專利名稱：配送壓力下流體的配送閥和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明整體涉及從加壓貯池配送流體。特別是，本發(fā)明涉及從加壓容器配送滅火劑的配送閥裝配體和方法，在加壓容器中在壓力下存儲滅火劑。
背景技術(shù)：
滅火系統(tǒng)通常都與越野車輛、航海船舶、煤氣站和商業(yè)建筑一起使用，如餐館，和在類似的應(yīng)用地方，如果不迅速撲滅火災(zāi)，火勢就會快速蔓延。一般，適用于這樣應(yīng)用的， 常規(guī)滅火系統(tǒng)是這樣操作，通過配送滅火劑到加壓氣體流動中，通過分配的管道或軟管的網(wǎng)絡(luò)到許多噴淋噴嘴。加壓氣體可以是化學(xué)上不起反應(yīng)的氣體，如氮氣、二氧化碳、氬氣、氖氣、氦氣或其他化學(xué)上不反應(yīng)的氣體，或這些氣體中任兩種或多種氣體的混合物。滅火劑可以是濕的化學(xué)滅火劑、干燥的化學(xué)滅火劑或氣體滅火劑。在這種類型的常規(guī)滅火系統(tǒng)中，將滅火藥劑和氣體的混合物組成的滅火劑加壓存儲在一個或多個壓力容器中。通常，在至少為200磅/平方英寸壓力下存儲滅火劑而在某些系統(tǒng)中在超過1000磅/平方英寸壓力下。裝設(shè)一個閥與加壓容器的出口連通用于從加壓容器內(nèi)氣體貯槽配送滅火劑到分配管網(wǎng)中。這個閥必須在很長時間內(nèi)防止高壓氣體從壓力容器泄漏，但在響應(yīng)檢測到的火災(zāi)信號起動該閥時能快速響應(yīng)將高壓滅火劑配送到分配管網(wǎng)。在上述類型的常規(guī)滅火系統(tǒng)中常常使用的一類閥通常稱為平衡壓力閥。常規(guī)的平衡壓力閥包括設(shè)置在閥體內(nèi)軸向伸展的中心空腔中的軸向可平移的活塞。該活塞的一個端面暴露在壓力容器內(nèi)的氣壓下；同時該活塞的相反端面暴露在閥的上室內(nèi)氣壓下。彈簧偏壓在止回閥上，該止回閥可操作地與設(shè)置在中心空腔遠端的致動器帽相聯(lián)，當(dāng)使止回閥對致動器帽密封時防止氣體從上室泄漏。在第1位置，將活塞設(shè)置在中心空腔內(nèi)以便阻塞徑向伸展通過閥體的排放通道的開口。當(dāng)響應(yīng)檢測到的火災(zāi)信號起動該閥時，將該活塞軸向平移到第2位置，在那里使活塞重新定位到閥體的上室中并使活塞不再阻塞指向徑向的排放通道的開口。在這個第2 位置，高壓的滅火劑迅速從壓力容器的貯槽流入到閥體的中心腔內(nèi)并通過排放通道排出到分配管網(wǎng)中。通過強迫平移上述止回閥從致動器帽的端面離開起動該閥因而打開流動通道，在上室內(nèi)的氣壓經(jīng)過流動通道迅速通過開口到該閥外部環(huán)境的放空口排到大氣中，從而產(chǎn)生跨過活塞的壓力不平衡，造成該活塞在從壓力容器排放的滅火劑的壓力下迅速平移進入到上室中。在將滅火系統(tǒng)暴露在室外的情況下或在苛刻的環(huán)境中的各種應(yīng)用中，放空口有可能被冰、顆粒、灰塵或其他垃圾堵塞或覆蓋。在放空口上冰或垃圾的堆積有害地影響該系統(tǒng)的可靠性。因此，必須周期地檢查放空口的情況并除去可能堵塞放空口的任何冰塊或垃圾。

發(fā)明內(nèi)容
在本發(fā)明的一個方面中，裝設(shè)配送閥裝置用于從壓力容器快速配送滅火劑流體，該壓力容器有包含帶壓滅火劑流體的流體貯槽。該配送閥裝置包括有其前端適合安裝在壓力容器的閥體。該閥體有穿過其軸向伸展的孔限定軸向伸展的中心空腔，該空腔有用于接納從壓力容器的流體貯槽來的流體的前腔和一個后腔。閥體還有開口到前腔的大體徑向伸展的排放通道。將活塞設(shè)置在空腔內(nèi)。該活塞在前腔和后腔內(nèi)從第1位置軸向平移到第2 位置，在第1位置排放通道對流體的流動關(guān)閉，在第2位置排放通道對流體的流動打開。將致動器帽固定在閥體的后腔的后端。致動器帽有中心孔構(gòu)成與后腔流體連通的流體流動通道并穿過致動器帽延伸。將止回閥設(shè)置在穿過致動器帽的中心孔內(nèi)?？蓪⒅够亻y定位在第 1位置和第2位置之間，其中在第1位置通過致動器帽的中心孔對流體的流動關(guān)閉，其中在第2位置通過致動器帽的中心孔對流體的流動打開。還有，閥體有通過閥體伸展的放空通道。該放空通道與排放通道流體流動連通，當(dāng)止回閥定位在它的第2位置時，也與后腔流體流動連通。配送閥還可包括固定在閥體后端的閥帽和設(shè)置在由閥帽限定的空腔內(nèi)的致動器。 該致動器可選擇地朝致動器帽軸向平移，用于使致動器帽止回閥從它第1位置重新定位到它的第2位置以便將流體放空到放空通道內(nèi)。在本發(fā)明的一個方面中，提供一種方法用于從壓力容器配送滅火劑流體該壓力容器有包含第1壓力下滅火劑流體的流體貯槽。該方法包括如下步驟提供閥體，它有入口室與壓力容器的流體貯槽流體連通的空腔和有與滅火劑分配管網(wǎng)流體連通的排放通道；將活塞設(shè)置在空腔內(nèi)在空腔的入口室和空腔的第2室之間；將活塞保持在第1位置在那里通過保持空腔第2部分的壓力基本等于流體貯槽內(nèi)的第1壓力使排放通道對從入口室來的流體的流動關(guān)閉；將該活塞重新定位到第2位置中在那里通過選擇性地將第2室內(nèi)的流體放空到排放通道使排放通道對從入口室來的流體的流動打開。


為了進一步理解本發(fā)明，將參考下面本發(fā)明的詳細描述，要與附圖一起閱讀本發(fā)明的詳細描述。圖1是透視說明滅火系統(tǒng)的示意圖。圖2是按照本發(fā)明配送閥裝置示范實施例在它關(guān)閉位置的縱面剖面圖。圖3是圖2的配送閥裝置示范實施例在它打開位置的縱向剖面圖。圖4是由線4包圍的圖3部分的分解縱向剖面圖。
具體實施例方式開始參考圖1，圖中說明滅火系統(tǒng)的一個示范實施例，它包括限定流體貯槽在其內(nèi)部和裝備配送閥裝置10的壓力容器2，閥裝置安裝在與流體貯槽流體連通的壓力容器2出口。配送閥裝置10有排放出口與滅火劑分配管網(wǎng)的主分配管線4流體連通，滅火劑分配管網(wǎng)還包括由主分配管線4供給的幾個分支管線6?？蓪娏車娮?安裝在每根分支管線6 的終端用于配送滅火劑到很寬廣的面積之上。當(dāng)配送閥裝置10在它的關(guān)閉位置時滅火劑仍在壓力下存貯，通常在至少為200磅/平方英寸到幾百磅/平方英寸的壓力。當(dāng)響應(yīng)檢測到的火災(zāi)信號打開配送閥裝置10時滅火劑從壓力容器2流經(jīng)主分配管線4和分支管線 6和通過噴淋噴嘴8被配送到要保護的空間中。
現(xiàn)在參考圖2、3和4，特別是，配送閥裝置10包括閥體20，它有沿著閥體20的中心軸線伸展并限定軸向細長空腔的軸向細長孔30。閥體20還有從閥體大體徑向向外伸出的出口臂70和排放通道25，該通道在它的入口端開口到由孔30限定的軸向伸展的空腔和穿過出口臂70開口到閥體20的外部空間。出口臂70適合流體連通地連接到主分配管線 4。閥體20還包括軸向伸展的放空通道80，它從閥體20的后端面伸展穿過閥體開口到排放通道25中。閥體20的前端或近端22適合安裝到氣體容器2的出口。例如，閥體的近端22可以裝設(shè)外螺紋以便有利于安裝到壓力容器2的出口和從那里拆除。可將閥帽M安裝在閥體20的后端或遠端，它是閥體20與其前端或近端軸向相反的終端。閥體20還可以包括穿過閥體近端端面的壓力接口通道12，它連通氣體容器2的流體貯槽內(nèi)的壓力到一對壓力口 14和16，壓力表和壓力開關(guān)可以分別連接到這些口。由穿過閥體20的孔30限定的軸向伸展的空腔包括后腔35和前腔33。與后腔35 同等大小的孔30的部分有比與下腔同等大小的孔30的部分略為大些的直徑。排放通道25 開口到前腔33。將活塞40設(shè)置在軸向細長的孔30內(nèi)用于在其中軸向平移?；钊?0的主體有頭部42和從活塞頭部42向前伸展的軸44?；钊?0的頭部42有比活塞40的軸44略大的直徑。頭部的直徑的尺寸為可以適應(yīng)活塞頭部42在后腔35的直徑內(nèi)的軸向平移。活塞軸44的直徑能適應(yīng)活塞軸44在前腔33的直徑內(nèi)的軸向平移。另外，在活塞40的頭部 40和軸42的前端的外周邊分別裝設(shè)0型圈91和93用于對圍繞活塞40的流體通道進行密封。軸向穿過活塞40主體的中心孔45從在活塞軸44前端的活塞的前面伸展到在活塞頭部42后端的活塞的后面。中心孔45的后端有擴大的直徑以便形成空腔，將止回閥46 設(shè)置在該空腔內(nèi)。該止回閥在這個空腔內(nèi)可在關(guān)閉位置和打開位置之間軸向平移，在關(guān)閉位置阻止流體流過孔45而在打開位置允許流體流過孔45。在關(guān)閉位置，由偏壓彈簧48向后偏壓活塞止回閥46使其壓在空腔塞49上，該活腔塞49是在活塞頭部42后端面處由螺紋擰入到中心孔45內(nèi)。在打開位置，迫使活塞止回閥46離開空腔塞49以便壓縮偏壓彈簧 48和允許流體從后腔35流入到前腔33中，如在開始時后腔和前腔壓力平衡。將致動器帽50固定在閥體20的遠端。致動器帽50包括有軸52的柱塞，該軸有與在閥體20遠端處孔30內(nèi)形成的內(nèi)螺紋相匹配的外螺紋。當(dāng)將致動器帽50螺紋擰入到孔30中時致動器帽的頭部緊挨著閥體20遠端的端面。在圍繞致動器帽50頭部的外周邊設(shè)置0型圈95以便對圍繞致動器帽的流體流動的通道密封。中心孔55軸向穿過致動器帽 50并限定裝設(shè)止回閥56的空腔。止回閥56在這個空腔內(nèi)可在關(guān)閉位置和打開位置之間軸向平移，在關(guān)閉位置阻止流體流過孔55而在打開位置允許流體流過孔55。在關(guān)閉位置由偏壓彈簧58將致動器帽止回閥56向后偏壓在中心孔55內(nèi)形成的肩部M上。在打開位置迫使活塞止回閥56離開肩部M以例壓縮偏壓彈簧58和允許流體經(jīng)過致動器帽50的中心孔 55流出后腔35。如前面指出，將閥帽M安裝在閥體20的后端或遠端。閥帽M的前端面緊靠在閥體20的后端面上。閥帽M限定安裝致動器60的空腔37。機械加工閥帽M的前端面以便朝向空腔37裝設(shè)埋頭孔，從而當(dāng)將閥帽M固定在閥體20的遠端時在致動器帽50和閥帽 24之間圍繞致動器帽50的頭部構(gòu)成間隙81。如將要繼續(xù)討論的那樣，間隙81的作用是作
5為流體流動的通道。另外，在閥帽M的前端面上與閥體20中放空通道80相對的地方可以機械加工成凹槽83以便促進流體從間隙81流進放空通道80中。致動器60有本體62，它有從本體62向前伸出中心設(shè)置的推桿66。在圍繞致動器本體62頭部的外周邊上設(shè)置0型圈97以便對圍繞致動器60的流體流動的通道進行密封。 致動器60在閥帽M內(nèi)的空腔37中可以從后位置軸向平移到前位置，在后位置致動器本體 62的后面緊靠在空腔37后部在閥帽M中形成的肩部，而在前位置致動器本體62的前面接觸在空腔37的前端由閥體M的內(nèi)壁支持的制動圈觀。空腔37還開口到延伸穿過閥體M后端的中心孔39?？?9適合接納線性致動器 90。例如，孔39可以裝設(shè)與線性致動器90軸上的外螺紋相匹配的內(nèi)螺紋，因而通過將線性致動器螺紋擰入到孔90中可將其固定在閥體M中。在起動時，線性致動器90的作用是迅速驅(qū)動致動器60在空腔37內(nèi)向前以便緊靠在制動圈觀上。當(dāng)致動器本體62迅速向前移動到這個前面位置時，推桿66接觸到止回閥56并驅(qū)動止回閥56對抗偏壓彈簧58向前以及離開與致動器帽50的肩部M的接觸，因而打開穿過致動器帽50的孔55使流體從空腔 35流出。例如，線性致動器可以包括常規(guī)類型的電動機械致動器，其中由電信號引爆爆炸物料以便產(chǎn)生高壓氣流，如商業(yè)上銷售的Metron Protractor裝置。在配送閥裝置10中，響應(yīng)分別作用在活塞軸44的前端面和活塞頭部42的后端面上的壓力差，活塞40在閥體20的孔30內(nèi)平移。當(dāng)將配送閥裝置10安裝在壓力容器2的出口時孔30的前腔33的作用如入口室和該空腔是與壓力容器2的流體貯槽流體壓力連通的。因此，作用在活塞軸44端面上的在前腔中的流體壓力是等于在壓力容器2的流體貯槽內(nèi)的流體壓力。在后腔35中的流體壓力作用在活塞頭部42的后端面上。通過維持后腔35 的流體壓力基本等于在前腔33中的流體壓力，也是等于在壓力容器2的流體貯槽內(nèi)的流體壓力，將活塞40保持在如圖2所示的第1位置，其中排放通道25對入口室即前腔33來的流體關(guān)閉。當(dāng)最初將配送閥裝置20安裝到壓力容器2和用常規(guī)方法用氣體對壓力容器2加壓時，止回閥46和56兩者在加壓過程中打開和加壓過程結(jié)束時關(guān)閉，從而保證在空腔35 內(nèi)的壓力與空腔33中的壓力平衡。另外，圍繞止回閥46和螺紋擰入孔45中的空腔塞49在室33和35之間可以裝設(shè)放氣路徑。在流體從空腔35緩慢泄漏的情況下，例如通過0型圈 95，在空腔35內(nèi)的流體壓力將降低而流體從空腔33將流經(jīng)放氣路徑流入空腔35又增加了在空穴35內(nèi)的流體壓力使之與空腔33內(nèi)的流體壓力平衡從而使活塞40將不再平移出它的第1位置和配送閥裝置10將保持對流動的關(guān)閉。類似地，在壓力容器2的流體貯槽內(nèi)流體壓力產(chǎn)生波動的情況下，例如如果圍繞壓力容器的環(huán)境中環(huán)境溫度產(chǎn)生明顯的變化，流體將在空腔33和35之間流動如果必要通過放空路徑以便維持各自空腔中流體壓力平衡。當(dāng)響應(yīng)檢測到火災(zāi)的信號要起動滅火系統(tǒng)時，使活塞40迅速重新定位到如在圖3 中所示的第2位置，其中通過將后腔35內(nèi)的流體放空到排放通道25，使排放通道25對從入口室即空腔33來的流體流動開放。在本發(fā)明的配送閥裝置10中，如上文所述這是通過響應(yīng)檢測到火災(zāi)起動致動器90將致動器帽50中的止回閥56打開來完成這個工作。當(dāng)止回閥56移動到它的打開位置時，從空腔35來的流體流過先前關(guān)閉而現(xiàn)在打開的穿過致動器帽50的孔55進入空腔37，流過由間隙81構(gòu)成的流動通道，流過凹槽83并流入放空通道 80，如在圖4中清楚可見，然后進入與滅火系統(tǒng)的主分配管網(wǎng)4流體連通的排放通道25。
如前所述當(dāng)后腔35內(nèi)的流體迅速排出到該腔外，在空腔內(nèi)的壓力迅速降低因而產(chǎn)生跨過活塞的壓力不平衡。作為這個壓力不平衡的結(jié)果，活塞40快速向后平移到空腔35 的后部到它的第2位置或全部縮進位置。隨著活塞40全部縮進，活塞軸44不再阻塞通到排放通道25的孔30中的開口，因而在壓力容器2貯槽內(nèi)的流體流過下腔33進入排放通道 25然后進入與配送閥裝置10的出口支管70相連接的主分配管網(wǎng)4。在本發(fā)明的配送閥裝置10中，后腔35的作用如平衡壓力室和這個室的放空完全是在閥體20內(nèi)完成的。因而，相對壓力平衡型的常規(guī)配送閥，配送閥裝置10的可靠性是大大提高了，在常規(guī)配送閥中壓力平衡室的放空是直接通過通到外部環(huán)境的放空口排到閥的外面。這里使用的術(shù)語是為了描述的目的，而不是限制。這里公開的特殊的結(jié)構(gòu)和功能細節(jié)不應(yīng)解釋為限制，而僅是作為指導(dǎo)本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)用本發(fā)明的基礎(chǔ)，盡管本發(fā)明已經(jīng)參考如

的示范實施例進行了特別的表示和描述，但是本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)認識到可以進行各種修改而不會背離本發(fā)明的宗旨和范疇。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員還應(yīng)認識到用等價物代替這里參考公開的示范實施例描述的元件不會背離本發(fā)明的范疇。因此，打算使本公開說明書不局限于公開的特殊實施例，而是該公開說明書將包括所有屬于附屬權(quán)利要求書范疇內(nèi)的所有實施例。
權(quán)利要求
1.用于從壓力容器配送滅火劑流體的配送閥裝置，該壓力容器具有包含帶壓滅火劑流體的流體貯槽，所述配送閥裝置包括有適合安裝到壓力容器的前端的閥體，所述閥體有穿過其軸向伸展的孔，所述孔限定軸向伸展的中心空腔，該中心空腔有前腔用于接納從壓力容器的流體貯槽來的流體和后腔，所述閥體有開口到前腔的基本上徑向伸展的排放通道；設(shè)置在所述空腔內(nèi)的活塞，所述活塞能在前腔和后腔內(nèi)從第1位置軸向平移到第2位置，在第1位置所述排放通道對流體的流動關(guān)閉，在第2位置所述排放通道對流體的流動打開；在后腔的后端固定到所述閥體的致動器帽，所述致動器帽有中心孔，所述中心孔建立流體流動通道與后腔成流體流動連通并穿過所述致動器帽延伸；在穿過所述致動器帽的所述中心孔內(nèi)設(shè)置的止回閥，所述止回閥可定位在第1位置和第2位置之間，在第1位置中穿過所述致動器帽的所述中心孔對流體的流動關(guān)閉，而在第2 位置中穿過所述致動器帽的所述中心孔對流體的流動打開；和所述閥體有穿過所述閥體伸展的放空通道，所述放空通道與所述排放通道成流體流動連通，當(dāng)所述止回閥定位在其第2位置時，所述放空通道與所述后腔成流體流動連通。
2.如權(quán)利要求1所述的配送閥裝置還包括固定到所述閥體后端的閥帽，所述閥帽限定一空腔；和設(shè)置在閥帽空腔內(nèi)的致動器，所述致動器可選擇地朝所述致動器帽軸向平移，用于將所述致動器帽止回閥從它的第1位置重新定位到它的第2位置。
3.如權(quán)利要求1所述的配送閥裝置，其特征在于所述放空通道與所述閥端帽的空腔流體流動連通。
4.如權(quán)利要求1所述的配送閥裝置，其特征在于設(shè)置在處于其第1位置的所述活塞和所述致動器帽之間的后腔的一部分包括平衡壓力室。
5.如權(quán)利要求4所述的配送閥裝置，其特征在于當(dāng)在平衡壓力室中的流體壓力等于在所述前腔內(nèi)流體壓力時將所述活塞保持在它的第1位置。
6.用于從壓力容器配送滅火劑流體的方法，該壓力容器具有包含第1壓力的滅火劑流體的流體貯槽，所述方法包括如下步驟提供有空腔的閥裝置，空腔有入口室與壓力容器的流體貯槽流體連通并有與滅火劑分配管網(wǎng)流體連通的排放通道；將活塞設(shè)置在所述空腔內(nèi)在該空腔的入口室和該空腔的第2室之間；將活塞保持在第1位置，在該位置中通過維持空腔第2部分處于壓力基本上等于在流體貯槽內(nèi)的第1壓力而使排放通道對從入口室來的流體的流動關(guān)閉；和將活塞重新定位到第2位置中，在該位置中通過選擇性地將在第2室內(nèi)的流體放空到排放通道使排放通道對從入口室來的流體的流動打開。
全文摘要
用于從壓力容器的流體貯槽迅速配送流體的一種配送閥裝置和方法包括在空腔內(nèi)可平移的活塞，當(dāng)它定位在第1位置時它關(guān)閉開口到空腔的排放通道，而當(dāng)它定位在第2位置時它對從流體貯槽來的流體的流動打開排放通道。通過選擇地打開止回閥使空腔內(nèi)的壓力放空到排入通道從而使設(shè)置在活塞和致動器帽之間的空腔放空，可以快速重新定位活塞從它的位置到它的第2位置。
文檔編號A62C37/08GK102215916SQ200880132025
公開日2011年10月12日 申請日期2008年9月19日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月19日
發(fā)明者卡拉利斯 P. 申請人:基迪-芬沃爾公司