BR102015028275A2

BR102015028275A2 - detector de pressão pneumática para um sistema de alarme de incêndio, e, método de isolar interruptores de um detector de pressão pneumática

Info

Publication number: BR102015028275A2
Application number: BR102015028275A
Authority: BR
Inventors: David Frasure; Mahamadou Yamoussa; Steven Wallace
Original assignee: Kidde Tech Inc
Priority date: 2014-11-10
Filing date: 2015-11-10
Publication date: 2016-06-21
Also published as: CA2911884A1; CN105590399A; EP3018642B1; BR102015028275B1; US20160133106A1; CN105590399B; EP3018642A1; CA2911884C; US9396636B2

Abstract

1 / 1 resumo âdetector de pressão pneumãtica para um sistema de alarme de incãndio, e, mãtodo de isolar interruptores de um detector de pressão pneumãticaâ um detector de pressã£o pneumã¡tica para um sistema de alarme de incãªndio inclui um alojamento tendo uma superfãcie interna definindo um volume interno. tambã©m estã¡ incluãdo um interruptor de alarme localizado dentro do volume interno do alojamento e compreendendo um primeiro diafragma deformã¡vel responsivo a um aumento na pressã£o de um gã¡s disposto num tubo de sensor para indicar uma condiã§ã£o de superaquecimento. ainda estã¡ incluãdo um interruptor de integridade localizado dentro do volume interno e compreendendo um segundo diafragma deformã¡vel disposto em contato com um contato elã©trico durante a pressurizaã§ã£o do gã¡s dentro de uma faixa de pressã£o predeterminada e numa condiã§ã£o eletricamente aberta quando a pressã£o do gã¡s for menor do que a faixa predeterminada. ainda ã© incluãda uma luva de mica localizada dentro do volume interno do alojamento e disposta ao longo de pelo menos uma porã§ã£o da superfãcie interna do alojamento para isolar o interruptor de alarme e o interruptor de integridade.

Description

“DETECTOR DE PRESSÃO PNEUMÁTICA PARA UM SISTEMA DE ALARME DE INCÊNDIO, E, MÉTODO DE ISOLAR INTERRUPTORES DE UM DETECTOR DE PRESSÃO PNEUMÁTICA” FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO

[001] A matéria em questão aqui divulgada se refere a sistemas de alarme de incêndio e, mais particularmente, a um detector de pressão pneumática para um sistema de alarme de incêndio, bem como um método de isolar interruptores do detector de pressão pneumática.

[002] Sistemas de alarme de incêndio são empregados para detectar uma condição de superaquecimento (por exemplo, incêndio) em um grande número de aplicações em muitas indústrias. Por exemplo, é importante detectar condições de superaquecimento em aeronaves ou veículos comerciais. Uma abordagem é um detector de pressão pneumática que faz parte de um sistema que usa um gás que expande quando aquecido. Mediante aquecimento, o gás atua um diafragma deformável associado, bem como qualquer outro tipo de interruptor, para fechar um interruptor elétrico (por exemplo, interruptor de alarme de incêndio) para indicar uma condição de alarme. Um interruptor de integridade, ou interruptor de falha, também utiliza um diafragma deformável. O interruptor de integridade é eletricamente fechado em operação normal, mas abrirá eletricamente se a pressão pneumática cair abaixo uma pressão calibrada. O interruptor de alarme de incêndio e o interruptor de integridade estão localizados, vedados e isolados dentro de um alojamento.

[003] Normas de resistência ao fogo aeroespaciais ISO 2685 e AC 20-135 exigem que o alojamento passe num teste de chama 2000°F durante pelo menos cinco minutos. Os testes requerem que o alojamento contendo os interruptores seja localizado diretamente na chama durante todo o teste e que o detector de incêndio pneumático deva operar como pretendido durante este tempo. Um desafio durante o teste é proteger os dois interruptores de pressão, de modo que eles não sejam expostos à carga de calor total do teste. Interruptores expostos a calor demais durante o teste podem resultar no ajuste de pressão caindo significativamente, resultando no detector de incêndio pneumático deixando ou de indicar que o incêndio foi removido ou o interruptor de pressão de integridade deixando de indicar um elemento de detecção cortado.

[004] Tipicamente, os interruptores são encapsulados no alojamento de uma maneira a protegê-los da carga de calor total da chama de 2000°F. O material de encapsulamento é colocado dentro no alojamento e curado a temperatura ambiente. Durante o teste, é possível que a viscosidade do material de encapsulamento possa mudar permitindo que o material de encapsulamento se mova e fique reorientado dentro do alojamento. Se isto acontecer, o material de encapsulamento pode colocar tensões excessivas nos interruptores e nos tubos de pressão fixados aos interruptores à medida que ele resfriar quando ele for removido do fogo. Estas tensões indevidas podem fazer algum tipo de falha ou vazamento ocorrer durante o processo de resfriamento, resultando em um detector de incêndio pneumático não funcionando.

[005] Deve-se notar que vários materiais de encapsulamento estão disponíveis para uso, alguns dos quais são resistentes ao fogo, e outros que podem suportar temperaturas extremas. No entanto, sob a carga de calor total do teste de cinco minutos a 2000°F, todos eles, até certo ponto, podem experimentar uma mudança dimensional devida à expansão térmica e alguns também podem emitir como gás substâncias que podem ter problemas de compatibilidade de materiais prejudiciais. Seria igualmente possível que quando o material de encapsulamento expande durante o teste, os próprios interruptores poderíam ficar reorientados levando-os a entrar em contato com o alojamento de metal e criando de uma falha dielétrica. Outra possibilidade é que quando o material de encapsulamento resfria, quando ele é removido do fogo, a tensão ou força causada pelo processo de contração térmica do material de encapsulamento pode rachar os tubos de pressão de interface. Isto é particularmente verdadeiro se o material de tubo de pressão foi sensibilizado devido a problemas de compatibilidade de materiais.

BREVE DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO

[006] De acordo com um aspecto da invenção, um detector de pressão pneumática para um sistema de alarme de incêndio inclui um alojamento tendo uma superfície interna definindo um volume interno. Também está incluído pelo menos um interruptor de alarme localizado dentro do volume interno do alojamento e compreendendo um primeiro diafragma deformável responsivo a um aumento na pressão de um gás disposto num tubo de sensor para indicar uma condição de superaquecimento. Ainda está incluído pelo menos um interruptor de integridade localizado dentro do volume interno do alojamento e compreendendo um segundo diafragma deformável disposto em contato com um contato elétrico durante a pressurização do gás dentro de uma faixa de pressão predeterminada e numa condição eletricamente aberta quando a pressão do gás for menor do que a faixa predeterminada. Ainda é incluída uma luva de mica localizada dentro do volume interno do alojamento e disposta ao longo de pelo menos uma porção da superfície interna do alojamento para isolar o interruptor de alarme e o interruptor de integridade.

[007] De acordo com outro aspecto da invenção, é proporcionado um método de isolar interruptores de um detector de pressão pneumática para um sistema de alarme de incêndio. O método inclui instalar um interruptor de alarme de incêndio dentro de um volume interno de um alojamento, o volume interno definido por uma superfície interna do alojamento. O método também inclui instalar um interruptor de integridade dentro do volume interno do alojamento. O método inclui ainda isolar o interruptor de alarme de incêndio e o interruptor de integridade com uma luva de mica localizada dentro do volume interno e disposta ao longo de pelo menos uma porção da superfície interna do alojamento.

[008] Estas e outras vantagens e características se tomarão mais evidentes a partir da descrição seguinte tomada em conjunto com os desenhos. BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[009] A matéria em questão que é considerada como a invenção é particularmente salientada e distintamente reivindicada nas reivindicações ao final do relatório descritivo. As características precedentes e outras características e vantagens da invenção são evidentes a partir da seguinte descrição detalhada tomada em conjunto com os desenhos anexos, nos quais: [0010] A FIG. 1 é uma vista em seção transversal parcial de um detector de pressão pneumática para um sistema de alarme de incêndio.

[0011] A descrição detalhada explica modalidades da invenção, juntamente com vantagens e características, a título de exemplo com referência aos desenhos.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[0012] Com referência à FIG. 1, uma porção de um sistema de alarme de incêndio 10 é ilustrada. Especificamente, um detector de pressão pneumática 12 do sistema de alarme de incêndio 10 é mostrado. O sistema de alarme de incêndio 10 pode ser empregado em qualquer local que requeira o uso de uma condição de superaquecimento, tal como aquela causada por um incêndio. E para ser apreciado que o sistema de alarme de incêndio 10 pode ser empregado em numerosas indústrias, tal como a indústria aeroespacial, em que o sistema de alarme de incêndio 10 é disposto numa aeronave.

[0013] O detector de pressão pneumática 12 inclui um alojamento 14 que é construído de um material metálico que é capaz de conduzir um sinal elétrico. Os materiais metálicos são utilizados de modo que componentes dispostos nos mesmos possam manter sua resistência quando eles forem submetidos a altas temperaturas. O alojamento 14 inclui uma superfície externa 16 e uma superfície interna 18, com o alojamento 14 tendo uma seção transversal substancialmente cilíndrica em algumas modalidades. No entanto, geometrias de seções transversais alternativas são contempladas. A superfície interna 18 define um volume interno 20.

[0014] Dispostos dentro do volume interno 20 estão vários componentes configurados para detectar diferentes condições de pressão indicativas de condições ambientais (por exemplo, condição de superaquecimento). Um primeiro interruptor, aqui denominado como um interruptor de integridade 22, está localizado dentro do volume interno 20 e está disposto numa condição fechada durante a operação normal na ausência de uma condição de superaquecimento. O interruptor de integridade 22 inclui um primeiro diafragma deformável 24 que está em contato com um contato elétrico durante uma condição de operação normal. Também disposto dentro do volume interno 20 está um segundo interruptor, aqui denominado como um interruptor de alarme 26, e está disposto numa condição aberta durante a operação normal do detector de pressão pneumática 12. O interruptor de alarme 26 inclui um segundo diafragma deformável 28 que não está em contato com um contato elétrico se a pressão dentro de um tubo de pressão 30 for mantida abaixo de uma faixa de pressão predeterminada como será descrito em detalhes abaixo.

[0015] O tubo de pressão 30 se estende através do alojamento 14 e para o volume interno 20. O tubo de pressão 30 contém um gás que expande quando ele é aquecido. Portanto, quando o tubo de pressão 30 é aquecido a pressão no tubo de pressão 30 aumentará. A medida que a pressão no tubo de pressão 30 aumenta, a pressão no volume interno dos interruptores 22 e 26 também aumentará. A pressão no tubo de pressão 30 pode fazer com que os diafragmas deformáveis 24, 28 deformem. O tubo de pressão 30 será colocado próximo aos componentes que são capazes de superaquecer ou componentes onde um incêndio podería ocorrer, tal como um motor, por exemplo.

[0016] Mudanças de pressão dentro do tubo de pressão 30 do alojamento 14 fazem o interruptor de integridade 22 e o interruptor de alarme 26 atuar mediante certas mudanças de pressão predeterminadas. Um aumento de pressão grande o bastante que atinja um nível crítico que variará dependendo da aplicação particular fará com que o segundo diafragma deformável 28 deforme para fechar o interruptor, desse modo indicando uma condição de alarme. Inversamente, uma queda significativa na pressão que cai abaixo de uma faixa de pressão predeterminada faz com que o primeiro diafragma deformável 24 deforme para abrir o interruptor, desse modo indicando uma condição de falha do detector de pressão pneumática 12. Tal queda de pressão pode ocorrer se o tubo de sensor for danificado.

[0017] E importante proteger componentes, incluindo o interruptor de alarme 26 e o interruptor de integridade 22 dentro do volume interno 20, do calor a que eles são expostos durante uma condição de superaquecimento, incluindo durante o teste do detector de pressão pneumática 12. Um material de encapsulamento 32 é fornecido no volume interno 20 para encapsular e isolar o interruptor de alarme 26 e o interruptor de integridade 22. Vários materiais de encapsulamento podem ser utilizados, mas são propensos a mudanças de viscosidade durante o aquecimento, o que coloca vários riscos nos interruptores 22, 26. Vários materiais de encapsulamento são contemplados. Numa modalidade, o material de encapsulamento 32 compreende sílica fundida, o que é particularmente vantajoso com base no seu baixo coeficiente de expansão e baixas propriedades de condutividade térmica. Tal material cura numa forma sólida e tem uma temperatura máxima de operação maior que 2000°F.

[0018] Para proteger ainda mais os interruptores 22, 26, uma luva de mica 34 é aplicada próximo da superfície interna 18 do alojamento 14. A luva de mica 34 está disposta ao longo de pelo menos uma porção da superfície interna 18 para isolar eletricamente e termicamente o material de encapsulamento 32 o qual está localizado numa região mais interna que a luva de mica 34. As propriedades da mica, as quais incluem baixa condutividade térmica e elétrica, desse modo tomando-a um excelente isolante elétrico e térmico, resultam numa alta resistência ao calor para proteger o material de encapsulamento 32 e, daí, os interruptores 22, 26.

[0019] A luva de mica 34 pode ser disposta ao longo de apenas uma porção da superfície interna 18, tal como aquelas onde os interruptores 22, 26 estão em contato estreito com a superfície interna 18. Em outras modalidades, a luva de mica 34 é disposta ao longo de uma totalidade da superfície interna 18, para assegurar isolamento térmico e elétrico do material de encapsulamento 32 e dos interruptores 22, 26. A espessura da luva de mica 34 pode variar dependendo da aplicação particular. Em algumas modalidades, a luva de mica 34 tem um volume menor que o volume do material de encapsulamento 32. Em outras palavras, menos do volume isolante disponível do volume interno 20 é compreendido de mica em relação ao material de encapsulamento 32. Em outras modalidades, a luva de mica 34 tem um volume maior que o volume do material de encapsulamento 32. Um caso extremo inclui uma modalidade tendo a totalidade do volume isolante disponível do volume interno 18 preenchida com mica.

[0020] Embora descrita acima como uma luva formada de mica, é para ser apreciado que alternativas a mica podem ser empregadas como a camada adicional de isolamento. Qualquer material que tenha as propriedades discutidas acima, relativas a baixa condutividade elétrica e térmica, pode ser adequado para uso como a luva. Independentemente do material preciso utilizado, as modalidades aqui descritas são adequadas para suportar teste de calor a 2000°F durante pelo menos cinco minutos.

[0021] De um modo vantajoso, a luva de mica 34 garante o isolamento elétrico necessário entre os interruptores 22, 26 e o alojamento metálico 14, embora proporcionando resistência térmica intensificada para minimizar quaisquer mudanças de viscosidade do material de encapsulamento. Adicionalmente, mica é mais leve do que qualquer um dos materiais de encapsulamento numa base volumétrica. Portanto, a mica reduz o peso do produto final do detector de pressão pneumática 12.

[0022] Embora a invenção tenha sido descrita em detalhes em ligação com apenas um número limitado de modalidades, deve ser prontamente entendido que a invenção não está limitada a tais modalidades divulgadas. Em vez disso, a invenção pode ser modificada para incorporar qualquer número de variações, alterações, substituições ou disposições equivalentes, até agora não descritas, mas que são comensuráveis com o espírito e escopo da invenção. Adicionalmente, embora várias modalidades da invenção tenham sido descritas, é para ser entendido que os aspectos da invenção podem incluir apenas algumas das modalidades descritas. Consequentemente, a invenção não é para ser vista como limitada pela descrição anterior, mas é limitada apenas pelo escopo das reivindicações anexas.

Claims

1. Detector de pressão pneumática para um sistema de alarme de incêndio, caracterizado pelo fato de que compreende: um alojamento tendo uma superfície interna definindo um volume interno; pelo menos um interruptor de alarme localizado dentro do volume interno do alojamento e compreendendo um primeiro diafragma deformável responsivo a um aumento na pressão de um gás disposto num tubo de sensor para indicar uma condição de superaquecimento; pelo menos um interruptor de integridade localizado dentro do volume interno do alojamento e compreendendo um segundo diafragma deformável disposto em contato com um contato elétrico durante a pressurização do gás dentro de uma faixa de pressão predeterminada e numa condição eletricamente aberta quando a pressão do gás for menor do que a faixa predeterminada; e uma luva de mica localizada dentro do volume interno do alojamento e disposta ao longo de pelo menos uma porção da superfície interna do alojamento para isolar o interruptor de alarme e o interruptor de integridade.

2. Detector de pressão pneumática de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a luva de mica é disposta ao longo da totalidade da superfície interna do alojamento.

3. Detector de pressão pneumática de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende ainda um material de encapsulamento disposto no volume interno do alojamento para encapsular e isolar o interruptor de alarme e o interruptor de integridade, o material de encapsulamento disposto em uma região interna da luva de mica e isolado pela luva de mica.

4. Detector de pressão pneumática de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a luva de mica tem um volume de mica e material de encapsulamento tem um volume de encapsulamento, o volume de encapsulamento maior do que o volume de mica.

5. Detector de pressão pneumática de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a luva de mica tem um volume de mica e material de encapsulamento tem um volume de encapsulamento, o volume de mica maior do que o volume de encapsulamento.

6. Detector de pressão pneumática de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que um volume isolante inteiro dentro do volume interno é preenchido com a luva de mica.

7. Detector de pressão pneumática de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o detector de pressão pneumática suporta condições de operação normais em 2.000°F por uma duração de cinco minutos.

8. Detector de pressão pneumática de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o alojamento compreende uma geometria de seção transversal cilíndrica.

9. Detector de pressão pneumática de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o material de encapsulamento compreende sílica fundida.

10. Método de isolar interruptores de um detector de pressão pneumática para um sistema de alarme de incêndio, o método caracterizado pelo fato de que compreende: instalar um interruptor de alarme de incêndio dentro de um volume interno de um alojamento, o volume interno definido por uma superfície interna do alojamento; instalar um interruptor de integridade dentro do volume interno do alojamento; e isolar o interruptor de alarme de incêndio e o interruptor de integridade com uma luva de mica localizada dentro do volume interno e disposta ao longo de pelo menos uma porção da superfície interna do alojamento.

11. Método de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que o isolamento com a luva de mica compreende encher um volume isolante inteiro do volume interno com a luva de mica.

12. Método de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que o isolamento com a luva de mica compreende dispor a luva de mica ao longo da totalidade da superfície interna do alojamento.

13. Método de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que compreende ainda encapsular e isolar o interruptor de alarme de incêndio e o interruptor de integridade com um material de encapsulamento localizado dentro do volume interno do alojamento, em que a luva de mica circunda pelo menos uma porção do material de encapsulamento para isolar o material de encapsulamento.

14. Método de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que a luva de mica tem um volume de mica e material de encapsulamento tem um volume de encapsulamento, o volume de encapsulamento maior do que o volume de mica.

15. Método de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que a luva de mica tem um volume de mica e material de encapsulamento tem um volume de encapsulamento, o volume de mica maior do que o volume de encapsulamento.