ES2617710T3 - Sistema, en particular contra incendios, con válvulas - Google Patents

Sistema, en particular contra incendios, con válvulas Download PDF

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ES2617710T3 ES05820488.4T ES05820488T ES2617710T3 ES 2617710 T3 ES2617710 T3 ES 2617710T3 ES 05820488 T ES05820488 T ES 05820488T ES 2617710 T3 ES2617710 T3 ES 2617710T3
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Abstract

Una válvula (6, 6', 6") destinada a ser utilizada en una red a presión con una parte aguas arriba (2) y una parte aguas abajo (2'), que comprende medios de regulación capaces de mantener una presión diferente entre la parte aguas arriba y la parte aguas abajo, dichos medios que son capaces, por una parte, de compensar dicha presión aguas abajo si ésta disminuye mientras permanece superior a un valor de consigna que utiliza la presión de la parte aguas arriba y, por otra parte, de abrir dicha válvula completamente si la presión aguas abajo disminuye por debajo de dicho valor de consigna, dichos medios de regulación que comprenden un pistón (10) en un cilindro (8), caracterizada por que el cilindro está unido a la parte aguas abajo (2') por un paso (16) que comprende un estrangulador (9), la posición relativa del pistón en relación con el paso (16) que determina si la válvula está en modo de compensación o modo completamente abierta.

Description

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DESCRIPCION
Sistema, en particular contra incendios, con valvulas Campo de la invencion
La presente invencion se refiere al campo de las valvulas, en particular las valvulas para sistemas contra incendios, pero igualmente las valvulas utilizadas en el campo medico, por ejemplo, en los sistemas de inyeccion y dosificacion de medicamentos, de regulacion de presion, tratamiento de la sangre, etc.
Estado de la tecnica
Los sistemas contra incendios del tipo rociador son bien conocidos en el estado de la tecnica. Estos sistemas se utilizan como sistemas de extincion automatica de incendios. Permiten el riego rapido del lugar donde se produce el fuego gracias a un desencadenamiento sensible al calor. Tan pronto como la temperatura ha alcanzado un cierto valor (tlpicamente del orden de 68°C), la cabeza del rociador revienta y el agua riega el lugar en cuestion. La eficacia de tales sistemas esta reconocida y se utilizan de forma muy corriente.
Entre los sistemas conocidos, el documento US 2983280 A (sobre el que esta basado el preambulo de la reivindicacion 1) describe una valvula destinada a ser utilizada en una red a presion con una parte aguas arriba y una parte aguas abajo, que comprende medios de regulacion capaces de mantener una presion diferente entre la parte aguas arriba y la parte aguas abajo. El sistema descrito es conocido por no dejar pasar mas que cantidades de llquido relativamente bajas.
Entre los sistemas conocidos, el documento DE2703004 A describe un sistema de red segun el preambulo de la reivindicacion 5.
Otros sistemas conocidos estan descritos en el documento DE 27 03 049 A1. Se trata de un sistema de red para combatir el fuego, que comprende una alimentacion de llquido a presion, una valvula de retencion, una red general unida por un lado a la valvula y por otro lado a varias ramas cada una unida a al menos un elemento desencadenador sensible a un parametro predeterminado, y un elemento que proporciona un fluido a presion en dicha red general. El elemento desencadenador permite abrir la red y ponerla a la presion atmosferica. Esta puesta a la presion atmosferica abre la valvula de retencion de manera que permita el llenado la red y de sus ramas por el llquido hasta el elemento desencadenador en el que la union entre cada rama y la red se hace a traves de una valvula que permite no llenar las ramas.
Existen tres tipos principales de instalaciones de rociadores que son los siguientes:
-) los sistemas con agua: los mas baratos y los mas eficaces. El conducto esta permanentemente lleno de agua a presion. Cuando una cabeza de rociador revienta, el agua brota inmediatamente y permite una extincion rapida del fuego;
-) las instalaciones de espuma;
-) las instalaciones de aire: funcionan segun un principio similar a los sistemas con agua, pero se las utiliza cuando los conductos estan sometidos a congelacion y en consecuencia se llenan de aire a presion en lugar de agua.
La principal desventaja es el tiempo de llegada del agua al rociador.
Un tipo de sistema rociador convencional que funciona con aire se representa de forma esquematica en la figura 1. Por un lado, el agua llega a una presion del orden 16 bares y se detiene por una valvula de retencion a presion diferencial 1. Al otro lado de la valvula de retencion 1, los conductos 2, 2', 2”, 2”' estan a presion de aire, a alrededor de 1,5 a 4 bares. La presion de aire se mantiene en el valor deseado entre la valvula 1 y las cabezas de los rociadores 3', 3”, 3”' (que estan bajo la forma de grupos) por un compresor 4, que permite compensar las perdidas debidas a las fugas. El funcionamiento en caso de incendio es el siguiente: cuando una cabeza de rociador 3 revienta, su apertura permite al aire a presion presente en los conductos 2, 2', 2”, 2”' escaparse por la cabeza. La presion del aire, debido a su calda, llega a ser insuficiente para mantener la valvula de retencion 1 en posicion cerrada. Con su apertura, la valvula 1 permite la llegada de agua en los conductos 2, 2', 2”, 2”' y el riego del fuego detectado. Una alarma unida a los diferentes grupos de rociadores permite localizar con precision el grupo del origen de la alarma y, en consecuencia, el lugar del incendio.
Las normas de seguridad actuales exigen agrupar los rociadores 3 (con una superficie maxima de 5'000 m2 por grupo) con el fin de poder determinar de forma precisa la ubicacion del siniestro. El unico metodo conocido hasta la fecha es el empleo uso de un nuevo agregado hidroneumatico para cada grupo de rociadores 3', 3”, 3”'. Si la ubicacion en la que esta montado un sistema contra incendios comprende varias plantas, tambien es necesario multiplicar todos los agregados hidroneumaticos.
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El precio de un grupo tal puede alcanzar los 10.000 CHF - y mas, en funcion de la configuration del edificio a asegurar, de numerosos conductos que se tiran en paralelo a fin de alcanzar las diferentes ubicaciones previstas. Ademas, el numero de agregados complica igualmente las tareas de control que hace falta efectuar de forma regular en este genero de instalaciones, y aumentan las fuentes de problemas potenciales.
Ademas, el conjunto de redes secundarias 2, 2', 2”, 2"' unidas a un agregado hidroneumatico y su valvula 1 deben ser llenadas completamente antes de que la presion sea maxima en el grupo de rociadores en cuestion, lo que ocasiona una perdida de tiempo debido a la dimension de tales instalaciones, un retardo que puede ser crltico cuando se combate un incendio, una situation en la que los primeros minutos, incluso segundos, son capitales. A este efecto, las normas oficiales definen igualmente el tiempo maximo permitido para que el agua alcance el grupo de rociadores 3', 3”, 3”' el mas alejado de la valvula de retention 1.
Otro problema al que no se hace frente, en los sistemas de aire, es el del tiempo que tarda el aire en escaparse de la red durante un arranque de fuego. En efecto, si se tienen en cuenta las longitudes de tales redes, es necesario trabajar con una presion lo mas baja posible en la parte de la red que se encuentra aguas abajo de la valvula de retencion 1 para minimizar este tiempo de escape. Para resolver este problema, se ha anadido una especie de acelerador de escape bajo la forma una valvula al final de la red. Esta valvula hace el sistema mas complejo y necesita una orden particular. Ademas, la totalidad de la red seguira llenandose de agua, una situacion que no se mejora desde este punto de vista con respecto a los sistemas sin aceleradores de escape.
Finalmente, en tales redes de conductos que pueden alcanzar varios kilometros con numerosos codos y empalmes, se encuentra siempre enfrentado a perdidas de presion en la parte aguas abajo con respecto a la valvula de retencion 1. Para compensar estas perdidas y mantener la presion manteniendo cerrada la valvula de retencion 1, se utiliza un compresor 4, que inyecta aire a presion en la red cuando esto sea necesario (ver la figura 1).
Exposicion general de la invencion
El objeto de la invencion es mejorar los sistemas conocidos y superar los inconvenientes mencionados anteriormente.
Mas particularmente, la invencion busca proponer un sistema contra incendios de aire que sea mas eficaz que los sistemas conocidos, sin dejar de tener un coste aceptable.
En un plano mas general, un objeto de la invencion es proporcionar un sistema que encuentra una aplicacion en diferentes campos tecnicos, ademas del campo de los sistemas contra incendios, en particular el campo medico.
Una idea de la invencion es proceder a una subdivision de la red aguas abajo de la valvula de retencion de agua en varias subredes, cada subred que esta aislada por una valvula especlfica, lo que permite bloquear la llegada de agua a las partes de la red en las que no es necesario, de lo que resulta un rendimiento aumentado.
Otra idea de la invencion es proponer una valvula intermedia tal, que sea capaz, a la vez, de compensar las perdidas de presion en la red, pero tambien de abrirse completamente cuando se detecta un fuego.
La invencion se describe en mas detalle a continuation por medio de ejemplos ilustrados por las figuras anexas a la presente solicitud.
Breve descripcion de los dibujos
La figura 1 muestra un diagrama esquematico de una instalacion contra incendios segun el estado de la tecnica.
La figura 2 muestra un diagrama esquematico de una instalacion contra incendios segun la presente invencion.
La figura 3 muestra un diagrama esquematico de la valvula segun la invencion.
Las figuras 4 y 4A ilustran el sistema segun la invencion en reposo.
Las figuras 5 y 5A ilustran el sistema segun la invencion armado listo para funcionar.
Las figuras 6 y 6A ilustran el sistema segun la invencion en compensation.
Exposicion detallada de la invencion
La figura 1 ya se ha descrito anteriormente en relation con el estado de la tecnica.
En la figura 2, se ha representado el diagrama esquematico de una instalacion contra incendios segun la invencion. En esta instalacion, se encuentra una alimentation de agua 5 (tlpicamente a una presion del orden de 16 bares), que esta bloqueada por una valvula de retencion 1. Aguas abajo de esta valvula 1, se encuentra una valvula intermedia 6, 6', 6” en cada red secundaria 2', 2”, 2”' de la red 2 que lleva a un grupo de rociadores 3', 3”, 3”'. Para mantener la valvula 1 cerrada mientras que los grupos de rociadores 3', 3”, 3”' no se tocan por un incendio, el aire se
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mantiene bajo presion en las redes secundarias 2, 2', 2”, 2”' por un compresor 4. Tlpicamente, este aire esta a una presion del orden de 1,5 a 4 bares.
Para compensar las perdidas de presion entre la valvula 1 y las valvulas de 6', 6”, 6”', se utiliza el compresor 4, de forma clasica. En cambio, en los conductos de las redes secundarias 2', 2”, 2”' no hay compresor particular a este efecto, debido al coste demasiado importante que este entrana. Asl, la valvula segun la invention es capaz de compensar las perdidas de presion que se producen en las ramas 2', 2”, 2”' de la red, entre las valvulas 6, 6', 6” y los grupos de rociadores 3', 3”, 3”'.
La presion que se mantiene entre las valvulas 6, 6', 6” y los grupos de rociadores 3', 3”, 3”' es tlpicamente del orden de 0,5 a 3 bares. En cambio, la presion que se mantiene entre la valvula 1 y las valvulas 6, 6', 6” es tlpicamente del orden de 1,5 a 4 bares, por lo tanto, superior en 1 bar a la indicada anteriormente.
El funcionamiento de las valvulas 6', 6”, 6”', que son identicas, y de sus ordenes se explica en mas detalle en relation con la figura 3 y el ejemplo ilustrado a tltulo no limitativo en las figuras 4 a 6, respectivamente 4A, 5A y 6A.
En estas figuras 3 a 6, 4A a 6A, los elementos que ya se han sido descrito anteriormente con respecto a las figuras 1 y 2 conservan referencias identicas. Se encuentra, por lo tanto, el conducto 2 (lado aguas arriba) que llega de un lado de la valvula 6 y el conducto 2' que parte del otro lado de la valvula 6 (lado aguas abajo). En estas figuras, se encuentra igualmente el mecanismo que permite la compensation de las fugas aguas abajo de la valvula 6.
Este mecanismo comprende en particular una valvula 7 de tres vlas correspondientes a tres posiciones A, B y C, unidas por un lado al conducto 2' y por el otro a un cilindro 8 a traves de un estrangulador 9. El cilindro comprende un piston 10 que acciona la valvula 6 (permitiendo, por tanto, abrirla o cerrarla) y un resorte 11 que empuja el piston 10 hacia el lado izquierdo de la figura en el cilindro 8.
El cilindro 8 ademas esta unido al conducto 2' por un conducto de puesta en servicio 12 que comprende un anti retorno 13, y que permite el escape sin retardo de la presion del piston.
Para este sistema, se llega a compensar las perdidas de presion en el conducto aguas abajo 2' utilizando la presion superior presente en el conducto aguas arriba 2 de la forma expuesta a continuation.
La position A de la valvula 7 (ver las figuras 3, 4 y 4A) corresponde a la position de reposo en la que se puede efectuar el vaciado de la instalacion. La valvula V2 es una valvula de purga. Ella purga el conducto de todas las impurezas aguas arriba antes de enviar la presion en la valvula segun la invencion.
En la posicion B (ver las figuras 3, 5 y 5A), se ejecuta la puesta en servicio de la instalacion. Al comienzo de este procedimiento, como se representa en la figura 4, no hay sobrepresion con respecto a la presion atmosferica (1 bar), todos los valores de presion indicados en la presente solicitud que son, por otro lado, presiones relativas (que se ajustan a la presion atmosferica normal). Asl, el piston 10 es empujado al fondo (a la izquierda en la figura 4 o a la derecha en la figura 4A) del cilindro 8 por el resorte 11. En esta posicion, un medio de accionamiento 14 (por ejemplo, una varilla) actua sobre la valvula 6 para abrirla. La puesta en marcha del compresor 1 inyecta aire a presion en la red 2, a traves de la valvula 6 (que esta abierta), en la red 2' hasta los rociadores 3', 3”, 3”'. El aire a presion pasa tambien a traves de la valvula 7 (en posicion B) y en el conducto 12 y llena el cilindro 8 delante del piston 10 por el paso 15. Se mantiene esta configuration de la valvula 7 y este modo de funcionamiento a fin de volver a poner el piston 10 a lo alto del cilindro 8 (hacia la derecha en la figura 5 o la izquierda en la figura 5A), comprimiendo el resorte 11. Al final de la puesta en servicio, el sistema esta armado y listo para entrar en funcionamiento.
Tan pronto como el piston ha superado el segundo paso 16 que esta unido al estrangulador 9, se puede pasar al modo de funcionamiento estandar que permite la compensacion que corresponde a la posicion C de la valvula 7.
El modo de funcionamiento en compensacion se representa en las figuras 6 y 6A. El volumen en el cilindro 8 que se encuentra delante del piston 10 (a la izquierda en la figura 6 o a la derecha en la figura 6A) permite regular la posicion del piston 10 y en consecuencia la apertura de la valvula 6. De hecho, al final de la puesta en servicio, toda la parte aguas abajo de la valvula esta en equilibrio a la misma presion (P2 en la figura), que esta predeterminada. Las fugas van a hacer disminuir la presion en los conductos 2' y 12 (por el anti-retorno 13) de forma correspondiente la presion va a disminuir en el volumen del cilindro por el escape de aire a traves del paso 15. Esta disminucion en el volumen va a permitir al resorte 11 hacer desplazar el piston 10 hacia la izquierda (figura 6) o hacia la derecha (figura 6A) lo cual tendra por efecto abrir la valvula 6. Por supuesto, estos desplazamientos son de pequenas amplitudes puesto que se crean por las fugas en la red a presion de aire.
Estando la valvula 6 ligeramente abierta, el aire que se mantiene a una presion de superior a alrededor de 1 bar aguas arriba de la valvula 6, con la ayuda del compresor 4 va a escaparse del conducto 2' a traves de la valvula 6. Este aire que no puede entrar en el volumen del cilindro por el paso 15 a causa del anti-retorno 13, en cambio va a pasar a traves de la valvula 7 y del estrangulador 9 para entrar finalmente en el volumen del cilindro 8 y volver a poner el piston 10 atras (hacia la derecha en la figura 6 o hacia la izquierda en la figura 6A), lo que tiene por efecto
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volver a cerrar la valvula 6. De esta forma, se pueden compensar las perdidas de presion en la red que esta aguas abajo de la valvula 6, y sin anadir un compresor, pero utilizando el que actua sobre el conducto aguas arriba 2.
El estrangulador 9 tiene un efecto retardador por que impide al sistema volver al equilibrio inmediatamente y permite asegurar un buen cierre de la valvula 6 utilizando el volumen de la red aguas abajo como deposito de presion.
En caso de incendio, el funcionamiento es el siguiente. Una cabeza de rociador por ejemplo 3' revienta de manera que el aire presente en el conducto 2' aguas abajo de la valvula 6, se escapa. La presion en el cilindro disminuye, lo que entrana el desplazamiento del piston hacia la izquierda en las figuras 4 a 6 o hacia a la derecha en las figuras 4A a 6A. La valvula 6 no puede compensar una perdida tal, el piston continua su desplazamiento mas alla del punto 16, no permitiendo as! ninguna compensacion. El piston termina su carrera haciendo tope. El sistema esta entonces en alarma, la valvula 6 esta abierta al 100%. A su vez el compresor 4 ya no llega a compensar las perdidas debidas al escape de aire. La presion aguas arriba cae y la valvula de retencion 1 se abre entonces dejando al agua invadir los conductos para alcanzar el grupo de rociadores 3', que es el origen de la alarma. Por la presencia de las valvulas 6', 6”, que alslan las ramas 2” y 2”' el agua no penetra en las ramas de los conductos que alimentan los grupos de rociadores 3” y 3”' de lo que resulta una ganancia importante de tiempo para recibir agua al nivel del grupo de rociadores 3' puesto que ya no es necesario hacer aumentar la presion del conjunto de las ramas 2', 2” y 2”'.
Los modos de realizacion dados anteriormente lo son a tltulo de ejemplo y se pueden generalizar estos conceptos utilizando los elementos y los principios de la invencion para otras aplicaciones que exigen un funcionamiento similar, a saber un sistema en el que, en un estado, se mantiene un fluido a una presion aguas arriba por medio de un fluido a una presion dada aguas abajo inferior bloqueado en una valvula de retencion y, en otro estado, se deja pasar el fluido desbloqueando la valvula si la presion aguas abajo disminuye por debajo de una presion predeterminada.
Los elementos, de apertura y de cierre del conducto principal de una red de rociadores, es decir, la valvula de retencion, pueden ser los siguientes:
- Llave de bola
- Llave de esquina
- Valvula de bola
- Valvula de esquina
- Valvula de guillotina
- Valvula de mariposa
- Clapeta mantenida mecanicamente o con superficie diferencial
- O similar
La compensacion de la presion aguas abajo, realizada por el sistema segun la invencion puede ser interna a los elementos de apertura y de cierre o externa a estos ultimos. Por otra parte, la compensacion puede ser realizada con o sin retardo de la apertura/el cierre y puede ser ejecutada con o sin avance de la apertura/el cierre del mando de regulacion.
Los mandos de regulation que permiten la compensacion o el encendido de alarma (apertura o cierre del sistema) pueden ser los siguientes:
- Neumatico
- Electrico
- Mecanico
- O similar
Por ejemplo, se puede imaginar un actuador que comprende un mando electronico que utiliza como parametros de regulacion las presiones aguas arriba y aguas abajo y ordena la apertura/el cierre de la valvula en funcion de estos valores de una manera equivalente a la descrita anteriormente.
Como elemento desencadenador, que es un rociador en el modo de ejecucion descrito anteriormente, se puede prever otros tipos de sensores que realizan la misma funcion. Ademas de los detectores de calor, se podrla utilizar un sensor de presion u otro tipo de sensor que serla util para la aplicacion en cuestion.
Por supuesto, el sistema segun la invencion puede ser conectado a la tuberla con la ayuda de los siguientes sistemas:
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- Soldados
- Bridas
- Empalmes roscados
- Sistema de acoplamiento rapido o engaste
El sistema segun la invencion debe transmitir una alarma durante su apertura y cierre. Esta alarma puede ser asegurada con la ayuda de contactos electricos, neumaticos, mecanicos u otros.
El mando de apertura/cierre puede actuar sobre la valvula principal de la invencion por un sistema de motor electrico, gato neumatico, gato hidraulico, gato oleo neumatico o tambien gato mecanico.
Por supuesto, se es libre de elegir los elementos indicados anteriormente en funcion de la aplicacion a realizar aplicando los principios de la invencion.
Lista de referencias numericas
1
valvula de retencion
2
red principal
2', 2”
, 2”' red secundaria
3', 3”
, 3”' grupo de rociadores
4
compresor
5
alimentacion de agua
6, 6',
6”' valvula
7
valvula de tres posiciones
8
cilindro
9
estrangulador
10
piston
11
resorte
12
red
13
anti-retorno
14
medio de accionamiento 14 (por ejemplo, una varilla)
15
primer paso
16
segundo paso
V2
valvula

Claims (9)

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    REIVINDICACIONES
    1. Una valvula (6, 6', 6”) destinada a ser utilizada en una red a presion con una parte aguas arriba (2) y una parte aguas abajo (2'), que comprende medios de regulation capaces de mantener una presion diferente entre la parte aguas arriba y la parte aguas abajo, dichos medios que son capaces, por una parte, de compensar dicha presion aguas abajo si esta disminuye mientras permanece superior a un valor de consigna que utiliza la presion de la parte aguas arriba y, por otra parte, de abrir dicha valvula completamente si la presion aguas abajo disminuye por debajo de dicho valor de consigna, dichos medios de regulacion que comprenden un piston (10) en un cilindro (8), caracterizada por que el cilindro esta unido a la parte aguas abajo (2') por un paso (16) que comprende un estrangulador (9), la position relativa del piston en relation con el paso (16) que determina si la valvula esta en modo de compensation o modo completamente abierta.
  2. 2. Una valvula segun la reivindicacion 1, en la que dichos medios de regulacion comprenden al menos un actuador para abrir y cerrar la valvula (6, 6', 6”), dicho actuador que se regula para dar una diferencia de presion entre la parte aguas arriba y la parte aguas abajo.
  3. 3. Una valvula segun la reivindicacion 2, dicho piston que esta sometido a la fuerza de un resorte (11).
  4. 4. Una valvula segun la reivindicacion 3, en la que dichos medios de regulacion comprenden ademas una valvula de tres vlas (7).
  5. 5. Un sistema de red, en particular de red para combatir el fuego, que comprende al menos una alimentation de llquido a presion (5), una valvula de retention (1), una red general unida, por un lado, a dicha valvula (1) y, por otro lado, a varias ramas (2, 2', 2”, 2”') unidas cada una a al menos un elemento desencadenador (3', 3”, 3”') sensible a un parametro predeterminado, y un elemento que proporciona un fluido a presion (4) en dicha red general, dicho elemento desencadenador que permite abrir la red y ponerla a la presion atmosferica, esta puesta a la presion atmosferica que abre la valvula de retencion (1) de forma que permite el llenado de la red (2) y sus ramas (2', 2”, 2”') por el llquido hasta el elemento desencadenador (3', 3”, 3”'), en el que la union entre cada rama (2', 2”, 2”') y la red (2) se hace a traves de una valvula (6, 6', 6”) que permite no llenar las ramas, el sistema que esta caracterizado por que dicha valvula que es una valvula tal como se define en las reivindicaciones precedentes.
  6. 6. Un sistema segun la reivindicacion 5 en el que el llquido es agua u otro tipo de fluido.
  7. 7. Un sistema segun la reivindicacion 5 o 6, en el que el fluido es aire u otro tipo de fluido.
  8. 8. Un sistema segun la reivindicacion 5, 6 o 7 en el que el elemento desencadenador es un rociador (3', 3”, 3”').
  9. 9. Un sistema segun la reivindicacion 5, 6 o 7 en el que el elemento desencadenador es un sensor.
ES05820488.4T 2004-11-29 2005-11-29 Sistema, en particular contra incendios, con válvulas Active ES2617710T3 (es)

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