ES2271025T3 - Instalacion para extincion de incendios con valvula que comprende un eje. - Google Patents
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Abstract
Instalación para extinción de incendios, que comprende un recipiente de líquido (3) conectado a un recipiente de gas (1) por medio de un primer conducto (2) para la descarga de líquido del recipiente de líquido por un orificio de salida (U) del recipiente de líquido y un conducto de alimentación (4) a por lo menos una boquilla rociadora (5), estando conectado el recipiente de gas en un punto de conexión (K) por medio de un segundo conducto (6) a la línea de alimentación (4), y una válvula (9), caracterizado porque la válvula (9) está acoplada en paralelo con el conducto de alimentación (4) y comprende un espacio para líquido (10), conectado por medio de un conducto (14) a la línea de alimentación (4), un orificio de entrada (11) para líquido, conectado al orificio de salida (U) del recipiente de líquido (3), un espacio para gas (12), conectado al segundo conducto (6), y un eje (13) dispuesto entre el espacio para líquido (10) y el espacio para gas (12) y móvil de una primera posición, en laque cierra el orificio de entrada (11) de manera que el orificio de salida (U) no esté en comunicación con el espacio para líquido (10) por medio del orificio de entrada, a una segunda posición, en la que abre el orificio de entrada (11) de manera que el orificio de salida (U) esté en comunicación con el espacio para líquido (10) por medio del orificio de entrada.
Description
Instalación para extinción de incendios con
válvula que comprende un eje.
La presente invención se refiere a una
instalación para extinción de incendios que comprende un recipiente
de líquido conectado a un recipiente de gas por medio de un primer
conducto para la descarga de líquido del recipiente de líquido por
una salida del recipiente de líquido y un conducto de alimentación
conectado a por lo menos una boquilla rociadora, estando conectado
el recipiente de gas en un punto de conexión por medio de un
segundo conducto a la línea de alimentación, y una válvula. El
recipiente de gas y el recipiente de líquido forman un acumulador
hidráulico. La instalación para extinción de incendios de la
invención está prevista para una extinción local u "objetivo"
y es muy adecuada para extinguir incendios de líquidos.
El documento JP 11192320 da a conocer una
instalación para extinción de incendios del tipo mencionado. Dicha
instalación mezcla gas y agua en una proporción determinada en una
tubería de suministro. El documento WO 95/28204 da a conocer una
instalación para extinción de incendios que permite la mezcla de gas
con líquido para obtener un agente extintor, que es una mezcla de
gotas muy pequeñas en forma de neblina y gas.
Cuando se extinguen líquidos que están ardiendo
en un alcance próximo y se utiliza agua en la extinción local como
agente extintor, surge fácilmente el problema de que se salpique
alrededor el líquido que está ardiendo produciendo grandes llamas.
Este problema surge cuando el líquido que está ardiendo no aparece
como una capa delgada sino que está presente en grandes cantidades,
característicamente en un depósito abierto o un barco. La
salpicadura la provoca el agente extintor (agua) que se vaporiza y
expansiona a una alta temperatura provocando un tipo de golpe de
presión u onda de presión en la superficie del líquido que está
ardiendo. El agente extintor también puede producir un
"impacto" mecánico en la superficie del líquido, que causa la
salpicadura del líquido. Aunque un incendio de este tipo, que
algunas veces parece un océano de llamas, fuera extinguido,
representa un riesgo para las personas situadas en la proximidad y
puede producir graves quemaduras. Las pérdidas materiales pueden
ser asimismo considerables. Por ejemplo, una extinción fallida de
aceite ardiendo en sartenes profundas en restaurantes puede
conducir a un océano de llamas con resultados muy lamentables.
Las instalaciones para extinción de incendios
son eficaces en la extinción de determinados tipos de incendios de
líquidos, pero su idoneidad para extinguir los incendios mencionados
anteriormente susceptibles de provocar salpicaduras cuando se
extinguen no resulta particularmente buena, aunque la instalación
de, por ejemplo el documento WO 95/28204 pueda mezclar gas con
líquido inmediatamente en el inicio cuando el agente extintor
comienza a fluir de una boquilla rociadora. Ello es debido a que el
agente extintor producido por las instalaciones somete la
superficie del líquido que está ardiendo a una onda de presión y una
presión considerables.
El objetivo de la invención consiste en
proporcionar una instalación para extinción de incendios que
funcione en dos etapas y que proporcione una rápida extinción de
los incendios de líquidos, especialmente los que impliquen líquido
en depósitos profundos sin riesgo de provocar salpicaduras gracias
al funcionamiento en dos etapas, y que utilice preferentemente un
agente extintor que no dañe el medio ambiente. El funcionamiento en
dos etapas de la instalación de extinción es generalmente de manera
que dicha instalación suministra en primer lugar una gran cantidad
de gotas muy pequeñas, siendo la cantidad total de agua, sin
embargo, muy pequeña, después de lo cual aumentan el tamaño de las
gotas del agente extintor y la cantidad de líquido en el mismo. La
etapa de extinción anterior puede denominarse moderada, puesto que
no provoca ninguna salpicadura del líquido que está ardiendo. Un
incendio se extingue generalmente durante esta etapa. La segunda
etapa proporciona un enfriamiento eficaz del objetivo, evitando de
este modo que se encienda de nuevo el fuego.
Este objetivo se alcanza con una instalación
para extinción de incendios, que está caracterizada porque la
válvula está acoplada en paralelo con la línea de alimentación y
comprende:
un espacio para líquido, conectado por medio de
un conducto al conducto de alimentación,
un orificio de entrada para líquido, conectado
al orificio de salida del recipiente de líquido,
un espacio para gas, conectado al segundo
conducto, y
un eje dispuesto entre el espacio para líquido y
el espacio para gas y móvil de una primera posición, en la que
cierra el orificio de entrada de manera que el orificio de salida no
esté en comunicación con el espacio para líquido por medio del
orificio de entrada, a una segunda posición, en la que abre el
orificio de entrada de manera que el orificio de salida esté en
comunicación con el espacio para líquido por medio del orificio de
entrada.
Puesto que la presión en un recipiente de gas es
preferentemente alta desde un punto de vista del funcionamiento de
la instalación de extinción, y el agente extintor no se alimenta a
la boquilla rociadora a una presión demasiada alta, es recomendable
prever el segundo conducto con un primer regulador, y disponer un
segundo regulador, acoplado en paralelo con la válvula, entre el
orificio de salida del recipiente de líquido y el punto de
conexión, para conectar el espacio para líquido al conducto de
alimentación en un punto situado después del segundo regulador
visto en la dirección de la circulación del líquido, y para conectar
el espacio para gas al segundo conducto entre el primer regulador y
el recipiente de gas. Dos reguladores proporcionan un buen
funcionamiento, pero uno de dichos reguladores puede omitirse de la
instalación incluso en aplicaciones de alta presión.
El eje preferentemente comprende una superficie
de acción, en la cual actúa la presión del líquido cuando dicho eje
se encuentra en la primera posición, una superficie de apoyo, en la
cual la presión del líquido actúa únicamente cuando el eje se
encuentra en la segunda posición, y una superficie del espacio para
gas, que está orientada al espacio para gas y es mayor que la
superficie de acción. Un eje de este tipo actúa automáticamente, es
decir, se mueve, controlado por las presiones que actúan en
cualquier tiempo determinado en los recipientes de gas y líquido;
de este modo, no se requiere energía exterior, por ejemplo energía
eléctrica, para controlar la válvula. El eje se mueve de la primera
posición a la segunda posición únicamente cuando actúa una presión
del líquido en la superficie de acción, siendo la presión del
líquido considerablemente más alta que la presión del gas que actúa
en la superficie del espacio para gas. La presión que actúa en la
superficie del espacio para gas disminuye a medida que se vacía el
recipiente de gas; e inicialmente, a medida que se vacía el
recipiente de líquido, la presión de líquido que actúa en la
superficie de acción disminuye relativamente de forma lenta en
comparación con la disminución en la presión que actúa en el espacio
para gas de la válvula. Ello implica que el recipiente de gas
suministra en primer lugar gas al conducto de alimentación, y el
recipiente de líquido suministra líquido por medio del regulador al
conducto de alimentación hasta que la presión en el recipiente de
gas disminuye a una presión suficientemente baja. Cuando la presión
que actúa en la superficie del espacio para gas disminuye
considerablemente por debajo de la presión del líquido que actúa en
la superficie de acción, el eje se mueve de la primera posición a
la segunda posición. La superficie de apoyo permite que el eje, una
vez se ha movido de la primera posición a la segunda posición,
permanezca durante un tiempo en una posición que permite la
circulación de una gran cantidad de líquido por el espacio para
líquido en la válvula hacia el conducto de alimentación y desde
allí a la boquilla rociadora. La válvula preferentemente comprende
un muelle dispuesto para cargar el eje. La selección del muelle
afecta el funcionamiento de la válvula, y por lo tanto se
selecciona un muelle que presente una constante elástica adaptada a
la aplicación en cuestión y que cargue el eje en la dirección
deseada.
Las formas de realización preferidas de la
invención se dan a conocer en las reivindicaciones adjuntas 2 a
9.
La ventaja más importante de la instalación de
extinción de la invención es que puede suministrar en primer lugar
un agente extintor que presente una energía cinética baja y muy poco
líquido, que, cuando se expansione en un ambiente caliente, no
pueda producir un impacto de presión u onda de presión perjudicial,
después de lo cual la instalación puede suministrar un agente
extintor que presente gotas relativamente grandes y relativamente
mucho líquido y energía cinética, produciendo dicho último agente
extintor un enfriamiento adicional del lugar del incendio. Debido a
dicho funcionamiento en dos etapas, el agente extintor no rompe la
superficie del líquido que está ardiendo, lo cual provocaría
salpicaduras, sino que extingue el incendio eficazmente de manera
inmediata en su inicio. Una vez que el incendio está extinguido, el
agente extintor que presenta mucha energía cinética colabora en el
enfriamiento eficaz y asegura que no se encienda de nuevo el fuego.
Un agente extintor que presenta poca energía cinética contiene
mucho gas y relativamente poco líquido, que está en forma de
neblina. Un agente extintor que presenta mucha energía cinética
contiene mucho líquido en forma de neblina, siendo, sin embargo, el
tamaño de gota mayor que el de un agente extintor que presenta poca
energía cinética.
En la exposición siguiente, se describirá la
invención en detalle por medio de una forma de realización preferida
haciendo referencia al dibujo adjunto.
El dibujo muestra una versión simplificada de
una instalación para extinción de incendios y sus componentes
principales. La instalación comprende un recipiente de gas 1, que
está conectado por medio de una tubería 2 u otro conducto, tal como
un tubo flexible, a un recipiente de líquido 3. El recipiente de gas
contiene nitrógeno, otro gas incombustible o aire. La presión en el
recipiente 1 está comprendida entre 50 y 300 bar, por ejemplo,
aproximadamente 200 bar. El recipiente de líquido 3 contiene una
sustancia hídrica, preferentemente agua, que puede presentar
pequeñas adiciones de alguna sustancia utilizada preferentemente en
la extinción de incendios, tal como un agente anticongelante. El
gas que se descarga del recipiente de gas 1 está dispuesto para
impulsar líquido del recipiente de líquido 3 por la tubería 2 por
medio de una tubería ascendente 20 y un orificio de salida U, y por
medio de un regulador 8 a una tubería de alimentación 4 (tubería de
salida) y desde allí hacia una boquilla rociadora 5.
Una tubería 6 va del punto N en la tubería 2,
situado entre el recipiente de gas 1 y el recipiente de líquido 3,
a la tubería de alimentación 4. En el punto de conexión K, la
tubería 6 se une a la tubería de alimentación 4. Esta conexión
permite el suministro simultáneo tanto de gas como de líquido al
tubo de alimentación 4.
Entre la tubería ascendente 20 y las tuberías 4,
6 está dispuesta una válvula 9, que está conectada a la tubería de
alimentación 4 en paralelo con el regulador 8. La válvula 9
comprende un espacio para líquido 10 y un espacio para gas 12, que
están separados entre sí por medio de un eje 13. El eje 13 es un
elemento de tipo pistón dispuesto en el interior del espacio
cilíndrico de la válvula 9. Dicho eje 13 comprende un extremo
cilíndrico que apunta al orificio de salida U del recipiente de
líquido y comprende una superficie de acción 16, cuya importancia
se tratará más adelante. El extremo cilíndrico está dispuesto dentro
del espacio cilíndrico de la válvula 9. Cuando el eje 13 está en la
posición representada en la figura, cierra el orificio de entrada
11 de la válvula al líquido, impidiendo que circule líquido desde el
orificio de entrada al espacio para líquido 10. El eje 13 puede
moverse de la posición representada en la figura hacia arriba a una
posición que permite la circulación de líquido en el orificio de
entrada al espacio para líquido 10. El espacio para líquido 10 está
conectado por medio de una tubería 14 a la tubería de alimentación
4, permitiendo de este modo que circule líquido del espacio para
líquido 10 a la tubería de alimentación 4, cuando el eje 13 está en
dicha posición superior. El regulador 8 está dispuesto entre el
orificio de salida U del recipiente de líquido y un punto de
conexión P en el que está conectada la tubería 14 a la tubería
de
alimentación 4.
alimentación 4.
El espacio para gas 12 está conectado a la
tubería 6 de manera que la presión en el recipiente de gas 1 actúa
en el espacio para gas y una superficie de eje 18, que puede
denominarse una superficie del espacio para gas.
En el espacio para líquido 10 en la válvula, el
eje 13 comprende una superficie de apoyo anular 17, que rodea
centralmente la superficie de acción 16. La elección del área de la
superficie de apoyo 17 afecta el funcionamiento de la válvula 9. El
área total de la superficie de apoyo 17 y la superficie de acción 16
corresponde al área de la superficie del espacio para gas 18.
La tubería 6 está provista de un regulador 7 en
un punto que se encuentra entre el punto de conexión K y un punto
de conexión M en el que la válvula 9 está conectada a la tubería
6.
El número de referencia 15 designa una válvula
de retención que permite que circule gas del recipiente de gas 1 al
espacio para gas 19 en el recipiente de líquido 3.
El número de referencia 21 designa una válvula,
que en una posición abierta permite que circule gas del recipiente
de gas 1 a las tuberías 2 y 6. Cuando la instalación para extinción
de incendios funciona, la válvula 21 tiene que estar abierta.
A continuación se describen en detalle los
funcionamientos de la instalación para extinción de incendios y de
la válvula 9 de la misma.
Si la boquilla rociadora 5 es un aspersor que
comprende una ampolla o similar (no representada) que explota con
el calor, y la válvula 21 está abierta, la instalación para
extinción de incendios de la figura comienza a funcionar cuando se
rompe la ampolla. Si la boquilla rociadora 5 no comprende una
ampolla u otro componente que se active por el calor, y por lo
tanto no se dispara automáticamente, la válvula 21 está normalmente
cerrada. La Instalación para extinción de incendios se activa
mediante la apertura de la válvula 21; dicha válvula se abre
manualmente o automáticamente por medio de una señal obtenida de un
sensor o detector (no representado).
Independientemente del modo en que se active la
instalación de extinción, su funcionamiento real es el mismo. En
primer lugar, circula gas a una presión alta (200 bar) del
recipiente de gas 1 a las tuberías 2 y 6. El gas llena el espacio
para gas 19 en el recipiente de líquido 3 y produce una alta presión
en el espacio para gas 12 de la válvula 9. La presión del gas en el
recipiente de líquido 3 impulsa agua por el tubo ascendente 20 a la
tubería de alimentación 4 y hacia la boquilla rociadora 5. El gas
circula por la tubería 6 a la tubería de alimentación 4. Al
principio, circula relativamente mucho gas hacia la tubería de
alimentación 4, dicho gas se mezcla con el agua en la tubería de
alimentación, y la boquilla rociadora 5 emite un agente extintor en
forma de neblina que presenta un contenido de líquido muy reducido.
La presión del líquido en el recipiente de líquido 3 disminuye más
lentamente que la presión en el recipiente de gas 1 y en el espacio
para gas 12. Un agente extintor en forma de neblina fina circula de
la boquilla rociadora 5 hasta que la presión del recipiente de gas
1 y del espacio para gas 12 de la válvula descienda a un valor que
sea insuficiente para mantener el eje 13 en la posición cerrada
representada en la figura, pero el líquido dirige una presión de
este tipo a la superficie de acción 16 que es suficiente para
elevar el eje 13. Dicho agente extintor en forma de neblina fina
puede extinguir eficazmente un incendio de líquido sin dirigir
dichas fuerzas a la superficie del líquido que está ardiendo que
haría que el líquido salpicara. Por lo tanto, el fuego se extingue
en esta etapa.
Cuando el eje 13 se eleva de la posición
representada en la figura, el líquido dirige una presión de este
tipo a la superficie de apoyo 17 (y la superficie de acción 16) que,
junto con la fuerza de un muelle para tracción 22, mantiene el eje
en la posición superior hasta que la presión en el recipiente de
líquido 3 desciende a un valor, que está en un valor determinado
por debajo de la presión del gas en el espacio para gas 12 de la
válvula. Cuando el eje 13 está en dicha posición superior, existe
una fuerte circulación de agua del recipiente de líquido 3 por el
espacio para líquido 10 a la tubería de alimentación 4. No existe
ningún regulador en la tubería 14, y la circulación es por lo tanto
fuerte. Dicha circulación de agua produce un agente extintor en
forma de neblina, compuesto por pequeñas gotas finas, que no
contiene gas, para que salga por la boquilla rociadora 5. Dicho
agente extintor, que contiene relativamente mucho líquido, puede
enfriar eficazmente las zonas de alrededor del incendio, evitando
de este modo cualquier reencendido del fuego. Ello es debido a las
pequeñas gotas de líquido que absorben eficazmente el calor. La
circulación por la tubería 14 continúa hasta que la presión en el
espacio para líquido 10 de la válvula desciende por debajo del valor
que puede mantener el eje 13 en la posición superior. El muelle
para tracción 22 en el espacio para gas 12 tiende a tirar del eje
13 hacia arriba. Sin el muelle para tracción 22, el eje 13 caería
cuando la presión de líquido en el espacio para líquido 10
descendiera por debajo de la presión del gas en el espacio para gas
12. Debido al muelle para tracción 22, la presión del líquido en el
espacio para líquido 10 está por debajo de la presión del gas en el
espacio para gas 12 en un determinado valor antes de que se cierre
la válvula 9. Cuando el eje 13 desciende al nivel más bajo en la
figura, de nuevo comienza a circular gas por la tubería 6 hacia la
tubería de alimentación 4, siguiendo de nuevo a dicha circulación
de gas una circulación de líquido por la válvula 9 y la tubería 14
hacia la tubería de alimentación. El eje 13 en la válvula continúa
su movimiento alternativo hasta que el recipiente de gas y el
recipiente de agua están
vacíos.
vacíos.
Las características del muelle para tracción 22
determinan la etapa en la que la se abre la válvula 9 por primera
vez. Si la constante elástica del muelle para tracción 22 es alta
(es decir muelle fuerte), la válvula 9 se abre pronto; si la
constante elástica del muelle es baja (es decir, muelle débil), la
válvula se abre tarde. El muelle 22 se selecciona, por ejemplo, de
manera que la válvula 9 se abra después de aproximadamente 3
minutos, lo cual implica de nuevo que el agente extintor suave se
descarga durante aproximadamente tres minutos, tras los cuales la
instalación de extinción comienza a suministrar más líquido.
La invención se ha descrito anteriormente
únicamente por medio de un ejemplo, y deberá observarse por lo tanto
que dicha invención puede realizarse de muchas maneras dentro del
alcance de las reivindicaciones adjuntas. Por lo tanto, el número
de recipientes de gas 1 y de recipientes de líquido 3 puede variar.
El número de boquillas rociadoras 5 puede variar naturalmente según
la aplicación. La estructura detallada de la válvula 9 puede ser
distinta de la descrita. Por lo tanto, por ejemplo en lugar de un
muelle para tracción 22, puede disponerse un muelle de compresión
en el espacio para líquido para conseguir la misma función. En
algunas aplicaciones, el muelle 22 puede disponerse de manera
distinta a la del ejemplo de forma que tienda a cargar el eje 13 en
una dirección que tiende a cerrar el orificio de entrada 11. El
muelle 22 no se requiere en absoluto de manera necesaria. Sin
embargo, dicho muelle 22 proporciona un modo sencillo de regular el
funcionamiento de la válvula 9 de forma que corresponda a las
exigencias fijadas por la aplicación. La válvula 21 tampoco es
necesaria. Si la presión inicial en el recipiente de gas 1 es baja,
no se requieren los reguladores 7, 8. La presión inicial en el
recipiente de gas 1 es preferentemente alta, lo que permite hacer
que la presión en la tubería de alimentación 4 sea relativamente
baja con uno o dos reguladores
7, 8.
7, 8.
Claims (9)
1. Instalación para extinción de incendios, que
comprende un recipiente de líquido (3) conectado a un recipiente de
gas (1) por medio de un primer conducto (2) para la descarga de
líquido del recipiente de líquido por un orificio de salida (U) del
recipiente de líquido y un conducto de alimentación (4) a por lo
menos una boquilla rociadora (5), estando conectado el recipiente
de gas en un punto de conexión (K) por medio de un segundo conducto
(6) a la línea de alimentación (4), y una válvula (9),
caracterizado porque la válvula (9) está acoplada en
paralelo con el conducto de alimentación (4) y comprende
un espacio para líquido (10), conectado por
medio de un conducto (14) a la línea de alimentación (4),
un orificio de entrada (11) para líquido,
conectado al orificio de salida (U) del recipiente de líquido
(3),
un espacio para gas (12), conectado al segundo
conducto (6), y
un eje (13) dispuesto entre el espacio para
líquido (10) y el espacio para gas (12) y móvil de una primera
posición, en la que cierra el orificio de entrada (11) de manera que
el orificio de salida (U) no esté en comunicación con el espacio
para líquido (10) por medio del orificio de entrada, a una segunda
posición, en la que abre el orificio de entrada (11) de manera que
el orificio de salida (U) esté en comunicación con el espacio para
líquido (10) por medio del orificio de entrada.
2. Instalación para extinción de incendios según
la reivindicación 1, caracterizada porque el segundo conducto
(6) comprende un primer regulador (7), y porque el espacio para gas
(12) está conectado al segundo conducto (6) entre el primer
regulador (7) y el recipiente de gas (1).
3. Instalación para extinción de incendios según
la reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque el conducto de
alimentación (4) está dispuesto, entre el orificio de salida (U) del
recipiente de líquido (3) y el punto de conexión (K), con un
segundo regulador (8), que está conectado en paralelo con la válvula
(9), porque el espacio para líquido (10) está conectado al conducto
de alimentación en el punto (P), que está situado después del
segundo regulador (8) según la dirección de la circulación del
líquido, y porque el espacio para gas (12) está conectado al
segundo conducto (6).
4. Instalación para extinción de incendios según
la reivindicación 1, 2 ó 3, caracterizada porque el eje (13)
comprende una superficie de acción (16), sobre la que la presión del
líquido actúa cuando dicho eje está en la primera posición, una
superficie de apoyo (17), sobre la cual la presión del líquido actúa
únicamente cuando el eje está en la segunda posición, y una
superficie de espacio para gas (18), que está orientada al espacio
para gas (12) y es mayor que la superficie de acción (16).
5. Instalación para extinción de incendios según
la reivindicación 1, 2 ó 3, caracterizada porque la válvula
(9) comprende un muelle (22) dispuesto para cargar el eje (13).
6. Instalación para extinción de incendios según
la reivindicación 1, 2 ó 3, caracterizada porque el
recipiente de líquido (3) contiene agua.
7. Instalación para extinción de incendios según
la reivindicación 1, 2 ó 3 caracterizada porque el recipiente
de gas (1) contiene gas incombustible.
8. Instalación para extinción de incendios según
la reivindicación 7, caracterizada porque el recipiente de
gas (1) contiene nitrógeno a una presión comprendida entre 50 y 300
bar.
9. Instalación para extinción de incendios según
cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada
porque el primer conducto (2) está provisto de una válvula de
retención (15), que está dispuesta para impedir un flujo de fluido
del recipiente de líquido (3) al segundo conducto (6).
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