ES2305432T3

ES2305432T3 - Elemento de valvula.

Info

Publication number: ES2305432T3
Application number: ES03700118T
Authority: ES
Inventors: Goran Sundholm; Harry Metzger
Original assignee: Marioff Corp Oy
Current assignee: Marioff Corp Oy
Priority date: 2002-01-17
Filing date: 2003-01-16
Publication date: 2008-11-01
Anticipated expiration: 2023-01-16
Also published as: HK1068565A1; RU2004124936A; NO329049B1; JP4272531B2; FI20020089A; US7143775B2; CN1610571B; AU2003201428B2; CA2469251A1; EP1465707A1; JP2005514184A; DK1465707T3; FI20020089A0; US20050011552A1; FI113155B; ATE394143T1; KR20040097989A; MY130371A; EP1465707B1; TWI310442B

Abstract

Elemento de válvula (3, 6, 10), que comprende una carcasa, por lo menos una entrada y por lo menos una salida, un paso que conecta la entrada y la salida, por lo menos un disco de ruptura (disco frangible) (13, 35, 63) o un equivalente, el cual, cuando está intacto, cierra el paso de la entrada a la salida, y un elemento de pistón (15, 36, 65) provisto de un elemento perforador o similar para perforar el disco de ruptura, caracterizado porque la biela (16, 38, 66) del elemento de pistón está montada de manera estanca contra la pared del espacio cilíndrico, porque el elemento de pistón (15, 36, 65) está provisto de un paso (17, 39, 67) para un medio de presión, extendiéndose axialmente dicho paso a través del elemento de pistón desde un primer lado hasta un segundo lado, formando, dicho paso que conduce a través del pistón, una parte del paso del medio de presión después de que se haya perforado el disco de ruptura (13, 35, 63), y porque el área de sección transversal de la biela de pistón es menor que la superficie del pistón.

Description

Elemento de válvula.

Antecedentes de la invención

La presente invención se refiere a un elemento de válvula según se define en el preámbulo de la reivindicación 1, el cual comprende una carcasa, por lo menos una entrada y por lo menos una salida, un paso que conecta la entrada y la salida, y por lo menos un disco de ruptura (disco frangible) o un elemento equivalente, el cual, cuando está intacto, cierra el paso de la entrada a la salida, y un elemento de pistón provisto de un elemento perforador o similar para perforar el disco de ruptura.

A partir de la memoria del documento DE 2635076 A se conoce un dispositivo correspondiente al tema de la invención. Uno de los inconvenientes de esta solución es que el elemento perforador es devuelto a su posición original por la acción de la presión, de manera que un trozo del disco de ruptura que se pueda haber desprendido del mismo por la acción de perforación puede bloquear parcialmente el paso y formar por lo tanto un obstáculo para el flujo del medio de presión. Adicionalmente, el elemento perforador debe atravesar completamente el disco de ruptura para producir un orificio del tamaño deseado en el disco. Si, por alguna razón, el movimiento de perforación se ejecuta de forma incompleta, el mismo no producirá un orificio del tamaño deseado.

El objetivo de la presente invención es alcanzar un tipo de solución completamente nuevo que posibilite la evitación de los inconvenientes de los dispositivos de la técnica anterior. El objetivo de la invención es crear un aparato fiable que se pueda utilizar especialmente en aplicaciones de extinción de incendios.

El aparato de la invención se refiere a un elemento de válvula según la reivindicación 1.

El aparato de la invención está caracterizado asimismo por los aspectos que se exponen en las reivindicaciones 2 a 6.

La solución de la invención presenta numerosas ventajas significativas. El paso a través del pistón garantiza que dicho pistón será presionado eficazmente hacia el disco de ruptura después de que el disco haya sido perforado, incluso en los casos en los que en el lado opuesto del disco de ruptura predomine una presión mayor que en el lado de la combinación pistón-perforador. La solución de la invención es a prueba de fugas y fiable. Al conseguir que el canal formado a través del elemento de pistón sea una parte del paso correspondiente al medio de presión, se logra un paso que tiene un diámetro constante en todas las circunstancias.

Breve descripción de las figuras

A continuación, se describirá detalladamente la invención a partir de un ejemplo y haciendo referencia a los dibujos adjuntos, en los que

la Fig. 1 presenta una forma de realización del aparato de la invención,

la Fig. 2 presenta un elemento de válvula según la invención,

la Fig. 3 presenta otro elemento de válvula según la invención, y

la Fig. 4 presenta un tercer elemento de válvula según la invención.

Descripción detallada de la invención

La Fig. 1 es una representación esquemática de un sistema de presión en el cual es posible utilizar los elementos de válvula según la invención. El sistema comprende por lo menos dos fuentes de presión 4, 4', conectadas en paralelo, que, en la solución representada por la figura, constan de cuatro depósitos de presión 4, 4' cada una de ellas. Adicionalmente, el sistema comprende por lo menos una primera fuente de presión 1, y unos medios para abrir un paso de comunicación desde la primera fuente de presión 1 a una red de presión 2, que se comunica con una primera fuente de presión 4. Los medios para abrir un paso de comunicación comprenden un primer elemento de válvula 10, que está dispuesto entre la primera fuente de presión 1 y la red de presión 2. Cuando el primer elemento de válvula 10 se abre, por ejemplo, activado por un sistema de control 7 ó manualmente, la presión en la red 2 aumenta. Esta situación tiene el efecto de abrir los segundos elementos de válvula 3, que están dispuestos por lo menos en el paso 5 entre la primera fuente de presión 4 y la red 2. Después de que la presión en la red 2 se haya elevado hasta un nivel suficiente, se abrirá un tercer elemento de válvula 6 a una presión preestablecida.

Como la presión en la red 2 está aumentando, se abre un paso desde una segunda fuente de presión 1' a un cuarto elemento de válvula 20. Esto mantiene cerrada la conexión con el segundo ramal 2' de la red de presión hasta que la presión en la primera red de presión 2 haya caído a un valor predeterminado. Después de esto, la presión en la segunda red 2' aumenta, con el resultado de que los elementos de válvula 3 conectados a por lo menos una segunda fuente de presión 4' abren un paso 5' hacia la segunda red de presión 2'. El tercer elemento de válvula 6 no se abre hasta que la presión en la segunda red de presión 2' haya alcanzado un valor predeterminado.

En la Fig. 2 se presenta una vista más detallada del primer elemento de válvula 10. El dispositivo comprende una carcasa 11 que tiene una entrada conectable a una fuente de presión y una salida conectable a una línea de salida. Entre la entrada y la salida se proporciona un disco de ruptura 13 (disco frangible) que, cuando está intacto, cierra el paso de la entrada a la salida. El dispositivo comprende también unos medios para perforar el disco de ruptura 13. Estos medios constan de una combinación de cilindro-pistón en la cual el pistón 15 comprende un elemento perforador 14 formado sobre el primero, preferentemente en el lado de la biela 16. El pistón 15 se ha dispuesto de manera que se puede mover en el interior de un espacio cilíndrico 12 entre una primera posición, en la que el elemento perforador 14 formado en la biela 16 se encuentra en el lado de salida en relación con el disco de ruptura 13, y una segunda posición, en la que el elemento perforador se extiende, por lo menos parcialmente, hacia el lado de entrada en relación con el disco de ruptura 13. El pistón está provisto de por lo menos una cavidad 17 que se extiende a través del pistón 15, preferentemente desde el elemento perforador 14 hasta el lado opuesto del pistón 15 de manera que, después de que se haya perforado el disco de ruptura 13, se forma un paso desde el lado de entrada al lado de salida. En la punta del elemento perforador o en la proximidad de la misma se ha formado por lo menos una abertura 18 que se extiende hacia la cavidad 17, formando de este modo una parte del paso para el medio de presión después de que se haya perforado el disco de ruptura 13. Preferentemente, el espacio cilíndrico está provisto de una parte de camisa 110 que tiene una abertura que se extiende en la dirección axial del pistón, quedando la biela montada de forma sustancialmente estanca para moverse en la abertura. El disco de ruptura 13 está montado de forma estanca contra la camisa 110 y queda apretado por medio de un acoplamiento de entrada 101. Además, el dispositivo comprende unos medios de accionamiento para accionar la combinación pistón-perforador. La forma de realización ilustrada en la Fig. 2 está provista tanto de un elemento de accionamiento manual como de un elemento de accionamiento automático. La solución manual comprende un volante de mano 106, que, después de retirar una chaveta 107, se puede girar para moverlo axialmente hacia el pistón 15 según el paso de la rosca 108. El movimiento axial es transmitido por un separador 111 hacia la superficie del pistón 15 encarada en la dirección opuesta con respecto al elemento perforador, provocando de este modo que el perforador se mueva hacia el disco de ruptura 13. Una vez que el volante de mano se ha girado suficientemente, la punta del perforador perforará el disco de ruptura, permitiendo de este modo que el medio de presión fluya a través de las aberturas 18 y la cavidad 17 hacia el lado de salida. A continuación, el medio de presión se introduce en el lado de salida 102 del pistón 15, en el que la superficie del pistón es mayor que el área de sección transversal de la biela, con el resultado de que el pistón 15 es movido por la acción de la presión hacia el disco de ruptura hasta que es detenido por la camisa 110. De este modo, incluso un pequeño orificio en el disco de ruptura 13 es suficiente para provocar que el perforador 14 penetre en el disco de ruptura a través de un área correspondiente a la sección transversal del perforador.

Un segundo elemento de accionamiento está diseñado para funcionar por control remoto, con lo cual el elemento de válvula se activará por medio de una señal de control. La señal de control se suministra a través de unos medios de transmisión 8, tales como unos conductores, típicamente desde un sistema de control. La señal de control provoca que el pistón del elemento de accionamiento se mueva hacia el pistón 15. En un caso preferido, el elemento de válvula comprende una pieza de conexión 109 situada entre el elemento de accionamiento 105 y el pistón 15, y provista de perforaciones 112 u orificios de escape similares para permitir un paso más sencillo del medio de presión desde el canal 17 a través del espacio cilíndrico 12 y el canal 113 hasta la salida. Preferentemente, el elemento de accionamiento 105 es un dispositivo accionado eléctricamente en el que una corriente de control hace detonar una carga explosiva en el elemento de accionamiento, provocando de este modo que el pistón del elemento de accionamiento sea empujado fuertemente. El elemento de accionamiento se puede conectar a un sistema de control, de modo que el dispositivo se puede usar, por ejemplo, en conexión con equipos de extinción de incendios, de manera que el impulso que activa al elemento de accionamiento 105 es recibido desde detectores de incendios y/o detectores de humo (no representados).

En la forma de realización presentada en la figura, el elemento de válvula 10 comprende también una segunda salida 103 especialmente con fines relacionados con la descarga. A esta segunda salida es posible conectarle, por ejemplo, un elemento de válvula (no representado) que, cuando el elemento de válvula se encuentra en un estado de disponibilidad, descarga cualquier presión de fuga aunque queda cerrado para presiones elevadas.

Se dispone también de un segundo canal de descarga 104 que conduce al exterior desde el espacio cilíndrico 12 para garantizar que el pistón se pueda mover hacia el disco de ruptura sin quedar obstruido por el medio de presión entre el pistón y el disco de ruptura, ya que el medio de presión se puede dejar salir del espacio a través del segundo canal de descarga 104.

De este modo, el primer elemento de válvula 10 es preferentemente una válvula de activación usada para activar un sistema accionado con un medio de presión.

Después de la activación del primer elemento de válvula 10, en la primera línea 2 entra presión a través de la salida. De este modo, la presión en la línea se eleva, y los segundos elementos de válvula 3 abren un paso desde la fuente de presión 4 hacia la primera línea 2. Los segundos elementos de válvula 3 comprenden una carcasa 31, una primera conexión 32 con la línea 5, una segunda conexión 33 con la fuente de presión, una cámara cilíndrica 34 y un disco de ruptura 35, el cual está dispuesto de manera que, mientras está intacto, cierra el paso entre la primera y la segunda conexiones. El dispositivo comprende asimismo unos medios para perforar el disco de ruptura 35. Estos medios constan de una combinación de cilindro-pistón en la que el pistón 36 comprende un elemento perforador 37 formado sobre el primero, preferentemente en el lado de la biela 38. El pistón 36 se ha dispuesto para poder moverse en el espacio cilíndrico 34 entre una primera posición, en la que el elemento perforador 37 formado en la biela 38 se encuentra en el lado de la primera conexión 32 en relación con el disco de ruptura 35, y una segunda posición, en la que el elemento perforador 37 se extiende, por lo menos parcialmente, hasta el lado de la segunda conexión 33 en relación con el disco de ruptura 35. El pistón está provisto de por lo menos una cavidad 39 que se extiende a través del pistón, preferentemente desde el elemento perforador 37 hasta el lado opuesto del pistón de manera que, después de que se haya perforado el disco de ruptura 35, se forma un paso desde el lado de la segunda conexión hasta el lado de la primera conexión. En la punta del elemento perforador o en la proximidad de la misma se ha formado por lo menos una abertura 40 que se extiende hacia la cavidad 39, formando de este modo una parte del paso para el medio de presión después de que se haya perforado el disco de ruptura 35, o por lo menos facilitando la entrada del medio de presión en la cavidad 39. Como la presión en la línea está aumentando, el elemento de pistón se mueve hacia el disco de ruptura y la punta del elemento perforador penetra en el disco de ruptura. El medio de presión proveniente de la fuente de presión 4 se puede propagar a través de la segunda conexión y pasando por el paso formado por el orificio realizado en el disco de ruptura y la cavidad del elemento de pistón para salir a través de la primera conexión y la línea 5 hacia la línea 2. A continuación, el medio de presión entra en el lado del pistón 36 enfrentado hacia la primera conexión, en donde la superficie 41 del pistón es mayor que el área de sección transversal de la biela, con el resultado de que el pistón 36 es movido por la acción de la presión hacia el disco de ruptura 35 hasta que el mismo queda detenido por la camisa 42. De este modo, incluso un pequeño orificio en el disco de ruptura 35 es suficiente para conseguir que el elemento perforador 37 penetre en el disco de ruptura a través de un área correspondiente a la sección transversal del perforador. El disco de ruptura y el elemento perforador, y las fuerzas aplicadas a los mismos, están adaptados unos con respecto a otros de manera que el disco de ruptura será perforado por lo menos parcialmente por el elemento perforador a una presión deseada. De este modo, el segundo elemento de válvula 3 es preferentemente una válvula de cierre de la segunda fuente de presión, que es abierta por un impulso de presión recibido desde la primera fuente de presión.

Para elevar la presión en la línea 2 hasta un nivel suficiente, la misma se puede dotar de un tercer elemento de válvula 6. Este elemento de válvula está provisto también de un disco de ruptura diseñado para ser perforado, preferentemente por medio de una combinación de pistón-perforador, después de que la presión en el lado de entrada se haya elevado hasta un nivel suficiente. El dispositivo comprende una carcasa 61 y un espacio cilíndrico 62 con una entrada 68 desde la línea 2 y una salida 69. Entre la entrada y la salida se ha dispuesto por lo menos un disco de ruptura 63 que, cuando está intacto, cierra el paso entre la entrada y la salida. En el espacio cilíndrico se ha montado un elemento de pistón 65 en el lado de entrada del disco de ruptura, estando provisto dicho elemento de pistón de un elemento perforador 64 formado preferentemente en la biela 66. En la forma de realización ilustrada en la Fig. 4, el disco de ruptura 63 está montado de forma estanca entre una parte de acoplamiento 70 diseñada para conectar el elemento de válvula con la línea 2 y una camisa 71 proporcionada en la carcasa. Cuando la presión en el lado de entrada alcanza un valor predeterminado, el elemento perforador con por lo menos una abertura 78 perforará el disco de ruptura, abriendo de este modo un paso desde el lado de entrada al lado de salida, preferentemente a través de una cavidad 67 formada en el pistón.

En todas las formas de realización descritas anteriormente, la biela 16, 38, 66 correspondiente al elemento de pistón está montada de forma estanca contra la pared del espacio cilíndrico, de manera que típicamente el medio de presión únicamente puede fluir a través del paso proporcionado a través del pistón.

El disco de ruptura está diseñado preferentemente para resistir presiones y diferencias de presión elevadas. Las presiones activas se encuentran típicamente por encima de 30 bares, preferentemente, por encima de 70 bares. Las presiones incluso pueden tener un valor de hasta 300 bares. Preferentemente, el disco de ruptura comprende una parte más fina en el área a la cual se aplica la acción del elemento perforador en la situación de activación.

Los elementos de válvula según la invención se pueden aplicar especialmente en relación con sistemas de extinción de incendios, especialmente, en relación con un aparato de extinción de incendios que haga uso de agua nebulizada a alta presión. El medio de presión puede ser gas, líquido o una mezcla de gas y líquido.

Es evidente para los expertos en la materia que la invención no se limita a las formas de realización descritas anteriormente, sino que la misma puede variar dentro del alcance de las reivindicaciones que se presentan a continuación.

Claims

1. Elemento de válvula (3, 6, 10), que comprende una carcasa, por lo menos una entrada y por lo menos una salida, un paso que conecta la entrada y la salida, por lo menos un disco de ruptura (disco frangible) (13, 35, 63) o un equivalente, el cual, cuando está intacto, cierra el paso de la entrada a la salida, y un elemento de pistón (15, 36, 65) provisto de un elemento perforador o similar para perforar el disco de ruptura, caracterizado porque la biela (16, 38, 66) del elemento de pistón está montada de manera estanca contra la pared del espacio cilíndrico, porque el elemento de pistón (15, 36, 65) está provisto de un paso (17, 39, 67) para un medio de presión, extendiéndose axialmente dicho paso a través del elemento de pistón desde un primer lado hasta un segundo lado, formando, dicho paso que conduce a través del pistón, una parte del paso del medio de presión después de que se haya perforado el disco de ruptura (13, 35, 63), y porque el área de sección transversal de la biela de pistón es menor que la superficie del pistón.

2. Elemento de válvula según la reivindicación 1, caracterizado porque el elemento perforador (14, 37, 64) está provisto de por lo menos una abertura (18, 40, 68) que se extiende desde la superficie externa del elemento de pistón hasta el paso (17, 39, 67) que conduce a través del elemento de pistón.

3. Elemento de válvula según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque el dispositivo comprende unos medios (105, 106) para accionar el elemento de pistón.

4. Elemento de válvula según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el elemento de válvula comprende asimismo unos medios manuales (106) y/o automáticos (105) para accionar el elemento de pistón.

5. Elemento de válvula según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el elemento de válvula (10) es una válvula de activación para la activación de un sistema de medio de presión.

6. Elemento de válvula según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el elemento de válvula (3) es la válvula de cierre de una segunda fuente de presión, y porque el mismo se abre mediante un impulso de presión recibido desde una primera fuente de presión.