ES2246594T3 - Fuente de presion con incremento relativo constante de la presion y metodo de diagnostico de valvulas de seguridad frente a incrementos o caidas excesivos de la presion. - Google Patents

Fuente de presion con incremento relativo constante de la presion y metodo de diagnostico de valvulas de seguridad frente a incrementos o caidas excesivos de la presion.

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ES2246594T3 ES99972725T ES99972725T ES2246594T3 ES 2246594 T3 ES2246594 T3 ES 2246594T3 ES 99972725 T ES99972725 T ES 99972725T ES 99972725 T ES99972725 T ES 99972725T ES 2246594 T3 ES2246594 T3 ES 2246594T3
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Abstract

Método para determinar la presión de conmutación de un aparato de seguridad (1) que está adaptado para proteger una instalación contra exceso o caída por debajo de una presión de gas, en el cual es suministrada una presión creciente al aparato de seguridad (1), caracterizado porque la presión creciente suministrada es generada haciendo que un gas fluya a un recipiente con un volumen fijo a un caudal que es proporcional a la presión en el recipiente (11) de forma tal que la presión creciente aumenta de acuerdo con una función exponencial.

Description

Fuente de presión con incremento relativo constante de la presión y método de diagnóstico de válvulas de seguridad frente a incrementos o caídas excesivos de la presión.
La presente invención se refiere a un método para determinar la presión de conmutación de un aparato de seguridad que está adaptado para proteger una instalación contra exceso o caída por debajo de una presión de gas, en el cual es aplicada una presión creciente al aparato de seguridad.
Un método como tal es conocido de forma general. Éste es utilizado para medir la presión de conmutación de aparatos de seguridad con el fin de verificar si el aparato de seguridad está funcionando correctamente y para verificar si el aparato de seguridad está funcionando a la presión correcta.
Por supuesto, es de la mayor importancia que tales aparatos de seguridad respondan a esta presión de gas correcta.
Según la técnica anterior, se hace uso aquí de un método en el cual es suministrada una presión al aparato de seguridad y esta presión es aumentada gradualmente hasta que el aparato de seguridad responde. La presión a la cual esto tiene lugar es registrada, después de lo cual ésta puede ser comparada con la presión nominal de funcionamiento y así puede ser determinado el funcionamiento del aparato.
La experiencia muestra que el funcionamiento de un aparato de seguridad de esta clase es dependiente, por lo general, no sólo de la presión suministrada, sino también del grado de cambio de la presión del gas o, en otras palabras, de la función derivada de la función que representa la presión del gas en el tiempo. Se encuentra que éste es el caso, particularmente, en situaciones en las cuales tales aparatos de presión no han funcionado durante un largo periodo, como afortunadamente será el caso, por lo gene-
ral.
Esto quiere decir que las mediciones de seguridad son por lo tanto dependientes de más de una variable, de forma tal que la medición es normalmente difícil de reproducir.
El documento SU-A-1 053 075 describe un aparato que está adaptado para generar una presión que cambia en el tiempo según una función exponencial. El conocido aparato genera una presión a ser suministrada a una cámara de prueba de una aeronave. La presión es suministrada a la cámara en la cual la aeronave está colocada y por lo tanto la presión es aplicada a la parte exterior de dicho aparato para ser probado, evidentemente para modelar la presión bajo condiciones de vuelo de gran altitud. Además, el conocido aparato utiliza una referencia eléctrica para generar la presión exponencial.
Es un objetivo de la presente invención proporcionar un método y un aparato que puedan ser utilizado para determinar la presión de conmutación de un aparato de seguridad y con el cual puedan ser evitados los inconvenientes arriba expuestos de la técnica an-
terior.
Este objetivo es alcanzado mediante un método de acuerdo con la reivindicación 1.
Debido al aumento relativo constante de la presión suministrada al aparato de seguridad, ya no es necesario tener en cuenta de antemano ajustes del aparato de seguridad. Mediante esto, se evitan errores resultantes de ajustes incorrectos por el usuario.
La presente invención proporciona además un dispositivo para generar una presión de gas creciente en el tiempo, comprendiendo dicho dispositivo un recipiente con un volumen fijo y un elemento de suministro que está adaptado para suministrar un gas al recipiente a un caudal que es proporcional a la presión en el recipiente de forma tal que es generada una presión creciente que aumenta de acuerdo con una función exponencial.
Según una realización preferida particular, la presión suministrada es descargada después de alcanzar una presión máxima admisible que excede la presión de conmutación del aparato de seguridad.
Será evidente que esta medida aumentará mucho la seguridad de la persona que lleve a cabo el método en cuestión.
Según otra realización preferida, el dispositivo de medición comprende un recipiente con un volumen constante y un elemento de suministro que está adaptado para suministrar un flujo de gas al recipiente, cuyo caudal es proporcional a la presión en el recipien-
te.
Se encuentra que este es un método particularmente atractivo de desarrollar una presión de gas creciente en el tiempo de acuerdo con una función exponencial.
Según otra realización preferida, el elemento de suministro está formado por un elemento laminar
que está dispuesto en un conducto de gas y que está conectado, por un lado, al recipiente y, por el otro lado, a una fuente de presión, cuya presión es siempre más alta en un factor que la presión en el reci-
piente.
Según todavía otra realización preferida, el dispositivo de medición comprende un amplificador de presión, cuya conexión de entrada está conectada al recipiente y cuya conexión de salida está conectada al otro lado del elemento laminar.
Otras realizaciones preferidas atractivas están especificadas en las restantes reivindicaciones dependientes.
El presente método y aparato serán explicados a partir de este momento, con referencia a las figuras adjuntas, en las cuales:
la figura 1 muestra un diagrama de bloques que explica el método según la presente invención;
la figura 2 muestra un diagrama de bloques del dispositivo que es utilizado para llevar a cabo el método según la invención y que forma parte del aparato según la invención;
la figura 3 muestra una sección transversal, parcialmente en vista en perspectiva, del amplificador de presión utilizado en la presente invención; y
la figura 4 muestra un gráfico que explica el método según la invención.
La figura 1 muestra un aparato de seguridad 1, por ejemplo un aparato de seguridad de sobrepresión, conectado a un conducto 2 de alimentación de gas, mientras que en el otro lado del aparato de seguridad 1 está ubicada una parte 3 de un suministro a los conductos principales de gas a proteger.
Con el fin de controlar el funcionamiento del aparato de seguridad 1 de sobrepresión se utiliza un aparato según la presente invención. Este aparato comprende un dispositivo de medición que está designado en su totalidad con 4 y que está conectado por medio de un conducto 5 al conducto principal de suministro de gas del aparato de seguridad 1. Para el acoplamiento entre el instrumento de medición y el conducto de gas se utiliza un acoplamiento 6 que está formado, por ejemplo, por el acoplamiento que constituye la materia de la solicitud de patente Holandesa número 1008557. El instrumento de medición 4 puede estar alojado en una caja de medición, en el cual, la caja de medición puede estar también provista de un compresor 7 y un recipiente a presión 8 los cuales están conectados por medio de una válvula reductora de presión 9. El compresor 7, el recipiente a presión 8 y la válvula reductora de presión 9 pueden también, sin embargo, ser utilizados como elementos separados o pueden estar presentes en el lugar de ubicación del aparato de seguridad 1.
El dispositivo de medición 4, cuyo diagrama de bloques es mostrado en la figura 2, comprende primeramente un recipiente 11, una válvula 12 de fijación de la presión de arranque, una válvula de descarga 13, una restricción 14 conectada en serie a la válvula de descarga 13, una válvula de arranque 15 y un amplificador de presión 16, cuya construcción será explicada con referencia a la figura 3.
La figura 2 muestra que el recipiente está conectado a la válvula de presión de arranque, a la válvula de descarga 13 a través del elemento laminar 14, a la conexión de entrada del amplificador de presión 16 y a la válvula de arranque 15. Un segundo elemento de flujo laminar 17 está ubicado entre la conexión de salida del amplificador de presión 16 y la válvula de arranque 15. Haciendo referencia a la figura 1, la válvula 12 de presión de arranque está conectada al recipiente a presión 8 en el cual impera la presión de arranque, el lado de alimentación del amplificador de presión 16 está conectado a un compresor 7 y el recipiente 11 está conectado a una manguera 5 e, inmediatamente, a la conexión de entrada del aparato de seguridad 1. La conexión de salida de la válvula de descarga 13 está conectada al aire ambiente.
Ahora se describirá el funcionamiento del aparato expuesto anteriormente.
Antes de iniciar la medición, tiene que ser determinada la presión de arranque a la cual debe comenzar la progresión de la presión. Con este fin es encendido el compresor 7 y la válvula reductora de presión 9 es ajustada de forma tal que la presión de arranque deseada impera en el recipiente a presión 8. Por supuesto, aquí se utilizará un manómetro (no mostrado en el dibujo). Este manómetro puede ser de tipo electrónico para que los resultados de la medición estén disponibles en forma electrónica y puedan ser alimentados por ejemplo a una computadora.
Por medio de la operación del botón 12, la presión de arranque es transferida posteriormente al recipiente 11, en el cual sigue un periodo de espera tal que puede asumirse que la presión de arranque impera en el recipiente 11 entero.
La presión de arranque aquí también será suministrada a la conexión de entrada del amplificador de presión 16, de forma tal que es ejercida una presión sobre la conexión de salida del mismo, cuya ganancia es mayor que la presión de arranque. Cuando la válvula de arranque 15 es entonces deprimida, un caudal constante fluirá al recipiente 11. Este caudal constante es ocasionado por una diferencia de presión constante, que es:
la ganancia x la presión imperante en el recipiente 11 - la presión imperante en el recipiente 11 sobre el primer elemento de flujo laminar 17.
La presión en el recipiente 11 subirá en este punto. Se ha encontrado que el sistema es un sistema de primer orden, de tal manera que al resolverlo resulta una ecuación diferencial de primer orden, cuya solución es una función exponencial, es decir: P(t) =
\hbox{P _{arranque} 
 \cdot 
a ^{t} .}
La presión, que aumenta según una función exponencial, es entonces suministrada mediante el acoplamiento 6 al aparato de seguridad 1, en el cual el proceso es continuado hasta que el aparato de seguridad responde. Entonces, es obtenido el valor deseado. Debido al hecho de que la presión aumenta según una función exponencial, las condiciones secundarias para la respuesta del aparato de seguridad son, por lo tanto, constantes, de forma tal que es obtenida una medición reproducible. Esto es explicado con referencia a la figura 4.
Cuando tiene lugar la descarga al alcanzar la presión máxima admisible, el elemento laminar proporciona una descarga controlada, preferentemente hasta un valor de aproximadamente el valor de arranque.
En la figura 4 es mostrado un gráfico de la presión a ser suministrada al aparato de seguridad. Debido a la reducida escala de la figura, no es posible ver cómo la presión aumenta exponencialmente; la presión sólo es visible como una línea recta 30. Cuando es alcanzada la presión de respuesta real del aparato de seguridad, se produce una disminución 31 de la presión que es detectada por un dispositivo de detección dispuesto con este propósito (no mostrado en los dibujos). Esta disminución de presión es causada por la respuesta del aparato de seguridad. Durante la respuesta se desplaza una membrana, por lo cual el volumen cambia. El volumen cambiado, generalmente aumentado, produce una repentina pequeña disminución de presión. El aumento de presión es entonces reanudado, como se muestra con la línea 32, aunque con un gradiente ligeramente menor causado por el volumen ligeramente mayor al cual es suministrado el flujo constante de gas. El aumento de presión es interrumpido, por supuesto, cuando es alcanzada la presión máxima admisible 33 del aparato de seguridad. La presión es entonces descargada en 34, después de lo cual puede comenzar un nuevo ciclo.
Finalmente, será explicado el funcionamiento del amplificador de presión con referencia a la figura 3.
El amplificador de presión está formado por un alojamiento 20 en el cual está dispuesta una cámara 21, dentro de la cual está montado un cuerpo 22 de forma que se puede desplazar. La cámara 21 está conectada a la presión ambiente. Los movimientos del cuerpo 22 están determinados por dos membranas 23, 24. Asimismo, las membranas 23, 24 sirven para ocluir el espacio por encima de la membrana 23 y el espacio por debajo de la membrana 24. El espacio por encima de la membrana 23 está conectado a un canal de alimentación 25 para el suministro de la presión de entrada.
El espacio por debajo de la membrana 24 está conectado además a un canal de salida 26 para aliviar la presión de salida. El área efectiva de la superficie del cuerpo 22 conectada al espacio que está conectado al canal de alimentación 25 es mayor que el área pertinente de la superficie conectada al espacio por debajo de la membrana 24. Esto quiere decir que el cuerpo 22 está en equilibrio cuando la presión en el espacio por encima de la membrana 23 es la relación entre las áreas de superficie veces menor que la presión por debajo de la membrana 24. Para el suministro de gas bajo presión al espacio por debajo de la membrana 24, está dispuesto un canal de alimentación 27 para el gas bajo presión, el cual está separado del espacio por debajo de la membrana 24, por medio de una válvula 28 operada automáticamente. La válvula 28 es operada, por medio de una palanca 29, por el cuerpo 22. Con este propósito, la palanca está suspendida de forma que puede girar sobre un eje 30 alojado en el cuerpo 20.
Un amplificador de presión de esta clase produce la característica deseada, de forma tal que es posible generar la característica de presión requerida.

Claims (7)

1. Método para determinar la presión de conmutación de un aparato de seguridad (1) que está adaptado para proteger una instalación contra exceso o caída por debajo de una presión de gas, en el cual es suministrada una presión creciente al aparato de seguridad (1), caracterizado porque la presión creciente suministrada es generada haciendo que un gas fluya a un recipiente con un volumen fijo a un caudal que es proporcional a la presión en el recipiente (11) de forma tal que la presión creciente aumenta de acuerdo con una función exponencial.
2. Método como el reivindicado en la reivindicación 1, caracterizado porque la presión suministrada es descargada cuando es alcanzada una presión máxima admisible que excede la presión de conmutación del aparato de seguridad (1).
3. Dispositivo (4) para generar una presión de gas creciente en el tiempo, comprendiendo dicho dispositivo un recipiente (11) con un volumen fijo y un elemento de suministro (17) que está adaptado para suministrar un gas al recipiente a un caudal que es proporcional a la presión en el recipiente, de forma tal que es generada una presión creciente que aumenta de acuerdo con una función exponencial.
4. Dispositivo como el reivindicado en la reivindicación 3, caracterizado porque el elemento de suministro está formado por un elemento laminar (17) que está dispuesto en un conducto de gas y que está conectado, por un lado, al recipiente (11) y, por el otro lado, a una fuente de presión (16), cuya presión es siempre un factor de x veces la presión en el recipiente (11).
5. Dispositivo como el reivindicado en la reivindicación 4, caracterizado porque el dispositivo de medición comprende un amplificador de presión (16), cuya conexión de entrada está conectada al recipiente (11) y cuya conexión de salida está conectada al otro lado del elemento laminar (17).
6. Dispositivo como el reivindicado en la reivindicación 5, caracterizado porque el elemento laminar (17) comprende un conducto cuyo diámetro es menor que una centésima parte de la longitud del elemento laminar (17).
7. Dispositivo como el reivindicado en las reivindicaciones 5 ó 6, caracterizado porque:
- el amplificador de presión (16) comprende una cámara (21) dentro de la cual está ubicado un cuerpo movible (22) de forma tal que la cámara está dividida en dos partes,
- un conducto de entrada (25) está conectado a una de las dos partes de la cámara y un conducto de salida (26) está conectado a la otra parte de la cámara,
- la relación entre las áreas de superficie efectivas del cuerpo movible (22) que están conectadas a la primera parte y a la segunda parte es inversamente proporcional a la ganancia, y
- el cuerpo movible (22) está acoplado a una válvula (28) dispuesta en un conducto de suministro de gas.
ES99972725T 1998-11-23 1999-11-22 Fuente de presion con incremento relativo constante de la presion y metodo de diagnostico de valvulas de seguridad frente a incrementos o caidas excesivos de la presion. Expired - Lifetime ES2246594T3 (es)

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