ES2226739T3 - Dispositivo universal de seguridad y procedimiento de proteccion de una canalizacion. - Google Patents

Abstract

Dispositivo de seguridad selectivamente introducido en una canalización de fluido, para protegerla contra un caudal excesivo de fluido que circula en la misma, incluyendo dicho dispositivo: una cámara (50) que presenta un extremo anterior (501) y un extremo posterior (502); unos medios de admisión controlada (3, 3bis), sensibles a una pérdida de carga en la canalización (1) entre los extremos anterior y posterior (501, 502) de la cámara, para autorizar o prohibir selectivamente el establecimiento de un caudal de fluido a través del extremo anterior (501) de la cámara; unos medios de retención (4a, 4b) para mantener la cámara (50) en su sitio en la canalización (1); y un alma rígida (2, 7) unida a los medios de retención (4a, 4b), caracterizado porque incluye una envuelta hinchable (5) soportada por el alma rígida (2, 7), presentando dicha envuelta una pared lateral (503) que delimita, por lo menos en parte, la cámara (50), que hace frente a una pared (10) de la canalización (1), porque losmedios de admisión controlada (3, 3bis) están calibrados para autorizar selectivamente el establecimiento del caudal de fluido a través del extremo anterior (501) de la cámara (50), por lo menos hasta permitir un hinchamiento de la envuelta (5), cuando la pérdida de carga es superior a un primer umbral determinado (F32), y porque la envuelta hinchable (5) obtura la canalización (1), de manera selectiva y por lo menos parcial, mediante desplazamiento radial de su pared lateral (503) hacia la pared (10) de la canalización (1).

Description

Dispositivo universal de seguridad y procedimiento de protección de una canalización.

La presente invención se refiere, de forma general, a los dispositivos del tipo representado por las válvulas de seguridad de activación automática utilizadas en las redes de distribución de gas, así como un procedimiento de protección de tales redes.

Más concretamente, la invención se refiere, según el primero de sus aspectos, a un dispositivo de seguridad selectivamente introducido en una canalización de fluido, para protegerla de un caudal excesivo del fluido que circula por la misma, incluyendo dicho dispositivo: una cámara que presenta un extremo anterior y un extremo posterior; unos medios de admisión controlada, sensibles a una pérdida de carga en la canalización entre los extremos anterior y posterior de la cámara, para permitir o prohibir, selectivamente, el establecimiento de un caudal de fluido a través del extremo anterior de la cámara; y unos medios de retención, para mantener la cámara en su sitio en la canalización.

Se conocen numerosos dispositivos de este tipo mediante la técnica anterior, como se muestra, por ejemplo, para la válvula descrita en la patente US-5 551 476.

Algunas redes de distribución de fluidos justifican medidas de seguridad particulares, impuestas por la naturaleza del fluido transportado, y por posibles riesgos y posibles daños en los conductos con que están formadas dichas redes.

Por ejemplo, las redes de distribución de gas en zonas urbanas se extienden generalmente bajo las calzadas y las aceras, es decir, por debajo de obras de ámbito público, que pueden ser objeto de diversas intervenciones, especialmente operaciones de excavación.

Por ello, si un conducto de gas es arrancado o seccionado con ocasión de dicha operación, la fuga de gas resultante representa un elevado riesgo de incendio o explosión.

En este contexto, se han puesto a punto válvulas de seguridad, para obturar los conductos de gas, en cuanto se detecta un caudal de gas anormalmente elevado.

Sin embargo, a día de hoy, las válvulas de seguridad sólo pueden montarse en redes nuevas en construcción o, eventualmente en redes existentes, pero sólo con ocasión de su renovación.

En efecto, en la medida en que los conductos de las redes existentes pueden haber sido construidos en distintas épocas y sobre la base de distintas normas, por lo que no tienen necesariamente diámetros definidos con gran precisión, presentan en su recorrido obstáculos, rebabas, aplastamientos o restricciones variadas, y la colocación de un válvula de seguridad exige un ajuste perfecto del cuerpo de válvula al conducto, la inserción de válvulas de seguridad en las redes existentes obliga a intervenir en el lugar mismo de la inserción, es decir, mediante una excavación que de acceso al punto elegido de la red, un corte en la red, y una adaptación local de la red a la válvula, en el mismo punto de inserción.

De este modo, aunque se conoce la forma de introducir en una red en carga, especialmente con fines de detección, dispositivos de tamaño limitado a través de un punto de acceso exterior a la conexión, sin tener que intervenir de forma relevante en la red, esta técnica, similar al cateterismo para la exploración médica, es inexplotable actualmente para la colocación de válvulas de seguridad.

La invención, que se sitúa en este contexto, tiene precisamente por objeto proponer un dispositivo de seguridad que pueda colocarse en una red, sin excavación, mediante la introducción en una toma de conexión de dicha red.

A tal efecto, el dispositivo de la invención, de conformidad con la definición genérica que realiza el preámbulo anterior, se caracteriza esencialmente porque incluye un alma rígida unida a los medios de retención, y una envuelta hinchable soportada por el alma rígida, presentando dicha envuelta una pared lateral que delimita, por lo menos en parte, la cámara que hace frente a una pared de la canalización, porque los medios de admisión controlada están calibrados para autorizar selectivamente el establecimiento del caudal de fluido a través del extremo anterior de la cámara, por lo menos hasta permitir un hinchazón de la envuelta, cuando la pérdida de carga es superior a un primer umbral determinado, y porque la envuelta hinchable obtura la canalización de forma selectiva y, por lo menos, parcial, mediante desplazamiento radial de su pared lateral hacia la pared de la canalización.

Gracias a estas características, el dispositivo de seguridad de la invención asegura, una vez colocado en una canalización, de forma totalmente autónoma, una vigilancia del caudal de fluido que circula, utilizando la misma energía de dicho fluido para proteger la canalización contra cualquier posible exceso de caudal.

Sin embargo, aunque varios documentos anteriores describen ya dispositivos que incluyen un cuerpo, una válvula y una envuelta tubular hinchable para obstruir un paso, ninguno de dichos dispositivos está diseñado para resolver el problema de la invención.

De este modo, por ejemplo, aunque las patentes US 2 856 002, DE 3 339 572 y GB 2 155 080 divulgan dispositivos de obturación que incluyen una envuelta hinchable, todos estos dispositivos están diseñados para ser accionados exclusivamente mediante un fluido inyectado, de manera voluntaria y selectiva, a una presión específicamente controlada para accionarlos, mientras que ninguno de dichos dispositivos está equipado con una válvula que podría estar sometido a una pérdida de carga a la que sería sensible.

Preferiblemente, el alma se extiende según un eje longitudinal, y los medios de retención incluyen una pluralidad de garras, presentando cada garra un extremo unido solidario al alma rígida y un extremo libre, y que adoptan selectivamente una posición replegada, para la cual su extremo libre está relativamente próximo al eje longitudinal, y una posición desplegada, para la cual su extremo libre se encuentra relativamente alejado del eje longitudinal, pudiendo además cada garra ser elásticamente solicitada hacia su posición desplegada.

En la medida en que la longitud de las garras debe estar adaptada al diámetro de la canalización, y en que el alma del dispositivo debe tener, con relación al diámetro de la canalización, un diámetro transversal que permita su fácil introducción en la canalización, puede ser interesante, por ejemplo, prever que una o varias de las garras tengan una longitud superior a la mitad del diámetro del alma.

En un primer posible modo de realización, el alma rígida incluye, por ejemplo, un cuerpo delimitado por una pared tubular, que presenta un extremo anterior y un extremo posterior, incluyendo los medios de admisión controlada una válvula sensible a la pérdida de carga, soportada por el cuerpo y dispuesta entre los extremos anterior y posterior del cuerpo, siendo la envuelta hinchable externa al cuerpo y envolviendo, de forma estanca, una sección de longitud útil de la pared tubular en la que está realizado por lo menos un orificio que presenta, por ejemplo, la forma de una ranura longitudinal.

Este dispositivo de seguridad puede incluir entonces en, por lo menos, uno de sus extremos anterior y posterior del cuerpo, una contera correspondiente anterior o posterior, con medios de retención correspondientes anterior o posterior, y presentar, por lo menos, una primera patilla de ensamblaje elásticamente insertada en el primer orificio.

Preferiblemente, este dispositivo incluye, en los extremos anterior y posterior del cuerpo, unas conteras anterior y posterior respectivas, que presentan chimeneas anterior y posterior respectivas insertadas en el cuerpo.

En un modo de realización sencillo y eficaz de la invención, la válvula incluye un muelle helicoidal ensartado en la chimenea posterior, un asiento de válvula posterior formado por un extremo interno de la chimenea anterior, y una bola elásticamente solicitada contra el asiento de válvula anterior, por parte del muelle helicoidal.

La válvula incluye, por ejemplo, un asiento de válvula posterior, formado por un extremo interno de la chimenea posterior, que coopera con la bola.

Por lo menos una de las chimeneas anterior y posterior puede, además, estar bordeada, fuera del cuerpo, por un collarín correspondiente, en cuya periferia se unen, mediante su extremo unido, las garras anteriores o posteriores correspondientes.

En el caso ventajoso en que el dispositivo incluya, al mismo tiempo, garras anteriores y garras posteriores, estas últimas se despliegan preferiblemente en forma de paraguas, según movimientos respectivos de direcciones antagonistas.

Asimismo, en el caso ventajoso de que el dispositivo de la invención incluya, al mismo tiempo, una chimenea anterior y una chimenea posterior, la envuelta presenta preferiblemente unos bordones anterior y posterior que desbordan, respectivamente, de los extremos anterior y posterior del cuerpo, y encierran, respectivamente, de forma estanca, las chimeneas anterior y posterior.

Según un segundo modo de realización de la invención, el alma rígida incluye, por ejemplo, esencialmente un fuste, mientras que un extremo posterior de la envuelta hinchable, que delimita el extremo posterior de la cámara, encierra fijamente, y de forma estanca, un extremo posterior del fuste, y que un extremo anterior de la envuelta hinchable, que delimita el extremo anterior de la cámara, está fijado a un manguito montado deslizante en el fuste, incluyendo los medios de admisión controlada, por lo menos un intersticio definido entre el manguito y el fuste.

Estos medios de admisión controlada pueden, sin embargo, incluir también un muelle de tensión, preferiblemente pretensazo, que separa, uno de otro, los extremos anterior y posterior de la envuelta.

Según otra variante, acumulable al uso de un muelle de tensión, los medios de admisión controlada también pueden incluir una variación de sección no monótona de la envuelta.

Para asegurar un anclaje óptimo del dispositivo, las garras están ventajosamente fijadas a un extremo anterior del fuste, y la cámara puede introducirse en una canalización de diámetro máximo determinado, mientras que los extremos libres de por lo menos dos garras toman apoyo sobre un conducto de conexión a la canalización, para estar, en posición desplegada, separadas una de otra por un espacio superior al diámetro máximo determinado.

Además, el dispositivo de seguridad puede, ventajosamente, estar formado para poder, con las garras en posición replegada, insertarse en un casquillo de colocación terminado por uno o varios dedos de apoyo, introduciéndose selectivamente dicho casquillo en la canalización, por medio de un anillo flexible terminado por un empujador móvil en el casquillo y capaz de expulsar el dispositivo fuera del casquillo.

Unas patillas de centrado, que se extienden radialmente alrededor del fuste, pueden fijarse, además, de forma elástica o flexible en el extremo posterior del fuste.

El dispositivo de seguridad de la invención se aplica, de forma privilegiada, al caso en que el fluido es gaseoso, y desarrolla todas sus ventajas cuando, además, la envuelta es elástica y está, por ejemplo, constituida por un elastómero.

La invención se refiere asimismo a un procedimiento para proteger, contraen caudal excesivo, una canalización de sección transversal determinada, en la que circula, en un sentido de circulación determinado, un fluido capaz de ejercer entre zonas anterior y posterior de la canalización, una presión diferencial variable, utilizando dicho proceso una variación de la presión diferencial, cuando es superior a un primer umbral determinado, para obturar una vía de circulación definida en la canalización, y caracterizándose especialmente porque incluye las modalidades y operaciones que consisten en: dividir, por medio de una membrana radialmente deformable, circulando selectivamente el fluido en la canalización por una vía interna a la membrana y una vía externa a la membrana, teniendo las vías interna y externa secciones transversales respectivas selectivamente variables y complementarias una de otra con relación a la sección transversal de la canalización; impedir que el fluido no presente en la vía interna penetre en la misma según el sentido de circulación, durante tanto tiempo como la presión diferencial ejercida por el fluido sea, como mucho, igual a un primer umbral; admitir en la vía interna el fluido que circula en el sentido de circulación, cuando la presión diferencial ejercida por el fluido sobrepasa el primer umbral; y prohibir que el fluido salga de la vena interna, siguiendo el sentido de circulación, por lo menos cuando la presión diferencial ejercida por el fluido sobrepasa un segundo umbral.

Otras características y ventajas de la invención aparecerán claramente mediante la descripción realizada a continuación, a título indicativo y no limitativo, con referencia a los dibujos adjuntos, en los cuales:

La figura 1 muestra una vista en corte longitudinal de un dispositivo conforme al primer modo de realización de la invención, representado en la canalización que obtura en caso de caudal excesivo.

La figura 2 muestra una vista en corte transversal del cuerpo de un dispositivo conforme al primer modo de realización de la invención, observado según la incidencia indicada mediante las flechas II-II de la figura 3.

La figura 3 muestra una vista en corte longitudinal del cuerpo de un dispositivo conforme al primer modo de realización de la invención, observado según la incidencia indicada mediante las flechas III-III de la figura 2.

La figura 4 muestra una vista en corte transversal de la envuelta de un dispositivo conforme al primer modo de realización de la invención, observado según la incidencia indicada mediante las flechas IV-IV de la figura 5.

La figura 5 muestra una vista en corte longitudinal de la envuelta de un dispositivo conforme al primer modo de realización de la invención, observado según la incidencia indicada mediante las flechas V-V de la figura 4.

La figura 6 muestra una vista frontal de la contera posterior de un dispositivo conforme al primer modo de realización de la invención, observada desde el interior del cuerpo 2.

La figura 7 muestra una vista en corte longitudinal de la contera posterior de la contera posterior de un dispositivo conforme al primer modo de realización de la invención, observada según la incidencia indicada mediante las flechas VII-VII de la figura
6.

La figura 8 muestra una vista en corte longitudinal de un dispositivo conforme al segundo modo de realización de la invención, representado en reposo e ilustrando una primera variante de los medios de retención, y una primera variante de los medios de admisión controlada.

La figura 9 muestra una vista lateral del fuste del dispositivo de la figura 8.

La figura 10 muestra una vista del extremo del fuste ilustrado en la figura 9, observada según la incidencia indicada mediante las flechas X-X de la figura 9.

La figura 11 muestra una vista en corte longitudinal del manguito del dispositivo de la figura 8.

La figura 12 muestra una vista del extremo del manguito ilustrado en la figura 11, observado según la incidencia indicada mediante las flechas XII-XII de la figura 11.

La figura 13 muestra una vista en corte longitudinal de una envuelta, observada en reposo y utilizada en el segundo modo de realización de la invención, como segunda variante de los medios de admisión controlada.

La figura 14 muestra una vista de extremo de la envuelta ilustrada en la figura 13, observada según la incidencia indicada mediante las flechas XIV- XIV de la figura 13.

La figura 15 muestra una vista de extremo de la envuelta ilustrada en la figura 13, observada según la incidencia indicada mediante las flechas XV-XV de la figura 13.

La figura 16A muestra una vista en corte de una canalización en la que un dispositivo conforme al segundo modo de realización de la invención está sujeto mediante unos medios de retención, representados solos y conformes a una segunda variante de realización de dichos medios de retención.

La figura 16B muestra una vista similar a la de la figura 16A, que ilustra una tercera variante de los medios de retención.

La figura 16C muestra una vista similar a la de la figura 16A, que ilustra una cuarta variante de los medios de retención.

La figura 17 muestra una vista en corte longitudinal de un dispositivo conforme al segundo modo de realización de la invención, ilustrado durante la fase de su colocación en la canalización.

La figura 18 muestra una vista en corte longitudinal de un dispositivo conforme al segundo modo de realización de la invención, en el que se utilizan medios de admisión controlada conformes a una tercera variante de realización de dichos medios, ilustrado en su configuración activada.

La invención se refiere a un dispositivo de seguridad insertado en una canalización 1 de fluido, más concretamente en una canalización de gas en la aplicación preferida de la invención, con objeto de proteger dicha canalización contra un caudal excesivo del gas que circula en la misma.

De manera conocida en sí, este dispositivo incluye esencialmente una cámara 50, unos medios de admisión controlada 3 (figura 1) y 3bis (figuras 8, 12, 17, 18), y unos órganos de retención 4a y 4b destinados a mantener la cámara 50 en su sitio, preferiblemente en el centro de dicha canalización, según una dirección radial.

La cámara 50 presenta un extremo anterior 501 y un extremo posterior 502, y los medios de admisión controlada 3 y 3bis son sensibles a una pérdida de carga en la canalización 1, entre los extremos anterior y posterior de la cámara, para permitir o prohibir, selectivamente, el establecimiento de un caudal de fluido a través del extremo anterior de la cámara.

El dispositivo de la invención es notable porque incluye un alma rígida 2 (figuras 1 a 3) o 7 (figuras 8, 9, 10, 17, 18) que se extiende según un eje longitudinal X, y está unida a los medios de retención 4a y 4b, así como una envuelta hinchable 5 soportada por dicha alma rígida 2 y 7.

Según un segundo aspecto esencial de la invención, la envuelta 5 presenta una pared lateral 503 que delimita, por lo menos en parte, la cámara 50, y que hace frente a una pared 10 de la canalización 1.

Según un tercer aspecto esencial de la invención, los medios de admisión controlada 3 y 3bis están calibrados para autorizar, selectivamente, el establecimiento del caudal de fluido a través del extremo anterior 501 de la cámara 50, por lo menos hasta permitir el hinchamiento de la envuelta 5, cuando la pérdida de carga en la canalización a cada lado del dispositivo es superior a un primer umbral determinado F32, obturando entonces la envuelta hinchable 5 la canalización 1, por lo menos en parte, mediante el desplazamiento radial de su pared lateral 503 hacia la pared 10 de la canalización 1.

Los medios de retención 4a y 4b incluyen preferiblemente una pluralidad de garras 41, 41a, 41b y 42, presentando cada garra 41, 41a, 41b y 42 un extremo unida 410, 420 solidaria del alma rígida 2 y 7, y un extremo libre 411 y 421.

Además, cada garra adopta selectivamente una posición replegada R, para la cual su extremo libre 411 y 421 está relativamente cercano al eje longitudinal X del alma 2 o 7, y una posición desplegada D, para la cual su extremo libre 411, 421 está relativamente alejada del eje longitudinal X, siendo cada garra 41 y 42 preferiblemente solicitada elásticamente hacia su posición desplegada D.

El alma rígida 2 o 7 presenta un diámetro transversal S sensiblemente inferior al diámetro ST de la canalización 1, mientras que cada garra 41, 41a, 41b y 42 presenta, ventajosamente, una longitud determinada L superior a la mitad del diámetro S del alma 2 o 7.

Según el primer modo de realización ilustrado en las figuras 1 a 7, el alma rígida está formada por un cuerpo 2, y los medios de admisión controlada están constituidos por una válvula 3.

El cuerpo 2 está delimitado por una pared tubular 20, y presenta un extremo anterior 21 con un orificio de entrada 210, y un extremo posterior 22 con un orificio de salida 220, sucediendo el extremo posterior 22 al extremo anterior, en el sentido de circulación del gas.

La válvula 3, que está alojada en el cuerpo 2, entre los orificios de entrada 210 y de salida 220, está diseñada para ser sensible a la pérdida de carga debida al dispositivo en la canalización 1, es decir, en este caso, a la diferencia entre las presiones que ejerce el gas, respectivamente en zonas anteriores 12 y posteriores 13 de la canalización, a cada lado del dispositivo.

La envuelta hinchable 5, realizada por ejemplo en un material elastómero, está dispuesta en el exterior del cuerpo y envuelve, de forma estanca, por lo menos una parte de la pared tubular 20 del cuerpo, siendo esta parte de la pared del cuerpo atravesada por uno o varios orificios 231, 232 y 233 que adoptan, en el ejemplo ilustrado, la forma de ranuras longitudinales.

Dicho de otro modo, aunque la envuelta 5 pueda recubrir el cuerpo 2 en toda su longitud, como se muestra en la figura 1, sería perfectamente posible prever que dicha envuelta 5 sólo recubra sólo una sección útil de la longitud del cuerpo, siempre que el o los orificios, como 231, estén realizados en la parte de la pared 20 del cuerpo que está recubierta por la envuelta 5.

Este dispositivo incluye, en los extremos anterior 21 y posterior 22 del cuerpo, unas conteras anterior 61 y posterior 62 respectivas, que presentan, cada una, una patilla de ensamblaje 611 y 621, insertada elásticamente en el orificio 231 de la pared 20 del cuerpo 2.

Dichas conteras anterior 61 y posterior 62 presentan, asimismo, chimeneas anterior y posterior respectivas, 614 y 624, introducidas en el cuerpo 2, cada una de ellas encerrada de forma estanca en un burlete anterior y posterior correspondiente 51 y 52 de la envuelta 5, más allá de un extremo correspondiente 210 y 220 del cuerpo 2.

Las chimeneas anterior 614 y posterior 624 están bordeadas, fuera del cuerpo, por collarines anulares anterior y posterior respectivos, 615 y 625, en cuya periferia se unen, mediante extremos unidos 410 y 420, unas garras anterior 41 y posterior 42 correspondientes, constituyendo dichas garras los órganos de retención anteriormente mencionados.

Cada garra 41 o 42 puede adoptar una posición replegada R, para la cual su extremo libre 411 o 421 está relativamente próxima del cuerpo 2, o una posición desplegada D, para la cual su extremo libre 411 o 421 está relativamente alejado del cuerpo 2.

Cada garra 41 o 42 es, además, elásticamente solicitada hacia su posición desplegada D, bien mediante la elasticidad intrínseca del material del que está constituida, bien mediante la elasticidad del burlete 51 o 52 de la envuelta 5 en el que se apoya, bien mediante el conjunto de ambos efectos, desplegándose las garras anterior 41 y las garras posteriores en forma de paraguas, según movimientos respectivos, de R a D, con direcciones antagonistas y, más concretamente, alejándose unas de otras.

El cuerpo 2 presenta un diámetro transversal S sensiblemente inferior al diámetro ST de la canalización, mientras que las garras 41 y 42 tienen una longitud L superior a la mitad del diámetro S del cuerpo y, por ejemplo, por lo menos igual a dicho diámetro, para poder alcanzar la pared 10 de la canalización 1 y engancharse a la misma recorriendo, desde su posición replegada R hasta suposición desplegada D, un ángulo inferior a 90 grados.

La válvula 3 incluye, por ejemplo, un muelle helicoidal 31 ensartado en la chimenea 624 y pretensado en compresión, un asiento de válvula anterior 32, formado por un extremo interno de la chimenea anterior 614, y una bola 33 elásticamente solicitada contra el asiento de válvula anterior 32, mediante el muelle helicoidal 31.

Cuando el dispositivo está diseñado para obturar totalmente la canalización en caso de exceso de caudal, La válvula 3 incluye asimismo un asiento de válvula posterior 34 formado por un extremo interno de la chimenea posterior 624, destinado a cooperar con la bola 33.

El dispositivo descrito hasta ahora, con referencia a las figura 1 a 7, está ensamblado de la siguiente manera.

En primer lugar, el cuerpo 2 está engastado en la envuelta 5, de manera que los burletes 51 y 52 de la misma se apoyan ambos sobre la parte externa de la pared 20.

La contera posterior 62 se monta en el cuerpo 2 mediante inserción de las patillas 621, 622 y 623, en las ranuras 231, 232 y 233.

A continuación, se introducen el muelle 31 y la bola 33 en el cuerpo 2 por el extremo anterior 210 de este último.

La contera anterior 61 se monta, a continuación, en el cuerpo 2, mediante inserción de las patillas 611 en las ranuras 231, 232 y 233 correspondientes.

Finalmente, los burletes 51 y 52 se deslizan hacia el exterior, hasta conseguir encerrar las chimeneas 614 y 624.

Para la colocación del dispositivo en la canalización, las garras 41 y 42 deben situarse en su posición replegada R, especialmente para permitir que el dispositivo progrese en la canalización, aunque existan restricciones de diámetro de la misma, como 101, tras lo cual dichas garras deben adoptar su posición desplegada D, para asegurar el anclaje del dispositivo en la canalización.

Dicha colocación puede realizarse de diversas maneras.

Por ejemplo, se puede colocar temporalmente el dispositivo en una funda unida a un cordón y con las garras 41 y 42 replegadas. A continuación, se empuja el dispositivo en la canalización por medio de una vara flexible introducida en la canalización al mismo tiempo que el cordón. Cuando se ha situado el dispositivo en la canalización, en el lugar adecuado, se liberan sus garras mediante tracción del cordón, mientras que la vara flexible sigue en su lugar. A continuación, se extrae la vara flexible de la canalización, pudiendo realizarse el conjunto de dichas operaciones a través de un prensaestopas, si la canalización ya está llena de gas.

Una segunda posibilidad, entre otras existentes, consiste en mantener los extremos libres 411 y 421 de las garras próximos unos de otros, durante la colocación del dispositivo, por medio de una atadura relativamente frágil, que se romperá posteriormente al hincharse intencionadamente la envuelta 5.

El funcionamiento del dispositivo descrito hasta ahora es el siguiente.

El muelle 31 empuja la bola 33 contra el asiento de válvula 32, con una fuerza F32 tal que el gas que circula normalmente en la canalización 1 no consigue empujar la bola 33 y penetrar en el cuerpo 2, más allá de la entrada de la chimenea anterior 614.

En caso de rotura de la canalización 1 aguas abajo del dispositivo, es decir, en este caso, a la izquierda del dispositivo, como se muestra en la figura 1, la diferencia de presión entre las zonas anterior 12 y posterior 13 aumenta, especialmente debido a los obstáculos formados por las garras 41 y 42 para un caudal de gas anormalmente elevado, hasta el punto de que el gas empuja la bola 33, penetra en el cuerpo 2 e hincha la envuelta 5 a través de las ranuras 231, 232 y 233.

Al hincharse la envuelta, se crea para el gas un obstáculo adicional, lo que incrementa aún más la diferencia de presión entre las zonas anterior 12 y posterior 13.

El hinchamiento de la envuelta 5, que consiste en un fenómeno de retroacción positiva, continúa pues cada vez con mayor facilidad, hasta que la diferencia de presión entre las zonas anterior 12 y posterior 13 sea tal que el muelle 31 es empujado hasta el punto en que la bola 33 se aplica contra el asiento de válvula posterior 34 formado en la chimenea posterior 624.

De este modo, la canalización 1 se encuentra obturada, por una parte, mediante la aplicación de la envuelta 5 contra la cara interna de la canalización y, por otra, mediante la aplicación de la bola 33 contra el asiento 34.

Si la envuelta 5 es elástica y está realizada, por ejemplo, de un material elastómero, se puede devolver el dispositivo con facilidad a su estado inicial, una vez reparada la canalización, aplicando en la canalización una contrapresión que reduzca, anule o invierta la diferencia de presión entre las zonas anterior 12 y posterior 13.

El procedimiento empleado en el dispositivo, tal como se ilustra, incluye, en primer lugar, una primera medida que consiste en colocar, en la canalización 1, una membrana radialmente deformable, formada en este caso por la envuelta 5, capaz de dividir el fluido que circula en la canalización 1 en una vía Vi, interna a dicha membrana, y una vía Ve externa a dicha membrana.

Más concretamente, las vías interna Vi y externa Ve se eligen de forma que sus secciones transversales respectivas sean capaces de variar y ser, al mismo tiempo, complementarias una de otra, con relación a la sección transversal de la canalización.

El procedimiento empleado en el dispositivo ilustrado incluye una segunda medida, que consiste en impedir que el fluido no presente en la vía interna Vi penetre según el sentido de circulación, mientras la presión diferencial ejercida por el fluido entre las zonas anterior 12 y posterior 13 sea, como mucho, igual a un primer umbral, que corresponde, en este caso, al pretensado F32 del muelle 31.

El procedimiento empleado en el dispositivo ilustrado incluye, además, una tercera medida que consiste en admitir, en la vía interna Vi, el fluido que circula en el sentido de circulación, cuando la presión diferencial ejercida por el fluido entre las zonas anterior 12 y posterior 13 sobrepasa el primer umbral F32.

Finalmente, el procedimiento de la invención empleado en el dispositivo ilustrado en las figuras 1 a 7 incluye una cuarta medida, que consiste en prohibir que salga el fluido de la vía interna Vi, según el sentido de circulación, por lo menos cuando la presión diferencial ejercida por el fluido entre las zonas anterior 12 y posterior 13 sobrepasa un segundo umbral F34 que corresponde, en este caso, a la fuerza que debe ejercerse contra la fuerza desarrollada por el muelle 31, para aplicar la bola 33 contra el asiento 34.

Las figuras 8 a 18 ilustran un segundo modo de realización del dispositivo de la invención, en el que el alma rígida está formada por un fuste 7.

Un extremo posterior 52 de la envuelta hinchable 5, que delimita el extremo posterior 502 de la cámara 50, encierra fijamente y de forma estanca el extremo posterior correspondiente 72 del fuste 7.

Por ejemplo, el extremo posterior 52 de la envuelta 5 tiene forma de burlete y se encuentra atrapado entre un collarín 720 del fuste 7 y la base de patas de centrado 721 a 724, estando fijadas dichas patas de manera elástica o flexible en el extremo posterior 72 del fuste 7, y capaces de abrirse radialmente alrededor del fuste 7 para centrarlo en la canalización 1.

El extremo anterior 51 de la envuelta hinchable 5, que delimita el extremo anterior 501 de la cámara 50, está fijado a un manguito 8 montado, a su vez, deslizante en el fuste 7.

Por ejemplo, el manguito 8 presenta dos extensiones radiales 82 y 83 entre las que se inserta el extremo anterior 51 de la envuelta hinchable 5, en forma de burlete.

En este segundo modo de realización, los medios de admisión controlada incluyen esencialmente uno o varios intersticios, como 81, definidos entre el manguito 8 y el fuste 7.

Sin embargo, estos medios de admisión controlada 3bis pueden incluir también, como se muestra en las figuras 8 y 18, un muelle de tensión 35, preferiblemente pretensazo, que separa los extremos anterior y posterior 51 y 52 de la envuelta 5 uno de otro, según la dirección axial X del fuste 7.

Además de este muelle de tensión 35, o en lugar de éste, los medios de admisión controlada 3bis pueden incluir asimismo una variación de sección no monótona 53 de la envuelta 5, presentando dicha envuelta, por ejemplo, uno o varios fuelles (figuras 13 y 18), o un inflamiento de una forma cualquiera, capaz de aumentar la pérdida de carga entre la zona anterior y la zona posterior del dispositivo en la canalización 1.

Los medios de retención 4a incluyen unas garras, por ejemplo, dos garras 41a y 41b, fijadas al extremo anterior 71 del fuste 7.

Dichas garras, que pueden adoptar diversas formas, pueden, además, montarse de diversas maneras con relación al fuste 7.

En particular, las garras 41a y 41b pueden montarse en rotación alrededor de un eje 700 incluido en el extremo 71 del fuste 7, como se muestra en la figura 16A, o estar unidas elásticamente a dicho extremo, como se muestra en las figuras 16B y 16C.

Aunque los detalles de realización de dichas garras son indiferentes, la instalación del dispositivo de la invención puede, por el contrario, cobrar una gran importancia.

Una forma recomendada de optimizar la instalación del dispositivo de la invención consiste en hacer que las dos garras 41a y 41b alcancen un conducto de conexión 11 transversal a la canalización 1 para poder, en posición desplegada, estar separadas una de otra por un espacio E superior al diámetro Phi de dicha canalización (figuras 16a a 16C), en el lugar en que se encuentra retenida la envuelta 5 del dispositivo.

Como lo muestra la figura 17, el dispositivo de la invención puede colocarse en la canalización por medio de una vara flexible J cuyo extremo lleva un casquillo K.

A tal efecto, este dispositivo presenta, con las garras 41a y 41b en posición replegada y la envuelta en configuración de reposo, una forma tal que cabe en un cilindro de escaso diámetro, de manera que pueda insertarse en el casquillo de colocación K.

Dicho casquillo K está rematado, por ejemplo, por dos dedos de apoyo Q, insertándose el dispositivo en el casquillo de manera que las garras 41a y 41b estén dispuestas al tresbolillo con relación a los dedos Q.

La vara flexible J está terminada por un empujador H montado móvil en el casquillo K, para poder expulsar el dispositivo fuera del casquillo cuando los dedos Q topan contra la pared de un conducto de conexión transversal 11.

Las garras, mantenidas hasta entonces en posición replegada hacia el eje X del fuste 7, pueden abrirse elásticamente hacia su posición desplegada y anclar el dispositivo en la canalización. La retirada de la vara arrastra el casquillo K mediante el empujador H, lo que permite la extracción, fuera del casquillo, del dispositivo mantenido en la canalización por sus garras.

El procedimiento de la invención, tal como está aplicado mediante el dispositivo conforme al segundo modo de realización, es idéntico al procedimiento aplicado mediante el dispositivo ilustrado en las figuras 1 a 7, con la diferencia que sólo tiene en cuenta el primer umbral de funcionamiento F32, consistiendo la cuarta medida de dicho procedimiento simplemente en impedir que salga el fluido de la vía interna Vi según el sentido de circulación, cualquiera que sea la presión diferencial ejercida por el fluido entre las zonas anterior 12 y posterior 13.

Como lo entenderá el especialista con la lectura de la presente descripción, los medios de admisión controlada podrían adoptar otras formas que las se han descrito e ilustrado, especialmente si el fluido que circula en la canalización es un líquido y/o si dicho fluido es capaz de acumular una energía cinética importante en caso de rotura de la canalización.

En tal caso, cabría la posibilidad de, por ejemplo, con referencia al primer modo de realización ilustrado en las figuras 1 a 7, eliminar el muelle 31 y la bola 33, obturar de forma permanente la chimenea posterior 624, y dimensionar la envuelta 5, realizada de un material elastomero, de manera que dicha envuelta recubra el cuerpo 2 con un pretensado radial determinado.

En estas condiciones, el umbral de activación ya no estará determinado por el pretensado longitudinal del muelle 31, si no por el pretensado radial de la envuelta 5 sobre el cuerpo 2, reduciéndose entonces el procedimiento a colocar en la canalización 1 una membrana radialmente deformable 5, capaz de dividir el fluido que circula en la canalización 1 en una vía Vi interna a dicha membrana, y una vía Ve externa a dicha membrana, eligiéndose dichas vías de manera que sus secciones transversales respectivas sean capaces de variar, al mismo tiempo que siguen complementarias una de otra con relación a la sección transversal de la canalización, y a autorizar una dilatación radial de la vía interna Vi sólo cuando la presión diferencial ejercida por el fluido entre las zonas anterior 12 y posterior 13 alcanza un umbral en el que dicha presión puede vencer el pretensado radial de la membrana 5.

Dicho tercer modo de realización ofrecería, con relación a los dos primeros, la ventaja de presentar una mayor sencillez estructural.

Sin embargo, ninguno de los tres modos de realización presentados o evocados podría considerarse equivalente a uno de los otros dos en todos los planos, presentando cada modo de realización, especialmente en materia de reproducibilidad del umbral de activación, mantenimiento de dicho umbral en el tiempo, y capacidad de resistir a cualquier migración indeseada en la canalización, particularidades propias que pueden conducir a preferir uno u otro de estos modos, o a combinar ciertas características de los mismos, en función de las aplicaciones particulares previstas.

Claims (24)

1. Dispositivo de seguridad selectivamente introducido en una canalización de fluido, para protegerla contra un caudal excesivo de fluido que circula en la misma, incluyendo dicho dispositivo: una cámara (50) que presenta un extremo anterior (501) y un extremo posterior (502); unos medios de admisión controlada (3, 3bis), sensibles a una pérdida de carga en la canalización (1) entre los extremos anterior y posterior (501, 502) de la cámara, para autorizar o prohibir selectivamente el establecimiento de un caudal de fluido a través del extremo anterior (501) de la cámara; unos medios de retención (4a, 4b) para mantener la cámara (50) en su sitio en la canalización (1); y un alma rígida (2, 7) unida a los medios de retención (4a, 4b), caracterizado porque incluye una envuelta hinchable (5) soportada por el alma rígida (2, 7), presentando dicha envuelta una pared lateral (503) que delimita, por lo menos en parte, la cámara (50), que hace frente a una pared (10) de la canalización (1), porque los medios de admisión controlada (3, 3bis) están calibrados para autorizar selectivamente el establecimiento del caudal de fluido a través del extremo anterior (501) de la cámara (50), por lo menos hasta permitir un hinchamiento de la envuelta (5), cuando la pérdida de carga es superior a un primer umbral determinado (F32), y porque la envuelta hinchable (5) obtura la canalización (1), de manera selectiva y por lo menos parcial, mediante desplazamiento radial de su pared lateral (503) hacia la pared (10) de la canalización (1).

2. Dispositivo de seguridad, según la reivindicación 1, caracterizado porque el alma se extiende según un eje longitudinal (X) y porque los medios de retención (4a, 4b) incluyen una pluralidad de garras (41, 41a, 41b, 42), presentando cada garra (41, 41a, 41b, 42) un extremo unido (410, 420) solidario del alma rígida (2, 7) y un extremo libre (411, 421), adoptando selectivamente una posición replegada (r) para la que su extremo libre (411, 421) está relativamente próximo al eje longitudinal (X), y una posición desplegada (D) para la que su extremo libre (411, 421) está relativamente alejado del eje longitudinal (X).

3. Dispositivo de seguridad, según la reivindicación 2, caracterizado porque cada garra (41, 41a, 41b, 42) está elásticamente solicitada hacia su posición desplegada (D).

4. Dispositivo de seguridad, según una cualquiera de las reivindicaciones 2 y 3, caracterizado porque el alma rígida (2, 7) presenta un diámetro transversal determinado (S), porque cada garra (41, 41a, 41b, 42) presenta una longitud determinada (L), y porque una de las garras (41, 41a, 41b, 42) tiene por lo menos una longitud (L) superior a la mitad del diámetro (S) del alma (2, 7).

5. Dispositivo de seguridad, según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el alma rígida incluye un cuerpo (2) delimitado por una pared tubular (20) y presenta un extremo anterior (21) y un extremo posterior (22), porque los medios de admisión controlada incluyen una válvula (3) sensible a una pérdida de carga, soportado por el cuerpo (2) y dispuesto entre los extremos anterior y posterior del cuerpo (2), y porque la envuelta hinchable (5) es exterior al cuerpo y envuelve, de forma estanca, una sección de longitud útil de la pared tubular (20) en la que se ha practicado por lo menos un primer orificio (231).

6. Dispositivo de seguridad, según la reivindicación 5, caracterizado porque incluye, en por lo menos uno de los extremos anterior (21) y posterior (22) del cuerpo, una contera anterior (61) o posterior (62) correspondiente, con unos medios de retención anteriores (4a) o posteriores (4b) correspondientes, y presentando por lo menos una primera pata de ensamblaje (611, 621) insertada elásticamente en el primer orificio (231).

7. Dispositivo de seguridad, según la reivindicación 6, caracterizado porque incluye, en los extremos anterior (21) y posterior (22) del cuerpo, unas conteras anterior (61) y posterior (62) que presentan chimeneas anterior (614) y posterior (624) respectivas, insertadas en el cuerpo (2).

8. Dispositivo de seguridad, según la reivindicación 7, caracterizado porque la válvula (3) incluye un muelle helicoidal (31) ensartado en la chimenea posterior (624), un asiento de válvula anterior (32) formado por un extremo interno de la chimenea anterior (614), y una bola (33) elásticamente solicitada contra el asiento de válvula anterior (32) por el muelle helicoidal (31).

9. Dispositivo de seguridad, según la reivindicación 8, caracterizado porque la válvula (3) incluye un asiento de válvula posterior (34) formado por un extremo interno de la chimenea posterior (624), que coopera con la bola (33).

10. Dispositivo de seguridad, según una de las reivindicaciones 2 a 4 combinada con la reivindicación 7, caracterizado porque por lo menos una de las chimeneas anterior (614) y posterior (624) está bordeada, fuera del cuerpo, por un collarín anular (615, 625) correspondiente, en cuya periferia se unen, por su extremo unido (410, 420), unas garras anterior (41) o posterior (42) correspondientes.

11. Dispositivo de seguridad, según la reivindicación 10, caracterizado porque incluye, al mismo tiempo, garras anteriores (41) y garras posteriores (42) que se despegan en forma de paraguas, según los movimientos respectivos (de R a D) de direcciones antagonistas.

12. Dispositivo de seguridad, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores combinada con la reivindicación 7, caracterizado porque la envuelta (5) presenta unos burletes anterior y posterior (51, 52) que desbordan respectivamente de los extremos anterior y posterior (210, 220) del cuerpo y encierran, respectivamente, de forma estanca, las chimeneas anterior y posterior (614, 624).

13. Dispositivo de seguridad, según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores combinada con la reivindicación 5, caracterizado porque por lo menos el primer orificio (231) está formado por una ranura longitudinal del cuerpo.

14. Dispositivo de seguridad, según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el alma rígida incluye un fuste (7), porque un extremo posterior (52) de la envuelta hinchable (5), que delimita el extremo posterior (502) de la cámara hinchable (50), encierra fijamente y de forma estanca un extremo posterior (72) del fuste (7), porque un extremo anterior (51) de la envuelta hichable (5), que delimita el extremo anterior (501) de la cámara (50), está fijado a un manguito (8) montado deslizante en el fuste (7), y porque los medios de admisión controlada (3, 3bis) incluyen por lo menos un intersticio (81) definido entre el manguito (8) y el fuste (7).

15. Dispositivo de seguridad, según la reivindicación 14, caracterizada porque los medios de admisión controlada (3, 3bis) incluyen, además, un muelle de tensión (35) que separa, uno de otro, los extremos anterior y posterior (51, 52) de la envuelta (5).

16. Dispositivo de seguridad, según la reivindicación 15, caracterizado porque el muelle de tensión (35) está pretensado.

17. Dispositivo de seguridad, según una cualquiera de las reivindicaciones 14 a 16, caracterizado porque los medios de admisión controlada (3, 3bis) incluyen, además, una variación de sección no monótona (53) de la envuelta (5).

18. Dispositivo de seguridad, según una cualquiera de las reivindicaciones 14 a 17 combinada a una cualquiera de las reivindicaciones 2 a 4, caracterizado porque las garras (41a, 41b) están fijadas en un extremo anterior (71) del fuste (7).

19. Dispositivo de seguridad, según la reivindicación 18, caracterizado porque la cámara es introducida en una canalización (1) de diámetro máximo (Phi) determinado, y porque los extremos libres (411) de por lo menos dos garras (41a, 41b) están, en posición desplegada, separadas una de otra por un espacio (E) superior al diámetro máximo (Phi) determinado.

20. Dispositivo de seguridad, según la reivindicación 19, caracterizado porque está formado para poder, con las garras (41a, 41b) en posición replegada, insertarse en un casquillo de colocación (K) terminado por al menos un dedo de apoyo (Q), siendo dicho casquillo introducido selectivamente en una canalización (1) por medio de una vara flexible (J) terminada por un empujador (H) móvil en el casquillo (K) y capaz de expulsar el dispositivo fuera del casquillo.

21. Dispositivo de seguridad, según una cualquiera de las reivindicaciones 14 a 20, caracterizado porque incluye unas patas de centrado (721 a 724) fijadas, de forma elástica o flexible, al extremo posterior (72) del fuste (7) y abriéndose radialmente alrededor del fuste (7).

22. Dispositivo de seguridad, según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el fluido es gaseoso.

23. Dispositivo de seguridad, según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la envuelta (5) es elástica.

24. Procedimiento para proteger contra un caudal excesivo una canalización (1) de sección transversal determinada en la que circula, en un sentido de circulación determinado, un fluido capaz de ejercer, entre zonas anterior y posterior de la canalización, una presión diferencial variable, utilizando dicho procedimiento una variación de la presión diferencial, cuando ésta es superior a un primer umbral determinado (F32), para obturar una vía de circulación definida en la canalización, caracterizado porque incluye las modalidades y operaciones que consisten en: dividir, por medio de una membrana (5) radialmente deformable, el fluido que circula selectivamente en la canalización en una vía (Vi) interna a la membrana y una vía (Ve) externa a la membrana, teniendo las vías interna y externa secciones transversales respectivas selectivamente variables y complementarias una de otra con relación a la sección transversal (St) de la canalización; impedir que el fluido no presente en la vía interna (Vi) penetre en ésta según el sentido de circulación, mientras la presión diferencial ejercida por el fluido es, como mucho, igual a un primer umbral (F32); admitir en la vía interna (Vi) el fluido que circula en el sentido de circulación, cuando la presión diferencial ejercida por el fluido sobrepasa el primer umbral (F32); e impedir que el fluido salga de la vía interna (Vi) según el sentido de circulación, por lo menos cuando la presión diferencial ejercida por el fluido sobrepasa un segundo umbral (F34).