BR102015000750A2

BR102015000750A2 - comutador de detector pneumático avançado, e, superfície de contato elétrico

Info

Publication number: BR102015000750A2
Application number: BR102015000750A
Authority: BR
Inventors: David Frasure; Steven Wallace
Original assignee: Kidde Tech Inc
Priority date: 2014-01-21
Filing date: 2015-01-13
Publication date: 2015-09-22
Also published as: CA2878295A1; US9208980B2; CA2878295C; JP6488132B2; CN104795274B; EP3131110A1; JP2015138029A; US20150206678A1; EP2897149A1; EP2897149B1; IN2014DE03396A; CN104795274A; EP3131110B1; BR102015000750B1

Abstract

comutador de detector pneumático avançado, e, superfície de contato elétrico. a presente descriçao relaciona-se a uma comutador de alarme de detector pneumático avançado (apd). o presente apd pode compreender um diafragma deformvel configurado para fazer contato com uma superfãcie de contato. esta superfície de contato pode ser integrada a uma superfãcie do material isolante dentro do apd.

Description

“COMUTADOR DE DETECTOR PNEUMÁTICO AVANÇADO, E, SUPERFÍCIE DE CONTATO ELÉTRICO” CAMPO [001] A presente descrição relaciona-se a alarmes, comutadores de falha de pressão e seus componentes e, mais particularmente, a um detector pneumático com um contato elétrico integrado.

FUNDAMENTOS [002] Detectores pneumáticos de pressão usados para sistema de alarme de sobreaquecimento e/ou fogo podem usar um gás que se expande quando aquecido e, como resultado, atua um diafragma deformável associado para fechar um comutador elétrico indicando uma condição de alarme. Tipicamente, estes sistemas usam comutadores de diafragma deformável múltiplas e/ou entradas de pressão múltiplas para operar o sistema.

SUMÁRIO [003] A presente descrição relaciona-se a um comutador de detector pneumático avançado. O comutador de detector pneumático avançado pode compreender um invólucro hermético. O invólucro hermético pode ser acoplado a uma tomada de entrada para conexão operável com um tubo lateral de pressão. O comutador de detector pneumático avançado pode compreender um diafragma deformável acoplado dentro do invólucro, configurado para fazer contato com uma superfície de contato elétrico em resposta a um aumento na pressão dentro do invólucro hermético, comunicado através do tubo lateral de pressão. A superfície de contato elétrico pode ser uma superfície de contato elétrico acoplada a um material isolante. A superfície de contato elétrico pode compreender uma superfície de contato elétrico plaqueada. A superfície de contato elétrico pode passar através de um espaço acoplando um invólucro hermético e um poço de pressão de retomo. A superfície de contato elétrico pode ser configurada para criar um caminho elétrico de um diafragma deformável para um tubo lateral de contato.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS [004] O assunto da presente descrição é particularmente ressaltado e reivindicado distintamente na porção de conclusão da especificação. Um entendimento mais completo da presente descrição, entretanto, pode ser melhor obtido referindo-se à descrição detalhada e reivindicações, quando consideradas em conexão com as figuras de desenhos, onde numerais iguais indicam elementos iguais. [005] Figura 1 representa um comutador de detector pneumático tradicional em sua condição padrão; figura 2 representa um comutador de detector pneumático avançado de acordo com várias modalidades; figura 3 representa o comutador de detector pneumático tradicional da Figura 1, com seu diafragma deformável em sua posição deformável; e figura 4 representa o comutador de detector pneumático avançado da Figura 2 com seu diafragma deformável na posição deformável; de acordo com várias modalidades.

DESCRIÇÃO DETALHADA [006] A descrição detalhada de modalidades típicas faz referência aos desenhos que a acompanham, que mostram modalidades típicas a título de ilustração e seu melhor modo. Embora estas modalidades típicas sejam descritas em detalhe suficiente para habilitar os versados na técnica a praticar a descrição, deveria ser entendido que outras modalidades podem ser realizadas e que mudanças lógicas podem ser feitas, sem se afastar do espírito e escopo da descrição. Então, a descrição detalhada é aqui apresentada para fins de ilustração somente e não para limitação. Por exemplo, as etapas descritas em quaisquer das descrições de método ou processo podem ser executadas em qualquer ordem e não são necessariamente limitadas à ordem apresentada. Ainda mais, qualquer referência ao singular inclui diversas modalidades e qualquer referência a mais de um componente ou etapa pode incluir uma modalidade ou etapa singular. [007] A presente descrição relaciona-se ao projeto de um detector pneumático com um contato elétrico integrado configurado para uso com alarmes e comutadores de falha de pressão, tal como um sistema de alarme de fogo para uma aeronave. Sistemas convencionais usam dois comutadores separadas e dois diafragmas separados para indicar um alarme ou condição de falha. O sistema de detecção pneumática é tipicamente hermético e contém uma pressão normal mínima que é equivalente à pressão em que o ambiente em tomo é de -53,89°C e pode ser ajustado conforme desejado. Esta pressão é suficiente para deformar um diafragma deformável no comutador de falha, e assim criar continuidade elétrica entre o diafragma deformável e um pino de contato, em resposta a um aumento na pressão contra o diafragma. Então, em resposta ao diafragma deformável fazer contato com o pino de contato, um circuito elétrico pode ser formado e um alarme pode ser disparado. [008] Um detector pneumático avançado (“APD”) pode ser uma porta de atuador de válvula, energizada pneumaticamente, tipo diafragma, projetada para operar uma válvula de segurança “fechada na falha” ou “aberta na falha”. O APD pode ser configurado para detecção térmica. APDs podem ser utilizados em aplicações de válvula de segurança de cabeça de poço, linhas de fluxo, válvulas de tubo de comunicação e linhas de coleta. APDs podem ser utilizados em válvula de alivio de recipiente e aplicações de válvula de armazenagem. APDs são leves e geralmente fáceis de manter. [009] Figura 1 ilustra um comutador de alarme de detector pneumático avançado típico em uma condição de pressão normal (isto é, o contato elétrico pode estar aberto na codificação padrão). Um pino de contato 1 é isolado através de um material isolante 3 a partir da seção do retentor 5. Um diafragma deformável 2 e seções de retentor 4 e 5 são eletricamente conectados, e assim quando o diafragma deformável 2 se encaixa com o pino de contato 1, conforme mostrado na Figura 3, a continuidade elétrica entre o diafragma deformável 2 e o pino de contato 1 ocorrerá, atuando então como um comutador elétrico. O comutador mostrado na Figura 1 consiste de oito partes que são montadas em quatro estágios. Neste projeto, o pino de contato 1 é posicionado pela junção entre a tampa de extremidade 15 e o tubo de pino de contato 6. Depois do comutador ser montado, é feito vácuo através do tubo de pino de contato 6 e então o tubo é hermeticamente selado. Figura 3 exibe o detector pneumático tradicional da Figura 1 com seu diafragma deformável em sua posição deformada. [0010] Figura 2 mostra um detector pneumático avançado de acordo com várias modalidades do comutador de alarme em pressões de operação normal (isto é, o contato elétrico pode ser aberto na condição padrão). A maneira pela qual a eletricidade é passada do tubo lateral de pressão 14 para o tubo de pino de contato 13 através do diafragma deformável 9 é diferente dos projetos anteriores, tal como o desenho da Figura 1. Na abordagem retratada na Figura 2, as superfícies de contato 8 são integradas a pelo menos uma superfície do material isolante 10. O material isolante 10 pode ser um material isolante cerâmico. O material isolante 10 pode ser configurado para prover isolamento elétrico ao retentor 12. Uma superfície plaqueada, tais como as superfícies de contato 8 podem ser integradas e/ou acopladas a uma ou mais superfícies do material isolante 10. As superfícies de contato 8 podem estar em comunicação elétrica e criar um caminho elétrico para o tubo lateral de contato 13. Um espaço formado no material isolante 10 na localização 2.2 pode acoplar uma porção do poço 2.3 ao espaço vazio 2.4. O espaço vazio 2.4 pode ser um invólucro à prova de gás formado entre o diafragma deformável 9 e o retentor 12. O espaço vazio 2.1 pode ser um invólucro formado entre o diafragma deformável 9 e o retentor 11. O espaço vazio 2.1 pode estar em comunicação de fluido com o tubo lateral de pressão 14. O volume do poço 2.3 pode aumentar a estabilidade térmica do detector pneumático avançado.

Por exemplo, em resposta ao detector pneumático avançado ser submetido a um aumento de temperatura, não é criada uma pressão de retomo no diafragma deformável 9, o que pode afetar a pressão de atuação o suficiente para deformar o diafragma deformável 9, de modo a fazer contato com as superfícies de contato 8. [0011] Continuando com referência à Figura 2, o diafragma deformável 9 pode ser feito de qualquer material adequado. Por exemplo, o diafragma deformável 9 pode ser feito de discos metálicos geralmente planos estampados a partir de uma folha de liga metálica. O diâmetro dos discos pode ser apropriadamente dimensionado para formar um selo à prova de gás entre os retentores 11 e 12. O comutador de alarme do detector pneumático avançado pode compreender um tubo lateral de pressão 14 com uma primeira extremidade em comunicação de fluido com o espaço vazio 2.1.0 tubo lateral de pressão 14 pode compreender uma segunda extremidade em comunicação com uma fonte de pressão (não mostrada). O tubo de pino de contato 13 pode compreender uma primeira extremidade em comunicação de fluido com o espaço vazio 2.4. O tubo de pino de contato 13 pode compreender uma segunda extremidade acoplada a um dreno de pressão, configurado para criar um vácuo parcial e/ou selar hermeticamente o espaço vazio 2.4. A pressão dentro do espaço vazio 2.4 pode ser escalável. O nível de pressão dentro do espaço vazio 2.4 pode ser configurado de tal modo que, em resposta a um aumento térmico e/ou aumento de pressão sentido através do tubo lateral de pressão 14 de uma quantidade desejada, o diafragma deformável 9 pode se deformar e/ou fazer contato com as superfícies de contato 8. Então, o detector pneumático avançado pode operar como um comutador que opera em resposta a um aumento de temperatura. Por exemplo, em resposta ao tubo lateral de pressão 14 ser exposto a alta temperatura, a pressão dentro do espaço vazio 2.1 aumentará. Em resposta ao aumento da pressão no espaço vazio 2.1, o diafragma deformável 9 é deformado, sensível a uma pressão básica predeterminada, deformar-se-á adicionalmente, em geral em uma direção da superfície de contato 8 e criará um comutador fechado. Um alarme pode ser disparado em resposta ao fechamento do comutador. Figura 4 retrata o detector pneumático avançado da Figura 2 com seu diafragma deformável em sua posição deformada, de acordo com várias modalidades. [0012] O material isolante 10 pode ser configurado para separar os retentores 11 e 12 do tubo lateral de contato 13.0 material dos retentores 11 e 12 pode ser qualquer material adequado, tal como molibdênio. O material isolante 10 pode ser qualquer material adequado, tal como um material cerâmico (por exemplo, alumina). Antes da utilização em um APD, o lado de contato do comutador é evacuado e selado. O comutador é evacuado através do tubo lateral de contato 13. [0013] De acordo com várias modalidades e com referência à Figura 4, o diafragma deformável 9 é exibido como estando em contato com uma superfície eletricamente condutora, que é mostrada como a superfície de contato 8 em resposta a uma pressão no espaço vazio 2.4, maior do que a normal. Os espaços vazios 2.1 e 2.4 em combinação podem ser definidos como uma área interna entre os retentores 11, 12. O diafragma deformável pode residir dentro do espaço vazio 2.1, 2.4. As superfícies de contato 8 são integradas ao material isolante 10. As superfícies de contato 8 podem tomar qualquer forma; entretanto, em várias modalidades, as superfícies de contato 8 são contínuas a partir de um ponto de contato com o diafragma deformável 9 até o tubo lateral de contato 13. [0014] Alguns benefícios desta abordagem são simplificar o processo de fabricação e melhorar a robustez do comutador, diminuindo o número de pontos de falha. Por exemplo, modos de falhas incluem perda de hermeticidade e variação da pressão do comutador devido a modificações na posição do pino de contato. Integrando a montagem do pino de contato e do isolador cerâmico, variações na pressão de comutação devidas à migração do pino de contato são reduzidas e/ou eliminadas. [0015] De acordo com várias modalidades, o comutador de alarme de detector pneumático avançado pode compreender um único diafragma deformável 9 ao invés de dois diafragmas deformáveis separados para indicar uma condição de alarme ou falha. O comutador de alarme de detector pneumático avançado pode compreender uma única entrada de pressão para sentir uma condição de alarme ou falha. [0016] Benefícios, outras vantagens, e soluções para problemas foram descritos aqui com relação a modalidades específicas. Ainda mais, as linhas de conexão mostradas nas várias figuras aqui contidas são destinadas a representar relações funcionais típicas e/ou acoplamentos físicos entre os vários elementos. Deveria ser notado que muitas relações funcionais alternativas ou adicionais ou conexões físicas podem estar presentes em um sistema prático. Entretanto, os benefícios, vantagens, soluções para os problemas e quaisquer elementos que possam causar qualquer benefício, vantagem ou solução que ocorra ou se tome mais pronunciada, não devem ser interpretados como características ou elementos críticos, requeridos ou essenciais da descrição. O escopo da descrição, consequentemente, não é limitado por coisa alguma além das reivindicações anexas, nas quais referência a um elemento no singular não é destinada a significar “um e somente um” a menos que seja declarado explicitamente, mas ao invés disso “um ou mais”. [0017] São providos sistemas, métodos e aparelho. Na descrição detalhada, referências a “várias modalidades”, “uma modalidade”, “um exemplo de modalidade”, etc., indicam que a modalidade descrita pode incluir um recurso particular, estrutura ou característica, porém toda modalidade pode não incluir necessariamente o recurso particular, estrutura ou característica. Ainda mais, tais frases não estão necessariamente referidas à mesma modalidade. Adicionalmente, quando um recurso particular, estrutura ou característica é descrito era conexão com uma modalidade, é considerado que seja do conhecimento de um especialista na técnica afetar tal recurso, estrutura ou característica em conexão com outras modalidades, seja ou não descrito explicitamente. Após a leitura da descrição, será aparente para um especialista na técnica como implementar a descrição em modalidades alternativas. Através das figuras, é usado hachurado transversal diferente para denotar partes diferentes porém não necessariamente para denotar os mesmos materiais ou materiais diferentes. [0018] Adicionalmente, nenhum elemento, componente ou etapa de método na presente descrição é destinado a ser dedicado ao público, independente do elemento, componente ou etapa do método ser explicitamente descrito nas reivindicações. Nenhum elemento de reivindicação deve ser interpretado sob as provisões de 35 U.S.C. 112(f), a menos que o elemento seja expressamente descrito usando a expressão “meio para”. Conforme usado aqui, os termos “compreende”, “compreendendo” ou qualquer variação destes, são destinados a cobrir uma inclusão não exclusiva, de tal modo que um processo, método, artigo ou aparelho que compreende uma lista de elementos não inclui somente aqueles elementos, porém pode incluir outros elementos não listados expressamente ou inerentes a tal processo, método, artigo ou aparelho.

Claims

1. Comutador de detector pneumático avançado, caracterizado pelo fato de compreender: invólucro à prova de gás, compreendendo uma tomada de entrada para conexão operável com um tubo lateral de pressão; diafragma deformável dentro do invólucro configurado para fazer contato com uma superfície de contato elétrico, em resposta a um aumento na pressão dentro do invólucro à prova de gás, em que a superfície de contato elétrico é disposta sobre um material isolante.

2. Comutador de detector pneumático avançado de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de compreender adicionalmente um poço de pressão de retomo definido pelo menos parcialmente pela superfície de contato elétrico.

3. Comutador de detector pneumático avançado de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de compreender adicionalmente um poço de pressão de retomo disposto pelo menos parcialmente em tomo de uma circunferência exterior do material isolante.

4. Comutador de detector pneumático avançado de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que uma superfície de contato elétrico contínua passa através de um interstício no material isolante, em que o interstício acopla o invólucro à prova de gás e o poço.

5. Comutador de detector pneumático avançado de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a superfície de contato elétrico é integrada com a superfície do material isolante.

6. Comutador de detector pneumático avançado de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a superfície de contato elétrico é configurada para criar um caminho elétrico do diafragma deformável até um tubo lateral de contato.

7. Comutador de detector pneumático avançado de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o tubo lateral de contato é configurado para criar um vácuo parcial dentro de um poço de pressão de retomo operacionalmente acoplado a uma superfície do diafragma.

8. Comutador de detector pneumático avançado de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o diafragma é configurado para se deformar em resposta a um aumento de pressão.

9. Comutador de detector pneumático avançado de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a superfície de contato elétrico compreende uma superfície de contato elétrico plaqueada.

10. Superfície de contato elétrico, caracterizada pelo fato de compreender: superfície de contato elétrico plaqueada disposta sobre um material isolante, em que a superfície de contato elétrico passa através de um interstício acoplando um invólucro à prova e gás e um poço de pressão de retomo, em que a superfície de contato elétrico é configurada para criar um caminho elétrico de um diafragma deformável até um tubo lateral de contato.

11. Superfície de contato elétrico de acordo com a reivindicação 10, caracterizada pelo fato de que o tubo lateral de contato é configurado para criar um vácuo parcial dentro do poço de pressão de retomo.

12. Superfície de contato elétrico de acordo com a reivindicação 10, caracterizada pelo fato de que o poço de pressão de retomo é configurado para prover estabilidade térmica.

13. Superfície de contato elétrico de acordo com a reivindicação 10, caracterizada pelo fato de que o poço de pressão de retomo é disposto pelo menos parcialmente em torno de uma circunferência do material isolante.

14. Superfície de contato elétrico de acordo com a reivindicação 10, caracterizada pelo fato de que a superfície de contato elétrico é integrada à superfície do material isolante.

15. Comutador de detector pneumático avançado de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o diafragma deformável é configurado para se deformar em resposta a um aumento de pressão.