction automatique d'incendie, d'une porte coupe-feu, d'un clapet coupe-feu, d'une trappe de désenfumage ou d'un radôme, par exemple.
Dans certaines installations d'extinction automatique d'incendie il est courant d'utiliser comme dispositif déclencheur automatique un assemblage comprenant un fusible en alliage souvent ternaire changeant d'état à une température bien définie. Il est également fréquent d'utiliser un dispositif électronique comportant un élément sensible à l'élévation de température, et d'en effectuer un traitement électronique de façon à commander l'ouverture d'une vanne, ou d'une serrure.
Ces deux produits présentent des inconvénients. La pastille fusible n'est pas fiable. Les alliages vieillissent avec le temps, leur température de fusion s'en trouve modifiée et leurs caractéristiques mécaniques sont telles que les fonctionnements peuvent être accidentels ou au contraire ne pas avoir lieu.
Les dispositifs électroniques nécessitent câblages et source d'électricité.
Dans tous les cas, l'installation demande l'assemblage de plusieurs pièces, ce qui entraíne addition de causes de non-fonctionnement et augmentation de coût.
L'invention a pour but d'éliminer les inconvénients précités, et de présenter l'ensemble des qualités suivantes :
  • réponse fiable et fidèle à l'élévation de température,
  • aptitude à fonctionner vérifiable facilement au cours des inspections,
  • robustesse,
  • conception et assemblage simples et comportant le minimum de pièces,
  • stabilité de la composition et de la cristallisation, donc stabilité de la température de déclenchement,
  • visualisation du fonctionnement.
A cet effet, l'invention met en oeuvre au moins une pièce métallique réalisée dans un alliage à mémoire de forme, utilisée après un traitement thermique et mécanique, et dans un domaine de température lui conférant une qualité dite d'effet mémoire simple forme.
La pièce en alliage est réalisée et traitée thermiquement pour mémoriser sa forme initiale. Puis elle est déformée pour passer à sa forme temporaire, ou active. Cette déformation mécanique induit un potentiel de mouvement, qui est libéré lorsque la pièce atteint la température, dite de transition, à iaquelle la pièce revient à sa forme initiale par déformation plastique. La déformation plastique et la température de transition dépendent de l'alliage choisi pour réaliser la pièce.
Le document GB-A 2 250 435 décrit un dispositif d'ouverture automatique d'un organe de sécurité, en réponse à une élévation de température, l'organe de sécurité étant maintenu en position de fermeture au moyen d'une butée et d'une entretoise en alliage à mémoire de forme.
Les documents JP-08-173 570 et JP-08-289 940 décrivent des dispositifs automatiques d'ouverture de sprinklers utilisant chacun un dispositif de maintien à mémoire de forme.
Aucun de ces documents ne fait appel à une pièce en rotation autour de son axe longitudinal.
L'invention a pour objet un dispositif d'ouverture automatique d'un organe de sécurité, en réponse à une élévation de température, l'organe de sécurité se déplaçant axialement dans un passage et étant soumis à une sollicitation permanente à l'ouverture, l'organe de sécurité étant maintenu en position de fermeture, directement ou non, au moyen d'au moins une butée et une entretoise en alliage à mémoire de forme, de sorte que, lorsque la température atteint la température de transition de l'alliage à mémoire de forme, l'entretoise revienne à sa forme initiale et déplace la butée, assurant ainsi la libération de l'organe de sécurité, caractérisé en ce que l'entretoise est une tige de section rectangulaire, vrillée pour passer à sa forme active, le déplacement de la butée se faisant par rotation;
Selon d'autres caractéristiques :
  • l'entretoise est disposée entre l'organe de sécurité et la butée ;
  • l'organe de sécurité est retenu directement par la butée ;
  • l'organe de sécurité est retenu indirectement par la butée constituée par une rondelle, par l'intermédiaire de billes coopérant avec une gorge annulaire de l'organe de sécurité, et les entretoises sont vrillées dans leur forme initiale et rectilignes dans leur forme active.
D'autres caractéristiques ressortent de la description qui suit faite avec référence aux dessins annexés dans lesquels :
  • la figure 1a est une vue schématique en coupe partielle axiale d'un premier mode de réalisation de l'invention dans une application à une vanne à ouverture automatique ;
  • la figure 1b est une vue partielle de dessus de la vanne de la figure 1a,
  • la figure 2 est une vue schématique en coupe partielle axiale du premier mode de réalisation de l'invention appliqué à une serrure à ouverture automatique ;
  • la figure 3a est une vue schématique en coupe partielle axiale d'un deuxième mode de réalisation de l'invention dans une application à un bouchon à ouverture automatique ;
  • la figure 3b est une vue de dessus de la figure 3a,
  • la figure 4 est une vue schématique en coupe partielle axiale d'un troisième mode de réalisation de l'invention dans une application à un bouchon à ouverture automatique maintenu en position de fermeture par des billes ;
  • la figure 5 est une vue schématique en coupe partielle axiale d'un quatrième mode de réalisation de l'invention appliqué à l'ouverture automatique d'une vanne à boisseau sphérique.
Dans le mode de réalisation de la figure 1, une vanne à ouverture automatique en réponse à une élévation de température, est disposée à l'extrémité d'une canalisation non représentée située sous la vanne 4, dans l'axe du passage 7 obturé par le bouchon 8. L'étanchéité entre le bouchon 8 et le passage 7 est assurée par des joints toriques 6. Le corps de la vanne 4 est prévu cylindrique, par exemple, avec une ouverture latérale 9 pour l'échappement du fluide sous pression arrivant par la canalisation non représentée et le passage 7. Le corps de la vanne 4 est fermé par un chapeau 1 vissé par exemple, et présentant une ouverture centrale 10, rectangulaire par exemple, dont le grand axe est perpendiculaire au plan de la figure 1a.
Cette ouverture centrale 10 est prévue pour laisser passer une butée 2 de forme correspondante. La butée 2 est placée sous le chapeau 1 avec son grand axe dans le plan de la figure 1. Entre la butée 2 et le bouchon 8 est disposée une entretoise 3 en alliage à mémoire de forme. L'entretoise se présente de préférence sous forme d'une tige de section carrée ou rectangulaire, dont la section est calculée pour présenter la résistance à la compression nécessaire pour maintenir le bouchon 8 dans le passage 7. Par exemple, pour une vanne à CO2 dont le passage 7 a un diamètre de 12mm, la section de l'entretoise 3 est de 8x4mm.
La forme initiale de l'entretoise 3 est rectiligne. Puis l'entretoise 3 est vrillée d'un quart de tour pour passer à sa forme active. L'entretoise est alors mise en place et solidarisée d'une part au bouchon 8, d'autre part à la butée 2 qui est dans la position représentée aux figures 1a et 1b. Le chapeau 1 est alors immobilisé et de préférence plombé pour éviter tout dérangement.
Le bouchon 8 est avantageusement bloqué en rotation par rapport au corps de la vanne 4 par un ergot 5, ou par la forme, carrée ou hexagonale par exemple, de sa partie supérieure.
Lorsque la température s'élève et atteint la température de transition de l'alliage à mémoire de forme constituant l'entretoise 3, l'entretoise revient à sa forme initiale rectiligne. Comme le bouchon 8 est bloqué en rotation, c'est la butée 2 qui effectue une rotation d'un quart de tour. Elle se trouve alors en face de l'ouverture centrale 10 et elle cesse de jouer son rôle de butée. La pression existant dans le passage 7 soulève alors le bouchon 8 qui n'est plus retenu par l'entretoise 3 et la butée 2. La butée 2 passe à travers l'ouverture centrale 10 et le bouchon 8 est projeté jusqu'au chapeau 1qui le retient. Pendant ce temps, le fluide régnant dans la canalisation non représentée et dans le passage 7 s'échappe par l'ouverture latérale 9.
Dans la figure 2, les éléments de structure jouant le même rôle que dans les figures 1a et 1b, portent les mêmes références.
Le corps de serrure 4 porte un chapeau 1 muni d'une ouverture centrale 10. La butée 2 est solidaire de l'entretoise 3 en alliage à mémoire de forme. Un pêne 11 faisant saillie du corps de serrure 4 est sollicité vers le haut par des ressorts 12. L'entretoise 3, de forme initiale rectiligne, est vrillée d'un quart de tour dans sa forme active. Lorsque la température atteint la température de transition de l'alliage à mémoire de forme, l'entretoise revient à sa forme initiale, entraínant la rotation de la butée 2 qui passe dans l'ouverture centrale 10 sous l'action des ressorts 12, le pêne 11 s'effaçant alors dans le corps de serrure 4 et libérant, par exemple, une porte coupe-feu. Comme dans le cas de la figure 1a, l'entretoise 3 travaille en compression pour bloquer le mouvement du pêne.
Dans les figures 3a et 3b, les entretoises 3 travaillent en traction pour bloquer le mouvement du bouchon 8 (ou du pêne 11). Le corps de vanne 4 comporte un bouchon 8 destiné à être libéré pour assurer l'ouverture de la vanne. Au moins une entretoise 3 est fixée à son extrémité inférieure au corps de vanne 4, éventuellement par une pièce de fixation 13. A son extrémité supérieure, elle est fixée à une butée 14 de retenue du bouchon 8. L'entretoise 3, rectiligne dans sa forme initiale, est vrillée d'un quart de tour dans sa forme active, de sorte que la butée de retenue 14 est disposée radialement par rapport au corps de vanne 4 et assure le blocage du bouchon 8 en traction. Lorsque sa température de transition est atteinte, l'entretoise 3 revient à sa forme initiale. La butée de retenue 14 est alors disposée tangentiellement au corps de vanne 4 et le bouchon 8 est libéré, assurant l'ouverture de la vanne.
La même disposition s'applique au cas d'un pêne sollicité par des ressorts, comme dans la figure 2.
Dans le mode de réalisation de la figure 4a, le bouchon n'est pas maintenu directement par l'entretoise 3 qui n'a pratiquement pas d'effort à subir de façon permanente dans le sens longitudinal. Le corps de vanne 4 présente un passage central pour un bouchon 8 comportant une gorge annulaire 15 susceptible de recevoir des billes de blocage 16.
Ces billes 16 sont maintenues dans la gorge 15 par une rondelle 17 sollicitée vers le haut par des ressorts 18. La rondelle 17 est maintenue en position de blocage des billes par des entretoises 3 fixées au chapeau 1 qui est vissé sur le corps de la vanne 4.
Les entretoises 3 ne sont pas fixées à la rondelle 17. Elles la maintiennent seulement par appui. Dans leur forme initiale, les entretoises sont vrillées ou arquées. Dans leur forme active, elles sont rectilignes. Lorsque la température de transition est atteinte, les entretoises reviennent à leur forme initiale, qui est longitudinalement plus courte que leur forme active. Elles autorisent alors la surrection de la rondelle 17 sous l'action des ressorts 18, ce qui permet le retrait des billes 16 et la libération du bouchon 8. Dans cette réalisation, l'ouverture centrale 10 du chapeau 1 est suffisante pour laisser s'échapper le bouchon 8.
Pour équilibrer le mouvement de surrection de la rondelle 17, et donc le retrait des billes 16 qui libère le bouchon 8, il est avantageux de prévoir plusieurs entretoises 3, par exemple quatre entretoises 3 réparties sur la circonférence de la rondelle.
Dans le cas de la figure 5, une canalisation 20 est contrôlée par une vanne à boisseau sphérique 21, dont la rotation est commandée par un carré 22. L'entretoise 3 est vrillée et fixée d'une part au carré 22 de commande du boisseau 21, d'autre part à un corps 23 fixé par rapport à la vanne. Lorsque la température de transition est atteinte, l'entretoise revient à sa position initiale et elle assure la rotation d'un quart de tour du boisseau 21, ouvrant ainsi la vanne.
Dans les exemples de réalisation décrits, le dispositif est utilisé pour bloquer le mouvement d'un bouchon obturant le passage d'un produit extincteur par exemple, ou du pêne d'une serrure. Ce blocage est assuré, directement ou non, par une entretoise réalisée en alliage à mémoire de forme. Le retour de l'entretoise à sa forme initiale entraíne le déblocage du bouchon ou du pêne. Le choix du mode d'action en simple effet pour l'entretoise, assure un fonctionnement unique irréversible, et interdit le réemploi, ce qui assure la visualisation du fonctionnement.
Il est également possible d'utiliser le dispositif décrit ci-dessus pour commander à distance une ouverture de vanne ou de porte par exemple. Dans ce cas, il est nécessaire de prévoir un moyen de chauffage de l'entretoise, par exemple par passage d'un courant électrique, pour permettre un déverrouillage volontaire ou l'arrosage préventif d'une zone sensible.

Claims (4)

  1. Dispositif d'ouverture automatique d'un organe de sécurité, en réponse à une élévation de température, l'organe de sécurité se déplaçant axialement dans un passage (7) et étant soumis à une sollicitation permanente à l'ouverture, l'organe de sécurité (8, 11) étant maintenu en position de fermeture, directement ou non, au moyen d'au moins une butée (2, 14, 17) et une entretoise (3) en alliage à mémoire de forme, de sorte que lorsque la température atteint la température de transition de l'alliage à mémoire de forme, l'entretoise (3) revienne à sa forme initiale et déplace la butée, assurant ainsi la libération de l'organe de sécurité, caractérisé en ce que l'entretoise (3) est une tige de section rectangulaire, vrillée pour passer à sa forme active, le déplacement de la butée se faisant par rotation.
  2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'entretoise (3) est disposée entre l'organe de sécurité (8) et la butée (2).
  3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe de sécurité (8) est retenu directement par la butée (14).
  4. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe de sécurité (8) est retenu indirectement par la butée constituée par une rondelle (17, par l'intermédiaire de billes (16) coopérant avec une gorge annulaire (15) de l'organe de sécurité, et en ce que les entretoises sont vrillées dans leur forme initiale et rectilignes dans leur forme active.
EP00951606A 1999-06-17 2000-06-19 Dispositif d'ouverture automatique d'un organe de securite, en response a une elevation de temperature Expired - Lifetime EP1112110B1 (fr)

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FR2794984A1 (fr) 2000-12-22
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WO2000078401A1 (fr) 2000-12-28
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