ES2245943T3 - Dispositivo de apertura automatica de un organo de seguridad en respuesta a una elevacion de temperatura. - Google Patents

Abstract

Dispositivo de apertura automática de un órgano de seguridad, en respuesta a una elevación de temperatura, desplazándose el órgano de seguridad axialmente en un paso (7) y estando sometido a una solicitación permanente hacia la apertura, siendo el órgano de seguridad (8, 11) mantenido en posición de cierre, directamente o no, por medio de al menos un tope (2, 14, 17) y un tirante (3) realizado de aleación con memoria de forma, de manera que cuando la temperatura alcanza la temperatura de transición de la aleación con memoria de forma, el tirante (3) vuelve a su forma inicial y desplaza el tope, asegurando así la liberación del órgano de seguridad, caracterizado porque el tirante (3) es un vástago de sección rectangular, torsionado para pasar a su forma activa, realizándose el desplazamiento del tope por rotación.

Description

Dispositivo de apertura automática de un órgano de seguridad en respuesta a una elevación de temperatura.

La invención se refiere a un dispositivo de apertura automática de un órgano de seguridad, en respuesta a una elevación de temperatura.

Este dispositivo puede ser utilizado para activar la apertura de una boquilla de extinción automática de incendios, de una puerta corta fuego, de una válvula corta fuego, de un registro de salida de humos o de una cúpula, por ejemplo.

En ciertas instalaciones de extinción automática de incendios es corriente utilizar como dispositivo de activación automático un conjunto que comprende un fusible de aleación a menudo ternaria que cambia de estado a una temperatura bien definida. Es igualmente frecuente utilizar un dispositivo electrónico que comprende un elemento sensible a la elevación de temperatura, y efectuar un tratamiento electrónico de forma que gobierne la apertura de una válvula, o de una cerradura.

Estos dos productos presentan inconvenientes. La pastilla fusible no es fiable. Las aleaciones envejecen con el tiempo, su temperatura de fusión se ve modificada y sus características mecánicas son tales que los funcionamientos pueden ser accidentales o, al contrario, no tener lugar.

Los dispositivos electrónicos necesitan cableados y fuente de electricidad.

En todos los casos, la instalación necesita el ensamble de varias piezas, lo que conlleva adición de causas de no funcionamiento y aumento de coste.

La invención tiene por objeto eliminar los inconvenientes citados anteriormente, y presentar el conjunto de las cualidades siguientes:

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respuesta fiable y fiel a la elevación de temperatura,

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aptitud para funcionar verificable fácilmente en el curso de las inspecciones,

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robustez,

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concepción y ensamble simples y que comprende el mínimo de piezas,

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estabilidad de la composición y de la cristalización, por consiguiente estabilidad de la temperatura de activación,

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visualización del funcionamiento.

A este efecto, la invención utiliza al menos una pieza metálica realizada en una aleación con memoria de forma, utilizada tras un tratamiento térmico y mecánico, y en un dominio de temperatura que le confiere una cualidad llamada de efecto de memoria simple forma.

La pieza de aleación está realizada y tratada térmicamente para memorizar su forma inicial. A continuación es deformada para pasar a su forma temporal, o activa. Esta deformación mecánica induce un potencial de movimiento, que es liberado cuando la pieza alcanza la temperatura, llamada de transición, a la cual la pieza vuelve a su forma inicial por deformación plástica. La deformación plástica y la temperatura de transición dependen de la aleación elegida para realizar la pieza.

El documento GB-A 2 250 435 describe un dispositivo de apertura automática de un órgano de seguridad, en respuesta a una elevación de temperatura, siendo el órgano de seguridad mantenido en posición de cierre por medio de un tope y de un tirante de aleación con memoria de forma.

Los documentos JP-08-173 570 y JP-08-289 940 describen dispositivos automáticos de apertura de aspersores que utilizan cada uno un dispositivo de mantenimiento con memoria de forma.

Ninguno de estos documentos hace referencia a una pieza en rotación alrededor de su eje longitudinal.

La invención tiene por objeto un dispositivo de apertura automática de un órgano de seguridad en respuesta a una elevación de temperatura, desplazándose el órgano de seguridad axialmente en un paso y estando sometido a una solicitación permanente durante la apertura, siendo el órgano de seguridad mantenido en posición de cierre, directamente o no, por medio de al menos un tope y un tirante de aleación con memoria de forma, de manera que, cuando la temperatura alcanza la temperatura de transición de la aleación con memoria de forma, el tirante vuelve a su forma inicial y desplaza el tope, asegurando así la liberación del órgano de seguridad, caracterizado porque el tirante es un vástago de sección rectangular, torsionado para pasar a su forma activa, haciéndose el desplazamiento del tope por rotación.

Según otras características:

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el tirante está dispuesto entre el órgano de seguridad y el tope;

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el órgano de seguridad es retenido directamente por el tope;

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el órgano de seguridad es retenido indirectamente por el tope constituido por una arandela, por mediación de bolas que cooperan con una garganta anular del órgano de seguridad, y los tirantes se encuentran torsionados en su forma inicial y rectilíneos en su forma activa.

Otras características se deducirán de la descripción que sigue hecha con referencia a los dibujos adjuntos, en los cuales:

- la figura 1a es una vista esquemática en corte parcial axial de un primer modo de realización de la invención en una aplicación a una válvula de apertura automática;

- la figura 1b es una vista parcial desde arriba de la válvula de la figura 1a,

- la figura 2 es una vista esquemática en corte parcial axial del primer modo de realización de la invención aplicado a una cerradura de apertura automática;

- la figura 3a es una vista esquemática en corte parcial axial de un segundo modo de realización de la invención en una aplicación a un tapón de apertura automática;

- la figura 3b es una vista desde arriba de la figura 3a,

- la figura 4 es una vista esquemática en corte parcial axial de un tercer modo de realización de la invención en una aplicación a un tapón de apertura automática mantenido en posición de cierre mediante bolas;

- la figura 5 es una vista esquemática en corte parcial axial de un cuarto modo de realización de la invención aplicado a la apertura automática de una válvula de cuerpo esférico.

En el modo de realización de la figura 1, una válvula de apertura automática en respuesta a una elevación de temperatura está dispuesta en la extremidad de una canalización no representada situada bajo la válvula 4, en el eje del paso 7 obturado por el tapón 8. La estanqueidad entre el tapón 8 y el paso 7 está asegurada por dos juntas tóricas 6. El cuerpo de la válvula 4 se ha previsto cilíndrico, por ejemplo, con una abertura lateral 9 para el escape del fluido a presión que llega a través de la canalización no representada y el paso 7. El cuerpo de la válvula 4 está cerrado por un capuchón 1 roscado, por ejemplo, y que presenta una abertura central 10, por ejemplo rectangular, cuyo eje mayor es perpendicular al plano de la figura 1a.

Esta abertura central 10 está prevista para dejar pasar un tope 2 de forma correspondiente. El tope 2 está situado bajo el capuchón 1 con su eje mayor en el plano de la figura 1. Entre el tope 2 y el tapón 8 está dispuesto un tirante 3 realizado en aleación con memoria de forma. El tirante se presenta preferentemente en forma de un vástago de sección cuadrada o rectangular cuya sección está calculada para presentar la resistencia a la compresión necesaria para mantener el tapón 8 en el paso 7. Por ejemplo, para una válvula de CO2 cuyo paso 7 tiene un diámetro de 12 mm, la sección del tirante 3 es de 8x4 mm.

La forma inicial del tirante 3 es rectilínea. A continuación el tirante 3 es torsionado un cuarto de vuelta para pasar a su forma activa. El tirante es entonces colocado y solidarizado por una parte al tapón 8, por otra parte al tope 2 que está en la posición representada en las figuras 1a y 1b. El capuchón 1 es entonces inmovilizado y preferentemente emplomado para evitar cualquier alteración.

El tapón 8 es ventajosamente bloqueado en rotación con relación al cuerpo de la válvula 4 mediante un pasador 5, o por la forma, cuadrada o hexagonal por ejemplo, de su parte superior.

Cuando la temperatura se eleva y alcanza la temperatura de transición de la aleación con memoria de forma que constituye el tirante 3, el tirante vuelve a su forma inicial rectilínea. Como el tapón 8 está bloqueado en rotación, es el tope 2 el que efectúa una rotación de un cuarto de vuelta. Éste se encuentra entonces enfrente de la abertura central 10 y deja de hacer su papel de tope. La presión que existe en el paso 7 eleva entonces el tapón 8 que ya no está retenido por el tirante 3 y el tope 2. El tope 2 pasa a través de la abertura central 10 y el tapón 8 es proyectado hasta el capuchón 1 que lo retiene. Durante este tiempo, el fluido que existe en la canalización no representada y en el paso 7 se escapa por la abertura lateral 9.

En la figura 2, los elementos de estructura que juegan el mismo papel que en las figuras 1a y 1b, llevan las mismas referencias.

El cuerpo de cerradura 4 lleva un capuchón 1 provisto de una abertura central 10. El tope 2 es solidario del tirante 3 de aleación con memoria de forma. Un pestillo 11 que sobresale del cuerpo de cerradura 4 es empujado hacia arriba por resortes 12. El tirante 3, de forma inicial rectilínea, está torsionado un cuarto de vuelta en su forma activa. Cuando la temperatura alcanza la temperatura de transición de la aleación con memoria de forma, el tirante vuelve a su forma inicial, provocando la rotación del tope 2 que pasa por la abertura central 10 mediante la acción de los resortes 12, escondiéndose entonces el pestillo 11 en el cuerpo de la cerradura 4 y liberando, por ejemplo, una puerta corta fuego. Como en el caso de la figura 1a, el tirante 3 trabaja a compresión para bloquear el movimiento del pestillo.

En las figuras 3a y 3b, los tirantes 3 trabajan a tracción para bloquear el movimiento del tapón 8 (o del pestillo 11). El cuerpo de válvula 4 comprende un tapón 8 destinado a ser liberado para asegurar la apertura de la válvula. Al menos un tirante 3 se fija en su extremidad inferior en el cuerpo de válvula 4, eventualmente mediante una pieza de fijación 13. En su extremidad superior, está fijado en un tope 14 de retención del tapón 8. El tirante 3, rectilíneo en su forma inicial, está torsionado un cuarto de vuelta en su forma activa, de forma que el tope de retención 14 está dispuesto radialmente con relación al cuerpo de válvula 4 y asegura el bloqueo del tapón 8 en tracción. Cuando se alcanza la temperatura de transición, el tirante 3 vuelve a su forma inicial. El tope de retención 14 se dispone entonces tangencialmente al cuerpo de válvula 4 y el tapón 8 es liberado, asegurando la apertura de la válvula.

La misma disposición se aplica al caso de un pestillo solicitado por resortes, como en la figura 2.

En el modo de realización de la figura 4a, el tapón 8 no es mantenido directamente por el tirante 3, que no sufre prácticamente esfuerzo de forma permanente en el sentido longitudinal. El cuerpo de válvula 4 presenta un paso central para un tapón 8 que comprende una garganta anular 15 susceptible de recibir bolas de bloqueo 16.

Estas bolas 16 son mantenidas en la garganta 15 mediante una arandela 17 solicitada hacia arriba por resortes 18. La arandela 17 es mantenida en posición de bloqueo de las bolas por tirantes 3 fijados al capuchón 1 que está roscado sobre el cuerpo de la válvula 4.

Los tirantes 3 no están fijados a la arandela 17. Aquellos la mantienen solamente por apoyo. En su forma inicial, los tirantes son torsionados o arqueados. En su forma activa, son rectilíneos. Cuando se alcanza la temperatura de transición, los tirantes vuelven a su forma inicial, que es longitudinalmente más corta que su forma activa. Permiten entonces la elevación de la arandela 17 por la acción de los resortes 18, lo que permite la retirada de las bolas 16 y la liberación del tapón 8. En esta realización, la abertura central 10 del capuchón 1 es suficiente para dejar escapar el tapón 8.

Para equilibrar el movimiento de elevación de la arandela 17, y por consiguiente la retirada de las bolas 16 que libera el tapón 8, es ventajoso prever varios tirantes 3, por ejemplo cuatro tirantes 3 repartidos sobre la circunferencia de la arandela.

En el caso de la figura 5, una canalización 20 es controlada por una válvula de obturador esférico 21, cuya rotación es gobernada por un cuadrado 22. El tirante 3 está torsionado y fijado por una parte al cuadrado 22 de gobierno del obturador 21, por otra parte a un cuerpo 23 fijado con relación a la válvula. Cuando se alcanza la temperatura de transición, el tirante vuelve a su posición inicial y asegura la rotación un cuarto de vuelta alrededor del obturador 21, abriendo así la válvula.

En los ejemplos de realización descritos, el dispositivo es utilizado para bloquear el movimiento de un tapón que obtura el paso de un producto extintor por ejemplo, o del pestillo de una cerradura. Este bloqueo está asegurado, directamente o no, por un tirante realizado en aleación con memoria de forma. El retorno del tirante a su forma inicial produce el desbloqueo del tapón o del pestillo. La elección del modo de acción en efecto simple para el tirante, asegura un funcionamiento único irreversible, e impide el nuevo empleo, lo que asegura la visualización del
funcionamiento.

Es igualmente posible utilizar el dispositivo descrito anteriormente para mandar a distancia una apertura de válvula o de puerta, por ejemplo. En este caso, es necesario prever un medio de calentamiento del retenedor, por ejemplo mediante el paso de una corriente eléctrica, con el fin de permitir un desbloqueo voluntario o el riego preventivo de una zona sensible.

Claims (4)

1. Dispositivo de apertura automática de un órgano de seguridad, en respuesta a una elevación de temperatura, desplazándose el órgano de seguridad axialmente en un paso (7) y estando sometido a una solicitación permanente hacia la apertura, siendo el órgano de seguridad (8, 11) mantenido en posición de cierre, directamente o no, por medio de al menos un tope (2, 14, 17) y un tirante (3) realizado de aleación con memoria de forma, de manera que cuando la temperatura alcanza la temperatura de transición de la aleación con memoria de forma, el tirante (3) vuelve a su forma inicial y desplaza el tope, asegurando así la liberación del órgano de seguridad, caracterizado porque el tirante (3) es un vástago de sección rectangular, torsionado para pasar a su forma activa, realizándose el desplazamiento del tope por rotación.

2. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque el tirante (3) está dispuesto entre el órgano de seguridad (8) y el tope (2).

3. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque el órgano de seguridad (8) es retenido directamente por el tope (14).

4. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque el órgano de seguridad (8) es retenido indirectamente por el tope constituido por una arandela (17), por medio de bolas (16) que cooperan con una garganta anular (15) del órgano de seguridad, y porque los tirantes se encuentran torsionados en su forma inicial y rectilíneos en su forma activa.