ES3029932B2 - Sistema y método de dosificación para aplicación de líquido generador de espuma - Google Patents

Description

[0001] DESCRIPCIÓN

[0003] Sistema y método de dosificación para aplicación de líquido generador de espuma

[0005] Sector técnico

[0007] La presente invención pertenece al sector tecnológico de los sistemas de control hidráulico, más específicamente se refiere a un sistema y método de dosificación para la aplicación de líquido generador de espuma en la extinción de incendios que comprende tanques de almacenamiento de agua y líquido generador de espuma LGE, pistola de aplicación, una tablero de comando integrada conectada a un display donde se regula la dosificación de LGE, un grupo motobomba, una bomba eléctrica y un conjunto de sensores, que permiten un control preciso de la dosificación de los componentes de la mezcla para la extinción de incendios.

[0009] Estado de la técnica

[0011] Del estado de la técnica se conocen algunos tipos de sistema y equipos para controlar la dosificación y aplicación de la mezcla con LGE en la extinción de incendios. El uso de LGE representa un enfoque estratégico y altamente eficaz en la extinción de incendios, proporcionando una solución para controlar y extinguir las llamas en diversas situaciones. LGE, cuando se aplica sobre superficies en llamas, forma una barrera de espuma que sofoca el fuego, reduce la propagación y minimizando los riesgos asociados con incendios de líquidos inflamables, vapores o incluso sólidos combustibles. El líquido proporciona una respuesta rápida y eficiente, y también es importante cuando el agua pura puede ser inadecuada o ineficaz. Dependiendo de la naturaleza del incendio se deben aplicar diferentes concentraciones de LGE al incendio y para posibilitar un control rápido, que permita la variación de la concentración de LGE en la mezcla, se han desarrollado sistemas y equipos de control de dosificación. Un inconveniente de los sistemas encontrados en el estado de la técnica es la falta de control y la baja precisión en la presión de salida de la mezcla. Además de la falta de homogeneidad en la mezcla al ser expelida contra el incendio.

[0012] El documento de patente CN109865220 describe un sistema de aplicación de espuma para la extinción de incendios a través de aire comprimido, donde el sistema cuenta con una bomba de agua, una bomba de espuma líquida, un compresor de aire y un mezclador. Una limitación de este tipo de sistema es la necesidad de un mezclador para la formación de la mezcla y un compresor de aire para el desplazamiento de la mezcla. Por tanto, surge la necesidad de introducir aire comprimido junto con la mezcla, dificultando de este modo la homogeneidad de la misma al ser aplicada, ya que la presión del aire comprimido puede imposibilitar la salida de un determinado componente. Además, el sistema contiene un mayor número de componentes, dificultando su transporte y elevando sus costos de producción y mantenimiento.

[0014] El documento de patente CN101543668 describe un equipo para la extinción de incendios compuesto por tanques de espuma, un módulo de control con display para el control de la mezcla de espuma, una unidad de control, una unidad de sensor y una unidad de actuador. Una limitación de esta tecnología es que el sistema solo presenta el método de control de espuma, no presenta la posibilidad de control integral de la mezcla, ni cómo se expele el líquido y cómo se desplaza la mezcla.

[0016] El documento de patente CN104492008 describe un sistema de mezcla de espuma de gran porte con presión positiva-negativa para inyectar espuma extintora de incendios que comprende un tanque de espuma conectado a una bomba conectada a una tubería de descarga con un desvío de flujo. La tubería de descarga lleva el flujo de espuma hasta la tubería de entrada de agua, direccionándola hacia una bomba de presurización. Una limitación de este tipo de sistema es la ausencia de control de salida de la mezcla, el sistema no presenta un dispositivo aplicador, por lo que el flujo se controla únicamente a través de la bomba de presurización. Además, en la tubería de salida de la mezcla, después de la bomba, el sistema contiene una válvula de limpieza que permite el retorno de la solución contenida en la tubería, sin embargo, esta solución es una mezcla de agua con líquido espumante que retorna al canal de flujo de líquido espumante, contaminando de este modo el líquido y alterando la concentración del mismo.

[0018] Explicación de la invención

[0020] Novedades y objetivo de la invención

[0021] La presente invención tiene como objetivo un sistema y método de dosificación para la aplicación de líquido generador de espuma para extinción de incendios que resuelve eficazmente las limitaciones del estado de la técnica mencionada anteriormente.

[0023] El sistema de dosificación para la aplicación de LGE comprende dos tanques, uno para agua y otro para LGE, conectados a través de tuberías a una motobomba que realiza la captación de los elementos de la mezcla para promover soluciones de agua y retardantes de llamas. El agua es direccionada directamente hacia la motobomba, sin embargo, el LGE cuenta con una bomba eléctrica independente del grupo motobomba principal, donde esta bomba permite el control de la cantidad de LGE que estará presente en la solución final. Desde la motobomba la mezcla se direcciona a una pistola de aplicación que permite al operador controlar manualmente la aplicación de la solución en el lugar deseado.

[0025] Todo el sistema está controlado por un tablero de control electrónico, conectado a los elementos del sistema, enviando señales de control de operación. Para control de parámetros y operación, están presentes sensores de flujo y válvulas direccionadoras de flujo que envían señales al tablero de control y permiten el control del transporte y flujo del sistema, a través de la emisión de señales derivadas del tablero a los elementos del sistema, realizando el ajuste de parámetros.

[0027] Ventajas y efectos técnicos de la invención

[0029] El sistema y método de dosificación para la aplicación de líquido generador de espuma, objeto de la presente invención, resulta en las siguientes ventajas y logra los siguientes efectos técnicos respecto a los sistemas del estado de la técnica:

[0031] Los sistemas del estado de la técnica realizan la aplicación de LGE después de la presurización del agua mediante la bomba/motobomba, dificultando de este modo la salida de LGE, ya que la presión de salida del agua puede ser mayor que la presión del LGE. Esto es resuelto por la presente invención a través de la aplicación de LGE anterior a la captación de la motobomba, de esta manera, la fuerza de la motobomba ayuda en el desplazamiento del LGE;

[0033] Los sistemas del estado de la técnica presentan el retorno de la solución parada en la tubería de salida directamente a los tanques, contaminando así el líquido almacenado en el tanque. Esto es resuelto por la presente invención a través de sensores de flujo y válvulas direccionadoras que permiten el control del direccionamiento del flujo de la mezcla de retorno;

[0035] Los sistemas del estado de la técnica presentan la eyección directa de la mezcla a través de tuberías en el lugar del incendio, imposibilitando el control manual de la salida de líquido por parte del operador. Esto es resuelto por la presente invención a través de una pistola de aplicación acoplada a la salida de la mezcla, donde el operador puede activarla, como quiera y donde quiera; y

[0037] La presente invención presenta una combinación de sensores de flujo y válvulas direccionadoras que evitan el desperdicio de líquidos, donde la activación y apagado de bombas y válvulas se realiza de manera automatizada por el tablero de control.

[0039] Breve descripción de los dibujos

[0041] Con el propósito de que la presente invención sea plenamente comprendida y puesta en práctica por cualquier técnico de este sector tecnológico, la misma pasa a ser descrita de forma clara, precisa y suficiente, con base en los dibujos adjuntos, enumerados a continuación, que ilustran formas preferidas de realización del sistema de dosificación para la aplicación de líquido generador de espuma:

[0043] Figura 1 - ilustra el diagrama de conexiones del sistema de la presente invención;

[0045] Figura 2 - ilustra el flujograma del método de operación de la presente invención;

[0047] Figura 3 - ilustra el diagrama de interconexiones del tablero de control de la presente invención.

[0049] Descripción de los modos de realización preferente de la invención

[0051] El sistema de dosificación para la aplicación de líquido generador de espuma de la presente invención ofrece la capacidad de realizar un control preciso sobre los equipos de extinción de incendios de pequeño porte, comúnmente transportados en camionetas. La capacidad de controlar la dosificación permite ajustar concentraciones específicas de líquido generador de espuma junto con el agua. Esta proporción generalmente varía entre el 0,5% y el 6,0%, lo que permite la adaptación a las distintas condiciones y tipos de incendio que se puedan encontrar. Este nivel de control refinado contribuye a una respuesta más eficaz y personalizada a diversas situaciones de emergencia, maximizando la eficiencia de las operaciones de extinción de incendios.

[0053] La figura 1 ilustra el sistema de dosificación para la aplicación de líquido generador de espuma que comprende un módulo electrónico (1) asociado a un módulo hidráulico (2). Dicho módulo electrónico comprende un tablero de control (11) con Modulación e Ancho de Pulso - PWM conectado a un panel de control (12) que presenta un botón de activación del sistema de LGE (121), un botón de activación de la bomba de LGE (122) y un display (123). El tablero de control (11) también está conectado a una bomba (13) eléctrica de pistones para LGE y a las válvulas: de LGE (14), de retorno al tanque de agua (15) y de retorno a la motobomba (16), siendo estas de tipo solenoide o similar. El sistema también cuenta con un sensor de flujo que se puede posicionar en el retorno (17) y/o en la salida (18) del grupo motobomba (23).

[0055] El módulo electrónico (1) actúa de manera a controlar el módulo hidráulico (2) del sistema compuesto por un tanque de agua (21), un tanque de LGE (22), una motobomba (23), una pistola de aplicación (24), un regulador de presión (25) y un manómetro (26).

[0057] El tanque del agua (21) está conectado directamente, a través de una tubería, a una conexión que recibe adicionalmente el agua del retorno de la motobomba (23), además del LGE proveniente de la bomba (13), direccionando la mezcla hacia la motobomba (23). El LGE del tanque (22) es transportado a través de tubería hacia la bomba (13) conectada a otra tubería que lleva el LGE hasta la conexión anterior a la motobomba (23). Un retorno o bypass está presente junto a la motobomba (23), el cual a través de una tubería lleva la mezcla hasta una conexión que permite el direccionamiento del líquido por otras tuberías, transportando directamente hacia el tanque de agua (21) o hacia la conexión anterior a la motobomba (23). El regulador de presión (25) y el manómetro (26) están ubicados en el panel de control (12) y conectados directamente a la motobomba (23), permitiendo el control y verificación de la presión. Dicha motobomba (23) recibe la mezcla y la direcciona hacia una tubería de salida, conectada a la pistola de aplicación (24) que al activarse permite la salida de la mezcla.

[0058] Para facilitar el control del motor de la motobomba (23) por parte del operador, el tablero de control (11) recibe señales de rotación obtenidas de la bobina del motor. Los pulsos generados por la bobina son direccionados a la vela de ignición del motor y, en consecuencia, promueven la detonación. En este camino se inserta una derivación eléctrica que capta los pulsos y los envía al tablero de control (11). Cada pulso corresponde a una rotación del motor, por lo tanto, a través del conteo de pulsos en un minuto, se determina la rotación del motor.

[0060] El regulador de presión (25) y el manómetro (26) trabajan en conjunto con el sistema mecánicamente, donde el manómetro (26) indica la presión presente en la bomba de la motobomba (23) y, el regulador (26) está compuesto por un embolo accionado por resorte, en el cual el giro en el sentido horario restringe la salida de la bomba aumentando su presión. Ya en el sentido antihorario el embolo reduce la restricción de salida y, en consecuencia, reduce la presión.

[0062] La figura 2 ilustra el método y operación del sistema, se parte de la conexión del motor de la motobomba (23) a través de la activación mediante una llave, en secuencia se realiza la definición del setpoint del LGE, el ajuste de la presión de la bomba de la motobomba (23), preferiblemente hasta 23 bar, a través del regulador de presión (25). La motobomba (23) inicia el proceso de captación de mezcla, a partir de la tubería conectada a ella, extrayendo agua del tanque de agua (21), y la bobina del motor de la motobomba (23) envía señales de rotación para la identificación de la rotación del motor por el tablero (1). Para la liberación de LGE, el operador presiona el botón para encender el sistema (121) energizando el tablero (11), enseguida, en el display (123) del panel de control (12) se selecciona la concentración de LGE deseada para la aplicación determinada. Con los parámetros determinados, el tablero de control (11) recibe la señal (pulsos tipo onda cuadrada) del sensor de flujo de salida (18), donde, si se detecta el flujo de la mezcla, la tablero (11) configura los estados de las válvulas direccionadoras, tipo solenoide, (14), (15) y (16), se activa el botón de encendido de la bomba de LGE (122) energizando la bomba (13), de este modo, encendiendo la bomba de LGE (13) y liberando el LGE que a través de las tuberías va al encuentro del flujo de agua, mezclándose e ingresando a la motobomba (23), donde, posteriormente, la mezcla va hacia la tubería de salida conectada a la pistola de aplicación (24) y la aplicación es controlada la partir de la activación de la pistola de aplicación (24). Durante la aplicación, el sensor de flujo de salida (18) enviará señales indicando si hay flujo de mezcla en la tubería de salida o no. En caso que el sensor (18) detecte flujo, el estado de la válvula direccionadora (15) se configura para que el retorno al tanque de agua esté cerrado y la válvula (16) se configura para que el retorno se libere directamente a la motobomba (23), además, el sensor (18) identifica si el flujo está por debajo o por encima de un límite preestablecido, en caso que esté por debajo o por encima de lo esperado, el tablero de control (11) envía una señal para aumentar o disminuir el flujo de la bomba (13). Si el caudal no es identificado por el sensor (18) en la tubería de salida, la válvula direccionadora (16) actúa cerrando el retorno a la motobomba (23) y la válvula (15) libera el retorno al tanque de agua (21). En este momento, el tablero de control (11) apaga la bomba (13) de LGE.

[0064] Dicho sistema, para asegurar su correcto funcionamiento, cuenta con un retorno direccionable en la tubería de salida, que a través de tuberías direcciona el líquido hacia el tanque de agua (21) o hacia la tubería de entrada de la motobomba (23). Dichas tuberías cuentan con un sensor de flujo de retorno (17) y dos válvulas del tipo solenoides de retorno al tanque de agua (21) y a la motobomba (23), que son controladas y activadas por el tablero de control (11).

[0066] Las válvulas direccionadoras (14), (15) y (16), son activadas electrónicamente por el tablero de control (11). La válvula de LGE (14) recibe señales del tablero (11) la partir de los parámetros seleccionados por el operador junto con el codificador del display (123). Las válvulas (15) y (16) son activadas automáticamente por el tablero (11), a través de las señales enviadas por el sensor de flujo (18), indicando la presencia o ausencia de flujo.

[0067] La combinación de las válvulas (14), (15) y (16) con los sensores (17) y (18), permite una operación del sistema de modo automatizado con alta precisión y sen correr el riesgo de la mezcla de soluciones. Los parámetros configurados en la maquinaria garantizan que si la solución en la motobomba (23) contiene mezcla de agua LGE, el retorno es hacia la propia motobomba (23), si solo contiene agua es direccionada hacia el tanque (21).

[0069] El sistema puede contar con un sensor de flujo (17) colocado en el retorno al tanque de agua (21), o un sensor de flujo (18) colocado en la tubería de salida de la motobomba (23). O incluso contener los dos sensores (17) y (18) simultáneamente, en todos los casos, los sensores actúan para verificar el flujo de la mezcla y enviar señales para al tablero de control (1) para activar/desactivar las válvulas direccionadoras (14), (15) y (16).

[0071] Todo el módulo electrónico (1) descrito está controlado por el tablero de control (11), con su disposición ilustrada en la figura 3. El tablero (11) es alimentado por una batería externa o por la propia batería del vehículo. Cuando se energiza, el tablero (11) realiza la activación del display (123), compuesto por una pantalla LCD y un codificador rotacional para el ajuste de la concentración de LGE conectado a la bomba (13). El tablero (11), a través de un PWM, modula el ancho de pulso para la bomba de LGE (13), controlando su flujo. El tablero (11) también envía señales digitales para la activación de las válvulas direccionadoras (14), (15) y (16). Para que el tablero (11) funcione de forma automatizada, recibe señales de lectura de señales de los sensores de flujo de retorno (17) y de flujo de salida (18).

Claims (6)

1. REIVINDICACIONES

1. Sistema de dosificación para aplicación de líquido generador de espuma compuesto por un módulo electrónico (1) que permite el control de un módulo hidráulico (2) compuesto por un tanque de agua (21), un tanque de LGE (22), una motobomba (23) interconectados entre sí, a través de tuberías, caracterizado por el hecho de que:

- el módulo electrónico (1) está constituido por un tablero de control (11) conectado electrónicamente a un panel de control (12) que tiene un botón de activación del sistema de LGE (121), un botón de activación de la bomba de LGE (122) y un display (123);

- el tablero de control (11) también está conectada para accionar una bomba LGE (13) y a las válvulas direccionadoras: de LGE (14), de retorno al tanque de agua (15) y de retorno a la motobomba (16) en función de señales de un sensor de flujo de retorno (17) y/o un sensor de flujo de salida (18); y

- el módulo hidráulico (2) comprende además una pistola de aplicación (24), un regulador de presión (25) y un manómetro (26),

- la mezcla de agua y LGE se forma en la tubería que conecta los tanques (21, 22) con la motobomba (23) antes de ingresar a esta, la cual impulsa dicha mezcla hacia la pistola de aplicación (24).

2. Sistema de dosificación para aplicación de líquido generador de espuma, según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que en el módulo hidráulico (2) el tanque del agua (21) está directamente conectado, a través de una tubería, a una conexión que recibe adicionalmente el agua del retorno de la motobomba (23), además del LGE proveniente de la bomba (13), direccionando la mezcla hacia la motobomba (23); El LGE desde el tanque (22) es transportado a través de tubería hacia la bomba (13) conectada a otra tubería que lleva el LGE hasta la conexión anterior a la motobomba (23); un retorno está presente junto a la motobomba (23), el cual a través de una tubería desplaza la mezcla hasta una conexión que permite el direccionamiento del líquido por otras dos tuberías, transportando directamente hacia el tanque de agua (21) o hacia la conexión anterior a la motobomba (23); el regulador de presión (25) y el manómetro (26) están ubicados en el panel de control (12) y conectados directamente a la motobomba

(23), permitiendo el control y verificación de la presión; dicha motobomba (23) recibe la mezcla y la direcciona hacia una tubería de salida, conectada a la pistola de aplicación (24) que, a activarse permite la salida de la mezcla.

3. Sistema de dosificación para aplicación de líquido generador de espuma, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que el módulo (1) contiene sensor de flujo de retorno (17) y sensor de flujo de salida (18).

4. Sistema de dosificación para aplicación de líquido generador de espuma, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que el módulo hidráulico (2) contiene retorno direccionable en la tubería de salida, que a través de tuberías direcciona el líquido hacia el tanque de agua (21) o hacia la tubería de entrada de la motobomba (23); dichas tuberías cuentan con un sensor de flujo de retorno (17) y dos válvulas: de retorno al tanque de agua (15) y de retorno a la motobomba (16), que son controladas y activadas por el tablero de control (11).

5. Método de dosificación para aplicación de líquido generador de espuma, implementado por el sistema de la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que comprende las etapas de:

- encender el motor de la motobomba (23) mediante activación por llave;

- ajustar la presión de la motobomba (23), preferiblemente hasta 23 bar, mediante el regulador de presión (25);

- iniciar el proceso de captación de mezcla, extrayendo agua del tanque de agua (21) a través de la tubería conectada a la motobomba (23);

- la bobina del motor de la motobomba (23) envía señales de rotación para la identificación de la rotación del motor por el tablero de control (11);

- presionar el botón de activación del sistema de LGE (121) en el panel de control (12);

- seleccionar en el display (123) la concentración deseada de LGE para la aplicación;

- con los parámetros determinados, el tablero de control (11) recibe la señal del sensor de flujo de salida (18); cuando se detecta el flujo de la mezcla, el tablero (11) configura el estado de las válvulas direccionadoras (14), (15) y (16), se activa el botón de encendido de la bomba de LGE (122), encendiendo así la bomba LGE

(13) y liberando el LGE que a través de las tuberías va al encuentro del flujo de agua;

- la mezcla de agua y LGE ingresa a la motobomba (23) y es impulsada hacia la tubería de salida conectada a la pistola de aplicación (24);

- durante la aplicación el sensor de flujo de salida (18) enviará señales indicando si hay flujo de mezcla en la tubería de salida o no;

- si el sensor (18) detecte flujo, el estado de la válvula direccionadora (15) se configura para que el retorno al tanque de agua (21) esté cerrado y la válvula (16) se configura para que el retorno se libere directamente a la motobomba (23); además, el sensor (18) identifica si el flujo está fuera de un límite preestablecido, y en ese caso el tablero de control (11) envía una señal para aumentar o disminuir el flujo de la bomba (13);

- si no se detecta flujo por el sensor (18) en la tubería de salida, el tablero de control (11) cierra la válvula de retorno a la motobomba (16), abre la válvula de retorno al tanque de agua (15) y apaga la bomba de LGE (13).

6. Método de dosificación para aplicación de líquido generador de espuma, según la reivindicación 5, caracterizado por el hecho de que el tablero de control (11) al ser energizado realiza la activación del display (123), compuesto por una pantalla LCD y un codificador; donde el tablero (11) a través de un PWM modula el ancho de pulso para la bomba de LGE (13), controlando su flujo; dicho tablero (11) también envía señales digitales para la activación de las válvulas direccionadoras (14), (15) y (16) y, recibe señales de lectura de señales de los sensores de flujo de retorno (17) y de flujo de salida (18).