ES2280202T3 - Extintor hibrido. - Google Patents
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Abstract
Extintor (20) que comprende: una botella (22) que presenta un interior; un agente extintor (24) contenido en la botella cuando el extintor se encuentra en una condición de predescarga; una fuente (34) de gas para presurizar el agente extintor por lo menos cuando la botella se encuentra en una condición de descarga; una salida, a través de la cual el agente extintor es descargado cuando el extintor se encuentra en la condición de descarga; y una válvula que presenta un elemento de válvula (134) con una posición cerrada que sella la salida y una posición abierta que permite la descarga del agente extintor a través de la salida, siendo el elemento de válvula desplazable desde la posición cerrada a la posición abierta en respuesta a una presión en el interior de la botella que excede una presión límite de descarga, tras lo cual el extintor pasa a la condición de descarga y descarga el agente extintor a través de la salida.
Description
Extintor híbrido.
La presente invención se refiere a la supresión
del fuego, y más particularmente a los extintores que pueden ser
instalados en el interior de vehículos.
Hay una gran variedad de tecnologías de
extinción y de construcciones de extintores. Entre éstas se incluyen
los extintores accionados por propelentes y los extintores cargados
con gas licuado y/o comprimido.
Las características básicas de un antiguo
extintor accionado por propelente se describen en la patente US
2.530.633 (Scholz). Scholz da a conocer un extintor en el que "un
medio de extinción líquido, tal como bromuro de metilo, es expelido
desde su contenedor mediante un gas evolucionado a partir de la
quema de" una carga pirotécnica. La carga está originalmente
almacenada en un contenedor que incluye detonadores eléctricos. El
contenedor de la carga está montado en un extremo superior del
recipiente en el interior de la "copa del contenedor". Opuesto
a la copa del contenedor, se forma una salida del recipiente
mediante un racor en codo, sellado mediante un diafragma rompible.
La ignición de la carga pirotécnica rompe una pared inferior del
contenedor de la carga y descarga los gases de combustión al
interior del recipiente. Los gases de combustión sirven "como un
pistón de gas actuando sobre la superficie del líquido"
rompiendo el diafragma que sellaba la salida y propulsando el
líquido fuera del extintor.
La aplicación de un extintor accionado por
propelente para la utilización en vehículos militares se describe
en la patente US 4.319.640 (Brobeil). Brobeil da a conocer un
extintor similar en muchos aspectos al de Scholz. El agente
extintor ejemplar utilizado es Halon 1301. El extremo inferior del
recipiente del extintor está sellado mediante un diafragma
rompible. Un dispositivo generador de gas se encuentra montado sobre
el cuello del recipiente. La composición generadora de gas ejemplar
es 62% de ácida sódica y 38% de óxido de cobre.
La patente US 5.660.236 (Sears et al.) da
a conocer la aplicación de presión desde un generador de gas sobre
un pistón anular que comprime un agente extintor situado en una
parte central de un contenedor cilíndrico. Este, a su vez, induce
la rotura de los discos rompibles que separan el agente extintor de
una parte extrema con una abertura del contenedor cilíndrico. Una
parte del gas de combustión sortea el pistón y fluye directamente a
la parte extrema abierta donde ayuda a la vaporización del agente
extintor y conduce dicho agente extintor fuera del extintor.
La patente US 4.889.189 (Rozniecki) da a conocer
un extintor que utiliza una "válvula de descarga" de tipo
asiento. Una cámara de aire separa una primera cámara que contiene
el agente extintor de una segunda cámara en la que se admite el gas
presurizador. La cámara de aire se estira debido a la presurización
de la segunda cámara para conducir el agente extintor fuera de la
primera cámara. La válvula de descarga (montada centralmente en la
cámara de aire) se abre una vez que la cámara de aire ha alcanzado
su máximo estiramiento (habiendo reducido el espacio ocupado por la
primera cámara a una pequeña fracción del volumen total del
contenedor y habiendo conducido casi todo el agente extintor del
contenedor). La apertura de la válvula de descarga permite que el
gas propelente sea descargado desde el segun-
do volumen a través del primer volumen tomando con él considerablemente los restos de cualquier agente extintor.
do volumen a través del primer volumen tomando con él considerablemente los restos de cualquier agente extintor.
La patente US 4.579.315 (Kowalski) da a conocer
un extintor presurizado Halon 1301. La salida del extintor se
encuentra normalmente cerrada por una válvula de asiento. El asiento
se mantiene en su posición cerrada mediante un pestillo que se
libera mediante un solenoide y de esta manera permite que la presión
en el interior del cilindro conduzca el asiento a una posición
abierta.
La patente US 2.557.957 (Ferguson) da a conocer
un extintor para aviones con gas presurizado y accionado
manualmente. El agente presurizador y el agente extintor se
mantienen inicialmente en cámaras separadas. Las dos cámaras se
encuentran inicialmente separadas mediante una membrana o
cerramiento y un pistón deslizante. El cerramiento es roto mediante
un dispositivo punzante accionado manualmente, permitiendo que el
agente presurizador conduzca el pistón contra el agente extintor.
El pistón tiene una válvula de asiento que se abre una vez que el
pistón ha alcanzado el final de su viaje, permitiendo que el agente
presurizador conduzca cualquier agente extintor restante fuera del
extintor.
La patente US 3.861.474 (De Palma) da a conocer
un extintor químico seco que utiliza un gas comprimido como agente
presurizador. La salida está normalmente sellada mediante un
acoplamiento de la cabeza de una primera válvula con un asiento. Un
tubo exterior circunscribe el asiento y se extiende desde el mismo
hacia abajo y al interior del cuerpo de la sustancia química seca.
Concéntricamente, en el interior del tubo exterior, hay un tubo
interior. El extremo inferior del tubo interior está normalmente
sellado mediante una segunda cabeza de válvula. Inicialmente, el
espacio de cabeza y el tubo interior se encuentran presurizados. La
válvula puede ser accionada manual o automáticamente. El
accionamiento automático se consigue mediante el calentamiento del
gas en el interior de un fuelle. La expansión del fuelle desacopla
la primera cabeza de su asiento y la segunda cabeza del extremo
inferior del tubo interior. Aunque el gas en el interior del espacio
de cabeza empuja hacia abajo sobre la sustancia química seca, el
gas que escapa del interior del tubo interior arrastra la sustancia
química seca en un flujo hacia arriba a través del espacio anular
entre los tubos interior y exterior.
La patente US 4.034.813 (Le Day) da a conocer un
extintor, presurizado con gas, cerrado mediante una válvula de
asiento con una cabeza aguas arriba y una válvula que se extiende
aguas abajo. La válvula se mantiene en una posición cerrada
mediante una clavija que presenta un extremo pivotante y un extremo
libre. El extremo libre de la clavija está sostenido mediante un
cuerpo de cera o mediante una aleación de bajo punto de fusión. El
calor de un fuego ablanda el cuerpo, permitiendo que la presión en
el interior del extintor conduzca la válvula a una posición
abierta.
La patente US 4.159.744 (Monte et al.) da
a conocer un extintor presurizado con nitrógeno. La botella de
agente extintor está sellada mediante una válvula de asiento en la
que la cabeza mira hacia el cuerpo del agente extintor y el vástago
está dirigido hacia el exterior. La válvula se abre en la botella y
es activada mediante un detonador o mediante una carga explosiva
que actúa sobre un pistón que empuja contra el vástago.
La patente
US-A-3.228.474 da a conocer un
extintor según el preámbulo de las reivindicaciones independientes
1, 3, 5 y 10.
La patente
US-A-3.600.333 da a conocer una
válvula de seguridad de tipo purgado completo para sistemas de baja
presión que comprende un asiento cuyo vástago es mantenido en una
posición cerrada mediante una palanca que presiona contra el
extremo libre del vástago y que se extiende, en la posición cerrada,
considerablemente perpendicular al vástago. La palanca contacta el
vástago del asiento cerca de su primer extremo, se mantiene en
posición mediante una clavija rompible cerca de su extremo opuesto,
y es sujetada de manera que puede pivotar alrededor de una clavija
pivote entre los dos extremos. No hay una sugerencia de utilización
de este tipo de válvula en el interior de un
extintor.
extintor.
La patente
US-A-2.587.933 se refiere a una
válvula de seguridad de retén rompible para la utilización sobre
líneas de presión de fluido por ejemplo en campos de petróleo, con
un asiento que presenta una cabeza con una superficie delantera
mirando hacia el interior del tubo, y un vástago que es mantenido en
posición mediante un elemento de refuerzo lateral. No hay
sugerencias de utilización de este tipo de válvula en el interior de
un extintor.
Existe una necesidad adicional de un extintor de
alto rendimiento útil en vehículos y en otros espacios cerrados.
Un extintor según la presente invención se
proporciona en las reivindicaciones 1, 3, 5, 10 y 12 y un
procedimiento para la refabricación de un extintor de este tipo
descargado es proporcionado en la reivindicación 14.
El extintor comprende una botella que presenta
un interior y un agente extintor contenido en la botella cuando el
extintor está en una condición de predescarga. Una fuente de gas
presuriza el agente extintor, por lo menos cuando la botella se
encuentra en una condición de descarga y el agente extintor es
descargado a través de una salida cuando el extintor se encuentra
en la condición de descarga. Una válvula presente un elemento de
válvula que tiene una posición cerrada que sella la salida y una
posición abierta que permite la descarga del agente extintor a
través de la salida. El elemento de válvula puede ser desplazado
desde su posición cerrada a su posición abierta en repuesta a una
presión en el interior de la botella que excede el valor de la
presión límite de descarga, tras lo cual el extintor pasa a la
condición de descarga y descarga el agente extintor a través de la
salida.
Según un aspecto el elemento de válvula
comprende un asiento que presenta una cabeza y un vástago conectado
a la cabeza. La cabeza presenta una superficie anterior que mira
hacia el interior de la botella y una cara posterior opuesta desde
la que el vástago se extiende a lo largo del eje del asiento. La
válvula presenta un elemento de cierre que en la condición de
predescarga presenta una primera parte acoplada al asiento y una
segunda parte sujetada en relación a la botella. En la condición de
predescarga el elemento de cierre trasmite una fuerza al asiento
que retiene el asiento en la posición cerrada y en respuesta a la
presión en el interior de la botella, que excede el valor de la
presión límite de descarga, el elemento de cierre se rompe, tras lo
cual la presión en el interior de la botella conduce el asiento a la
posición abierta y el extintor pasa a la condición de descarga. Un
muelle de retorno de válvula puede desviar el asiento hacia la
posición cerrada. El muelle de retorno es capaz de devolver el
asiento desde su posición abierta a su posición cerrada cuando el
agente extintor ha sido considerablemente descargado del
extintor.
Según otro aspecto el elemento de válvula
comprende una cabeza que presenta una cara anterior que mira hacia
el interior de la botella y una cara posterior opuesta y una vara
plegable entre la cabeza y un cuerpo de la válvula. En la condición
de predescarga, cuando la presión en el interior de la botella es
inferior a la presión de descarga, la compresión axial de la vara
puede ser capaz de resistir el movimiento hacia atrás de la cabeza
y puede mantener la cabeza en la posición cerrada. En respuesta a la
presión en el interior de la botella, que excede el valor de la
presión límite de descarga, la vara puede plegarse retorciéndose,
tras lo cual la presión en el interior de la botella conduce la
cabeza a la posición abierta y el extintor pasa a la condición de
descarga.
La fuente de gas puede comprender una carga de
propelente químico. La carga de propelente químico puede presentar
una temperatura de combustión inferior a aproximadamente 1.500ºF
(816ºC). La carga de propelente químico puede comprender productos
de combustión gaseosos que consisten esencialmente de nitrógeno,
dióxido de carbono, vapor de agua y mezclas de los mismos. La carga
de propelente químico puede consistir esencialmente de una mezcla
de 5-aminotetrazol, nitrato de estroncio y carbonato
de magnesio.
La fuente de gas puede comprender un cartucho
recambiable que contiene una carga de propelente químico. Un
conjunto contenedor de cartucho puede contener el cartucho y puede
tener un primer extremo montado en el interior de una abertura en
un extremo superior de la botella y un segundo extremo inmerso en el
interior del agente extintor cuando el extintor se encuentra en la
condición de predescarga. Un cerramiento puede cerrar el primer
extremo. Un detonador recambiable puede estar montado en el
cerramiento. El límite de presión de descarga puede estar
comprendido en el intervalo de aproximadamente 300 psi (2,1 MPa) a
aproximadamente 1.500 psi (10,3 MPa). El agente extintor puede
seleccionarse de entre el grupo que comprende PFC, HFC, agua y
soluciones acuosas.
El extintor presenta una botella que se extiende
a lo largo de un eje longitudinal desde una primera abertura en un
primer extremo hasta una segunda abertura en un segundo extremo,
opuesto al primer extremo. La botella puede comprender la
combinación de una primera pieza, que se extiende longitudinalmente
en el interior desde una boca en el primer extremo, y una segunda
pieza, que se extiende longitudinalmente en el interior desde una
boca en el segundo extremo. La boca de la segunda pieza es
considerablemente idéntica a la boca de la primera pieza. Un agente
extintor está contenido en la botella cuando el extintor se
encuentra en una condición de predescarga. Una fuente de gas
presuriza el agente extintor por lo menos cuando la botella se
encuentra en una condición de descarga. El agente extintor es
descargado a través de una salida cuando el extintor se encuentra
en una condición de descarga.
En diversas implementaciones de la invención,
las piezas primera y segunda pueden ser considerablemente idénticas.
Las piezas primera y segunda pueden encontrarse en una soldadura
anular. La fuente de gas puede comprender una carga de propelente
contenida en un elemento fijo asegurado en el interior de la boca de
la primera pieza. La salida puede estar formada en un conjunto de
descarga contenido en el interior de la boca de la segunda
pieza.
Dicho extintor puede ser fabricado de la manera
siguiente: Las piezas primera y segunda están provistas cada una de
una característica para fijar un conjunto del generador de gas o un
conjunto de la cabeza de descarga. Las piezas primera y segunda se
montan para formar una botella. Las piezas primera y segunda son
opcionalmente modificadas, de manera adicional. Se proporciona un
conjunto de la cabeza de descarga. Se proporciona un conjunto del
generador de gas. Se proporciona un agente extintor. El conjunto de
la cabeza de descarga es instalado en la primera pieza de la
botella montada. El conjunto del generador de gas es instalado en la
segunda pieza de la botella montada. La botella montada es llenada
con el agente extintor. El montaje de las piezas primera y segunda
puede comprender la soldadura conjunta de las piezas primera y
segunda en un plano central transversal de la botella.
En otro aspecto, la invención está dirigida a un
extintor que comprende una botella que se extiende a lo largo de un
eje longitudinal desde una primera abertura en un primer extremo
hasta una segunda abertura en un segundo extremo, opuesto al primer
extremo. La botella presenta una presión de fallo. Un agente
extintor está contenido en la botella cuando el extintor se
encuentra en una condición de predescarga. Una fuente de gas
presuriza el agente extintor por lo menos cuando la botella se
encuentra en una condición de descarga. El agente extintor es
descargado a través de una salida cuando el extintor se encuentra en
la condición de descarga. Un asiento presenta una cabeza y un
vástago conectado a la cabeza. La cabeza presenta una cara anterior
y una cara posterior opuesta desde la que el vástago se extiende a
lo largo del eje del asiento. El asiento presenta una posición
cerrada normalmente sellando la salida y una posición abierta que
permite la descarga del agente extintor a través de la salida. La
cabeza presenta una zona de rotura preferente, en respuesta a una
presión interna en el extintor que excede una presión límite de
seguridad, se rompe para permitir la descarga del agente extintor
desde el extintor, reduciendo la presión interior y evitando que la
presión interna aumente hasta un margen de seguridad de dicha
presión de fallo.
En diversas implementaciones de la invención, la
zona de rotura preferente puede ser cercana a una ranura anular en
la cabeza de manera que tras dicha rotura la parte periférica anular
de la cabeza se separa de una parte central de la cabeza. La cara
anterior de la cabeza puede mirar hacia el interior de la botella.
La fuente de gas puede comprender una carga de propelente químico
que, tras la ignición, eleva la presión interna. Durante el
funcionamiento normal, el vástago puede ser desplazado desde la
posición cerrada a la posición abierta en respuesta a la presión en
el interior de la botella que excede un valor de presión límite de
descarga, inferior al valor de dicha presión límite de seguridad,
tras lo cual el extintor pasa a la condición de descarga y descarga
el agente extintor a través de la salida. La presión límite de
seguridad puede estar comprendida en el intervalo de
aproximadamente 1.000 psi (6,9 MPa) y aproximadamente 2.000 psi
(13,8 MPa) y la presión límite de descarga puede estar comprendida
en el intervalo de aproximadamente 300 psi (2,1 MPa) y
aproximadamente 1.500 psi (10,3 MPa). La presión límite de
seguridad puede estar comprendida en el intervalo de aproximadamente
1.000 psi (6,9 MPa) y aproximadamente 3.000 psi (20,7 MPa).
El extintor puede comprender una botella que
presenta un interior, en el que el fluido agente extintor está
contenido en la botella cuando el extintor se encuentra en una
condición de predescarga, y el extintor presenta una orientación
preferente para su utilización en un campo gravitacional. En dicha
orientación preferente el agente extintor se extiende hacia arriba
desde un punto inferior en el interior de la botella a un nivel de
superficie a una primera altura en la condición de predescarga. El
agente extintor es descargado a través de una salida del extintor
cuando el extintor se encuentra en una condición de descarga. Una
carga de propelente químico se combustiona para producir gases de
combustión que se introducen en el agente extintor a través de una
salida de gas de combustión y eleva una presión interna del extintor
por encima de una presión inicial. La salida de combustión está
situada por debajo de la primera altura, a una distancia suficiente
para causar la mezcla de los gases de combustión y el agente
extintor de manera que el agente extintor descargado desde el
extintor está considerablemente mezclado con por lo menos una parte
de dichos gases de combustión.
En diversas implementaciones, el agente extintor
puede presentar una superficie a la primera altura y el interior de
la botella contiene un espacio de cabeza sobre la superficie. La
salida de combustión puede estar situada en una mitad inferior de
una distancia vertical desde la salida del extintor hasta la primera
altura. La salida de combustión puede estar situada en un tercio
inferior de un volumen del agente extintor. La salida de combustión
puede comprender diversas aberturas posicionadas para dirigir los
gases de combustión radialmente hacia fuera. La carga de propelente
químico puede presentar una temperatura de combustión inferior a
aproximadamente 1.500ºF (816ºC).
El extintor puede comprender una botella que
presenta un interior, en el que está contenido el agente extintor
en la botella cuando el extintor se encuentra en una condición de
predescarga, un cartucho recambiable que contiene una carga de
propelente químico, un conjunto contenedor de cartucho contiene el
cartucho y presenta un primer extremo montado en una abertura en un
extremo superior de la botella, un segundo extremo inmerso en el
interior del agente extintor cuando el extintor se encuentra en la
condición de predescarga, un cerramiento, que cierra el primer
extremo, y un detonador montado en el cerramiento para realizar la
ignición del propelente, y un asiento de liberación del generador
de gas que está desviado mediante un muelle hacia la primera
posición en la que bloquea un camino entre el cartucho y el agente
extintor. Tras la combustión del propelente el vástago cambia, bajo
la presión aplicada por los gases de combustión, a una segunda
posición en la que dicho camino está despejado y los gases de
combustión pueden comunicarse con el agente extintor y pueden
presurizarlo. El agente extintor es descargado a través de una
salida en respuesta a la presurización del agente extintor. Un
asiento de descarga puede cerrar la salida cuando el extintor se
encuentra en su condición de predescarga.
Un procedimiento para la refabricación de un
extintor descargado puede comprender las etapas siguientes: Un
cartucho de propelente agotado es desmontado del contenedor de
cartucho montado en el interior de una botella de extintor. Una
sonda es insertada en el contenedor de cartucho, causando el sellado
de la sonda con una superficie selladora del contenedor de
cartucho. Una cantidad de fluido de agente extintor de rellenado es
suministrada a través de la sonda a un interior de la botella, la
sonda es extraída del contenedor de cartucho. Un cartucho de
propelente de recambio es insertado en el contenedor de
cartucho.
En diversas implementaciones, la inserción de la
sonda puede causar que una parte de la sonda desplace el asiento de
liberación de un generador de gas desde una primera posición a una
segunda posición. En la primera posición el asiento de liberación
del generador de gas bloquea un camino entre la parte interior del
contenedor de cartucho y una parte interior de la botella externa
al contenedor de cartucho. En la segunda posición dicho camino se
encuentra despejado y la cantidad de fluido de agente extintor de
rellenado puede ser suministrada a través de dicho camino. La
extracción de la sonda puede permitir que el asiento de liberación
del generador de gas vuelva a la primera posición. Un cerramiento
puede ser desmontado del contenedor de cartucho para permitir el
desmontaje del cartucho agotado. Un detonador agotado del
cerramiento. El detonador agotado puede ser remplazado por un
detonador fresco. El cerramiento puede ser remplazado con el fin de
asegurar el cartucho de propelente de repuesto en el interior del
contenedor de cartucho.
En otro aspecto, la invención está dirigida a un
extintor que comprende una botella que presenta un interior. Un
agente extintor está contenido en la botella cuando el extintor se
encuentra en una condición de predescarga y un cartucho recambiable
contiene una carga de propelente químico. Un contenedor de cartucho
contiene el cartucho y presenta un primer extremo montado en una
abertura en un extremo superior de la botella. Un segundo extremo
se encuentra inmerso en el agente extintor cuando el extintor se
encuentra en la condición de predescarga. Un cerramiento cierra el
primer extremo. Un detonador está montado en el cerramiento para
realizar la ignición del propelente. Un tapón de liberación del
generador de gas recambiable sella un camino entre el cartucho y el
agente extintor. El tapón presenta un cuerpo metálico con una
abertura central y un miembro solapa metálico inicialmente
asegurado al cuerpo metálico por lo menos en parte mediante
soldadura fuerte o una unión soldada que tras la combustión del
propelente, la presión aplicada al elemento solapa por los gases de
combustión emitidos por el propelente es capaz de romper la unión
para permitir que el elemento solapa se posicione de manera que el
camino se encuentra despejado y que los gases de combustión pueden
comunicar con el agente extintor y pueden presurizarlo. A
continuación, el agente extintor es descargado a través de la salida
en respuesta a la presurización del agente extintor.
En diversas implementaciones de la invención,
previamente a la combustión del propelente, el miembro solapa puede
presentar una primera parte que se extiende transversalmente
asegurada por dicha unión al cuerpo y una segunda parte que se
extiende longitudinalmente asegurada al cuerpo mediante una segunda
unión. La segunda unión puede ser una soldadura fuerte, una
soldadura o una unión soldada.
Con un extintor que comprende una botella que
presenta un interior, en el que un agente extintor está contenido
en la botella cuando el extintor se encuentra en una condición de
predescarga, un conjunto del generador de gas que presenta una
carga de propelente químico, y un cuerpo que presenta por lo menos
una pieza, en el que el cuerpo presenta un primer extremo montado
en la abertura en un extremo superior de la botella, y un segundo
extremo que está inmerso en el agente extintor cuando el extintor se
encuentra en la condición de predescarga, un iniciador que realiza
la ignición del propelente, y un asiento de liberación del generador
de gas que inicialmente sella un camino entre el propelente y el
agente extintor, el asiento puede presentar una cabeza con un
superficie anterior que mira hacia el propelente y una superficie
posterior y con una parte perimetral enclavada al cuerpo, y un
vástago que se extiende por la parte posterior desde la cabeza. Tras
la combustión del propelente, la presión aplicada a la cabeza por
los gases de combustión emitidos por el propelente pueden ser
capaces de romper la cabeza para separar un resto del asiento de
liberación del generador de gas de la parte perimetral y permitir
que el resto se posicione de manera que dicho camino se encuentra
despejado y que los gases de combustión pueden comunicarse con el
agente extintor y presurizarlo. A continuación, el agente extintor
es descargado a través de una salida en respuesta a la
presurización del agente extintor. En la condición de predescarga
el movimiento del asiento de descarga hacia el propelente puede ser
impedido mediante la interacción de una protuberancia en un extremo
distal del vástago con el cuerpo del conjunto del generador de gas
cerca de una abertura por la que pasa el vástago.
Con un extintor que comprende una botella que
presenta un interior, en el que un agente extintor está contenido
en la botella cuando el extintor se encuentra en una condición de
predescarga, un cartucho recambiable que contiene una carga de
propelente químico, y un conjunto contenedor de cartucho que
contiene el cartucho y que presenta un primer extremo montado en
una abertura en un extremo superior de la botella, un segundo
extremo que se encuentra inmerso en el interior del agente extintor
cuando el extintor se encuentra en la condición de predescarga, y
un cerramiento que cierra el primer extremo, y un conjunto iniciador
montado en el cerramiento puede realizar la ignición del propelente
y puede presentar un cuerpo, un cebador de pistón recambiable con
una carga cebo, una clavija de disparo, un muelle, y un solenoide.
El solenoide presenta una bobina fija y un émbolo, acoplado a la
clavija de disparo mediante un fiador, desplazable mediante la
aplicación de energía a la bobina, desde una primera posición por
lo menos a una segunda posición. Dicho desplazamiento aleja la
clavija de disparo del primer cebador hasta que el émbolo alcanza la
segunda posición, tras lo cual la liberación del fiador permite que
la clavija de disparo sea conducida mediante el muelle a impactar el
cebador y causar la ignición de la carga de cebo que a su vez causa
la ignición de la carga de propelente químico para presurizar el
agente extintor y descargar el agente extintor del extintor.
En diversas implementaciones, puede haber un
mecanismo para desplazar manualmente el émbolo desde una primera
posición a una segunda posición sin la aplicación de una energía a
una bobina para proporcionar un accionamiento manual del extintor.
Puede haber un sistema de control para aplicar energía a la bobina
en respuesta a: una entrada de un detector de fuego, una entrada de
un interruptor accionable manualmente que proporciona el
accionamiento manual del extintor.
Con un extintor que comprende una botella que
presenta un interior, en el que el agente extintor está contenido
en la botella cuando el extintor se encuentra en una condición de
predescarga, un conjunto contenedor que contiene una carga de
propelente químico y que presenta un primer extremo montado en una
abertura en un extremo superior de la botella, un segundo extremo
inmerso en el interior del agente extintor cuando el extintor se
encuentra en la condición de predescarga, y un cerramiento que
cierra el primer extremo, un conjunto iniciador puede estar montado
en el cerramiento para realizar la ignición del propelente y puede
comprender medios de disparo para: (a) disparar eléctricamente la
ignición del propelente; y (b) disparar mecánicamente la ignición
del propelente independientemente del disparo eléctrico.
Los medios de disparo pueden comprender un
detonador para disparar eléctricamente la ignición del propelente,
y un cebador de percusión para disparar mecánicamente la ignición
del propelente. Los medios de disparo pueden comprender un cebador
de pistón recambiable con una carga de cebo, una clavija de disparo,
un muelle y un solenoide. El solenoide puede presentar una bobina
fija y un émbolo, acoplado a la clavija de disparo mediante un
fiador, desplazable mediante la aplicación de energía a la bobina,
desde una primera posición por lo menos a una segunda posición.
Dicho desplazamiento puede alejar la clavija de disparo del cebador
hasta que el émbolo alcanza la segunda posición, tras lo cual la
liberación del fiador permite que la clavija de disparo conducida
por el muelle impacte el cebador y cause la ignición de la carga de
cebo para proporcionar el disparo eléctrico. También puede haber un
mecanismo para desplazar manualmente el émbolo desde la primera
posición a la segunda posición sin aplicar energía a la bobina con
el fin de proporcionar el disparo mecánico.
Otro aspecto de la invención está dirigido a un
procedimiento para la refabricación de un extintor agotado. Un
contenedor de propelente agotado es desmontado de la botella de un
extintor. Se inserta un contenedor de propelente de repuesto en la
botella. Una cabeza de una válvula de descarga y una vara plegada
son desmontadas de un conjunto de la cabeza de descarga. La cabeza
de la válvula de descarga y la vara plegada son sustituidas por un
cabeza de repuesto que presenta una cara anterior que mira al
interior de la botella y una cara posterior opuesta; y una vara
plegable de repuesto. Una cantidad de fluido de agente extintor de
rellenado es suministrada a través de una válvula de rellenado al
interior de la botella.
El desmontaje de la cabeza de la válvula de
descarga y de la vara plegada del conjunto de la cabeza de descarga
puede implicar el desatornillar un cerramiento del extremo de la
cabeza de descarga de una abertura de un cuerpo de la cabeza de
descarga. El cerramiento del extremo de la cabeza de descarga puede
presentar un conector que inicialmente aloja un extremo posterior
de la vara plegada. La cabeza de la válvula de descarga y la vara
plegada pueden ser extraídas a través de la abertura. El cerramiento
del extremo de la cabeza de descarga puede ser remplazado de manera
que el conector aloje un extremo posterior de la vara plegable de
repuesto. El interior de la botella puede ser evacuado a través de
la válvula de llenado previamente al suministro de la cantidad del
fluido de agente extintor de rellenado.
Los detalles de una u más formas de realización
de la invención se exponen en las figuras adjuntas y la descripción
que sigue a continuación. Otras características, objetivos, y
ventajas de la invención resultarán evidentes a partir de la
descripción y las figuras, y a partir de las reivindicaciones.
La Figura 1 es una vista de un corte de sección
longitudinal de un extintor según los principios de la
invención.
La Figura 2 es una vista de un corte de sección
longitudinal del extintor de la Figura 1 con los gases de combustión
empezando a presurizar un agente extintor.
La Figura 3 es una vista de un corte de sección
longitudinal del extintor de la Figura 1 en una condición de
descarga en respuesta a dicha presurización.
La Figura 4 es una vista de un corte de sección
longitudinal del extintor de la Figura 1 durante el rellenado.
La Figura 5 es una vista de un corte de sección
longitudinal del extintor de la Figura 1 tras la rotura relacionada
con la seguridad de una válvula de asiento.
La Figura 6 es una vista del segundo extintor
según los principios de la invención.
La Figura 7 es una vista inferior del extintor
de la Figura 6.
La Figura 8 es una vista de un corte de sección
longitudinal del extintor de la Figura 6.
La Figura 9 es una vista de un corte de sección
longitudinal del extintor de la Figura 6 en una condición de
descarga.
La Figura 10 es una vista de un corte de sección
de un tercer extintor según los principios de la invención.
La Figura 11 es una vista de un tapón de
liberación de un generador de gas del extintor de la Figura 10 en
una posición cerrada.
La Figura 12 es una vista del tapón de
liberación del contenedor de gas en una posición abierta.
La Figura 13 es una vista parcial de un corte de
sección longitudinal de un iniciador de pistón.
La Figura 14 es una vista parcial de un corte de
sección longitudinal de un sistema de iniciación que utiliza un
pistón y un detonador.
Los números de referencia y las designaciones
similares en las diversas figuras hacen referencia a elementos
similares.
La Figura 1 muestra un extintor (20) que puede
montarse, de manera ventajosa, en un espacio confinado tal como una
cabina de pilotos de un avión, un compartimiento de la tripulación
de un vehículo armado, un compartimiento de almacenaje de munición
y similares. El extintor incluye un recipiente o botella (22) que
contiene un cuerpo de fluido de agente extintor (24). Un agente
extintor particularmente preferente es HFC-227ea
(CF_{3}CHFCF_{3}). La botella se extiende a lo largo de un eje
central longitudinal (500) desde un primer extremo (26A) hasta un
segundo extremo (26B). Preferentemente, la botella está orientada de
manera que el eje (500) está vertical, siendo el primer extremo
(26A) y el segundo extremo (26B), respectivamente, el extremo
superior y el extremo inferior. Preferentemente, la botella (22)
está realizada en metal, tal como la serie 4.000 de aleaciones de
acero, un acero que contiene molibdeno típicamente entre el 0,12% y
el 0,52% en peso con un contenido opcional de níquel y/o cromo, y
puede fabricarse mediante un procedimiento descrito más adelante. En
cada extremo (26ª, 26B) la botella presenta un cuello (28A, 28B)
respectivo con una abertura (30A, 30B) que se extiende al interior
de la botella (501). El cuello inferior 28B aloja un conjunto de la
cabeza de descarga (32). El cuello superior (28A) aloja un conjunto
del generador de gas (34). En una forma de realización preferente
que contiene aproximadamente cinco libras (2,27 kg) de
HFC-227ea, la botella presenta un diámetro
aproximado de aproximadamente entre 5 pulgadas y 6 pulgadas, entre
13 cm y 15 cm, y una longitud aproximada, extremo a extremo, de
aproximadamente entre 8 pulgadas y 10 pulgadas, entre 20 cm y 33
cm, lo que da una longitud total del extintor de aproximadamente
entre 11 pulgadas y 13 pulgadas, entre 28 cm y 33 cm. Estas
dimensiones pueden modificarse o escalarse adecuadamente para cada
aplicación particular.
El conjunto del generador de gas (34) incluye un
cartucho metálico cilíndrico recambiable (36) que contiene un
propelente químico (38) contenido en el interior de tubos que
presentan un pequeño orificio o abertura (34), no mostrados, donde
el resto del conjunto (34) sirve como un contenedor de cartucho.
Tras la combustión, el propelente químico produce grandes
cantidades de gases de combustión para presurizar el extintor.
Preferentemente, los gases de combustión son no combustibles. Los
propelentes ejemplares pueden consistir esencialmente de una mezcla
compactada de un combustible en polvo que contiene nitrógeno, un
oxidante en polvo, y preferentemente un refrigerante en polvo. El
refrigerante sirve para mantener la temperatura de los gases de
combustión suficientemente baja para evitar un grado de
vaporización o una descomposición térmica no deseados del agente
extintor y/o para mantener el agente extintor descargado desde el
extintor relativamente seguro para el contacto con los ocupantes
del vehículo. Un propelente particularmente preferente es fabricado
por Primex Aerospace Company (PAC) de Redmond, Washington bajo el
nombre comercial de FS01-40. Una cantidad preferente
de dicho propelente es aproximadamente de entre 0,1 g y 0,125 g por
cada gramo de HFC-227ea, o aproximadamente 0,25 g
por gramo de agente extintor con base de agua. Un cartucho
recambiable ejemplar que contiene el propelente
FS01-40 es fabricado por PAC como PAC parte Nº
33780-302.
FS01-40 es una mezcla que
consiste nominalmente de 21,9% de 5-aminotetrazola
(5-ATZ), 38,1% de nitrato de estroncio y 40,0% de
carbonato de magnesio, en peso. Tras la combustión, el
FS01-40 genera agua, nitrógeno y gases de dióxido
de carbono, así como también particulados de óxido de magnesio
(MgO), óxido de estroncio (SrO), carbonato de estroncio
(SrCO_{3}). El código de modelo termodinámico "PEP"
(NWC-TP-6037, Rev. 1, 1991) del
Centro de Guerra Naval y Aérea fue utilizado para calcular el
equilibrio de las composiciones de gases de escape para el
propelente FSO1-40. La salida del PEP consistía en
una tabulación de todas las principales especies de gases, líquidos
y/o sólidos de escape presentes en las condiciones de combustión en
equilibrio de 1.000 psi (6,9 Mpa) para la presión en la cámara:
\vskip1.000000\baselineskip
A estos componentes se debe añadir los
componentes particulados de SrO, SrCO_{3} y MgO. Puede haber un
nivel de error en los cálculos utilizados. Incluso con dicho error,
se observa que los tres componentes no inflamables claves
(CO_{2}, H_{2}O y N_{2}) representan más del 99% de los gases
de combustión, constituyendo los gases más reactivos (CO y H_{2})
menos del 1%. De esta manera, aunque las cantidades individuales de
los componentes no inflamables pueden no ser críticas por sí
mismas, sin embargo, su combinación total debería ser eficaz para
generar los gases de combustión, en su conjunto, no inflamables y
altamente eficaces para la extinción del fuego.
El cartucho (36) se monta, de manera que se
puede remplazar, en el interior de una camisa cilíndrica receptora
del cartucho o contenedor de cartucho (40). El contenedor (40) es
considerablemente simétrico en relación al eje longitudinal central
(500). A lo largo de la mayor parte de esta longitud, el contenedor
(40) presenta una parte superficial interior cilíndrica (42) para
contener lateralmente el cartucho (36). En su extremo superior, el
contenedor (40) presenta un reborde angular (44). Una parte roscada
exteriormente (46) del contenedor se encuentra justo debajo del
reborde. La parte roscada exteriormente está acoplada a una parte
roscada interiormente (48A) del cuello (28A) en la abertura (30A)
de manera que la superficie anular inferior (50) del reborde (44)
se apoya en una superficie del borde anular externa del cuerpo (52A)
del cuello superior (28A). Una junta tórica (54A) cercana a la
unión entre la superficie inferior (50) y a la parte roscada
exteriormente (46) sella el contenedor (40) a la botella (22). En
el extremo inferior de la parte interior del cilindro (42), una
placa del extremo o membrana (56) se extiende hacia dentro a una
abertura central (58) alrededor de la cual un cuello (60) se
extiende desde la placa del extremo (56). Una placa divisora de 6
brazos o separador (62) se mantiene sobre la superficie superior
(64) de la placa del extremo (56) y a su vez soporta la parte
inferior (65B) del cartucho (36). El extremo superior de la
camisa/contenedor (40) está sellado por una tapa o cubierta (66)
que presenta una parte roscada exteriormente (67) acoplada a una
parte roscada interiormente (68) del contenedor (40) que se
extiende hacia abajo desde el extremo superior del contenedor. Los
materiales ejemplares para la tapa y la camisa son los aceros de la
serie 4.000, tratados térmicamente y chapados, por ejemplo con
níquel, para resistencia a la corrosión. Una junta tórica (70)
alojada en una ranura que mira radialmente hacia fuera en una parte
inferior de la tapa (66) sella la tapa a la superficie interior del
contenedor. La tapa (66) a su vez presenta una abertura central
(72) que recibe un iniciador o detonador (74). Un detonador
ejemplar puede fabricarse según el estándar militar de Estados
Unidos I-23659. El detonador contiene una pequeña
carga explosiva (no mostrada) y derivaciones eléctricas para
conectar el detonador a un circuito de control externo. Cuando se
aplica un voltaje adecuado a las derivaciones, la carga explosiva es
activada. La activación de la carga explosiva causa la rotura de
una zona perforada del cartucho (36) permitiendo que el material
ardiente de la carga explosiva entre en el cartucho y active una
pequeña carga piloto (no mostrada) que a su vez activa el
propelente (38) en el cartucho. Tras la combustión del propelente
(38), la presión en el interior del cartucho se incrementa
dramáticamente. El contenedor (40) y la tapa (66) respectivamente
impiden la rotura de la pared lateral y la parte superior (65A) del
cartucho. Sin embargo, las partes no soportadas del fondo del
cartucho (65B) situadas entre las patas de la placa divisor (62) se
rompen ,por ejemplo, a un presión de rotura ejemplar de
aproximadamente 50 psi (0,34 Mpa), descargando los gases del
propelente hacia abajo entre las patas y en el interior de la parte
cilíndrica central (73) del contenedor en el cuello (60). Los gases
del propelente a continuación encuentran un asiento (90) de
liberación del generador de gas que normalmente sella una boca
biselada (92) cercana al extremo inferior del cuello (60). El
asiento (90) presenta una cabeza biselada (94) y un vástago tubular
(96) que se extiende desde la cabeza. El asiento (90) está alojado
en un contenedor de asiento con forma de copa (98) que comprende la
combinación, formada unitariamente, de una pared lateral cilíndrica
que se extiende verticalmente considerablemente (100) y una membrana
abierta centralmente (102) en el extremo inferior de la pared
lateral. Los materiales ejemplares para el asiento (90) y el
contenedor de asiento (98) son aceros intermedios o de bajo carbono,
preferentemente chapados para la resistencia a la corrosión. Una
parte superior de la pared lateral está roscada interiormente y está
acoplada a una parte superficial exterior roscada exteriormente del
cuello (60). El extremo inferior del vástago está acomodado en el
interior de la abertura de la membrana (102). La parte periférica
más externa de la cabeza (94) se encuentra en un acoplamiento
deslizante con la superficie interior de la pared lateral (100) de
manera que el contenedor del asiento (98) contiene el asiento (90)
para un movimiento recíproco vertical entre: una posición cerrada
que sella la boca (92); y una posición abierta descrita más
adelante. Un muelle de tipo espiral (110) rodea el vástago (96) y
es mantenido longitudinalmente bajo presión entre una superficie
inferior trasera (111) de la cabeza y una superficie superior (112)
de la membrana (102). De esta manera, el muelle (110) desvía el
asiento hacia su posición cerrada.
Tras la ignición, debido a que los gases del
propelente fluyen al interior del cuello (60), ejercen una presión
sobre la superficie superior (frontal) (113) de la cabeza del
asiento que rápidamente alcanza una presión de liberación y supera
la fuerza de desvío del muelle (110) y conduce el asiento hacia
abajo a una posición completamente abierta mostrada en la Figura 2
mientras que comprime el muelle (110). Se requerirá más fuerza de
compresión para mantener el muelle (110) comprimido en la posición
completamente abierta que cuando se abrió inicialmente. Un
intervalo de la presión de liberación ejemplar es aproximadamente
desde 100 psi (0,7 Mpa), presión a la que el asiento empieza a
abrir, hasta aproximadamente 500 psi (3,4 Mpa), presión a la que el
asiento es mantenido completamente abierto. Hay una serie de
aberturas radiales o puertos de flujo (114) en la pared lateral
(100) situada en la parte posterior de la cabeza de asiento (94)
cuando esta última se encuentra en su posición cerrada. Cuando la
cabeza del asiento se encuentra en su posición abierta, ésta ha
pasado suficientemente debajo de las extremidades superiores de los
puertos (114) para exponer los puertos a los gases de combustión y
permitir que los gases de combustión fluyan a través de los puertos
por una parte de un camino de flujo (250) al cuerpo del agente
extintor. Tras la exposición del agente extintor a los gases de
combustión, la presión en el interior de la botella se incrementa
dramáticamente. Otros mecanismos que proporcionan una fuerza
resistiva liberable, por ejemplo, un mecanismo de detención) pueden
remplazar la configuración de pasador de seguridad.
En la Figura 1 y la Figura 2 las características
del conjunto de la cabeza de descarga (32) se muestran en una
condición de predescarga. El conjunto presenta un cuerpo (120) con
un parte superior roscada exteriormente (122) acoplada a una parte
roscada interiormente (48B) del cuello inferior (28B). Justo debajo
de la parte superior (122) y extendiéndose radialmente hacia fuera
hay un reborde (124). La superficie superior (126) del reborde
(124) se apoya en la superficie del borde anular (52B) del cuello
inferior (28B). Una junta tórica (54B) alojada en el cuerpo en la
unión de la parte superior (122) y el reborde (124) proporciona un
sellado entre el cuerpo (120) y la botella. Una parte inferior
(128) del cuerpo se extiende desde el reborde (124). Una membrana
abierta centralmente (130) está situada en el extremo inferior de la
parte inferior (128). Un cuello (132) se extiende desde la membrana
(130). El conjunto de la cabeza de descarga funciona, inter
alia, como una válvula, con el cuerpo (120) alojando un asiento
(134) como el elemento de válvula. En su extremo superior, el
asiento (134) presenta una cabeza con forma de disco (136) desde la
que se extiende un vástago sólido (138). El extremo inferior del
vástago (138) se extiende a la abertura central de la membrana (130)
y el cuello (132). En su posición cerrada, el asiento (134) sella
el agente extintor en el interior de la botella. El sellado se
proporciona mediante una junta tórica (140) en una canal dirigido
radialmente hacia fuera (141) en una superficie lateral cilíndrica
(142) de la cabeza. La junta tórica sella la cabeza a una
superficie interior cilíndrica (144) en el extremo superior del
cuerpo (120). El asiento (134) está normalmente asegurado en su
posición cerrada. Esto se consigue mediante la presencia de un
pasador de seguridad (150) que se extiende a través de un orificio
transversal (152) en el cuello (132) y el orificio (154) coalineado
en el vástago. El pasador de seguridad (150) puede fijarse en su
sitio por ejemplo mediante una fijación por presión en el interior
del orificio (152). Dicha fijación por presión puede realizarse en
las dos partes radialmente opuestas del orificio (152) o sólo en
una de ellas. La presurización del interior del extintor causada por
los gases de combustión ejerce una gran fuerza hacia abajo sobre el
asiento (134) que es soportada inicialmente mediante la fuerza de
cizalladura del pasador de seguridad (150). Sin embargo, el tamaño
del pasador de seguridad (150) y su fuerza de cizalladura se
seleccionan de manera que el pasador de seguridad se romperá (debido
a la cizalladura) cuando la presión interior alcanza una presión
límite de descarga predeterminada. Una presión límite de descarga
ejemplar se encuentra en el intervalo de aproximadamente 300 psi
(2,1 Mpa) a aproximadamente 1.500 psi (10,3Mpa), siendo un
intervalo más preferente de 400 psi (2,8 Mpa) a 1.000 psi (6,9 Mpa)
y siendo una presión limite de descarga particularmente preferente
de aproximadamente 500 psi (3,4 Mpa). Los materiales ejemplares
para el cuerpo (120) y el asiento (134) son aceros de medio carbono,
preferentemente chapados para la resistencia a la corrosión.
Preferentemente, el asiento está endurecido en la zona cercana a su
extremo inferior para mejorar el acoplamiento con el pasador de
seguridad. De manera alternativa, el asiento puede contener un
cojinete endurecido para acoplar el pasador de seguridad.
Cuando el pasador de seguridad (150) se rompe,
el asiento (134) es conducido desde su posición normalmente cerrada
a una posición abierta (mostrada en la Figura 3) en la que el agente
extintor puede comunicar con el interior del cuerpo (120) y fluir
por una parte de un camino de flujo (522) a través de una salida del
extintor que, en la forma de realización ejemplar, está provista de
un conjunto boquilla (160) montado en una abertura lateral en la
parte inferior (128) del cuerpo (120).
El asiento (134) puede estar provisto con
características que impiden su movimiento por debajo de una posición
completamente abierta de la Figura 3. Como ejemplo de dicha
característica, en una posición intermedia a lo largo del vástago
hay un reborde (162) proyectado radialmente hacia fuera. El reborde
puede acoplarse a la membrana (130), bien directamente o mediante
una junta tórica (163) o un muelle de compresión suave (164)
(Figura 1) para impedir el movimiento del asiento (134) más allá de
la posición completamente abierta. Con el asiento (134) en su
posición completamente abierta, los gases de combustión pueden
conducir el agente extintor fuera a través de la boquilla (165) para
extinguir un fuego.
Una característica opcional es la provisión de
un cuerpo suplementario (166) (Figura 1) de un agente extintor
particulado, tal como bicarbonato sódico (NaHCO_{3}). El
bicarbonato sódico puede ser empaquetado en el conjunto boquilla
tal como se muestra o puede situarse aguas abajo del agente
extintor. Cuando el cuerpo suplementario está presente, es
conducido fuera del extintor mediante un flujo inicial del agente
extintor y los gases de combustión.
Conforme el agente extintor y los gases de
combustión son descargados, la presión en el interior del extintor
empezará, eventualmente, a caer de nuevo. En un punto en el que el
extintor ha descargado considerablemente toda su carga de manera
que la presión interna cae a un valor muy bajo, por ejemplo, del
orden de aproximadamente 10 psi (700 kPa) preferentemente
aproximadamente entre 5 psi y 20 psi (entre 300 kPa y 1,4 MPa) el
muelle (164) puede devolver el asiento a su posición cerrada. La
cabeza del asiento (138) y la superficie lateral (142) del cuerpo
pueden estar ligeramente biseladas o sino provistas con una
característica que impide el movimiento del asiento de descarga por
encima de su posición cerrada. De manera similar, el muelle (110)
devolverá el asiento de liberación del generador de gas a su
posición cerrada. En este punto, el extintor está preparado para la
refabricación.
Para refabricar el extintor, el pasador de
seguridad (150) roto puede ser conducido hacia fuera o desmontado y
sustituido por un pasador de seguridad nuevo. La tapa (66) puede
desmontarse del contenedor (40) tras lo cual el cartucho generador
de gas (36) gastado puede ser desmontado. El detonador (74) gastado
puede desmontarse de la tapa (66) y remplazarse con un detonador
nuevo. Para rellenar el extintor con agente extintor, la placa
divisora (62) puede ser desmontada y una sonda (170) (Figura 4)
puede ser insertada a través del contenedor (40). La sonda (170)
está formada como un tubo hueco que puede presentar un hombro
troncónico u otra característica para el sellado con una abertura
biselada (174) de la abertura (58) en la placa del extremo (56). Un
extremo inferior de la sonda (176) empuja el asiento (90) a una
posición abierta. Cerca de su extremo inferior, la sonda presenta
los puertos (178). El extintor puede ser evacuado a través de la
sonda. A continuación la sonda suministra el agente extintor a
través de sus puertos (178) y los puertos de flujo (114) del
extintor hasta que se ha suministrado una cantidad deseada de
agente extintor. A continuación, la sonda es retirada, tras lo cual
el asiento de liberación del generador de gas (90) es devuelto a su
posición cerrada mediante el muelle (110). La placa divisora es
remplazada y un cartucho de propelente nuevo (36) es insertado en el
contenedor (40). A continuación, la tapa (66) es atornillada de
nuevo en su posición y, si no está ya instalado, se instala el
detonador.
Cuando se compara con los extintores accionados
por propelentes que utilizan membranas rompibles para sellar una
salida del extintor, la utilización de una válvula, tal como la
presente válvula de siento, presenta un número de ventajas. Una
ventaja es la facilidad de refabricación de un extintor agotado. La
válvula puede hacerse recolocable sin grandes niveles de desmontaje
del extintor mientras que puede requerirse de un grado de
desmontaje significativo para remplazar una membrana. Además, la
válvula puede construirse para abrirse, de manera fiable, a una
presión límite de descarga relativamente elevada. Una membrana no
puede ser provista fácilmente con la misma combinación: de presión
límite de descarga elevada; y comportamiento consistente. La
presión límite de descarga elevada proporciona una utilización
relativamente eficiente del agente extintor y el propelente. Alinea
mejor, temporalmente, la descarga del agente extintor con la
combustión del propelente. De esta manera, la liberación inicial
del agente extintor por el extintor se liberará a una mayor presión
y por lo tanto será más eficazmente dispersado en la zona objetivo.
Además, la reacción de combustión procederá durante más tiempo
hasta la terminación de manera que quedará menos gas de combustión
después de que la cantidad final de agente extintor ha sido
descargada. Comparado con una membrana metálica rompible que
presenta una presión límite de descarga similar, la válvula
ilustrada puede implicar una menor generación de particulados,
potencialmente peligrosos y no deseados. Concretamente, una membrana
metálica rompible puede producir pequeños fragmentos metálicos tras
la rotura. Estos serán propulsados fuera del extintor y pueden herir
a los ocupantes del vehículo.
Otra ventaja de la configuración del extintor
ilustrado surge de la mezcla íntima de los gases de combustión y el
agente extintor que se consigue situando la salida, los puertos de
flujo (114), del generador de gas en el interior del cuerpo de
agente extintor. Muchos extintores utilizan los gases de combustión,
gases comprimidos, u otros medios de presurización para simplemente
exprimir el agente extintor fuera del extintor. Esto puede
conseguirse a menudo descargando los gases de combustión o los gases
comprimidos en el espacio de cabeza (504) sobre la superficie
superior (179) del cuerpo del agente extintor (Figura 1). También
puede conseguirse separando los gases de combustión o los gases
comprimidos del agente extintor por medio de una membrana, una
cámara de aire o similar. En la forma de realización ejemplar, los
puertos de flujo (114) están situados en el interior de la mitad
inferior de la distancia vertical entre el fondo del cuerpo fluido
en el asiento de descarga y la superficie superior del cuerpo
fluido. Más particularmente, en la forma de realización, los puertos
(114) están en el interior del tercio inferior de la distancia y
situados aproximadamente a un cuarto de esta distancia sobre el
fondo del agente extintor. De esta manera, a diferencia de los
sistemas existentes en los que los gases de combustión o los gases
comprimidos primero conducen considerablemente todos los agentes
extintores fuera del extintor y a continuación, si no están
separados del agente extintor, ellos mismos son propulsados, la
salida del extintor ejemplar es una mezcla del agente extintor con
los gases de combustión. Esto proporciona una dispersión ventajosa
del agente extintor y hace una utilización adicional de la capacidad
de extinción de los gases de combustión, que, tal como se ha
descrito anteriormente, pueden incluir vapor, dióxido de carbono y
nitrógeno.
La Figura 4 muestra una característica de
seguridad opcional que puede incorporarse en la válvula de asiento
de descarga. Una ranura anular (180) en la cara frontal (182) de la
cabeza del asiento de descarga (136) proporciona una zona de rotura
periférica debilitada (184). Particularmente cuando es utilizado en
aviones y vehículos militares, un extintor puede estar sujeto a
daños asociados con colisiones, impactos de artillería y similares.
Si dicho daño afecta al conjunto de la cabeza de descarga o si
obstruye el asiento de descarga, impidiendo que el asiento pueda
moverse a una posición abierta, la ignición del propelente causará
rápidamente que la presión en el interior del extintor exceda la
presión máxima que la botella puede resistir sin rotura. Si esta
presión de fallo o presión de rotura es excedida, la botella puede
explotar, dañando adicionalmente la estructura del vehículo y
potencialmente hiriendo o matando a los ocupantes del vehículo. Para
evitar dicho evento, la ranura (180) es dimensionada y posicionada
de tal manera que la zona de rotura periférica (184),
inmediatamente posterior a la ranura en la forma de realización
ilustrada, no tiene la fuerza suficiente para permanecer intacta
cuando la presión en el extintor excede una presión límite de
seguridad, inferior a la presión de fallo en un margen de seguridad
deseado. En la forma de realización ejemplar, cuando la presión
interna alcanza la presión límite de seguridad, la presión que actúa
sobre una parte periférica anular (186) de la cabeza (136) exterior
del cuerpo de la ranura (180) resulta suficiente para causar el
cizallamiento de la parte periférica de una parte interna (188) de
la cabeza (136) del interior del cuerpo de la ranura (180) y para
que sea conducida hacia abajo al cuerpo de la cabeza de descarga
(Figura 5). A continuación, la mezcla de agente extintor/gas de
combustión es liberada para que fluya alrededor de la parte interior
y para salir a través de la boquilla. De esta manera no solo se
evita una explosión sino que el extintor descarga en una manera
eficaz para la supresión del fuego. A modo de ejemplo, una presión
de rotura de la botella puede ser cercana a un intervalo de
aproximadamente 4.000 psi (28 Mpa) a aproximadamente 6.000 psi (41
MPa). La presión límite de seguridad será preferentemente de
aproximadamente 500 psi (3,4 Mpa) a aproximadamente 1.000 psi (6,9
Psa) o más, superior a la presión límite de descarga y puede ser, en
líneas generales, de aproximadamente el 50% de la presión de
rotura. Una presión límite de seguridad ejemplar es de
aproximadamente 1.000 psi (6,0 Mpa) a aproximadamente 2.000 psi (14
Mpa) pero preferentemente es inferior a aproximadamente 3.000 psi
(21 Mpa).
Otra ventaja de la configuración de la botella
ejemplar está asociada con el hecho de que la botella presenta
características similares en sus extremos superior e inferior. La
botella puede estar inicialmente formada de piezas superior e
inferior separadas. Cada una de las piezas superior e inferior
pueden estar inicialmente formadas idénticamente, tal como por
extrusión por impacto. Las dos piezas pueden experimentar además
procesos de mecanizado idénticos, tales como la formación de
roscados idénticos para recibir respectivamente el conjunto del
generador de gas y el conjunto de descarga. A continuación, las dos
piezas se unen en una soldadura a lo largo de plano transversal
central 502 (Figura 1) para formar la botella. Mediante la formación
intercambiable de las piezas superior e inferior, los costes de
fabricación son reducidos. Opcionalmente, este principio puede ser
utilizado de otras maneras. Por ejemplo, si se proporcionan piezas
de dos longitudes diferentes pero cada una con características
similares para recibir el conjunto de la cabeza de descarga o el
conjunto generador de gas, entonces estas dos piezas diferentes
pueden ser combinadas en tres diferentes combinaciones para
producir tres diferentes tamaños de extintor. Puede formarse un
extintor pequeño utilizando dos de las piezas más pequeñas para las
partes superior e inferior de la botella; puede fabricarse una
botella de gran tamaño utilizando dos de las mayores piezas para
las piezas superior e inferior de la botella; y una botella de
tamaño intermedio puede ser fabricada utilizando una pieza de cada
tamaño. Como una opción adicional, el tamaño de la botella puede
controlarse mediante la interposición de una camisa de una longitud
determinada entre las dos piezas idénticas y soldando dicha camisa a
cada pieza.
Las Figuras 6 a 8 muestran un extintor
alternativo (200). El extintor incluye una botella (201), boquilla
(202), y un cuerpo de agente extintor (203) que pueden ser similares
a los del extintor (20). Un conjunto de la cabeza de descarga (204)
sirve como una válvula de salida. El conjunto de la cabeza de
descarga presenta un cuerpo (206) con un extremo superior roscado
exteriormente que es recibido por el cuello inferior de la botella.
El cuerpo (206) presenta un puerto/canal superior (208) en su
extremo superior en comunicación fluida continua con el interior de
la botella. El cuerpo presenta un puerto inferior roscado
interiormente coalineado (210) que recibe una tapa roscada
exteriormente (212). El cuerpo (206) presenta un par de puertos
transversales roscados internamente coalineados (214A, 214B) que
respectivamente reciben la boquilla (202) y una segunda tapa (215)
que, para economizar los costes de fabricación, puede estar formado
de manera idéntica a la primera tapa (212). El cuerpo y las tapas
están preferentemente realizados en un acero de bajo carbono que
puede estar chapado para la resistencia a la corrosión. Un elemento
de válvula está provisto de una cabeza de válvula (216) normalmente
soportada por una vara plegable (218). Preferentemente la cabeza
está realizada en metal o en acero de bajo carbono mientras que la
vara está realizada en un acero de alto carbono. La válvula presenta
una cara anterior (220) que mira hacia el interior de la botella y
una cara posterior opuesta (222) que mira hacia una cámara de
salida (224). Una superficie lateral aproximadamente cilíndrica
(226) de la cabeza (216) está situada concéntricamente en el
interior de un cuello (228) del cuerpo (206) que forma una salida
para el agente extintor. En la posición cerrada de la Figura 8, la
cabeza (216) está sellada al cuello (228) mediante una junta tórica
acomodada en un canal en la superficie lateral (226). Aguas arriba,
el movimiento longitudinal de la cabeza (216) más allá de la
posición cerrada es impedido mediante la cooperación de un reborde
(230) aguas abajo, que se proyecta radialmente hacia fuera desde la
superficie lateral (226), con un hombro aguas abajo (232) del
cuello. El movimiento aguas abajo de la cabeza es impedido mediante
la fuerza de compresión de la vara (218) que tiene un extremo aguas
arriba acomodado en un compartimiento ciego que se extiende aguas
arriba de la cara posterior (222) de la cabeza (216) y un extremo
aguas abajo acomodado en un compartimiento ciego similar en la tapa
(212).
El extintor (200) también incluye un conjunto
del generador de gas desechable (240). El conjunto (240) incluye un
cuerpo metálico con una primera pieza (242) y una segunda pieza
(244). Una parte superior roscada exteriormente (246) del
cuerpo/primera pieza (242) es recibida en el cuello superior de la
botella. El extremo superior de la primera pieza está formado por
una membrana abierta centralmente que aloja un detonador (248). El
detonador puede mantenerse en posición tal como se muestra. Un
cartucho de propelente o una bombona (250) contenida en un conjunto
del generador de gas (240) puede ser similar al del extintor (20).
La segunda pieza (244) puede ser capturada en una parte de la
camisa de la primera pieza (242) y ser mantenida en posición para
retener la bombona (250) en el interior del conjunto generador de
gas. Una superficie anular superior de la segunda pieza contacta y
soporta la superficie inferior de la bombona. Un canal longitudinal
central (252) se extiende desde el extremo superior de la segunda
pieza (244). Cercana al extremo superior del canal (252) la cabeza
(254) de un asiento de liberación del generador de gas inicialmente
sella el canal. La cabeza tiene una superficie anterior (256) que
mira hacia la bombona y una superficie posterior (257) desde la que
se extiende un vástago (258).
En su cara anterior (256), la cabeza incluye un
reborde (260) que se proyecta radialmente hacia fuera acomodada en
una parte avellanada del canal (252) y que coopera con una
superficie frontal del avellanado para impedir el movimiento hacia
abajo, aguas abajo, de la cabeza. El vástago (258) se extiende a
través de una abertura (264) en un extremo inferior de la segunda
pieza y, en su extremo inferior distal presenta una protuberancia
(265) que coopera con el extremo inferior de la segunda pieza para
impedir el movimiento hacia arriba del asiento de liberación del
generador de gas. El asiento de liberación del generador de gas está
realizado en metal mediante un mecanizado de roscas, formándose la
protuberancia después del montaje con la segunda pieza. Una serie
de puertos transversales (270) establecen comunicación entre el
canal (252) y la parte del interior de la botella exterior al
conjunto del generador de gas.
Durante el funcionamiento, el detonador (248) es
utilizado para realizar la ignición del propelente en la bombona
(250). La combustión del propelente incrementa la presión en el
interior del conjunto del generador de gas ejerciendo una fuerza
hacia abajo, aguas abajo, sobre la cabeza (256). Inicialmente, la
cooperación del reborde (260) de la segunda pieza (244) resiste la
fuerza. Cuando la presión en el interior del generador de gas
alcanza una presión límite de liberación del generador de gas, por
ejemplo, aproximadamente 500 psi (3,4 MPa) o, en líneas generales
entre 400 psi (2,8 Mpa) y 1.000 psi (6,9 Mpa) y la fuerza aplicada a
la cabeza alcanza una fuerza límite asociada, el resto de la cabeza
es cizallado del reborde y conducido hacia abajo a la posición
abierta de la Figura 9. Esto abre una parte del camino (540) a
través del canal (252) desde la bombona (250) y fuera del puerto
(270) permitiendo que los gases de combustión comuniquen con el
agente extintor (203) y lo presuricen. La presurización del agente
extintor ejerce una presión y una fuerza crecientes sobre la cabeza
(216). Cuando esta presión excede una presión límite de descarga,
tal como la del extintor (20) de la Figura 1, se producirá un fallo
de la vara (218), por ejemplo mediante un colapso o un plegado,
permitiendo que la cabeza (216) sea conducida aguas abajo a una
posición abierta tal como la mostrada en la Figura 9. Una serie de
clavijas transversales (280) mantienen la cabeza en la cámara de
salida e impiden que pase a la boquilla (202) o que bloquee el
flujo hacia la boquilla (202). A continuación, la mezcla de gas de
combustión y agente extintor fluye a través del conjunto de la
cabeza de descarga a lo largo de la parte del camino de flujo
(542).
Para refabricar el extintor (200), el conjunto
del generador de gas (240) es desatornillado de la botella y
desechado. El conjunto de la cabeza de descarga puede
desatornillarse de manera similar o puede mantenerse en su sitio.
La tapa (212) es desatornillada y la vara plegada (218) y la cabeza
(216) son desmontadas. Aunque la cabeza (216) puede ser
reutilizada, también puede ser desechada ya que puede haberse dañado
durante el plegado de la vara. A continuación, el extintor
preferentemente es limpiado y una cabeza de repuesto y una vara de
repuesto son insertadas y la tapa (212) es atornillada de nuevo en
su sitio. Un conjunto del generador de gas de repuesto (240) es
atornillado en su sitio. Una válvula de rellenado (282) montada en
un puerto transversal roscado en el cuerpo (206) aguas arriba del
cuello (228) es a continuación utilizado primero para evacuar el
aire del extintor y posteriormente para rellenar el extintor con
agente extintor. Una válvula de rellenado ejemplar se describe en
el estándar militar de Estados Unidos 28889-2. Un
beneficio del conjunto del generador de gas desechable es que
resulta particularmente eficaz para la utilización de un detonador
relativamente barato tal como los utilizados como iniciadores en
los airbag de los automóviles en vez del iniciador milspec, más
caro. Ejemplos de tales iniciadores son el iniciador LCI de Quantic
Industries, Inc. de San Carlos, California y productos de Special
Devices, Inc. de Newhal, California. Estos dispositivos se
diferencian del iniciador milspec, inter alia, en que son
mucho más baratos, típicamente con cuerpos de plástico no
roscados.
La Figura 10 muestra una forma de realización de
un extintor (300) que incluye un conjunto del generador de gas
alternativo (302). El resto de los detalles del extintor (300)
pueden ser similares a los de los extintores (20, 200) o
diferentes. El conjunto (302) puede utilizar una bombona de
propelente (304). Un conjunto contenedor para contener la bombona
incluye un cuerpo 306 cuyo extremo superior incluye una parte
roscada exteriormente (308) en el cuello superior de la botella. El
extremo superior abierto del cuerpo está sellado mediante un
cerramiento roscado exteriormente (310) acoplado a una parte del
cuerpo roscada interiormente y que aloja un detonador (312) similar
al detonador (248) del extintor (200). Una superficie inferior del
cerramiento (310) acopla y retiene un extremo superior de la
bombona (304) mientras que un extremo inferior de la bombona está
soportado mediante un hombro anular en el cuerpo (306). Debajo del
extremo inferior de la bombona, el cuerpo está sellado mediante una
tapa de liberación de presión roscada exteriormente (316) acomodada
en el interior de un cuello roscado interiormente (318) del cuerpo.
Debajo del cuello (318) hay una serie de puertos de salida
transversales (320). La tapa (316) incluye una canal longitudinal
central (322) que se extiende desde su extremo superior con reborde
a su extremo inferior. El extremo inferior está inicialmente sellado
por una tapa (324). El material ejemplar para la tapa es una
aleación de cobre-níquel, una aleación de níquel o
latón. La Figura 11 muestra más detalles de la tapa ejemplar (316).
La tapa (324) está formada como una solapa con una parte raíz que
se extiende longitudinalmente (326) y una parte membrana que se
extiende transversalmente (328). La parte raíz (326) está asegurada
de manera relativamente robusta al cuerpo (330) de la tapa, por
ejemplo mediante una soldadura, una soldadura fuerte o una robusta
unión soldada. Un material ejemplar para el cuerpo es un acero de
bajo carbono, preferentemente chapado para la resistencia a la
corrosión o posiblemente con un baño de cobre para mejorar la
soldabilidad. La membrana (328) está asegurada de manera
relativamente frágil al cuerpo (330), por ejemplo mediante una
unión de soldadura o de soldadura fuerte entre la parte inferior de
la membrana y un borde (332) en el extremo inferior del cuerpo en el
extremo inferior de la tapa (Figura 12). Tras la combustión del
propelente, los gases de combustión en el contenedor de cartucho
ejercen presión sobre la superficie aguas arriba de la membrana
(328). Cuando esta presión alcanza una presión de liberación del
generador de gas, por ejemplo, aproximadamente 500 psi (3,4 MPa) o,
más generalmente, entre 400 psi y 1.000 psi (entre 2,8 MPa y 6,9
MPa), la presión y la fuerza ejercidas sobre la membrana (328) es
capaz de romper la relativamente frágil unión permitiendo que la
solapa se deforme de su condición cerrada (Figura 11) a su
condición abierta (Figura 12) mientras que la unión robusta impide
que la solapa se separe. Esto abre el camino desde la bombona hasta
el agente extintor permitiendo que los gases de combustión fluyan a
través de los puertos de salida (320) y causen la descarga de una
manera similar a la que ocurre en los extintores (20, 200).
Para refabricar el extintor (300), la
tapa/cerramiento (310) que aloja el iniciador agotado es
desatornillada y desechada. La bombona de propelente agotada es
desmontada y también la tapa de liberación del generador de gas
(316), por ejemplo mediante la utilización de una llave de tubo, y
ambas son desechadas. Una nueva tapa de liberación es atornillada
en su sitio y una nueva bombona es insertada. Un cerramiento de
repuesto que aloja un iniciador de repuesto es atornillado en su
sitio. El conjunto de la cabeza de descarga puede ser abordado y el
rellenado puede realizarse de una manera similar a la del extintor
(200). Como con las otras formas de realización, las etapas de
fabricación son ejemplares y pueden ser modificadas.
Durante el funcionamiento, los iniciadores deben
estar eléctricamente acoplados a la fuente de alimentación.
Preferentemente, los iniciadores están acoplados a un sistema de
control que recibe la potencia mediante el bus de alimentación del
vehículo. El sistema de control puede estar basado en un
microprocesador y puede incluir uno o más detectores, por ejemplo,
detectores de infrarrojos. Tras la detección de una condición de
fuego, el sistema de control dispara el iniciador y de esta manera
dispara la descarga el extintor. Opcionalmente, pero de manera
preferente, el sistema de control puede recibir una entrada
adicional de un ocupante del vehículo, por ejemplo mediante un
interruptor, para disparar el iniciador. El sistema de control puede
incluir o estar asociado con una o más fuentes de alimentación
auxiliares , por ejemplo, baterías de seguridad, en caso de
interrupción de la alimentación del bus de alimentación del
vehículo. Otra opción es proporcionar un sistema de disparo
alimentado de manera independiente, en paralelo con el sistema de
control. Este sistema adicional podría proporcionar un
accionamiento manual en caso de un fallo de la alimentación del
vehículo. Ejemplos de esto son las configuraciones de batería e
interruptores, disparadores piezoeléctricos y similares.
Sistemas de iniciación opcionales pueden
remplazar los iniciadores de tipo detonador, por ejemplo, con un
sistema cebador de pistón. Una construcción ejemplar de medios de
disparo de un cebador de pistón se muestra en US Navy Mechanical
Actuated Initiator JAU-25.A, que es utilizado para
iniciar el lanzamiento en paracaídas en un avión. En dicho sistema,
un mango u otro accionamiento es utilizado para retirar una barra de
accionamiento accionada por muelle acoplada mediante un fiador a
una clavija de disparo. La liberación del fiador permite que la
clavija de disparo golpee al cebador, iniciando el tren explosivo.
Dicho sistema puede ser adaptado para el accionamiento manual y
automático del extintor. La Figura 13 muestra dicho iniciador (400)
que puede ser utilizado en vez de un iniciador de tipo detonador,
tal como el mostrado en la Figura 1. El iniciador presenta un
cuerpo (402) con un extremo aguas abajo roscado (404) para permitir
que el iniciador sea atornillado, de manera que se pueda desmontar,
en un contenedor de cartucho de propelente o similar. Un cebador de
percusión tipo copa (406) está contenido en el interior de un
elemento fijo (408) en el extremo aguas abajo del cuerpo. Una
clavija de disparo (410) está desviada mediante un muelle (412) en
una dirección aguas abajo, es decir, hacia el cebador. La clavija
de disparo (410) está acoplada mediante un fiador (414) a una barra
de accionamiento (416). Un solenoide (418) está montado en el
extremo aguas arriba del cuerpo. El solenoide incluye una bobina
(420) para la que una parte central de la barra (416) sirve como
émbolo asociado. Un conector eléctrico (422) puede acoplar el
solenoide al sistema de control y un conector mecánico (424) en la
barra de accionamiento (416) puede acoplar la barra de
accionamiento a un mango de empuje u otro accionamiento manual. La
Figura 13 muestra una posición inicial de la barra de accionamiento
y de la clavija de disparo en la que el muelle (412) está
comprimido, todavía la clavija de disparo se mantiene alejada del
cebador mediante la cooperación de la barra de accionamiento con un
tope (426) fijado en relación al cuerpo. La barra de accionamiento
puede ser retirada mediante la aplicación de energía a la bobina
mediante el sistema de control o mediante el empuje manual del
mango de empuje, es decir, en la dirección que se aleja
longitudinalmente del cebador (406) desde la posición inicial
mostrada en la Figura 13. Inicialmente, la retirada de la barra de
accionamiento retira la clavija de disparo, comprimiendo
adicionalmente el muelle. Eventualmente, la barra será retirada a
una posición en la que el fijador (414) se libera, permitiendo que
el muelle conduzca a la clavija de disparo hacia delante,
independientemente de la barra de accionamiento. Sin el impedimento
de la cooperación de la barra de accionamiento con el tope, la
clavija de disparo procede más allá de su posición inicial hasta que
impacta el cebador, causando la ignición de la carga de cebo y, por
lo tanto, la carga de propelente en el extintor.
Otro sistema para proporcionar la iniciación
manual y automática del extintor es mostrada, más esquemáticamente,
en la Figura 14. Un conjunto (440) puede estar montado en el
interior de un conjunto contenedor de cartucho o, por ejemplo, un
cerramiento (442) del mismo que puede ser similar al
cerramiento/tapa (66) de la Figura 1. Un bloque o cuerpo (444)
presenta un extremo inferior abierto centralmente roscado en la
abertura de la tapa y define un canal con forma de "y" que se
extiende hacia arriba desde la abertura central. Una rama de la
"y" recibe un detonador (446) mientras que la otra rama de la
"y" recibe un sistema de iniciación de tipo cebador de
percusión, tal como un sistema que incluye un cebador (448), una
clavija de disparo (450) y un muelle (452) acoplado a un
accionamiento tal como un anillo de empuje (454) mediante una unión
tal como un cable de rotura o un mecanismo fiador (456). El
detonador (446), por ejemplo, similar al detonador (74), está
acoplado a un sistema de control para el accionamiento automático
del extintor mientras que el anillo de empuje (454) proporciona el
accionamiento manual. El detonador y/o el cebador pueden ser
remplazados en la refabricación del extintor si fue utilizado para
iniciar la combustión del propelente.
Se han descrito una o más formas de realización
de la presente invención. Sin embargo, debería entenderse que
pueden realizarse diversas modificaciones sin alejarse del alcance
de la invención, tal y como se reivindica. Por ejemplo, muchas de
las características de las formas de realización ilustradas pueden
recombinarse para producir otras formas de realización o pueden ser
adaptadas para la utilización con diversas construcciones de
extintor, agentes extintores, propelentes y similares existentes. De
esta manera, otras formas de realización se encuentran dentro del
alcance de las reivindicaciones siguientes.
Claims (16)
1. Extintor (20) que comprende:
- una botella (22) que presenta un interior;
- un agente extintor (24) contenido en la botella cuando el extintor se encuentra en una condición de predescarga;
- una fuente (34) de gas para presurizar el agente extintor por lo menos cuando la botella se encuentra en una condición de descarga;
- una salida, a través de la cual el agente extintor es descargado cuando el extintor se encuentra en la condición de descarga; y
- una válvula que presenta un elemento de válvula (134) con una posición cerrada que sella la salida y una posición abierta que permite la descarga del agente extintor a través de la salida, siendo el elemento de válvula desplazable desde la posición cerrada a la posición abierta en respuesta a una presión en el interior de la botella que excede una presión límite de descarga, tras lo cual el extintor pasa a la condición de descarga y descarga el agente extintor a través de la salida,
- en el que:
- el elemento de válvula comprende un asiento que presenta:
- una cabeza (136); y
- un vástago (138) conectado a la cabeza,
- caracterizado porque
- la cabeza presenta una superficie anterior que mira hacia el interior de la botella y una cara posterior opuesta desde la que el vástago se extiende a lo largo del eje del asiento;
- la válvula comprende un elemento de cierre (150) que en la condición de predescarga tiene una primera parte acoplada al asiento y una segunda parte fija en relación a la botella y que durante la condición de predescarga el elemento de cierre transmite una fuerza al asiento que mantiene el asiento en la posición cerrada y, en respuesta a la presión en el interior de la botella que excede la presión límite de descarga el elemento de cierre se rompe, tras lo cual la presión en el interior de la botella conduce el asiento a la posición abierta y el extintor pasa a la condición de descarga; y
- la fuente de gas (34) comprende una carga de propelente químico.
2. Extintor según la reivindicación 1 que
comprende además un muelle de retorno de válvula (164) que desvía el
asiento hacia la posición cerrada, siendo el muelle de retorno capaz
de devolver el asiento desde la posición abierta a la posición
cerrada cuando el agente extintor ha sido considerablemente
descargado del extintor.
3. Extintor (200; 300) que comprende:
- una botella (201) que presenta un interior;
- un agente extintor (203) contenido en la botella cuando el extintor se encuentra en una condición de predescarga;
- una fuente (240;302) de gas para presurizar el agente extintor por lo menos cuando la botella se encuentra en una condición de descarga;
- una salida, a través de la cual el agente extintor es descargado cuando el extintor se encuentra en la condición de descarga; y
- una válvula que presenta un elemento de válvula (216) con una posición cerrada que sella la salida y una posición abierta que permite la descarga del agente extintor a través de la salida, siendo el elemento de válvula desplazable desde la posición cerrada a la posición abierta en respuesta a la presión en el interior de la botella que excede una presión límite de descarga, tras lo cual el extintor pasa a la condición de descarga y descarga el agente extintor a través de la salida,
\newpage
caracterizado porque el elemento de
válvula comprende:
- una cabeza (216) que presenta una cara anterior que mira hacia el interior de la botella y una cara posterior opuesta; y
- un vara plegable (218) entre la cabeza y un cuerpo de válvula; y
- la fuente de gas (240; 302) comprende una carga de propelente químico.
4. Extintor según la reivindicación 3 en el que
durante la condición de predescarga, cuando la presión en el
interior de la botella es inferior a la presión de descarga, la
compresión axial de la vara es capaz de resistir el movimiento hacia
atrás de la cabeza y mantiene la cabeza en la posición cerrada y, en
respuesta a la presión en el interior de la botella que excede la
presión límite de descarga, la vara se pliega mediante un bucle,
tras lo cual la presión en el interior de la botella conduce la
cabeza a la posición abierta y el extintor pasa a la condición de
descarga.
5. Extintor (20) que comprende:
- una botella (22) que se extiende desde un primer extremo a un segundo extremo, opuesto al primer extremo, teniendo la botella una presión de fallo;
- un agente extintor contenido en la botella cuando el extintor se encuentra en una condición de predescarga;
- una fuente de gas para presurizar el agente extintor por lo menos cuando la botella se encuentra en una condición de descarga; y
- una salida, a través de la cual el agente extintor es descargado cuando el extintor se encuentra en la condición de descarga;
- un asiento que presenta:
- una cabeza (136); y
- un vástago (138) conectado a la cabeza,
en el que la cabeza presenta una cara anterior y
una cara posterior opuesta desde la que el vástago se extiende a lo
largo del un eje del asiento, teniendo el asiento una posición
cerrada que normalmente sella la salida y una posición abierta que
permite la descarga del agente extintor a través de la salida y
caracterizado porque la cabeza presenta una zona de rotura
preferente (184) que, una vez que la presión interna en el extintor
excede una presión límite de seguridad se rompe para permitir la
descarga del agente extintor desde el extintor, reduciendo la
presión interna e impidiendo que la presión interna se incremente
hasta un margen de seguridad de dicha presión de rotura; y
la fuente de gas comprende una carga de
propelente químico.
6. Extintor según la reivindicación 5 en el
que:
- la zona de rotura preferente se encuentra cerca de una ranura anular (180) en la cabeza de manera que tras la rotura una parte periférica anular (186) de la cabeza se separa de una parte central (188) de la cabeza.
7. Extintor según la reivindicación 5 o la
reivindicación 6 en el que:
- la cara anterior de la cabeza mira hacia el interior de la botella;
- la fuente de gas comprende una carga de propelente químico que, tras la ignición eleva la presión interna; y
- durante el funcionamiento normal el asiento puede desplazarse desde la posición cerrada a la posición abierta en respuesta a la presión en el interior de la botella que excede una presión límite de descarga, inferior a dicha presión límite de seguridad, tras lo cual el extintor pasa a la condición de descarga y descarga el agente extintor a través de la salida.
8. Extintor según las reivindicaciones 5, 6 o 7
en el que la presión límite de seguridad se encuentra en el
intervalo de aproximadamente 6,9 MPa (1.000 psi) y aproximadamente
13,8 MPa (2.000 psi) y la presión limite de descarga se encuentra en
el intervalo de aproximadamente 2,1 MPa (300 psi) y aproximadamente
10,3 MPa (500 psi).
9. Extintor según las reivindicaciones 5, 6 o 7
en el que la presión límite de seguridad se encuentra entre
aproximadamente 6,9 MPa (1.000 psi) y aproximadamente 20,7 MPa
(3.000 psi).
\newpage
10. Extintor que comprende:
- una botella que presenta un interior,
- un agente extintor contenido en la botella cuando el extintor se encuentra en una condición de predescarga;
- un cartucho recambiable (304); y
- un conjunto contenedor de cartucho para contener el cartucho y que presenta:
- un primer extremo montado en una abertura en un extremo superior de la botella;
- un segundo extremo inmerso en el agente extintor cuando el extintor se encuentra en la condición de predescarga;
- un cerramiento (310), que cierra el primer extremo;
- caracterizado porque el cartucho recambiable contiene una carga de propelente químico, y el conjunto contenedor de cartucho presenta además:
- un detonador (312) montado en el cerramiento para realizar la ignición del propelente; y
- una tapa de liberación del generador de gas (316) que inicialmente sella un camino entre el cartucho y el agente extintor y que comprende:
- un cuerpo metálico abierto centralmente (330); y
- un miembro solapa metálico (324) inicialmente asegurado al cuerpo metálico por lo menos en parte mediante una unión seleccionada de entre el grupo que consiste de una soldadura fuerte o una unión soldada;
- en el que, tras la combustión del propelente, la presión aplicada sobre la solapa por los gases de combustión emitidos por el propelente es capaz de romper la unión para permitir a la solapa asumir una posición en la que dicho camino se encuentra abierto y los gases de combustión pueden comunicar con el agente extintor y presurizarlo; y
- una salida, a través de la cual el agente extintor es descargado en respuesta a la presurización del agente extintor.
11. Extintor según la reivindicación 10 en el
que previamente a la combustión del propelente la solapa presenta
una primera parte que se extiende transversalmente (328) asegurada
mediante dicha unión al cuerpo y una segunda parte que se extiende
longitudinalmente (326) asegurada al cuerpo mediante una segunda
unión, siendo dicha segunda unión seleccionada de entre el grupo que
comprende una soldadura fuerte, una soldadura y una unión
soldada.
12. Extintor (200) que comprende:
- una botella que presenta un interior;
- un agente extintor contenido en la botella cuando el extintor se encuentra en la condición de predescarga; y
- un conjunto del generador de gas (240) que presenta:
- una carga de propelente químico;
- un cuerpo con, por lo menos, una pieza y que presenta:
- un primer extremo montado en una abertura en un extremo superior de la botella;
- un segundo extremo inmerso en el agente extintor cuando el extintor se encuentra en la condición de predescarga;
- un iniciador (248) para realizar la ignición del propelente; y
- un asiento de liberación del generador de gas que inicialmente sella un camino entre el propelente y el agente extintor y que comprende:
- una cabeza (254) con una superficie anterior (256) que mira hacia el propelente y una superficie posterior (257) y con una parte perimetral (260) acoplada al cuerpo; y
- un vástago (258) que se extiende en la parte posterior desde la cabeza;
- en el que, tras la combustión del propelente, la presión aplicada sobre la cabeza por los gases de combustión emitidos por el propelente es capaz de romper la cabeza para separar un resto del asiento de liberación del generador de gas de la parte perimetral y permitiendo que el resto asuma una posición en la que dicho camino está abierto y que los gases de combustión comuniquen con el agente extintor y lo presuricen; y
- una salida, a través de la cual el agente extintor es descargado en respuesta a la presurización del agente extintor.
13. Extintor según la reivindicación 12 en el
que dicho movimiento durante la condición de predescarga del asiento
de descarga hacia el propelente es impedido mediante la interacción
de una protuberancia (265) en un extremo distal del vástago con el
cuerpo del conjunto del generador de gas cerca de una abertura a
través de la cual pasa el vástago.
14. Procedimiento para la refabricación de un
extintor descargado que comprende:
- desmontar un contenedor de propelente agotado de la botella del extintor;
- insertar un contenedor de propelente de repuesto en la botella;
- desmontar una cabeza de válvula de descarga y una vara plegada del conjunto de la cabeza de descarga;
- remplazar la cabeza de la válvula de descarga y la vara plegada con:
- una cabeza de repuesto con una cara anterior que mira hacia el interior de la botella y una cara posterior opuesta; y
- una vara plegable de repuesto; y
- suministrando una cantidad de rellenado del fluido de agente extintor a través de una válvula de rellenado al interior de la botella.
15. Procedimiento según la reivindicación 14 en
el que:
- el desmontaje de la cabeza de válvula de descarga y la vara plegable del conjunto de la cabeza de descarga comprende:
- desatornillar un cerramiento del extremo de la cabeza de descarga de una abertura de un cuerpo de la cabeza de descarga, teniendo el cerramiento del extremo de la cabeza de descarga un conector que inicialmente aloja un extremo posterior de una vara plegada; y
- extrayendo la cabeza de válvula de descarga y la vara plegada a través de la abertura; y
- la sustitución de la cabeza de válvula de descarga y la vara plegada comprende la sustitución del cerramiento del extremo de la cabeza de descarga, de manera que el conector aloja un extremo posterior de la vara plegable de repuesto.
16. Procedimiento según la reivindicación 14 o
la reivindicación 15 que comprende además:
- la evacuación del interior de la botella a través de la válvula de llenado previamente al suministro de la cantidad del fluido agente extintor de rellenado.
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