ES2200834T3 - Dispositivo de seguridad para instalaciones que funcionan con gas. - Google Patents

Abstract

Dispositivo de seguridad para instalaciones que funcionan con gas, con un órgano de cierre del gas (2; 1¿) que responde a una salida de gas defectuosa en la tubería de conexión (1; 3¿), caracterizado por comprender un cilindro de trabajo (4; 6¿) dispuesto en el órgano de cierre del gas (2; 1¿), cuyo pistón de accionamiento (3; 13¿) está acoplado de modo mecánico con una parte de cierre del órgano de cierre del gas (2; 1¿), y es sujetado a través de la presión de un cartucho de gas licuado (5; 9¿) que actúa contra el cilindro de trabajo (4; 6¿) contra la fuerza de un resorte de cierre (6; 10¿) en la posición abierta del órgano de cierre del gas (2; 1¿), en donde una válvula de escape de aire (8; 11¿) que descarga el pistón de accionamiento (3; 13¿) en el cilindro de trabajo (4; 6¿) se controla de modo eléctrico por medio de un sensor de gas (10) dispuesto en la zona de detección.

Description

Dispositivo de seguridad para instalaciones que funcionan con gas.

La invención trata de un dispositivo de seguridad para instalaciones que funcionan con gas con un órgano de cierre del gas insertado en la tubería de conexión de gas y que responde a una salida de gas defectuosa situada en el entorno cercano. Este tipo de dispositivos sirve para la supervisión de redes de tuberías locales en lo que se refiere a puntos de unión que no son herméticos y a faltas de hermeticidad ocasionadas por efectos mecánicos, corrosión o destrucción electrolítica, para poder subsanar sin pérdida de tiempo estos daños.

Teniendo en cuenta esto, la invención se basa en el objetivo de accionar de modo automático un órgano de cierre del gas insertado en la tubería de conexión en una posición indicada en una salida de gas defectuosa por medio de un dispositivo de seguridad de este tipo.

Para alcanzar este objetivo, la invención conforma un dispositivo de seguridad para instalaciones que funcionan con gas según el preámbulo de la reivindicación 1 de tal manera que en un órgano de cierre del gas insertado en bucle en la tubería de conexión del gas se disponga en su parte exterior un cilindro neumático de trabajo cuyo accionamiento esté acoplado de modo mecánico con la pieza de cierre del órgano de cierre del gas. Este cilindro de accionamiento se sujeta a través de la presión de un cartucho de gas licuado de petróleo que actúa sobre el cilindro de trabajo contra la fuerza de un resorte de cierre en una posición correspondiente a la posición abierta del órgano de cierre del gas. En este caso, una válvula de escape de aire situada al lado del cilindro de trabajo, la cual se controla de modo electrónico a través de un sensor de gas que responde a una salida de gas defectuosa en la región de supervisión, provoca una descarga del pistón de accionamiento, y como consecuencia de ello el cambio del órgano de cierre del gas de su posición abierta a su posición de cierre.

En las reivindicaciones subordinadas 2 a 11, indicadas a continuación, se pueden apreciar configuraciones adecuadas y variaciones ventajosas de la invención.

Según las características de la reivindicación 2, el órgano de cierre del gas insertado en la tubería de conexión se controla como interruptor de la tubería en forma de un grifo, una tapa, un pasador o una válvula, cuyo proceso de control respectivo se adapta a través de una transmisión mecánica del movimiento lineal definido del pistón de accionamiento en el interior del cilindro neumático de trabajo.

En el caso de la válvula de escape de aire para el cilindro de trabajo y para el cartucho de gas licuado de petróleo, se trata, según las características de la reivindicación 3, de una válvula regulable a su posición de cierre en primer lugar de modo manual contra la presión de la tubería existente en el sistema de supervisión, la cual se sujeta en esta posición a través de un electroimán que actúa según el principio de la corriente estática. Según esto, su desconexión a través del sensor de gas insertado en la región de supervisión correspondiente con la apertura de la válvula de escape de aire provoca la descarga del pistón de accionamiento en el interior del cilindro de trabajo con el efecto sobre el órgano de cierre del gas acoplado con el pistón.

Según las características de la reivindicación 4, para la primera puesta en funcionamiento, y posteriormente para una puesta en funcionamiento repetible del dispositivo de seguridad se prevé un mecanismo de conexión combinado, a continuación de la sustitución que se hace necesaria debida a una avería del cartucho de gas licuado de petróleo cargado. Igualmente está conformado, por ejemplo, como un dispositivo de accionamiento en forma de palanca y giratorio dispuesto junto a la carcasa colocada para el alojamiento de los diferentes elementos de función del dispositivo de seguridad. Con éste es posible activar en primer lugar el suministro de corriente para el circuito de supervisión compuesto por el sensor de gas y el imán de sujeción, a continuación mover a su posición de cierre la válvula de escape de aire servido por el imán de sujeción excitado, y por último activar el cartucho de gas licuado de petróleo que transporta de modo neumático al cilindro de trabajo a la correspondiente posición abierta del órgano de cierre del gas a través de la presión que provoca un cierre hermético en el dispositivo de conexión existente en su sujeción. En este caso, los fallos de manejo que se puedan producir y las manipulaciones no autorizadas, los defectos técnicos de elementos de función individuales o también las apariciones de envejecimiento provocan un bloqueo permanente del suministro en peligro, y con ello garantizan la seguridad propia incondicional de todo el dispositivo.

Para el disparo del dispositivo de seguridad en un caso de avería, el sensor de gas que reacciona a la presencia de gas en la región de supervisión está equipado según las características de la reivindicación 5 con un contacto de conmutación eléctrico, a través del cual se interrumpe el suministro de corriente del imán de sujeción para la válvula de escape de aire a prueba de explosión, y en su lugar se activa una señal de advertencia óptica o acústica. De esta manera, la válvula de escape de aire que descarga al cilindro de trabajo de la presión del cartucho de gas licuado de petróleo, provoca, bajo la fuerza de resorte, de modo automático, el proceso de cierre seguro del órgano de cierre del gas.

En este dispositivo de seguridad, el accionamiento de una tapa de bloqueo se lleva a cabo en el interior de la tubería de conexión del gas según el ejemplo a través de un cilindro de trabajo dispuesto en el exterior junto a la guarnición de la tubería correspondiente, para lo cual hace necesaria la realización cuidadosa del engranaje del varillaje de acoplamiento requerido en el lado de la tubería y las medidas de obturación de mantenimiento que se han de realizar en intervalos de tiempo. Por otro lado, al usar una llave esférica como órgano de cierre del gas, es asimismo costoso el coste operativo para la transformación del movimiento lineal del pistón de accionamiento en un movimiento de giro cargado por obturación de la pieza de cierre de la parte de la llave, así como el vencimiento de las fuerzas de rozamiento que aparecen en las superficies de obturación, dado el caso, después de un mayor tiempo de espera en estado de funcionamiento.

Para evitar los problemas de obturación de este tipo y para reducir el coste necesario para el accionamiento de un órgano de cierre del gas, la invención conforma, según una variación ventajosa según la reivindicación 6, lo mismo que una válvula de paso dispuesta en el interior de la guarnición de la tubería y cargada por un resorte de cierre para ella misma. Además, la válvula está sujeta de modo que se puede desplazar por medio de un fuelle que se engrana en la guarnición dispuesto desde el exterior, en donde el fuelle se sujeta en el estado de funcionamiento en la posición dilatada a través de la presión del relleno de un cartucho de gas licuado de petróleo y contra la fuerza de retroceso de un resorte helicoidal de compresión propio.

De este modo, se prescinde de las medidas de obturación para el órgano de cierre del gas que se ha de accionar en caso de peligro a causa de los servomecanismos que ahora están insertados directamente en la región de la guarnición hermética al gas.

Según las características de la reivindicación 7, la válvula de paso de este dispositivo de seguridad dispone de un disco de válvula que se puede desplazar de modo coaxial, el cual, a través de su vástago de la válvula se sujeta en la pared interior de la guarnición de la tubería de modo que se puede desplazar por medio de un apuntalamiento radial que deja pasar la corriente. En el mismo apuntalamiento radial se apoya además el resorte de cierre que presiona el disco de la válvula contra una superficie de asiento de la válvula de paso insertada en la pared interior de la guarnición. Según esto, la apertura de la válvula se lleva a cabo contra la fuerza de este resorte de cierre, lo cual, en caso de fallo o de avería del momento de accionamiento provoca en cualquier caso y con seguridad un bloqueo del suministro de gas.

De esta manera, el fuelle que hace las veces de elemento de regulación neumático para el accionamiento de la válvula se dispone según las características de la reivindicación 8 como tal en el interior de un apoyo de la tubería insertado en una apertura lateral de la pared de la guarnición de la tubería impermeable desde el exterior. Para ello, el extremo de accionamiento libre del resorte, según las características de la reivindicación 9, se solapa suelto por un reborde acodado de un elemento de apoyo en forma de manguito, el cual en su otro extremo dispone de un reborde acodado hacia fuera sobre el que se apoya el resorte de retroceso que actúa contra el talón situado en la pared interior del tubo de conexión para reconducir el resorte descargado de modo neumático a su posición de salida comprimida.

Según las características de la reivindicación 10, en la apertura del tubo de conexión que penetra en la guarnición de la tubería se aloja de modo giratorio un elemento de acoplamiento admisible por el extremo de accionamiento del resorte y conformado con dos brazos, para actuar, con su brazo de palanca más largo, a través de un perno de unión guiado de modo concéntrico en el interior de la guarnición, sobre el disco de la válvula desplazable de la válvula de paso. De esta manera, se lleva a cabo el accionamiento correspondiente de la válvula casi en un espacio cerrado de modo hermético y lleno de gas.

Además, según las características de la reivindicación 11, en la unión de tubería capilar entre el fuelle que sirve como elemento de unión para la válvula de paso y el cartucho de gas licuado de petróleo que se puede insertar de modo que se puede reemplazar en todo el dispositivo, está insertado en bucle una válvula magnética que se puede desprender de modo definido, con la cual se puede airear la unión de actuación correspondiente, y como consecuencia se puede bloquear la válvula de paso para el suministro de gas de un modo seguro. En este caso, el disparo de esta válvula de escape de aire se lleva a cabo preferentemente a prueba de explosión de modo electrónico a través de uno o varios sensores de gas, cada uno de los cuales se dispone, para la supervisión de la concentración de gas existente en el entorno, en una región de peligro potencial.

En el dibujo anexo se representa de modo esquemático, como ejemplo de realización de la invención, un dispositivo de seguridad para instalaciones que funcionan con gas y, a continuación, se describe con más detalle según su construcción y su función.

En él, la Fig. 1 muestra un órgano de cierre del gas con un cilindro de trabajo situado en el exterior, y la Fig. 2 muestra un órgano de cierre insertado en una guarnición de una tubería conjuntamente con su mecanismo de accionamiento.

Tal y como se puede ver a partir de la representación de bloques en la Fig. 1 del dibujo, el órgano de cierre 2 insertado en bucle en la tubería de conexión 1 está conformado aquí como una tapa de bloqueo, cuya parte de cierre está acoplada a través de una varilla que sobresale hacia afuera de modo mecánico con el pistón de accionamiento 3 de un cilindro de trabajo neumático 4, el cual, por su lado, está acoplado de modo fijo o de modo que se puede volver a equipar en la región del órgano de cierre del gas 2 en la tubería de conexión 1. En este caso, el pistón de accionamiento 3, a través de la presión del contenido de un cartucho de CO_{2} conducido en el cilindro de trabajo 4 es llevado contra la fuerza del resorte de cierre 6 en la posición que se corresponde con la posición de apertura del órgano de cierre del gas 2, y es mantenido en ésta misma de modo permanente en el funcionamiento sin peligro. Para ello se introduce con la mano el patrón de CO_{2} 5 que se puede reemplazar en caso de que sea necesario en la sujeción prevista para ello en el lado de la carcasa, y se presiona en el transcurso de una puesta en marcha del dispositivo de seguridad de modo que realiza una activación y una obturación sobre el dispositivo de conexión 7 existente.

Para el disparo del dispositivo de seguridad en un caso de avería, el cilindro de trabajo 4 dispone en él mismo o bien en el interior de su tubería de suministro de una válvula de escape de aire 8, a través de la cual se eleva de golpe la presión existente y se lleva al órgano de cierre del gas 2 por medio de la fuerza de retroceso de un resorte de cierre 6 incluido en el cilindro de trabajo 4 a la posición de bloqueo. A tal fin, la válvula de escape de aire 8 está equipada con un imán de sujeción 9 accionado de modo eléctrico, por el cual se sujeta de modo cerrado en estado excitado. Cuando entonces el sensor de gas 10 dispuesto en una posición adecuada en la región de supervisión y que reacciona a una salida de gas peligrosa, bajo la conexión simultanea de una señal óptica o acústica 11, abre el circuito de supervisión alimentado por la corriente alterna, cae el imán de sujeción 9, abre la válvula de escape de aire 8, y con ello lleva al dispositivo de seguridad bajo cierre de la tubería de conexión de gas al estado de bloqueo.

Para la puesta en marcha del dispositivo de seguridad explicado anteriormente en lo que a su funcionalidad se refiere, por ejemplo, se aloja de modo que se puede mover en una carcasa común para el cilindro de trabajo 4, el cartucho de CO_{2} 5 y la válvula de escape de aire 8 con su imán de sujeción 9, un dispositivo combinado de accionamiento 12, con el que, después de la inserción del cartucho de CO_{2} 5 en la sujeción prevista para él, en primer lugar a) el circuito de supervisión descrito se conecta a la red de corriente alterna instalada en la habitación, y a continuación b) el imán de sujeción 9 para la válvula de escape de aire 8 se desplaza, y a continuación, por último c) el cartucho de CO_{2} 5 se presiona sobre su dispositivo de conexión 7 de modo que provoca una activación, y con ello se pone en funcionamiento todo el dispositivo de seguridad. A continuación, se engancha el dispositivo de accionamiento común 12 por medio de un enclavamiento 13 en la carcasa, y se mantiene el dispositivo de seguridad dispuesto para el funcionamiento en un modo fiable y con seguridad inherente, hasta que sea necesario cambiar un cartucho usado de CO_{2} 5 después de una avería notificada y subsanada por un experto.

Para, en este caso, no reaccionar en la fase de supervisión a una caída eventual del suministro de corriente de la red con un disparo erróneo del dispositivo de seguridad, el circuito de supervisión correspondiente, en caso de una caída de red se conmuta de modo automático, por ejemplo, a un pequeño acumulador sin conexión como fuente de corriente auxiliar, el cual, por su parte, después de que pase la avería se vuelve a recargar de la red también de modo automático.

Según la siguiente representación de bloques en la Fig. 2 del dibujo, el disco de la válvula 1' de la válvula de paso, por medio de su resorte de cierre 2', es presionado contra el asiento de la válvula 4' conformado en la parte de la pared de la guarnición de la tubería 3' insertada en la tubería de conexión del gas. Para un accionamiento de la válvula de paso 1'/4' está dispuesto un fuelle 6' en el interior de un apoyo de la tubería 5' introducido en la pared de la guarnición de la tubería 3' lateralmente desde el exterior como elemento de regulación neumático, el cual actúa por el lado del accionamiento a través de un elemento de acoplamiento 7' alojado de modo giratorio en una apertura de apoyo que sobresale hacia adentro sobre el perno de unión 8' guiado en el interior de la guarnición de la tubería 3' de modo concéntrico contra el disco de la válvula 1'. En este caso, este fuelle 6', a través de la presión del relleno conducido a él a través de una tubería capilar 12' de un cartucho de gas licuado de petróleo 9' insertado en todo el dispositivo de modo que se puede intercambiar y además contra la fuerza de un resorte de retroceso 10' que carga al fuelle 6' en el recorrido a través de un elemento de soporte 13' en forma de manguito, es llevado a la posición abierta que se corresponde con ello de la válvula de paso 1'/4', y es mantenido de modo permanente en esta posición en el funcionamiento libre de averías. Cuando se produce una avería, entonces se activa la válvula de escape de aire 11' insertada en bucle en la tubería capilar 12' entre el fuelle 6' y su cartucho de gas licuado de petróleo 9'. Para ello, su electroimán (de sujeción), se queda sin corriente a través de una interrupción del suministro de corriente producido por el sistema de sensores de gas instalado en la región de supervisión, y cae, debido a lo cual abre la válvula de escape de aire 11', y a través de ello pone fuera de funcionamiento en su conjunto a todo el sistema neumático. Como consecuencia de ello, el fuelle 6' vuelve, bajo el efecto del resorte helicoidal de compresión 10' y de la válvula de paso 1'/4' acoplada con él de modo mecánico bajo el efecto del resorte de cierre 2' del mismo, a la posición de bloqueo del dispositivo de seguridad. Se mantiene en esta posición hasta que se haya arreglado la avería o se haya reparado el fallo, se haya vuelto a abrir la válvula de escape de aire 11' y se haya reemplazado el cartucho de gas licuado de petróleo 9' descargado a mano por otro que esté sin gastar.

Claims (11)

1. Dispositivo de seguridad para instalaciones que funcionan con gas, con un órgano de cierre del gas (2; 1') que responde a una salida de gas defectuosa en la tubería de conexión (1; 3'), caracterizado por comprender un cilindro de trabajo (4; 6') dispuesto en el órgano de cierre del gas (2; 1'), cuyo pistón de accionamiento (3; 13') está acoplado de modo mecánico con una parte de cierre del órgano de cierre del gas (2; 1'), y es sujetado a través de la presión de un cartucho de gas licuado (5; 9') que actúa contra el cilindro de trabajo (4; 6') contra la fuerza de un resorte de cierre (6; 10') en la posición abierta del órgano de cierre del gas (2; 1'), en donde una válvula de escape de aire (8; 11') que descarga el pistón de accionamiento (3; 13') en el cilindro de trabajo (4; 6') se controla de modo eléctrico por medio de un sensor de gas (10) dispuesto en la zona de detección.

2. Dispositivo de seguridad según la reivindicación 1, caracterizado por comprender una transmisión que transforma el movimiento lineal del pistón de accionamiento (3) por el lado del cilindro de trabajo (4) en un proceso de ajuste correspondiente para el órgano de cierre del gas (2) tal como una llave, tapa, pasador o válvula.

3. Dispositivo de seguridad según la reivindicación 1 ó 2 caracterizado por comprender una válvula de escape de aire (8) que se puede desplazar de modo mecánico contra la presión de accionamiento existente a su posición de bloqueo y que se mantiene en esta posición eléctricamente a través de un

\hbox{electroimán (9).}

4. Dispositivo de seguridad según por lo menos una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por comprender un mecanismo de conexión combinado (12), por medio del cual, en una sucesión en el

\hbox{tiempo,}

a)

se prepara el suministro de corriente para el circuito de detección,

b)

se mueve la válvula de escape de aire (8) a su posición de cierre, y

c)

se activa el cartucho de gas licuado (5) en su dispositivo de conexión (7).

5. Dispositivo de seguridad según la reivindicación 3 y, dado el caso, según la reivindicación 4, caracterizado por comprender un sensor de gas (10) provisto de un contacto de conmutación para la desconexión a prueba de explosión del electroimán (9) para la válvula de escape de aire (8) y para la conexión simultánea de una señal de advertencia óptica o acústica (11).

6. Dispositivo de seguridad según la reivindicación 1, 3, 4 y/o 5, caracterizado por comprender un elemento de acoplamiento (7') que se engrana de modo giratorio en una guarnición de la tubería (3') entre una válvula de paso (1'/4') que se puede desplazar contra la fuerza de un resorte de cierre (2') y un fuelle (6') cargado en su dirección de accionamiento con un resorte de retroceso (10'), así como que se puede dilatar por medio del relleno de un cartucho de gas licuado (9').

7. Dispositivo de seguridad según la reivindicación 6, caracterizado por comprender un disco de válvula (1') de la válvula de paso (1'/4') que se puede desplazar de modo coaxial, el cual con su vástago de la válvula se sujeta en la pared interior de la guarnición de la tubería (3') de modo que se puede desplazar por medio de un apuntalamiento radial que deja pasar la corriente, y a través del resorte de cierre (2') que se apoya en el apuntalamiento radial es presionado contra una superficie de asiento (4') de la válvula de paso (1'/4') dispuesta en el lado de la guarnición.

8. Dispositivo de seguridad según la reivindicación 6 ó 7, caracterizado por comprender un tubo de conexión (5') que se puede montar en una apertura en el lado de la pared de la guarnición de la tubería (3') desde el exterior delante de la válvula de paso (1'/4'), para el alojamiento y la sujeción del fuelle (6') que actúa sobre el mismo.

9. Dispositivo de seguridad según por lo menos una de las reivindicaciones 6 a 8, caracterizado por comprender un elemento de apoyo (13') en forma de manguito, el cual solapa el extremo de accionamiento del fuelle (6') con un reborde acodado hacia el interior, en frente del cual se apoya, sobre un reborde acodado hacia el exterior, el resorte helicoidal de compresión (10') que actúa como fuerza de retroceso contra un talón de la pared interior del tubo de conexión (5').

10. Dispositivo de seguridad según por lo menos una de las reivindicaciones 6 a 9, caracterizado por comprender el elemento de acoplamiento (7') alojado de modo giratorio directamente antes del extremo de accionamiento del fuelle (6') en el tubo de conexión (5') en el lado interior y conformado con dos brazos, para la admisión del disco de la válvula (1') por el lado de la válvula de paso (1'/4') a través del perno de unión (8') guiado de modo concéntrico en el interior de la guarnición (3').

11. Dispositivo de seguridad según por lo menos una de las reivindicaciones 6 a 10, caracterizado por comprender una unión para tubo capilar (12') entre el cartucho de gas licuado (9') que se ha de insertar en el dispositivo de modo que se pueda reemplazar y el fuelle (6') que hace las veces de elemento de regulación para la válvula de paso (1'/4'), en el que esta tubería bajo presión (12') se puede desairear a través de una válvula magnética (de sujeción) (11') que se puede disparar de modo eléctrico o electrónico.