ES2838148T3 - Método y aparato para rociadores de activación térmica - Google Patents
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Abstract
Un cabezal (20) de rociador que comprende un cuerpo (20) de rociador con un paso (24) para que el fluido fluya a traves del mismo; un mecanismo (30) de sellado para sellar dicho paso (24); un miembro (28) de jaula; un tubo (26) frangible hueco que se extiende entre el miembro (28) de jaula y el mecanismo (30) de sellado; y un elemento (34) de aleacion con memoria de forma que tiene al menos un orificio que recibe el tubo (26) frangible, caracterizado por dicho elemento (34) de aleacion con memoria de forma que tiene una primera configuracion que encaja con el tubo (26) y una segunda configuracion estrechada en la que el orificio tiene un diametro menor que el diametro exterior del tubo (26) frangible hueco en una temperatura predeterminada que rompe el tubo (26) frangible, liberando el mecanismo (30) de sellado y asi el fluido a traves del paso (24).
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DESCRIPCIÓN
Método y aparato para rociadores de activación térmica
Solicitudes relacionadas
Esta solicitud reivindica el beneficio y la prioridad de la Solicitud Provisional de Estados Unidos con Seriales Nos.
61/069,291 presentada el 13 de marzo de 2008 y 61/070,094, presentada el 20 de marzo de 2008 bajo 35 U.S.C. §§119, 120, 363, 365 y 37 C.F.R. §1.55 y §1.78.
Campo de la invención
La presente invención se relaciona con el campo de los sistemas de rociadores. En particular, la invención se relaciona con un método y aparato para activar un sistema de rociadores de agua cuando la temperatura ambiental excede una temperatura predefinida.
Antecedentes de la invención
Los rociadores contra incendios pueden ser automáticos o de orificio abierto. Los rociadores automáticos contra incendios operan a una temperatura predeterminada, utilizando un enlace fusible, una porción del cual se derrite, o una bombilla de vidrio frangible que contiene líquido que rompe la bombilla a altas temperaturas. La corriente de agua impacta un deflector, que produce un patrón de rociado específico, diseñado en apoyo de los objetivos del tipo de rociador (es decir, control o supresión). Los cabezales rociadores modernos están diseñados para dirigir el rociado hacia abajo. Hay disponibles boquillas rociadoras para rociar en diversas direcciones y patrones. La mayoría de los rociadores automáticos contra incendios funcionan individualmente en caso de incendio. Al contrario de lo que se muestra a menudo en las películas, todo el sistema de rociadores no se activa, a menos que el sistema sea de un tipo especial de diluvio.
Los rociadores de orificio abierto solo se utilizan en sistemas de rociado de agua o sistemas de rociadores de diluvio. Son idénticos al rociador automático en el que se basan, con el elemento de mando sensible al calor retirado.
Los rociadores automáticos contra incendios que utilizan bombillas frangibles siguen una convención de codificación de colores estandarizada que indica su temperatura de funcionamiento. Las temperaturas de activación corresponden al tipo de peligro contra el que protege el sistema de rociadores. Las ocupaciones residenciales cuentan con un tipo especial de rociador de respuesta rápida con el objetivo único de la seguridad de la vida.
La mayoría de los sistemas de rociadores instalados en la actualidad se diseñan utilizando un enfoque de área y densidad. Primero se analizan el uso y el contenido del edificio para determinar el nivel de riesgo de incendio. Por lo general, los edificios se clasifican como riesgo leve, grupo 1 de peligro ordinario, grupo 2 de peligro ordinario, grupo 1 de peligro adicional o grupo 2 de peligro adicional. Después de determinar la clasificación de peligro, el área de diseño
y la densidad se pueden determinar mediante tablas de referencia en los estándares de la National Fire Protection Association (NFPA). El área de diseño es un área teórica del edificio que representa el peor de los casos donde podría arder un incendio. La densidad de diseño es una medida de la cantidad de agua por pie cuadrado de área de piso que se debe aplicar al área de diseño. Por ejemplo, en un edificio de oficinas clasificado como riesgo leve, un área de diseño típica sería de 1500 pies cuadrados y la densidad de diseño sería de 0.1 galones por minuto por pie cuadrado o un mínimo de 150 galones por minuto aplicados sobre el área de diseño de 1500 pies cuadrados. Otro ejemplo sería una instalación de fabricación clasificada como grupo 2 de riesgo ordinario donde un área de diseño típica sería de 1500 pies cuadrados y la densidad de diseño sería de 0.2 galones por minuto por pie cuadrado o un mínimo de 300 galones por minuto aplicados sobre el área de diseño de 1500 pies cuadrados.
Una vez que se han determinado el área de diseño y la densidad, se realizan cálculos para demostrar que el sistema puede suministrar la cantidad requerida de agua sobre el área de diseño requerida. Estos cálculos tienen en cuenta toda la presión que se pierde o gana entre la fuente de suministro de agua y los rociadores que operarían en el área de diseño. Esto incluye pérdidas de presión debido a la fricción dentro de la tubería y pérdidas o ganancias debido a diferencias de elevación entre la fuente y los rociadores de descarga. A veces, también se calcula la presión de impulso de la velocidad del agua dentro de la tubería. Típicamente, estos cálculos se realizan mediante programas informáticos, pero antes de la llegada de los sistemas informáticos, estos cálculos, a veces complicados, se realizaban a mano. Esta habilidad de calcular sistemas de rociadores a mano todavía es una capacitación necesaria para un Tecnólogo en diseño de sistemas de rociadores que busca una certificación de nivel superior de organizaciones de certificación de ingeniería como el National Institute for Certification in Engineering Technologies (NICET).
Los sistemas de rociadores en estructuras residenciales se están volviendo más comunes a medida que el coste de tales sistemas se vuelve más práctico y los beneficios se vuelven más obvios. Los sistemas de rociadores residenciales generalmente caen bajo una clasificación residencial separada de las clasificaciones comerciales mencionadas anteriormente. Un sistema de rociadores comerciales está diseñado para proteger la estructura y a los ocupantes de un incendio. La mayoría de los sistemas de rociadores residenciales están diseñados principalmente para suprimir un incendio de tal manera que permita el escape seguro de los ocupantes del edificio. Si bien estos sistemas a menudo también protegerán la estructura de daños importantes por incendio, esta es una consideración secundaria. En las estructuras residenciales, los rociadores a menudo se omiten en los armarios, baños, balcones, garajes y áticos porque un incendio en estas áreas generalmente no afectaría la ruta de escape del ocupante.
Si el daño causado por el agua o el volumen de agua son de particular interés, una técnica llamada Supresión de Incendios por Nebulización de Agua puede ser una alternativa. Esta tecnología ha estado en desarrollo durante más de 50 años. No ha entrado en uso generalizado, pero está ganando cierta aceptación en barcos y en algunas aplicaciones residenciales. Los sistemas de supresión de niebla funcionan reduciendo la temperatura de un área en llamas a través de la evaporación en lugar de "remojar". Como tal, pueden estar diseñados para ralentizar la propagación de un incendio y no extinguirlo. Algunas pruebas que pueden o no estar sesgadas, mostraron que el coste del daño resultante por fuego y agua con un sistema de este tipo instalado es dramáticamente menor que los sistemas de rociadores convencionales.
Las demandas del mercado comercial con respecto a las bombillas de vidrio para rociadores para sistemas de extinción automática de incendios y también para otros medios de liberación térmica, son de tiempos de liberación mucho más cortos, que pueden ser hasta casi diez veces más cortos. Estos tiempos de liberación más cortos deben lograrse sin sacrificar la durabilidad del tambor de vidrio o la carga axial en el rociador.
Una propuesta previa para cumplir con estos requisitos consistía en reducir el volumen de líquido de rotura en la bombilla de vidrio ubicando un miembro de desplazamiento sólido en la bombilla sin modificar las dimensiones del cuerpo de vidrio, y por lo tanto sin modificar las características de resistencia. Véase la patente del Reino Unido No.
2,120,934, publicada el 14 de diciembre de 1983. También se han hecho intentos para reducir los tiempos de liberación reduciendo el diámetro total del tambor de vidrio para lograr una relación más favorable del área de la superficie al volumen de la bombilla, y en consecuencia del volumen del líquido de rotura en la bombilla. Sin embargo, estos intentos han llevado a una reducción inaceptable de la resistencia.
En los rociadores, que constituyen el principal campo de uso de las termobombillas de vidrio, dichas bombillas actúan como un miembro de liberación térmicamente activo para mantener una válvula cerrada. La bombilla alargada generalmente está asegurada en sus extremos entre dos extremos del rociador y los extremos aplican una fuerza axial sobre los extremos de la bombilla. En caso de incendio, la bombilla de vidrio se rompe y permite que la válvula se abra y libere el medio extintor, que suele ser agua.
Una bombilla de vidrio de este tipo comprende típicamente un recinto o eje hueco y generalmente cilíndrico o con forma de barril, cuya longitud puede variar ampliamente. La bombilla se proporciona a menudo con un desplazamiento anular o un hombro en la pared en un extremo del eje para formar la parte térmicamente activa junto con el fluido de rotura expansible o el líquido confinado dentro del cerramiento de vidrio. En los extremos, que se acoplan a pilares de rociadores, planos, cónicos o curvos, y extremos sustancialmente inactivos térmicamente unen el eje. Uno de los extremos se conoce normalmente como el extremo de la punta, que es delgado y ahusado en una punta redondeada. El fluido de rotura expansible se introduce en la bombilla a través del extremo de la punta durante la fabricación y, posteriormente, se cierra el extremo de la punta.
La bombilla de vidrio debe ser capaz de soportar una carga permanente específica que depende de la naturaleza de la construcción de la válvula o del mecanismo de liberación en el rociador para asegurar que el rociador permanezca cerrado durante varias décadas y siempre se mantenga en un estado de preparación.
El Índice de Tiempo de Respuesta es un valor calculado que tiene en cuenta el tiempo de activación real de una bombilla de vidrio montada en un rociador u otros dispositivos en condiciones estándar dadas. Los tiempos de respuesta rápidos están asociados con valores de RTI más bajos.
RTI = Índice de Tiempo de Respuesta [(ms)1,2|
tr = tiempo de respuesta real de los elementos de liberación térmica
u = velocidad real del gas en la sección de prueba del túnel de viento (m/s)
Tea = temperatura media de funcionamiento del baño líquido del elemento detector sensible (°C)
Tg = temperatura real del gas en la sección de prueba (°C)
Tu = temperatura del aire ambiente durante la prueba (°C)
C = Factor de conductividad [(m/s)1/2|
Condiciones UL: 135 °C a 2,54 m/s
Las termobombillas con tiempos de respuesta más lentos que un valor RTI de 80 se utilizan en todos los productos que requieren propiedades funcionales de Respuesta Estándar según lo definido por agencias o autoridades locales en los Estados Unidos, Europa y Asia y como se especifica en el Estándar Internacional ISO 6182:1.
Estos tipos de termobombillas se utilizan en aplicaciones donde las Clasificaciones de Riesgos de las Aseguradoras requieren rociadores, que tienen un RTI <80, por ejemplo, según el anexo de LPC a BS 5306:2, TB 20: Selection of Sprinkler Heads, in the UK and for Concealed or Recessed type sprinklers. Otras regulaciones internacionales también requieren bombillas de Respuesta Intermedia.
Estas bombillas están especificadas para rociadores domésticos en los Estados Unidos y donde las Clasificaciones de Riesgos de las Aseguradoras requieren una Respuesta Rápida - o en Rociadores de Cobertura Extendida, que requieren tiempos operativos más rápidos debido a la mayor distancia entre los rociadores instalados.
Las bombillas Super Fast y Ultra Fast F2.5, F2 y F1.5 se utilizan típicamente en productos de alto rendimiento en los que la activación muy temprana es esencial. Algunos ejemplos son los rociadores ESFR o los productos Water Mist.
Las bombillas de vidrio conocidas anteriormente, que satisfacen los estándares apropiados impuestos por agencias de seguros o gubernamentales, generalmente tienen un diámetro de entre 8 y 12 mm, un espesor de pared de 1 a 1.5 mm y una longitud total de 20 a 30 mm. Dichas bombillas de vidrio relativamente grueso no responden rápidamente al calor de un incendio y tienen tiempos de liberación bastante largos, es decir, el tiempo transcurrido desde que se detecta la primera aparición de la temperatura crítica hasta la rotura de la bombilla y la liberación de la válvula. Tales tiempos de liberación prolongados son el resultado de la relación desfavorable de la superficie de absorción de calor de la bombilla al volumen dentro de la bombilla que se va a calentar. La Patente de los Estados Unidos No. 4,796,710 (JOB® GmbH) divulga una bombilla con un diseño de forma de hueso único que usa extremos reforzados para absorber cargas de los soportes de montaje e introducirlos axialmente en un eje de diámetro reducido evitando así tensiones de cizallamiento y flexión desfavorables en el vidrio. El diseño con forma de hueso permite una estructura de masa baja que, combinada con el líquido de relleno especial, proporciona un tiempo de respuesta muy corto. Pero es costoso de fabricar con el coste de la bombilla aproximadamente del 40-50 % del coste total de un cabezal de rociador. También es frágil y requiere un embalaje cuidadoso para evitar daños durante el envío y la instalación.
Resumen de la invención
La innovación en cuestión implica el uso de un elemento de aleación con memoria de forma (SMA) de respuesta rápida muy robusto como el mecanismo de activación del rociador. Al igual que las bombillas de vidrio, el tubo o bombilla se comprime en un tapón que atrapa y asegura el fluido contra incendios. El tubo quebradizo se puede fundir o extrudir de forma económica utilizando, por ejemplo, vidrio templado, cerámica quebradiza o metales quebradizos para que cuando se fracture no obstruya la liberación del tapón del rociador. Al memorizar el elemento SMA en formas novedosas, las agencias de seguros o gubernamentales de la invención, generalmente tienen un diámetro entre 8 y 12 mm, un espesor de pared de 1 a 1.5 mm y una longitud total de 20 a 30 mm. Dichas bombillas de vidrio relativamente gruesas no responden rápidamente al calor de un incendio y tienen tiempos de liberación bastante largos, es decir, el tiempo transcurrido desde que se detecta la primera aparición de la temperatura crítica hasta la rotura de la bombilla y la liberación de la válvula. Tales tiempos de liberación prolongados son el resultado de la relación desfavorable de la superficie de absorción de calor de la bombilla al volumen dentro de la bombilla que se va a calentar. La Patente de los Estados Unidos No. 4,796,710 (JOB® GmbH) divulga una bombilla con un diseño de forma de hueso único que usa extremos reforzados para absorber cargas de los soportes de montaje e introducirlos axialmente en un eje de diámetro reducido evitando así tensiones de cizallamiento y flexión desfavorables en el vidrio. El diseño con forma de hueso permite una estructura de masa baja que, combinada con el líquido de relleno especial, proporciona un tiempo de respuesta muy corto. Pero es cotoso de fabricar con el coste de la bombilla aproximadamente del 40 al 50% del coste total de un cabezal de rociador. También es frágil y requiere un embalaje cuidadoso para evitar daños durante el envío y la instalación. El documento GB2120934 divulga un recipiente de vidrio lleno de líquido que se expande y por lo tanto ejerce desde el interior una presión de explosión o estallido sobre el recipiente de vidrio. El documento SU1839805 enseña elementos sensibles al calor que hacen que los tornillos puntiagudos se rompan a través de los orificios de las arandelas termoaislantes para hacer que los tornillos rompan una porción estrecha de un tubo. El documento RU2195986 enseña una placa sensible al calor perpendicular y en un ángulo transversal al eje de una barra frágil y adyacente a la barra. La placa está configurada para aplanarse y romper la barra. El documento SU1839810 enseña una placa curva en forma de U entre las porciones estrechas de dos postes y que está configurada para expandir y romper los postes. El documento SU189803 enseña una placa doblada que se extiende entre postes, un poste a cada lado de la placa. La placa está configurada para expandirse de manera que se aplana y se mueve transversalmente para romper los postes.
Resumen de la invención
La innovación en cuestión implica el uso de un elemento de aleación con memoria de forma (SMA) de respuesta rápida muy robusto como mecanismo de activación del rociador. Similar a las bombillas de vidrio, el tubo o bombilla se comprime en un tapón que atrapa y asegura el fluido de extinción de incendios. El tubo quebradizo se puede fundir o extrudir de forma económica utilizando, por ejemplo, vidrio templado, cerámica quebradiza o metales quebradizos para que cuando se fracture no obstruya la liberación del tapón del rociador. Al memorizar el elemento SMA en formas novedosas, la invención conduce a una respuesta rápida y un robusto sistema de activación de rociadores. Una vez que la temperatura ambiental del rociador excede la temperatura de transición del material SMA, el material SMA se deforma para recuperar su forma memorizada, fracturando el tubo quebradizo, liberando el tapón y por lo tanto el fluido contra incendios.
La invención está definida por las reivindicaciones independientes 1 y 11. Las realizaciones preferidas se definen en las reivindicaciones dependientes.
La presente invención presenta, en una realización, un cabezal de rociador que comprende un cuerpo de rociador con un paso para fluido, un mecanismo de sellado que sella dicho paso, un miembro de jaula, una bombilla frangible que se extiende entre el miembro de jaula y el sello, y un elemento de aleación con memoria de forma asociado con la bombilla frangible que tiene una primera configuración que encaja con la bombilla y una segunda configuración a una temperatura predeterminada que rompe la bombilla frangible liberando el fluido a través del paso.
En un ejemplo que no forma parte de la presente invención, el elemento de aleación con memoria de forma está dentro de la bombilla. En una versión, el elemento de aleación con memoria de forma en la segunda configuración se expande para romper la bombilla. Típicamente, la bombilla tiene un diámetro interior y el elemento de aleación con memoria de forma en la primera configuración tiene un diámetro exterior menor que el diámetro interior de la bombilla y en la segunda configuración el elemento de aleación con memoria de forma tiene un diámetro exterior mayor que el diámetro interior de la bombilla. En otra versión, la memoria de forma permite que el elemento en la segunda configuración se doble para romper la bombilla.
Se puede incluir además un compuesto que selle el elemento de aleación con memoria de forma dentro de la bombilla. El compuesto preferido es térmicamente conductor y tiene un coeficiente térmico igual o aproximadamente igual al coeficiente de expansión térmica de la bombilla.
En otra realización de acuerdo con la presente invención, el elemento de aleación con memoria de forma está alrededor de la bombilla. En una versión, el elemento de aleación con memoria de forma en la segunda configuración se contrae para romper la bombilla. En otra versión, el elemento de aleación con memoria de forma induce un momento de flexión para romper la bombilla. Además, el elemento de aleación con memoria de forma puede ser asimétrico. En
otra versión más, el elemento de aleación con memoria de forma tiene dos orificios y una porción doblada en la primera configuración y los orificios se contraen y la porción doblada se endereza en la segunda configuración para romper la bombilla.
El elemento de aleación con memoria de forma puede configurarse para expandirse y romper la bombilla. En un ejemplo que no forma parte de la presente invención, el elemento de aleación con memoria de forma está dentro de la bombilla. En otro ejemplo que no forma parte de la presente invención, el elemento de aleación con memoria de forma reside entre la jaula y la bombilla.
El elemento de aleación con memoria de forma puede tener al menos un orificio que recibe la bombilla. En un ejemplo, el elemento de aleación con memoria de forma incluye grietas preformadas que se extienden desde el orificio creando tensiones de tracción en la bombilla en la segunda configuración.
Típicamente, el elemento de aleación con memoria de forma se deforma por debajo de la temperatura predeterminada en dicha primera configuración cuando el elemento de aleación con memoria de forma está en su fase martinsita, y el elemento de aleación con memoria de forma en su segunda configuración vuelve a su estado de fase austenítica no deformada por encima de dicha temperatura predeterminada. La temperatura predeterminada es típicamente la temperatura de transición del material de aleación con memoria de forma entre sus fases austenítica y martinsita.
La bombilla puede ser de vidrio o material cerámico y la bombilla puede ser hueca o maciza según la aplicación.
La presente invención también presenta un cabezal de rociador que comprende un cuerpo de rociador con un paso para fluido, una bombilla frangible que funciona para sellar el paso y un elemento de aleación con memoria de forma asociado con la bombilla frangible que tiene una primera configuración que encaja con la bombilla y una segunda configuración a una temperatura predeterminada que rompe la bombilla frangible liberando el fluido del cuerpo del rociador. El elemento de aleación con memoria de forma puede estar dentro, alrededor o colindando con la bombilla.
La presente invención también presenta un dispositivo sensible a la temperatura que comprende una bombilla frangible y un elemento de aleación con memoria de forma asociado con la bombilla frangible que tiene una primera configuración que encaja con la bombilla y una segunda configuración a una temperatura predeterminada que rompe la bombilla frangible. Una vez más, el elemento de aleación con memoria de forma está alrededor de la bombilla.
La presente invención también presenta un método de fabricación de un dispositivo sensible a la temperatura. El método preferido incluye adquirir material de aleación con memoria de forma que tiene una fase austenítica no deformada por encima de una temperatura de transición. Cuando el material de aleación con memoria de forma está en su fase martinsita por debajo de la temperatura de transición, se deforma para encajar con una bombilla frangible.
En un ejemplo que no forma parte de la presente invención, el material de aleación con memoria de forma puede residir dentro de la bombilla en la forma deformada. En la segunda configuración, el material de aleación con memoria de forma se expande para romper la bombilla. En un ejemplo, la bombilla tiene un diámetro interior y el elemento de aleación con memoria de forma en su forma deformada tiene un diámetro exterior menor que el diámetro interior de la bombilla y en su forma no deformada el elemento de aleación con memoria tiene un diámetro exterior mayor que el diámetro interior de la bombilla. El elemento de aleación con memoria de forma también puede doblarse en su forma no deformada para romper la bombilla.
En una realización de acuerdo con la presente invención, el elemento de aleación con memoria de forma está alrededor de la bombilla. El elemento de aleación con memoria de forma puede contraerse al volver a su forma no deformada para romper la bombilla. El elemento de aleación con memoria de forma también puede inducir un momento de flexión cuando vuelve a su forma no deformada para romper la bombilla. Si el elemento de aleación con memoria de forma tiene dos agujeros y una porción doblada en la forma deformada, los agujeros se contraen y la porción doblada se endereza cuando vuelve a la forma no deformada para romper la bombilla.
La presente invención también presenta un cabezal de rociador que comprende un cuerpo de rociador con paso para fluido, un mecanismo de sellado para dicho paso, un miembro de jaula y un elemento de aleación con memoria de forma que se extiende entre la jaula y el mecanismo de sellado que empuja el sello cerrado hacia una primera configuración. El elemento de aleación con memoria de forma tiene una segunda configuración a una temperatura predeterminada que libera el mecanismo de sellado y que permite que el fluido fluya a través del paso. Típicamente, el elemento de aleación con memoria de forma tiene una longitud suficiente para empujar el mecanismo de sellado cerrado en la primera configuración y la longitud se contrae en la segunda configuración al alcanzar la temperatura predeterminada.
En aún otro ejemplo que no forma parte de la presente invención, no hay bombilla frangible. Un cabezal de rociador incluye un cuerpo de rociador con paso para fluido y el elemento de aleación con memoria de forma sirve para sellar el mecanismo de paso en una primera configuración. El elemento de aleación con memoria de forma tiene una segunda configuración a una temperatura predeterminada que permite que el fluido fluya a través del paso. Típicamente, el elemento de aleación con memoria de forma tiene una longitud suficiente para sellar el paso en la primera configuración y la longitud se contrae en la segunda configuración al alcanzar la temperatura predeterminada.
Breve descripción de las varias vistas de los dibujos
A los expertos en la técnica se les ocurrirán otros objetos, características y ventajas a partir de la siguiente descripción de una realización preferida y los dibujos adjuntos, en los que:
La Fig. 1 es una vista tridimensional esquemática de un cabezal de rociador de la técnica anterior;
La Fig. 2 es una vista frontal esquemática que muestra la bombilla frangible empleada con el cabezal rociador de la técnica anterior de la Fig. 1;
La Fig. 3 es un gráfico que muestra los diferentes tiempos requeridos para activar diferentes bombillas de cabezal de rociador frangibles;
La Fig. 4A es una vista en despiece frontal tridimensional esquemática de un ejemplo de un nuevo rociador que no forma parte de la presente invención.
La Fig. 4B es una vista tridimensional esquemática de un nuevo cabezal de rociador ensamblado que no forma parte de la presente invención.
La Fig. 5A es una vista superior tridimensional esquemática de un elemento de aleación con memoria de forma que no forma parte de la presente invención, en su configuración no deformada;
La Fig. 5B es una vista superior tridimensional esquemática que muestra la aleación con memoria de forma de la Fig. 5A en su estado deformado.
La Fig. 6A es una vista superior tridimensional esquemática que muestra el elemento de aleación con memoria de forma de la Fig. 5B ubicado dentro de un tubo frangible que no forma parte de la presente invención.
La Fig. 6B es una vista superior esquemática en tres dimensiones que muestra el elemento de aleación con memoria de forma de la Fig. 5B fracturando el tubo frangible.
La Fig. 7A es una vista superior tridimensional esquemática que muestra otro ejemplo que no forma parte de la presente invención, de un elemento de aleación con memoria de forma en su estado no deformado.
La Fig. 7B es una vista superior tridimensional esquemática que muestra el elemento de aleación con memoria de forma de la Fig. 7A en su configuración deformada.
La Fig. 8A es una vista superior tridimensional esquemática que muestra el elemento de aleación con memoria de forma de la Fig. 7B dentro de un tubo de vidrio que no forma parte de la presente invención.
La Fig. 8B es una vista superior tridimensional esquemática que muestra el elemento de aleación con memoria de forma de la Fig. 7A rompiendo el tubo frangible.
Las Figs. 9-12, 14A-18 son vistas tridimensionales esquemáticas que muestran realizaciones adicionales de acuerdo con la presente invención; La Fig. 13 es una vista tridimensional esquemática de un ejemplo de un cabezal de rociador que no forma parte de la presente invención.
La Fig. 14A es una vista superior tridimensional esquemática de una placa SMA que ha sido perforada y estirada hasta el diámetro exterior;
La Fig. 14B es una vista superior tridimensional esquemática de un tubo de vidrio roto después de ser calentado por encima de su temperatura de transición.
La Fig. 15 es una vista superior esquemática que muestra las grietas alrededor del orificio inducidas cuando se utilizó un punzón para estirar el orificio.
La Fig. 16A es una vista esquemática tridimensional de un punzón con cuatro crestas afiladas para asegurar que el SMA se agriete alrededor del orificio en un patrón predefinido.
La Fig. 16B es una vista en primer plano tridimensional esquemática de la punta del punzón;
La Fig. 17A es una vista tridimensional esquemática de un elemento de placa SMA con dos orificios en su forma plana memorizada.
La Fig. 17B es una vista tridimensional esquemática de un elemento de placa SMA con orificios estirados y doblado en forma de U para permitir que el tubo o barra de cerámica se inserte a través de ambos orificios.
La Fig. 18 es una vista lateral tridimensional esquemática de un elemento de placa SMA con un tubo o barra de cerámica insertado a través de los dos orificios; y
La Fig. 19 es una vista esquemática de otro ejemplo que no forma parte de la presente invención, de un cabezal de rociador de acuerdo con la presente invención.
Descripción detallada de la invención
La Fig. 1 muestra un cabezal 10 de rociador de la técnica anterior con una bombilla 12 frangible hueca que también se muestra en la FIG. 2. La bombilla 12 puede variar ampliamente en diseño, pero generalmente está hecha de vidrio y llena de un fluido que se expande para romper el vidrio en altas temperaturas. La FIG. 3 muestra el tiempo de activación de diversas bombillas JOB®.
De acuerdo con la presente invención, se usa un elemento de aleación con memoria de forma como medio para romper la bombilla frangible típicamente usada en un rociador. El elemento de aleación con memoria de forma puede estar asociado con la bombilla de varias formas diferentes: el elemento de aleación con memoria de forma está alrededor de la bombilla. El elemento de aleación con memoria de forma puede expandirse, contraerse, doblarse, enderezarse o inducir un momento de flexión para romper la bombilla. En otro ejemplo que no forma parte de la presente invención, no se necesita bombilla y el propio elemento de aleación con memoria de forma sirve como medio para activar el aspersor.
En un ejemplo, se utiliza Nitinol como elemento de aleación con memoria de forma. El nitinol es una aleación con memoria de forma de níquel y titanio. Sufre una transición de fase de una estructura martensítica a una austenítica con temperatura. Con un "entrenamiento" cuidadoso de un alambre de Nitinol, se puede hacer que cambie su longitud en un ocho por ciento cuando se eleva por encima de la temperatura de transición. Dado que el cable de Nitinol es resistivo, la aplicación de una corriente a través del cable puede provocar un calentamiento que induzca la transición de fase y contraiga el cable. Cuando se quita la corriente, el cable se enfría por el entorno y se puede devolver a su longitud original. Cuando se usa en una situación cargada, se cumple lo siguiente:
8=ct/E A (2)
donde £ es la deformación total, a la tensión, E el módulo de elasticidad del material y A la deformación inducida debido a la actuación. Es decir, la deformación total es la suma de la deformación mecánica y la deformación de actuación.
En general, los materiales que exhiben una estructura cristalina extremadamente variable con respecto a la temperatura se conocen como Aleaciones con Memoria de Forma (SMA). Descubiertos en 1932 por el investigador sueco Arne Olander, los SME vuelven a su estado no deformado cuando se calientan. Cuando la aleación está por debajo de su temperatura de transición, está en su fase martensítica. En la fase martensítica, la aleación se puede deformar entre un 3 %-8 % con tensiones aplicadas muy bajas. Si la temperatura de la aleación se eleva por encima de la temperatura de transición, el material cambia a su fase austenítica y recupera su forma original no deformada. En la fase austenítica, el material es capaz de soportar grandes cargas físicas y puede utilizarse como actuador.
La SMA también exhibe pseudoelasticidad (también conocida como superelasticidad). El comportamiento aparentemente plástico se debe a la martensita inducida por tensión. El material vuelve elásticamente a deformación cero (austenita) sin aporte de calor. Sin embargo, cuando se elimina la tensión, el material no sigue el mismo camino en la curva Tensión-Deformación que cuando se cargó. La energía se disipa así, concluyendo que el material es un excelente material absorbente de energía en forma pseudoelástica.
Las SMA se pueden usar como sensores de deformación, ya que también exhiben cambios medibles en la resistencia cuando se deforman. Por ejemplo, la resistencia de un cable de Nitinol sin estirar de 55 cm de largo y 1 mm de diámetro es de 0.85 Q. Cuando el cable se estira un 6.5 %, la resistencia es de 0.87 Q. Nótese que el Nitinol en forma pseudoelástica puede deformarse al 5% sin deformación permanente. Consulte la Tabla 1 a continuación:
Propiedades del Nitinol
Tabla 1
En un ejemplo que no forma parte de la presente invención, se usa un enfoque simple y de bajo coste para formar un sistema de cabezal de rociador de respuesta rápida. La Fig. 4A muestra el cabezal 20 rociador con cuerpo 22 que define el paso 24 a través del cual fluye el fluido cuando se rompe la bombilla 26. El cabezal 20 está hecho típicamente de bronce colado o equivalente. Se prefiere que el material utilizado tenga un coeficiente de expansión térmica próximo al coeficiente de expansión térmica de los otros componentes del cabezal del rociador. En un ejemplo, la bombilla 26 es un tubo de cerámica hueco. Sin embargo, la bombilla podría ser sólida, de muchas formas y tamaños diferentes, y estar hecha de diferentes materiales. La bombilla también podría incluir extremos redondeados para reducir la tensión y aumentar la resistencia. El cabezal 20 rociador incluye la jaula 28 y un mecanismo de sellado como la montura 30 configurados tanto para sellar el paso 24 como para recibir un extremo de la bombilla 26 como se muestra en la FIG.
4B. También se puede incluir la arandela 32 Belville.
En este ejemplo particular, el elemento 34 de aleación con memoria de forma es una barra cilíndrica con un diámetro exterior en una configuración que es menor que el diámetro interior de las bombillas 26. En esta configuración, el elemento 34 de aleación con memoria de forma se ubica dentro de la bombilla 26. El tornillo 40 de fijación se usa para sellar el extremo abierto de la bombilla 26, y cuando se inserta en la carcasa 42 de jaula 28, el tornillo de fijación ubica la bombilla 26 entre la jaula 28 y el sello 30, comprimiendo la arandela 32. Cuando se alcanza una temperatura predeterminada, el elemento 34 de aleación con memoria de forma tiene una segunda configuración: el diámetro del elemento 34 de aleación con memoria de forma aumenta fracturando la bombilla 26. El fluido presurizado (por ejemplo, agua) en el paso 24 empuja el sello 30 fuera del camino y así se libera fluido.
Según se recibió del proveedor del material, el diámetro del elemento 34 de SMA es ligeramente mayor que el diámetro interior de la bombilla 26 quebradiza. El elemento 34 se estira en frío para disminuir el diámetro para que sea ligeramente más pequeño que el diámetro interno de la bombilla 26. El elemento 34 estirado se ubica en la bombilla 26 quebradiza. Se puede usar una pequeña cantidad de pegamento para asegurar que el elemento 34 permanezca aproximadamente en la porción media (dirección longitudinal) de la bombilla 26. La bombilla quebradiza puede ser de vidrio, vidrio templado, cerámica o cualquier otro material que presente una fractura quebradiza. Con el fin de mantener rápido el tiempo de respuesta del aspersor, el grosor de la pared de la bombilla es preferiblemente delgado para permitir que la bombilla con el elemento 34 insertado se equilibre rápidamente a los cambios de temperatura del ambiente.
Cuando la temperatura del ambiente está en o ligeramente por encima de la temperatura de transición de martensita a austenita del material del elemento 34, el elemento estirado se tensará para volver a su forma memorizada, que es por diseño más corta y más gruesa. Una vez que el diámetro del elemento 34 alcanza el diámetro interno de la bombilla 26, el elemento inducirá tensiones de aro en la bombilla quebradiza provocando que la bombilla falle y, dado que la falla es frágil, se romperá y sacará la bombilla de la trayectoria de carga permitiendo que el sello 32 sea expulsado por el fluido presurizado de extinción de incendios.
La temperatura de transición de fase del material SMA se puede alterar cambiando la composición del material, permitiendo que la temperatura de activación se adapte a la temperatura deseada. Los cambios de composición pueden producir temperaturas de transición de fase entre 30 °C (86 °F) y 95 °C (203 °F).
La Fig. 5A muestra el elemento 34 de SMA antes de estirarlo. Cuando la temperatura del ambiente del rociador excede la temperatura de transición de fase del material de SMA, el elemento volverá a esta forma. La Fig. 5B muestra el elemento SMA frío después de estirarlo. Nótese que es más largo y delgado.
La Fig. 6A muestra el elemento 34 de SMA con un diámetro ligeramente mayor que el diámetro interno de la bombilla 26 quebradiza estirada en frío hasta un diámetro menor que el diámetro interno de la bombilla 26 e insertado en la bombilla 26 quebradiza. En la Fig. 6B, cuando la temperatura ambiental alcanza la temperatura de transición del material SMA, el elemento 34 de SMA se expande y se deforma contra las paredes internas del tubo frágil provocando la fractura de la bombilla 26. Antes de insertar el elemento 34 de SMA en la bombilla de cerámica, se estira para que el material se deforme en su estado martensítico. El estiramiento del material aumenta su longitud, pero también disminuye, a través del efecto Poisson, el diámetro del elemento 34. Comenzando con un elemento de 2.44 mm de diámetro, el estiramiento del elemento reduce el diámetro a 2.39 mm o menos. La bombilla 26 tiene un diámetro exterior de 3.9 mm y un diámetro interior de 2.4 mm. Incrustado o ubicado dentro de esta bombilla hay un cilindro de SMA de 2.44 mm que se estiró para tener un diámetro de 2.39 mm. Además, se estiró un cilindro de s Ma de 2.44 mm hasta un diámetro de 2.39 mm pasando a través de una bombilla de 3.9 mm de diámetro exterior y parcialmente en una bombilla con un diámetro exterior de 4.8 mm. Los diámetros interiores de ambas bombillas fueron de 2.4 mm. Después de que se aumentó el ambiente térmico para superar la temperatura de transición del material SMA, aproximadamente 80 °C, la SMA en expansión tuvo la capacidad de fracturar todas las bombillas cerámicas.
[Otro ejemplo que no forma parte de la presente invención también presenta un enfoque simple y de bajo coste utilizado para formar un sistema de cabezal de rociador de respuesta rápida. Recibido del proveedor del material, el diámetro del elemento 34' de SMA , Figs. 7A-7B, es ligeramente más pequeño que el diámetro interior de la bombilla quebradiza. El elemento se memoriza en una forma curva como se muestra en la Fig. 7A antes de enrollarlo o estirarlo como se muestra en la Fig. 7B para encajar dentro de la bombilla quebradiza. Se puede usar una pequeña cantidad de pegamento para asegurar que el elemento permanezca aproximadamente en la porción media (dirección longitudinal) de la bombilla. Como antes, la bombilla quebradiza puede ser de vidrio, vidrio templado, cerámica o cualquier otro material que presente una fractura quebradiza. Con el fin de mantener rápido el tiempo de respuesta del aspersor, el grosor de la pared de la bombilla es preferiblemente delgado para permitir que la bombilla con el elemento SMA insertado se equilibre rápidamente a los cambios en la temperatura del ambiente.
Cuando la temperatura del ambiente está en o ligeramente por encima de la temperatura de transición de martensita a austenita del material de SMA, el elemento de SMA estirado se deformará para volver a su forma doblada memorizada mostrada en la Fig. 7A. En este ejemplo, se usa una doble curvatura, pero otras formas pueden lograr el mismo resultado. Cuando el elemento de SMA se deforma hasta el punto en que entra en contacto con el diámetro interior de la bombilla, el elemento de SMA tensionará la bombilla haciendo que la bombilla falle. Dado que el fallo de la bombilla es frágil, se romperá y sacará la bombilla de la trayectoria de carga permitiendo que el miembro de sellado sea empujado hacia afuera por el fluido de extinción de incendios presurizado. La forma memorizada está diseñada para ser tal que induzca un momento de flexión en la bombilla ayudando a que la bombilla se fracture de tal manera que falle de tal manera que despeje la trayectoria para que el sello se suelte de manera confiable.
La Fig. 7A muestra el elemento SMA con una forma de doble inflexión memorizada. La memorización se realizó en una plantilla y con el tratamiento térmico adecuado del material. La Fig. 7B muestra el elemento SMA después de que se enderezó. Nótese que es más delgado y recto. Cuando la temperatura del entorno del rociador excede la temperatura de transición de fase del SMA, el elemento volverá a su forma preestirada.
La Fig. 8 muestra el elemento 34' de SMA con un diámetro ligeramente menor que el diámetro interno de la bombilla 26 quebradiza. La forma memorizada es una forma curva. Después del paso de memorización, el elemento se lamina en frío o se estira en frío para que quede recto para que pueda insertarse dentro de la bombilla 26 quebradiza. La Fig. 8B muestra cuando la temperatura ambiental alcanza la temperatura de transición del material SMA, el elemento 34' de SMA intentará volver a su forma curvada original, presionando contra las paredes internas de la bombilla 26 quebradiza provocando la fractura de la bombilla.
Las pruebas en bombillas cerámicas de pequeño diámetro que van desde 3.9 mm a 4.8 mm de diámetro exterior con un diámetro interior de 2.4 mm, en las que se ubicaron cilindros de aleación con memoria de forma redonda de 2.4 mm, concluyeron que el concepto es factible.
Un sistema de rociadores activado por SMA de acuerdo con la presente invención exhibe una respuesta en el tiempo a un cambio de temperatura que iguala o supera la rata de respuesta de las bombillas de vidrio. La Tabla 2 a continuación proporciona las difusividades térmicas de los elementos en una bombilla de vidrio o una barra de SMA dentro de un tubo de vidrio. La difusividad térmica es una medida de la rapidez con que los materiales se calientan en respuesta a un cambio en la temperatura circundante. Un material con una mayor difusividad térmica responderá más rápidamente a un cambio de temperatura que un material con una menor difusividad térmica.
Tabla 2
Difusividad térmica (mA2/s) Normalizada a la difusividad de vidrio
Vidrio 3.38 x 10-7 1.0
Líquido 1.39 x 10-7 0.41
Nitinol 2 x 10-5 59.1
El aire entre la barra de SMA y el tubo frágil puede retrasar la entrada de calor en el elemento de SMA ralentizando el tiempo de respuesta del elemento de activación. Esto puede evitarse mediante el uso de un adhesivo o compuesto de encapsulado térmicamente conductor para asegurar la barra de SMA dentro del tubo. Se debe tener cuidado para asegurar que el coeficiente de expansión térmica (CTE) del compuesto de encapsulador coincida con el del tubo quebradizo para evitar que el compuesto lo fracture durante las excursiones térmicas. Un ejemplo de adhesivo termoconductor es Pyro-Duct ™ 598-A & 598-C de Aremco. Este adhesivo tiene un CTE cercano al del vidrio y puede usarse en aplicaciones que ven temperaturas de hasta 1000 °F. Un ejemplo de material compuesto de encapsulado es Ceramacast™ 675. Ceramacast™ 675 es un nuevo compuesto de encapsulado cerámico relleno de nitruro de aluminio térmicamente conductor a alta temperatura desarrollado por Aremco Products, Inc. Un compuesto, 675N, se utiliza ahora en la producción de sensores de respuesta rápida como termopares y detectores de temperatura de resistencia, así como resistencias de alta potencia. Una vez curado, el material se vuelve quebradizo, lo que lleva a una configuración donde el compuesto de relleno puede ser la "bombilla". Otro candidato es el compuesto adhesivo, de recubrimiento y de encapsulado de una sola parte 512N que se usa típicamente en el ensamblaje de partes eléctricas pequeñas. Ambos tienen CTE similares a los del vidrio.
De acuerdo con la presente invención, el elemento SMA está alrededor de la bombilla y no dentro de ella. En una realización, se inserta una bombilla cerámica hueca o sólida en un elemento hueco de aleación con memoria de forma para formar el elemento de activación. El elemento hueco de aleación con memoria de forma tiene un orificio circular y la forma externa puede ser arbitraria como se muestra en las Figs. 9-12. El elemento SMA hueco también se puede formar enrollando el cable SMA alrededor del tubo de cerámica y asegurando los extremos del cable con una herramienta de engarzado. La bombilla cerámica puede ser hueca lo que reducirá la fuerza requerida por el elemento o sólido de activación de SMA que aumentará la resistencia y robustez del ensamblaje rociador.
Como se recibió del proveedor del material, el diámetro interior del elemento hueco de SMA es preferiblemente ligeramente más pequeño que el diámetro exterior del tubo de cerámica quebradizo. El elemento se estira en frío para aumentar el diámetro interior del elemento para que sea un poco más grande que el diámetro exterior de la bombilla. El elemento de SMA estirado se desliza luego sobre la bombilla quebradiza. Se puede usar una pequeña cantidad de pegamento para asegurar que el elemento permanezca aproximadamente en la porción media (dirección longitudinal) de la bombilla. La bombilla quebradiza puede ser de vidrio, vidrio templado, cerámica y/o cualquier otro material que presente una fractura quebradiza. Su forma puede variar. Con el fin de mantener rápido el tiempo de respuesta del aspersor, el elemento de SMA tiene preferiblemente la menor cantidad de material posible para permitir que el elemento de SMA se equilibre rápidamente a los cambios en la temperatura del ambiente.
Cuando la temperatura del ambiente está en o está ligeramente por encima de la temperatura de transición de martensita a austenita del material de SMA, el elemento de SMA hueco estirado se tensará y se contraerá para volver a su forma memorizada: su diámetro interior será más pequeño que el diámetro exterior de la bombilla. Una vez que el diámetro interior de la SMA alcanza el diámetro exterior de la bombilla, el elemento de SMA inducirá tensiones de aro de compresión en la bombilla quebradiza, lo que hará que la bombilla falle.
Una característica atractiva de esta realización es que el material de SMA, que tiene una excelente conductividad térmica y difusividad térmica (la rata a la que un material cambia su temperatura cuando hay un cambio de temperatura), se encuentra fuera de la bombilla directamente expuesta al ambiente. Esto asegura un sistema de rociadores de respuesta rápida y también permite el uso de bombillas Pyrex. Pyrex tiene una resistencia excelente pero una conducción de calor deficiente, lo que eliminaría el uso de Pyrex para los sistemas de rociadores de respuesta rápida de la técnica anterior.
La Fig. 9 muestra el cabezal 20' rociador con elemento 34" de aleación con memoria de forma sobre la bombilla 26. El elemento 34" es un tubo de pared delgada. El elemento 34"' de aleación con memoria de forma, Fig. 10, en contraste, es un tubo de paredes más gruesas. En la Fig. 11, el elemento 34iv de aleación con memoria de forma es una pieza rectangular en forma de arandela.
Se pueden añadir características al elemento hueco para mejorar la capacidad del elemento para aplastar un tubo cerámico más grueso o un tubo cerámico sólido. Una de tales características se muestra en la Fig. 12. En esta figura, el elemento 34v de activación no es simétrico en la dirección axial. El resultado es una fuerza de aplastamiento desigual que, a su vez, introducirá un momento de flexión que creará tensiones de tracción en la bombilla 26. Dado que las cerámicas son débiles en tensión, esta característica mejorará la capacidad del elemento de activación de SMA para
fracturar una bombilla cerámica y como la falla es quebradiza, se romperá y quitará la bombilla de la trayectoria de carga.
La Fig. 13 muestra el elemento 34vi activo de SMA asociado con la bombilla 26 y extendiéndose entre la jaula 28 y la bombilla 26. El elemento 34vi está configurado para extenderse en longitud y fracturar la bombilla 26 cuando la temperatura alcanza o está ligeramente por encima de la temperatura de transición de martensita a austenita del material de SMA.
Las Figs. 14A y 14B muestran una placa 50 de SMA delgada (por ejemplo, entre 0.02 " y 0.04 "). Se perforó un agujero en la placa y el agujero se estiró utilizando un punzón 54 ahusado, Fig. 16. Se insertó un tubo 56 de vidrio en el agujero como se muestra en la Fig. 14A y el SMA se calentó con una pistola de calor. Una vez que la temperatura del material de SMA estuvo por encima de la temperatura de transición, la SMA se tensionó para recuperar su forma memorizada "plana" y rompió el tubo de vidrio, Fig. 14B.
Una característica de esta realización es que cuando se estira el orificio en la SMA, se forman grietas 60 alrededor del orificio, Fig. 15. Estas grietas mejoran la capacidad del material de SMA para fracturar el tubo de vidrio ya que introduce un patrón de tensión desigual alrededor de la circunferencia de la bombilla de vidrio. En y cerca de las grietas, las tensiones son menores que las áreas entre las grietas. Esto crea tensiones de tracción en la bombilla y, dado que los materiales quebradizos son típicamente débiles en tensión, las grietas permiten que el material de SMA rompa el tubo de vidrio y aseguran que el tubo de vidrio se retire completamente de la trayectoria de carga, liberando el líquido extintor del fuego. Como se muestra en las Figs. 16A y 16b , se puede usar el punzón 54 con un número predefinido de crestas 70 afiladas para asegurar que el material de SMA se agriete alrededor del orificio en un patrón predefinido.
La fiabilidad también se puede mejorar a través de un elemento 34vii de SMA de doble orificio, Fig. 17A. Se perforan dos orificios 72a y 72b en una placa de SMA a una distancia lo suficientemente separada como para permitir que el elemento se doble en forma de U, Fig. 17B. Los diámetros de los orificios perforados son más pequeños que el exterior de la bombilla 26. Después de estirar los orificios usando un punzón 54 ahusado, las Figs. 16A-16B, la placa SMA se dobla en forma de U y la bombilla se inserta a través de ambos orificios como se muestra en la Fig. 18. Cuando la temperatura ambiental del aspersor alcanza la temperatura de transición de fase del material de SMA, el elemento de SMA se deforma para recuperar su forma de agujero pequeño y plano haciendo que los agujeros de contracción apliquen presión a la bombilla y también aplique un momento de flexión. La redundancia se logra mediante los dos orificios de contracción y el momento de flexión aplicado.
La Fig. 19 muestra un ejemplo que no forma parte de la presente invención, donde el elemento 100 de aleación con memoria de forma se extiende entre la jaula 28 del rociador y el sello 30. A temperatura ambiente, el elemento 100 tiene una longitud que empuja el sello 30 al paso 22 del sello. A temperaturas más altas, el elemento 100 se contrae a su estado memorizado y el elemento 100 ya no desvía el sello 30 cerrado. El extremo distal del elemento 34viii también podría configurarse para servir como elemento de sellado.
El resultado, en cualquier realización, es un enfoque simple y de bajo coste que se usa para formar un sistema de cabezal de rociador de respuesta rápida. La presente invención, sin embargo, es aplicable a otros dispositivos que actualmente usan "termobombillas" y otros dispositivos sensibles a la temperatura.
Por lo tanto, aunque las características específicas de la invención se muestran en algunos dibujos y no en otros, esto es sólo por conveniencia ya que cada característica puede combinarse con cualquiera o todas las demás características de acuerdo con la invención. Las palabras "que incluye", "que comprende", "que tiene" y "con", como se usan en el presente documento, deben interpretarse de manera amplia y completa y no se limitan a ninguna interconexión física. Además, las realizaciones divulgadas en la presente solicitud no deben tomarse como las únicas realizaciones posibles. A los expertos en la técnica se les ocurrirán otras realizaciones y se encuentran dentro de las reivindicaciones adjuntas.
Claims (11)
1. Un cabezal (20) de rociador que comprende
un cuerpo (20) de rociador con un paso (24) para que el fluido fluya a través del mismo;
un mecanismo (30) de sellado para sellar dicho paso (24);
un miembro (28) de jaula;
un tubo (26) frangible hueco que se extiende entre el miembro (28) de jaula y el mecanismo (30) de sellado; y un elemento (34) de aleación con memoria de forma que tiene al menos un orificio que recibe el tubo (26) frangible, caracterizado por
dicho elemento (34) de aleación con memoria de forma que tiene una primera configuración que encaja con el tubo (26) y una segunda configuración estrechada en la que el orificio tiene un diámetro menor que el diámetro exterior del tubo (26) frangible hueco en una temperatura predeterminada que rompe el tubo (26) frangible, liberando el mecanismo (30) de sellado y así el fluido a través del paso (24).
2. El cabezal de rociador de la reivindicación 1, en el que el elemento (34) de aleación con memoria de forma tiene una forma de arandela rectangular.
3. El cabezal de rociador de la reivindicación 1 en el que en la segunda configuración el elemento (34) de aleación con memoria de forma se dobla para romper el tubo (26).
4. El cabezal de rociador de la reivindicación 1, que incluye además un compuesto que sella el elemento de aleación con memoria de forma al tubo (26).
5. El cabezal de rociador de la reivindicación 1, en el que dicho tubo (26) está hecho de vidrio o material cerámico.
6. El cabezal de rociador de la reivindicación 1 en el que el tubo (26) es una bombilla.
7. El cabezal de rociador de la reivindicación 1, en el que el tubo (26) está hecho de material quebradizo.
8. El cabezal de rociador de la reivindicación 1 en el que el elemento (34) de aleación con memoria de forma se deforma por debajo de la temperatura predeterminada en dicha primera configuración cuando el elemento (34) de aleación con memoria de forma está en su fase martinsita.
9. El cabezal de rociador de la reivindicación 8, en el que el elemento (34) de aleación con memoria de forma en su segunda configuración vuelve a su estado de fase austenítica no deformada por encima de dicha temperatura predeterminada.
10. El cabezal de rociador de la reivindicación 9, en el que dicha temperatura predeterminada es la temperatura de transición del elemento (34) de aleación con memoria de forma entre sus fases austenítica y martinsita.
11. Un método de fabricación de un dispositivo sensible a la temperatura, comprendiendo el método:
adquirir un elemento de aleación con memoria de forma hecho de material que tiene una fase austenítica no deformada por encima de una temperatura de transición;
cuando el material del elemento de aleación con memoria de forma está en su fase martinsita por debajo de la temperatura de transición, deforma el elemento de aleación con memoria de forma para incluir al menos un orificio para encajar alrededor de un tubo frangible; y
asociar el elemento de aleación con memoria de forma con el tubo y emplear el tubo de manera que cuando se alcanza la temperatura de transición, el material del elemento de aleación con memoria de forma se contrae y vuelve a su forma no deformada, el al menos un orificio es más pequeño que un diámetro exterior del tubo frangible, fracturando el tubo.
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