ES2636259T3 - Interruptor de detector neumático con un único diafragma para condiciones de alarma y fallo - Google Patents

Interruptor de detector neumático con un único diafragma para condiciones de alarma y fallo Download PDF

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Abstract

Un interruptor neumático de detección de presión, que comprende: a) un montaje de retenedor (12) adaptado para comunicarse con una fuente de presión (14) y definiendo una cámara de presión interior; b) un diafragma deformable (16) fijado en la cámara de presión interior del montaje de retenedor y movible en la misma en respuesta a los cambios de presión comunicados a la cámara de presión del montaje de retenedor, donde el diafragma deformable está en una primera posición cuando exista una presión normal aplicada a la cámara de presión interior, una segunda posición cuando exista una presión por debajo de lo normal aplicada a la cámara de presión interior, y una tercera posición cuando exista una presión por encima de lo normal aplicada a la cámara de presión interior; y c) un perno de contacto de fallo (18) fijado por el montaje de retenedor y que se extiende a la cámara de presión interior adyacente a una primera superficie lateral del diafragma, y un perno de contacto de alarma (20) fijado por el montaje de retenedor y que se extiende a la cámara de presión interior adyacente a una segunda superficie lateral del diafragma; caracterizado porque el perno de contacto de fallo es un conducto (18a) que proporciona comunicación entre la fuente de presión y la cámara de presión interior del montaje de retenedor.

Description

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DESCRIPCION
Interruptor de detector neumatico con un unico diafragma para condiciones de alarma y fallo ANTECEDENTES DE LA INVENCION
1. Campo de la invencion
La presente invencion se relaciona generalmente con un interruptor neumatico para la deteccion de incendios, y mas particularmente, a un interruptor neumatico de deteccion con un unico diafragma deformable para indicar condiciones de alarma y fallo.
2. Descripcion de la tecnica relacionada
La deteccion fiable de incendios en vetuculos comerciales y militares y aeronaves es una funcion cntica. Un sistema de deteccion de incendios de una tecnica anterior bien conocida incluye un cable de titanio o vanadio contenido en un tubo de sensores presurizado. Durante la fabricacion, el cable se expone a una alta temperatura y a gas hidrogeno presurizado, que absorbe mientras se enfna. El cable saturado de hidrogeno se inserta en un tubo de sensores, presurizado con un gas inerte, y luego sellado en ambos extremos para formar un recipiente de presion.
Un extremo del recipiente de presion luego se incorpora en una carcasa que comprende un plenum, donde estan ubicados los interruptores neumaticos de deteccion. Cuando el tubo de sensores se expone a una alta temperatura, por ejemplo, en el caso de un fuego o una condicion de sobrecalentamiento en el vetuculo, la presion dentro del recipiente subira, afectando a los interruptores neumaticos del detector.
Normalmente, los sistemas de alarma de incendios de tecnicas anteriores utilizan dos interruptores neumaticos de deteccion, uno para indicar una condicion de alarma y otra para indicar una condicion de fallo. Los interruptores neumaticos de deteccion son normalmente diafragmas metalicos deformables que se adaptan y configuran para moverse entre las posiciones de interruptor abierta y cerrada en respuesta a las variaciones en la presion de fondo dentro del plenum.
Cuando se emplea un diafragma deformable como un interruptor de alarma, la condicion de interruptor abierto se corresponde con una condicion de presion baja o normal en el plenum, mientras que la posicion de interruptor cerrado se corresponde con una condicion de alta presion en el plenum. En la posicion de interruptor abierto, el diafragma no esta en contacto electrico con el circuito de alarma. Por el contrario, en la posicion de interruptor cerrado, cuando existe una condicion de presion alta en el plenum como resultado de un fuego o de una condicion de sobrecalentamiento, el diafragma hace contacto electrico con un circuito para activar la alarma.
Cuando se emplea un diafragma como un interruptor de fallo o integridad, la condicion de interruptor cerrado se corresponde con una condicion de presion normal en el plenum, mientras que la posicion de interruptor abierto se corresponde con una condicion de presion baja o por debajo en el plenum. En la posicion de interruptor cerrado, el diafragma hace contacto electrico con el circuito para indicar la integridad del sistema. Por el contrario, en la condicion de interruptor abierto, el diafragma deformable se mueve fuera del contacto electrico con el circuito que falla, indicando una condicion de fallo o perdida de presion en el plenum.
Para reducir el coste de fabricacion y el peso de un sistema de deteccion de incendios utilizado en vehroulos y aeronaves, sena beneficioso proporcionar un interruptor neumatico de deteccion que tenga un unico diafragma deformable para indicar las condiciones de alarma y fallo.
US 1986479 describe un aparato de senal de alarma de incendios que mide la velocidad de cambio de temperatura o presion.
RESUMEN DE LA INVENCION
La presente invencion se refiere a un nuevo y util interruptor neumatico de deteccion de presion que utiliza un unico diafragma para indicar las condiciones de alarma y fallo.
De acuerdo con un primer aspecto, la presente invencion proporciona un interruptor neumatico de deteccion de presion, que comprende: a) un montaje retenedor adaptado para comunicarse con una fuente de presion; b) un diafragma deformable fijado en el montaje de retenedor y movil en respuesta a los cambios en presion comunicados por el montaje de retenedor; c) un elemento de contacto de fallo fijado por el montaje de retenedor adyacente a una primera superficie lateral del diafragma; y d) un elemento de contacto de alarma fijado por el montaje de retenedor adyacente a una segunda superficie lateral del diafragma, caracterizado porque el elemento de contacto de fallo es un conducto que proporciona comunicacion entre la fuente de presion y el montaje de retenedor.
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El montaje de retenedor incluye un retenedor de fallo que fija el elemento de contacto de fallo y un retenedor de alarma que fija el elemento de contacto de alarma. El diafragma esta fijado entre el retenedor de fallo y el retenedor de alarma.
El diafragma esta preferiblemente aislado del retenedor de alarma. Ademas, el elemento de contacto de fallo esta preferiblemente aislado del retenedor de fallo y el elemento de contacto de alarma esta preferiblemente aislado del retenedor de alarma.
La primera superficie lateral del diafragma puede estar espaciada del elemento de contacto de fallo y la segunda superficie lateral del diafragma puede estar espaciada del elemento de contacto de alarma, cuando exista una presion normal aplicada al diafragma.
La primera superficie lateral del diafragma puede estar en contacto con el elemento de contacto de fallo cuando exista una presion por debajo de la normal aplicada al diafragma. La segunda superficie lateral del diafragma puede estar en contacto con el elemento de contacto de fallo de alarma cuando exista una presion por encima de la normal aplicada al diafragma.
La presente invencion tambien se refiere a un interruptor neumatico de deteccion de presion, que comprende: a) un montaje de retenedor adaptado para comunicarse con una fuente de presion y definiendo una camara de presion interior; b) un diafragma deformable fijado en la camara de presion interior del montaje de retenedor y movible en la misma en respuesta a los cambios de presion comunicados a la camara de presion del montaje de retenedor, donde el diafragma deformable esta en una primera posicion cuando exista una presion normal aplicada a la camara de presion interior, una segunda posicion cuando exista una presion por debajo de lo normal aplicada a la camara de presion interior, y una tercera posicion cuando exista una presion por encima de lo normal aplicada a la camara de presion interior; y c) un perno de contacto de fallo fijado por el montaje de retenedor y que se extiende a la camara de presion interior adyacente a una primera superficie lateral del diafragma, y un perno de contacto de alarma fijado por el montaje de retenedor y que se extiende a la camara de presion interior adyacente a una segunda superficie lateral del diafragma; caracterizado porque el perno de contacto de fallo es un conducto que proporciona comunicacion entre la fuente de presion y la camara de presion interior del montaje de retenedor.
La primera superficie lateral del diafragma puede estar espaciada del perno de contacto de fallo y la segunda superficie lateral del diafragma puede estar espaciada del perno de contacto de alarma, cuando exista una presion normal aplicada al diafragma en la camara de presion interior. La primera superficie lateral del diafragma puede estar en contacto con el perno de contacto de fallo cuando exista una presion por debajo de la normal aplicada al diafragma en la camara de presion interior. La segunda superficie lateral del diafragma puede estar en contacto con el perno de contacto de fallo de alarma cuando exista una presion por encima de la normal aplicada al diafragma en la camara de presion interior.
El montaje de retenedor puede incluir un retenedor de fallo que fije el perno de contacto de fallo de forma aislada y un retenedor de alarma que fije el perno de contacto de alarma de forma aislada, y donde el diafragma pueda estar fijado entre el retenedor de fallo y el retenedor de alarma de forma aislada.
Estas y otras caractensticas del interruptor neumatico de deteccion de la presente invencion y la forma en la que se construye y se emplea en un sistema de deteccion de incendios seran mas aparentes facilmente para aquellos expertos en la tecnica a partir de la siguiente descripcion de las realizaciones preferidas de la presente invencion tomada en conjunto con los diferentes dibujos descritos a continuacion.
BREVE DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS
De forma que aquellos expertos en la materia comprendan facilmente como fabricar y utilizar el interruptor neumatico de deteccion de la presente invencion sin experimentacion innecesaria, las realizaciones del mismo se describiran con mas detalle a continuacion, solo como ejemplo y con referencia a ciertas figuras, donde:
La Fig. 1 es una vista transversal de un de un interruptor de detector neumatico con un unico diafragma para condiciones de alarma y fallo, que se construye de acuerdo con una realizacion preferida de la presente invencion;
La Fig. 2 es una vista transversal del interruptor neumatico de deteccion preferido bajo una condicion de presion normal;
La Fig. 3 es una vista transversal del interruptor neumatico de deteccion preferido bajo una condicion de presion por encima de lo normal;
La Fig. 4 es una vista transversal del interruptor neumatico de deteccion preferido bajo una condicion de presion normal o nula;
La Fig. 5 es una representacion esquematica de un circuito de alarma, donde el interruptor neumatico de deteccion preferido esta bajo una condicion de presion normal como se muestra en la Fig. 2;
La Fig. 6 es una representacion esquematica de un circuito de alarma, donde el interruptor neumatico de deteccion preferido esta bajo una condicion de presion por encima de lo normal como se muestra en la Fig. 3; y
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La Fig. 7 es una representacion esquematica de un circuito de alarma, donde el interruptor neumatico de deteccion preferido esta bajo una condicion de presion por debajo de lo normal como se muestra en la Fig. 4.
DESCRIPCION DETALLADA DE LAS REALIZACIONES PREFERIDAS
Consultando ahora los dibujos, en la Fig. 1 se ilustra un interruptor neumatico de deteccion de presion construido de acuerdo con una realizacion preferida de la presente invencion y designado generalmente mediante el numero de referencia 10. El interruptor de deteccion 10 incluye un montaje de retenedor 12 adaptado para comunicarse con una fuente de presion y definiendo un plenum interior o camara de presion 14.
La fuente de presion con la cual el montaje de retenedor 12 del interruptor de deteccion 10 se comunica puede ser un recipiente de presion sellado que aloja un cable saturado de hidrogeno insertado en un tubo de sensores y presurizado con un gas inerte, como es bien conocido en la tecnica. El montaje de retenedor 12 puede estar construido a partir de un material metalico como el molibdeno o similar.
Un diafragma metalico deformable 16 esta fijado dentro de la camara de presion interior 14 del montaje de retenedor 12. El diafragma 16 se crea preferiblemente a partir de una hoja metalica plana y se pre-forma en la forma deseada antes de la instalacion en la camara de presion 14. A menudo se utiliza una aleacion de metal de titanio, circonio y molibdeno (TZM) para fabricar dichos diafragmas.
El borde periferico del diafragma 16 con forma esta preferiblemente soldado al montaje de retenedor 12 para formar el sello hermetico. El diafragma 16 es movil dentro de la camara de presion 14 en respuesta a los cambios o variaciones en la presion comunicados a o dentro de la camara de presion 14 del montaje de retenedor 12.
Un perno de contacto de fallo 18 esta fijado por el montaje de retenedor 12 y se extiende a la camara de presion interior 14 adyacente a una primera superficie lateral del diafragma 16. Un perno de contacto de alarma 20 esta fijado por el montaje de retenedor 12 y se extiende a la camara de presion interior 14 adyacente a una segunda superficie lateral del diafragma 16. El perno de contacto de fallo 18 incluye un conducto central 18a que proporciona comunicacion entre la fuente de presion y la camara de presion interior 14 del montaje de retenedor 12.
Siguiendo con la referencia a la Fig. 1, el montaje de retenedor 12 del interruptor de deteccion 10 incluye un retenedor de fallo 22 fijando el perno de contacto de fallo 18 y un retenedor de alarma 24 fijando el perno de contacto de alarma 20. El diafragma 16 esta fijado entre el retenedor de fallo 22 y el retenedor de alarma 24.
El diafragma metalico 16 esta aislado electricamente del retenedor de alarma 24 metalico mediante una arandela aislante 26. Ademas, el perno de contacto de fallo 18 metalico esta aislado electricamente del retenedor de fallo 22 metalico mediante un tubo aislante 28 y el perno de contacto de alarma 20 metalico esta aislado electricamente del retenedor de alarma 24 metalico mediante un tubo aislante 30. Los aisladores pueden estar hechos de material ceramico o similar.
El diafragma 16 debena disenarse para asegurar que se produzca contacto electrico cuando se alcance un umbral de presion predeterminado dentro de la camara de presion 14, correspondiente a un cierto umbral de temperatura para una condicion o aplicacion dada. Aquellos expertos en la tecnica apreciaran facilmente que el grado al cual el diafragma 16 se deforma dependera del grosor y diametro del diafragma y del material con el que este fabricado.
Consultando la Fig. 2, se muestra un interruptor neumatico de deteccion 10 de la presente invencion bajo una condicion de presion normal. En esta condicion, el diafragma 16 no esta en contacto con el perno de contacto de fallo 18 y el perno de contacto de alarma 20. Esto se corresponde a una condicion normal en la cual no existe una condicion de alarma o fallo presente.
Consultando la Fig. 3, se muestra un interruptor neumatico de deteccion 10 de la presente invencion bajo una condicion de presion por encima de lo normal. En esta condicion, el diafragma 16 no esta en contacto con el perno de contacto de fallo 18 y esta en contacto con el perno de contacto de alarma 20. Ademas, existe una continuidad electrica entre el diafragma 16 y el perno de contacto de alarma 20, y no existe continuidad electrica entre el diafragma 16 y el perno de contacto de fallo 18. Esto se corresponde con la existencia de una condicion de alarma, como una condicion de incendio o de sobrecalentamiento.
Consultando la Fig. 4, se muestra un interruptor neumatico de deteccion 10 de la presente invencion bajo una condicion de presion por debajo de lo normal o nula. En esta condicion, el diafragma 16 esta en contacto con el perno de contacto de fallo 18 y no esta en contacto con el perno de contacto de alarma 20. Ademas, no existe una continuidad electrica entre el diafragma 16 y el perno de contacto de alarma 20, y existe continuidad electrica entre el diafragma 16 y el perno de contacto de fallo 18. Esto se corresponde con la existencia de una condicion de fallo, como una perdida de presion dentro del sistema de deteccion en sf mismo.
Consultando ahora la Fig. 5, se muestra una representacion esquematica de un circuito de alarma 100 que incluye el interruptor neumatico de deteccion 10 de la presente invencion. El circuito de alarma 100 incluye una fuente de
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alimentacion 110, un dispositivo de indicacion de alarma 112 y un dispositivo de indicacion de fallo 114. La fuente de alimentacion 110 esta conectada al diafragma 16. El dispositivo de indicacion de alarma 112 esta conectado a la fuente de alimentacion 110 y al perno de contacto de alarma 20. El dispositivo de indicacion de fallo 114 esta conectado a la fuente de alimentacion 110 y al perno de contacto de fallo 18.
Como se muestra en la Fig. 5, el interruptor neumatico de deteccion 10 esta recibiendo un flujo de presion normal a traves del conducto 18a del perno de contacto de fallo 18. El diafragma 16 no esta, por tanto, en contacto electrico con el perno de contacto de fallo 18 y el perno de contacto de alarma 20. Por tanto, el dispositivo de indicacion de alarma 112 y el dispositivo de indicacion de fallo 114 estan ambos inactivos. Este es el estado de funcionamiento normal para el interruptor de deteccion 10, con la falta de continuidad electrica indicando que la presion minima requerida reside dentro del interruptor.
Consultando ahora la Fig. 6, el interruptor neumatico de deteccion 10 esta recibiendo un flujo de presion por encima de lo normal a traves del conducto 18a del perno de contacto de fallo 18. El diafragma 16 esta por tanto alejado del perno de contacto de fallo 18 y en contacto electrico con el perno de contacto de alarma 20. Por tanto, el dispositivo de indicacion de alarma 112 esta activo, mientras que el dispositivo de indicacion de fallo 114 esta inactivo.
Consultando ahora la Fig. 7, el interruptor neumatico de deteccion 10 esta recibiendo un flujo de presion por debajo de lo normal a traves del conducto 18a del perno de contacto de fallo 18. El diafragma 16 pasa por tanto a tener contacto electrico con el perno de contacto de fallo 18 y se desplaza para alejarse del perno de contacto de alarma 20. Por tanto, el dispositivo de indicacion de alarma 112 esta inactivo, pero el dispositivo de indicacion de fallo 114 esta activo.
La presion normal minima dentro de la camara 14 del montaje de retenedor 12 se fija normalmente a una presion que es equivalente a la presion a -65°F, pero puede ser menor o mayor dependiendo de la aplicacion espedfica. En esta condicion, la presion recibida por el interruptor 10 no es suficiente para mantener el diafragma 16 electricamente separado del perno de contacto de fallo 18.
El uso de un unico interruptor de diafragma reducira el coste de fabricacion y el peso total del sistema de deteccion de incendios, lo que es un factor cntico para las aplicaciones aeroespaciales modernas. Sin embargo, esta previsto que puedan usarse dos interruptores para proporcionar un sistema redundante. Por ejemplo, si se utilizaran dos interruptores, el diafragma 16 y el perno/tubo de contacto de fallo 18 de cada interruptor podnan conectarse electricamente en serie, de forma que si cualquiera de los dos interruptores cayera por debajo de la presion normal minima, se indicana una condicion de fallo. De forma similar, el diafragma 16 y el perno de contacto de alarma 20 de cada interruptor podnan conectarse electricamente en paralelo de forma que si cualquiera de los dos interruptores sufriera una condicion de presion por encima de lo normal, se indicana una condicion de alarma.
Aunque se ha mostrado el objeto de la invencion y se ha descrito con referencia a una realizacion preferida, aquellos expertos en la tecnica apreciaran facilmente que pueden realizarse diferentes cambios y/o modificaciones a la misma sin apartarse del alcance de la presente invencion como se define en las reivindicaciones adjuntas.

Claims (8)

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    REIVINDICACIONES
    1. Un interruptor neumatico de deteccion de presion, que comprende: a) un montaje de retenedor (12) adaptado para comunicarse con una fuente de presion (14) y definiendo una camara de presion interior; b) un diafragma deformable (16) fijado en la camara de presion interior del montaje de retenedor y movible en la misma en respuesta a los cambios de presion comunicados a la camara de presion del montaje de retenedor, donde el diafragma deformable esta en una primera posicion cuando exista una presion normal aplicada a la camara de presion interior, una segunda posicion cuando exista una presion por debajo de lo normal aplicada a la camara de presion interior, y una tercera posicion cuando exista una presion por encima de lo normal aplicada a la camara de presion interior; y c) un perno de contacto de fallo (18) fijado por el montaje de retenedor y que se extiende a la camara de presion interior adyacente a una primera superficie lateral del diafragma, y un perno de contacto de alarma (20) fijado por el montaje de retenedor y que se extiende a la camara de presion interior adyacente a una segunda superficie lateral del diafragma; caracterizado porque el perno de contacto de fallo es un conducto (18a) que proporciona comunicacion entre la fuente de presion y la camara de presion interior del montaje de retenedor.
  2. 2. Un interruptor neumatico de deteccion de presion como el descrito en la Reivindicacion 1, donde montaje de retenedor incluye un retenedor de fallo (22) que fija el elemento de contacto de fallo y un retenedor de alarma (24) que fija el elemento de contacto de alarma.
  3. 3. Un interruptor neumatico de deteccion de presion como el descrito en la Reivindicacion 2, donde el diafragma esta fijado entre el retenedor de fallo y el retenedor de alarma.
  4. 4. Un interruptor neumatico de deteccion de presion como el descrito en las Reivindicaciones 2 o 3 donde el diafragma esta aislado del retenedor de alarma.
  5. 5. Un interruptor neumatico de deteccion de presion como el descrito en las Reivindicaciones 2 o 3, donde el elemento de contacto de fallo esta aislado del retenedor de fallo y el elemento de contacto de alarma esta aislado del retenedor de alarma.
  6. 6. Un interruptor neumatico de deteccion de presion como el descrito en cualquiera de las reivindicaciones precedentes, donde la primera superficie lateral del diafragma esta espaciada del elemento de contacto de fallo y la segunda superficie lateral del diafragma esta espaciada del elemento de contacto de alarma, cuando exista una presion normal aplicada al diafragma.
  7. 7. Un interruptor neumatico de deteccion de presion como el descrito en la Reivindicacion 6, donde la primera superficie lateral del diafragma esta en contacto con el elemento de contacto de fallo cuando exista una presion por debajo de la normal aplicada al diafragma.
  8. 8. Un interruptor neumatico de deteccion de presion como el descrito en las Reivindicaciones 6 o 7, donde la segunda superficie lateral del diafragma esta en contacto con el elemento de contacto de alarma cuando exista una presion por encima de la normal aplicada al diafragma.
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