CN101321980B - 用于在高压系统中控制气流的自动调节阀 - Google Patents
用于在高压系统中控制气流的自动调节阀 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101321980B CN101321980B CN2005800500001A CN200580050000A CN101321980B CN 101321980 B CN101321980 B CN 101321980B CN 2005800500001 A CN2005800500001 A CN 2005800500001A CN 200580050000 A CN200580050000 A CN 200580050000A CN 101321980 B CN101321980 B CN 101321980B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- valve
- bobbin
- room
- gliding style
- spring
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 63
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 10
- 230000009467 reduction Effects 0.000 claims description 6
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 claims 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 49
- 239000003570 air Substances 0.000 description 23
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 20
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 9
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 9
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 8
- 150000001350 alkyl halides Chemical class 0.000 description 7
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 6
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 5
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 4
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 4
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920004449 Halon® Polymers 0.000 description 2
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PXBRQCKWGAHEHS-UHFFFAOYSA-N dichlorodifluoromethane Chemical compound FC(F)(Cl)Cl PXBRQCKWGAHEHS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000012886 linear function Methods 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 239000012080 ambient air Substances 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002860 competitive effect Effects 0.000 description 1
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 230000008676 import Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K1/00—Lift valves or globe valves, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces
- F16K1/30—Lift valves or globe valves, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces specially adapted for pressure containers
- F16K1/304—Shut-off valves with additional means
- F16K1/305—Shut-off valves with additional means with valve member and actuator on the same side of the seat
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
- A62C—FIRE-FIGHTING
- A62C35/00—Permanently-installed equipment
- A62C35/58—Pipe-line systems
- A62C35/68—Details, e.g. of pipes or valve systems
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
- A62C—FIRE-FIGHTING
- A62C99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
- A62C99/0009—Methods of extinguishing or preventing the spread of fire by cooling down or suffocating the flames
- A62C99/0018—Methods of extinguishing or preventing the spread of fire by cooling down or suffocating the flames using gases or vapours that do not support combustion, e.g. steam, carbon dioxide
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K1/00—Lift valves or globe valves, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces
- F16K1/30—Lift valves or globe valves, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces specially adapted for pressure containers
- F16K1/304—Shut-off valves with additional means
- F16K1/306—Shut-off valves with additional means with a valve member, e.g. stem or shaft, passing through the seat
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K31/00—Actuating devices; Operating means; Releasing devices
- F16K31/12—Actuating devices; Operating means; Releasing devices actuated by fluid
- F16K31/122—Actuating devices; Operating means; Releasing devices actuated by fluid the fluid acting on a piston
- F16K31/124—Actuating devices; Operating means; Releasing devices actuated by fluid the fluid acting on a piston servo actuated
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K31/00—Actuating devices; Operating means; Releasing devices
- F16K31/12—Actuating devices; Operating means; Releasing devices actuated by fluid
- F16K31/36—Actuating devices; Operating means; Releasing devices actuated by fluid in which fluid from the circuit is constantly supplied to the fluid motor
- F16K31/40—Actuating devices; Operating means; Releasing devices actuated by fluid in which fluid from the circuit is constantly supplied to the fluid motor with electrically-actuated member in the discharge of the motor
- F16K31/406—Actuating devices; Operating means; Releasing devices actuated by fluid in which fluid from the circuit is constantly supplied to the fluid motor with electrically-actuated member in the discharge of the motor acting on a piston
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K31/00—Actuating devices; Operating means; Releasing devices
- F16K31/12—Actuating devices; Operating means; Releasing devices actuated by fluid
- F16K31/42—Actuating devices; Operating means; Releasing devices actuated by fluid by means of electrically-actuated members in the supply or discharge conduits of the fluid motor
- F16K31/423—Actuating devices; Operating means; Releasing devices actuated by fluid by means of electrically-actuated members in the supply or discharge conduits of the fluid motor the actuated members consisting of multiple way valves
- F16K31/426—Actuating devices; Operating means; Releasing devices actuated by fluid by means of electrically-actuated members in the supply or discharge conduits of the fluid motor the actuated members consisting of multiple way valves the actuated valves being cylindrical sliding valves
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Business, Economics & Management (AREA)
- Emergency Management (AREA)
- Safety Valves (AREA)
- Lift Valve (AREA)
Abstract
一种在高压系统中控制气流的可控减压阀。该阀包括阀体、可滑式线轴、主流道、第一室和第二室、第一弹簧和第二弹簧、第一通道和第二通道以及阀促动器。阀体具有进气口和出口气，并且收容可滑式线轴。可滑式线轴具有第一端部和第二端部，并且在第一位置和第二位置之间是可滑动的。主流道连接进气口和出气口，并且随着可滑式线轴的线性移动而增加。第一室邻接可滑式线轴的第一端部而定位，而第二室邻接可滑式线轴的第二端部而定位。滑动的线轴通过由第二室和第二弹簧施加的气体压力朝着第一位置偏置。
Description
发明背景
灭灾系统一直被用来保护含有贵重的设备或元器件的区域，比如艺廊、数据中心和计算机室。传统地，这些系统使用卤代烷(halon)，这对于灭灾是理想的，因为它能够非常快速地灭灾，卤代烷可以相对的低压被存储，并且仅仅需要相对少的数量。
然而，近些年中，卤代烷在臭氧上的环境负效应已经变得明显，并且许多政府机构已经禁止进一步使用卤代烷。在一些国家，现有的卤代烷系统被使用更环保友好的惰性气体的系统所替代，该惰性气体例如氮、氩、二氧化碳和它们的混合物。不像基于卤代烷的灭火系统，基于惰性气体的系统使用天然的气体并且不会造成大气臭氧的损耗。
当燃料、氧气和热量被足够数量地提供以支持易燃材料的点燃时燃烧发生了。惰性气体灭火系统基于将封闭物中的氧气含量减少到不能继续燃烧的含量。为了熄灭火，存储在大量高压圆筒中的惰性气体被释放进封闭物中以通过用惰性气体取代氧气来减少氧气的含量直到燃烧被熄灭。典型地，环境空气包括21％的氧气体积浓度。该浓度必须被减少到14％以下以有效地熄灭火。为了达到这个目的，必须释放相对大体积的气体。
特别地，一旦系统被排放涉及到空气中氧气的减少，就对于设施人员有健康和安全的牵联。需要仔细的计算以确保释放的惰性气体的浓度足以控制燃烧，而又不会高到给人员造成严重的危险。
用惰性气体替代卤代烷以用于消防对系统设计提出了两个问题。第一，在短期间内(一些国家的防火规范要求气体在小于一分钟内被传输)将大量的气体传输到要保护的房间中可能在房间中产生超压力，这可能潜在地损害房间中的设备。目前的工业惯例是在房间中使用特殊的、昂贵的通风口以防止超压力。第二，不像卤代烷，惰性气体是以气态形式，而不是液态形式存储在标准室温下。为了减少存储容器的体积，非常高的压力是优选的，典型地大约100巴(bar)。因此，气体分配系统必须能够承受极端的高压。这两个限制在新安装和翻新二者的成本上是关键因素。
要保护的房间中的超压力主要地是由来自压力容器的惰性气体的不均匀排放引起的。因为气体容器中的压力在气体释放的期间成指数地衰减，所以超压力典型地发生在排放最初的几秒中。如果在排放的持续时间中气体释放可被节流为相当均匀的压力形态，那么就可防止在要保护的房间中的超压力，而同时确保预定数量的惰性气体在需要的时间内被传输。
对气流节流需要具有可控的可变开启面积的阀。虽然这可由闭环伺服阀来执行，但是高的初始成本和维修成本使得它对于消防而言是不受欢迎的方法。而且，闭环控制所增加的系统复杂性也引入了可靠性的顾虑。
发明内容
本发明的可控减压阀控制在高压系统中的气流。该阀包括阀体、可滑式线轴、主流道、第一室和第二室、第一弹簧和第二弹簧、阀促动器以及第一通道和第二通道。阀体具有进气口和出气口，并且收容可滑式线轴。可滑式线轴具有第一端部和第二端部，并且在第一位置和第二位置之间是可滑动的。主流道连接进气口和出气口，并且随着可滑式线轴的线性移动而增加。第一室定位在邻近可滑式线轴的第一端部处，而第二室定位在邻近可滑式线轴的第二端部处。滑动的线轴通过由第二室和第二弹簧施加的气压朝着第一位置偏置。当阀促动器促动时，第一通道开启以允许气体进入到第一室中。可滑式线轴以一速率(rate)被推进到第二位置，该速率是第一弹簧力和第二弹簧力与在第一室和第二室中的气动压差的函数。
附图说明
图1是根据本发明的灭火系统的示意图。
图2是根据本发明在闭合位置处自动调节阀的第一实施例的截面图。
图2A是根据本发明在闭合位置处自动调节阀的第一实施例的横截面图。
图3是根据本发明在开启位置处自动调节阀的第一实施例的截面图。
图3A是根据本发明在开启位置处自动调节阀的第一实施例的横截面图。
图4是根据本发明在装料位置处自动调节阀的第一实施例的截面图。
图4A是根据本发明在装料位置处自动调节阀的第一实施例的横截面图。
图5是将来自现有技术的自动调节阀的气体释放速率与来自根据本发明的自动调节阀的气体释放速率相比较的图表。
图6是根据本发明自动调节阀的线轴的移动作为时间的函数的图表。
图6A是当本发明的自动调节阀的线轴从闭合位置移动到开启位置时作用在其上的力作为时间的函数的图表。
图7是根据本发明在闭合位置处自动调节阀的第二实施例的截面图。
图8是根据本发明在开启位置处自动调节阀的第二实施例的截面图。
具体描述
图1是基于惰性气体的灭火系统10的图示。多个惰性气体存储圆筒12定位在存储区域或房间中，该存储区域或房间接近要保护的封闭房间14。惰性气体存储圆筒12装有惰性气体以在万一有火灾或其它危险的情况下将惰性气体释放进要保护的房间14中。与每一个圆筒12相联的是用于可控地将气体释放进要保护的房间14中的开环气压滑动自动调节阀16。当定位在要保护的房间14中的火灾探测器18探测到要保护的房间14中有火时，控制面板20开启自动调节阀16。然后气体穿过排放喷嘴22被排放进要保护的房间14中以耗尽要保护的房间14中的氧气浓度并且熄灭火。
图2至图4所示为自动调节阀16的第一实施例分别在完全闭合的位置处、完全开启的位置处和再装料的位置处的截面图。图2A至图4A所示为当自动调节阀16分别闭合、开启和再装料时自动调节阀16在线A-A处的横截面图。图2是安装在圆筒12上的自动调节阀16在完全闭合的位置处的截面图。自动调节阀16一般包括阀体24、可滑式线轴26、第一弹簧28、第二弹簧30、电磁阀32、止动环34、螺塞36和止动螺钉38。为了控制排放进要保护的房间14中的压力，自动调节阀16节流来自圆筒12的惰性气体的释放。
阀体24一般包括激活(第一)室40、背压(第二)室42、进气口44和出气口46。阀体24具有第一端部48、第二端部50和定位在第一端部48和第二端部50之间的阀座段52。线轴26收容在阀体24中并且在阀体24的第一端部48和第二端部50之间是可滑动的。阀体24和线轴26在阀体24的第一端部48处形成激活室40，而在阀体24的第二端部50处形成背压室42。当线轴26接近第一端部48时，线轴26相对于阀体24处于第一(闭合)位置下，而当线轴26接近第二端部50时，相对于阀体24处于第二(开启)位置下。
线轴26的大小设置成可滑动地接合阀体24，并且具有包括沿着头54的圆周的凸缘56的头部分54、圆锥形中间段58和包括沿着尾60的圆周的凸缘62的尾部分60。尾60的直径DT大于头54的直径DH。圆锥形段58的直径DC从头54到尾60在直径上是增加的。如图2中所示，当线轴26处于第一位置时，圆锥形段58置于阀体24的阀座52中。因为圆锥形阀座52具有和圆锥形段58相同的直径DC，所以当圆锥形段58置于阀座52中时，圆锥形段58密封定位在进气口44和出气口46之间的主流道64，以致气体不能穿过进气口44进入到出气口46。头54带有O型环66a，而尾58带有接触阀体24的O型环66b，并且密封在阀体24和线轴26之间的任何空气通道。O型环66a和O型环66b确保气体不会从激活室40或背压室42处穿过主流道64漏出。
激活室40定位在阀体24的第一端部48处。激活室40和第一端部48二者都具有直径D1，该直径D1的大小设置成接纳头54。当线轴26处于第一位置时，激活室40接收线轴26的头54，使得线轴26的圆锥形段58邻接阀体24的第一端部48。因为圆锥形段58的直径DC大于第一端部48的直径D1，所以第一端部48不能接纳圆锥形段58。因此，当圆锥形段58邻接第一端部48并且压缩定位在激活室40中的第一弹簧28时，线轴26完全处于第一位置下。第一弹簧28是压缩弹簧并且当处于松弛状态下时阻止压缩。当自动调节阀16促动时，气体穿过第一通道72从圆筒12进入到激活室40。
背压室42定位在阀体24的第二端部50处并且具有直径D2，该直径D2稍微大于第一端部48的直径D1。背压室42的直径D2的大小设置成接纳尾60。止动环34定位在背压室42中，并且大小设置成当线轴26朝着第二位置移动时接合尾60的凸缘62。第二弹簧30定位在背压室42中，并且当线轴26处于第一位置时是完全伸展的。当线轴26处于第一位置时，背压室42通过第二通道74连接到圆筒12并且具有和圆筒12相同的压力。
电磁阀32定位在进气口44和激活室40之间，并且控制穿过第一通道72的气流。电磁阀32一般包括螺线管芯76、电磁铁线圈78、弹簧80和具有通道84的针状阀82。弹簧80朝着闭合位置偏置螺线管芯76。针状阀82连接到螺线管芯76上并且相对于第一通道72置位。当电磁阀32闭合时，针状阀82的通道84不与第一通道72对准，阻止气体穿过第一通道72进入激活室40。具有操作杆88的凸轮86和枢轴点90被定位成接合螺线管芯76，作为如果控制面板20(在图1中所示)或电磁铁线圈78没有正确地起作用时的手动复位。
当线轴26处于第一位置时，第二通道74和背压室42充满了来自圆筒12的惰性气体并且具有和圆筒12相同的压力。因为电磁阀32闭合并且第一通道72被阻塞，所以来自圆筒12的气体不能穿过第一通道72进入到激活室40中。在激活室40的初始低压和背压室42的初始高压之间的压差推进线轴26朝着第一位置。线轴26通过第二弹簧30还朝着激活室40偏置。在该位置下，圆锥形段58接合阀座52以密封主流道64，将自动调节阀16维持在闭合位置下。
图2A是自动调节阀16在闭合位置处的横截面图。主流道64的路线是在阀座52和圆锥形段58(图2中所示)之间。当自动调节阀16备用于消防时，电磁阀32断电并且第一通道72闭合，以致气体不能进入激活室40。在激活室40和背压室42之间的压差将线轴26保持在第一位置下，同时圆锥形段58接合阀座52并且密封主流道64。因此，气体不能穿过主流道64进入出气口46。
图3是自动调节阀16在开启位置处的截面图。当需要从圆筒12排放气体时，电磁阀32开启并且气体被允许流过第一通道72。电磁阀32通常是由控制面板20(图1中所示)电力促动的。当在火灾或其它危险期间有电力故障的情况下，自动调节阀16通过在枢轴点90处将操作杆88转动90度还可被手动开启以促动凸轮86与螺线管芯76相接触。螺线管芯76被向下施加力并且压缩弹簧80，使得针状阀82的通道84与第一通道72对准。一旦第一通道72开启，在激活室40和背压室42中的气压与弹簧28和弹簧30的弹簧力就控制线轴26的速度和气体排放的速率。
当气体流过第一通道72并且流进激活室40中时，圆筒12与室40和室42中的压力开始相等。当自动调节阀16靠近压力平衡时，线轴26逐渐地在第一弹簧28伸展而第二弹簧30压缩时移动到第二位置。正是主要地由于第一弹簧28的复位力才驱使线轴26朝着第二位置。由净气压力提供的反作用力起作用以减慢线轴26的速度，以致超压力不会发生在要保护的房间14中，该净气压力是由头54和尾58的面积差、弹簧30以及阀体24和线轴26之间的摩擦产生的。当尾60的凸缘62接合阀体24的止动环34时线轴26处于第二位置并且停止移动。
当线轴26的位移是时间的线性函数时，主流道64的横截面与线轴26的位移是成比例的，并且自动调节阀16从最小面积开启到最大面积。排气速率也由设置在第二通道74中的螺塞36控制。
如可在图3A中看到的，当线轴26从第一位置移动到第二位置时，主流道64开启，以及来自圆筒12的气体可经过主流道64并且在出气口46处排放。因为阀座52的直径DC大于头54的直径DH，所以当圆锥形段58从阀座52处脱离时主流道64逐渐地开启并且在线轴26和阀座52之间的距离逐渐地增加。因此，当线轴26朝着第二位置移动时，气体能够穿过主流道46绕着线轴26通到出气口46。气体继续从流量控制阀16处排放直到阀体24中不再有足够的压力以放出更多的气体。
图4所示为在圆筒12中的气体被排放之后的自动调节阀16，并且自动调节阀16需要被再装料以备后续之用。在惰性气体从圆筒12和自动调节阀16处被释放之后，线轴26由于摩擦和弹簧偏置可能处于不定的位置处。这样，在装料之前线轴26需要被正确地置位在阀体24中。出气口46被盖住，开启第二通道74，并且在进气口44处压紧自动调节阀16以朝着第二位置移动线轴26并且开启主流道64。
一旦线轴26被正确地置位在阀体24中，阀体24就可被装料到全压而同时安装在圆筒12上。止动螺钉38首先被降下到阀体24中以将线轴26固定在适当的位置上。然后，电磁阀32闭合以阻塞第一通道72并且螺塞36被完全地插入到第二流道74中，以致气体不能进入背压室42。气体经过进气口46，在装料过程期间其被用作进口，直到圆筒12和阀体24被装满。一旦圆筒12和阀体24被完全地装满，止动螺钉38就被手动倒退出与线轴26的接触并且螺塞36被朝外旋拧以开启第二通道74，使得气体能进入背压室42。在第二弹簧30的弹簧负载和由背压室42中的气体产生的气压力下，线轴26返回到第一位置，闭合主流道64。
图4A是在装料过程期间自动调节阀16的横截面图。当自动调节阀16在装料时，主流道64开启以允许气体通过进入到阀体24和圆筒12中。
图5是来自现有技术的流量控制阀的气体A的释放速率和来自自动调节阀16的气体B的释放速率的图表。如在图5中看到的，现有技术的流量控制阀以危险的高压在非常短的时段内将气体释放进封闭的房间中。当气体被释放时，这将会给封闭房间中的任何人员和设备造成危险。相对比，自动调节阀16以可控的速率将气体释放进封闭的房间中。气体释放的初始速率逐渐地增加并且一般当自动调节阀16开启时达到稳定。当自动调节阀16中的气体被释放并且余留在自动调节阀16中的气体浓度衰减时，激活室40和背压室42中的压力以及气体释放速率逐渐地减少直到在自动调节阀16中只有极小数量的气体残留并且不再有气体被放出。
图6是所示为线轴26的线性位移LD和速度V作为时间的函数的图表。当线轴26从第一位置移动到第二位置时，线轴26相对于第一位置的位移作为时间的函数逐渐地增加直到尾60的凸缘62接合阀体24的止动环34并且自动调节阀16被完全地开启。相反地，线轴26的速度作为时间的函数是减少的。线轴26的初始速度必须足够的大以用于线轴26从阀座52处分开。在线轴26从阀座52处移位之后，线轴26的速度就逐渐地减少直到线轴26处于第二位置下并且在阀体24中不再移动。
图6A是所示为当自动调节阀16开启时作用在线轴26上的力的图表。当线轴26从第一位置移动到第二位置时，线轴26具有气压力PN、摩擦力FR和作用在线轴26上的弹簧力SP。如图6中所示，当自动调节阀16开启时，线轴26的位移随着时间逐渐地增加。逐渐的增加取决于当线轴26从第一位置移动到第二位置并且主流道64开启时该线轴的速度。当自动调节阀16开始开启时，在背压室42中的初始压力和在线轴26与阀体24之间的摩擦力提供了抵着第一弹簧28的阻力。随着时间的过去，第一弹簧28的力克服了气压差和摩擦力二者，以及第二弹簧30的力，允许主流道64完全地开启。
图7和图8是自动调节阀100的第二实施例分别在闭合位置处和开启位置处的截面图。尽管自动调节阀100在结构上与自动调节阀16(在图2至图4中所讨论的)不同，但是自动调节阀100主要地以与自动调节阀16相同的方式起作用。图7所示为安装在圆筒12上的处于闭合位置处的自动调节阀100。自动调节阀100一般包括阀体102、可滑式线轴104、第一弹簧106、第二弹簧108、电磁阀110、止动环112、阻尼螺钉114、螺塞116和止动螺钉118。
阀体102一般包括激活室120、背压室122、进气口124、出气口126和主流道128。线轴104的大小设置成可滑动地接合在阀体102的第一端部130和第二端部132之间的阀体102。线轴104一般包括包含沿着头134的圆周的凸缘136的头部分134、圆柱形中间段138、包含沿着尾140的圆周的凸缘142的尾部分140和活塞144。
阀体102和线轴104以与自动调节阀16相同的方式彼此相互作用，除了主流道128的横截面由活塞144控制之外。活塞144在头134的凸缘136之间的第一端部146处连到圆柱形部件138上，并且包括在第二端部150处的活塞头148，该活塞头的大小设置成接合阀体102的圆锥形阀座152。当自动调节阀100闭合时，活塞头148密封定位在激活室120、进气口124和出气口126之间的主流道128。当主流道128密封时，气体不能经过进气口124到出气口126。
图8是自动调节阀100在开启位置处的截面图。当有需要从圆筒12处排放气体时，电磁阀110开启并且气体流过连接圆筒12和激活室120的第一通道154。当气体流过第一通道154并且流进激活室120时，背压室122中的压力逐渐地通过连接背压室122和圆筒12的第二通道156耗尽。第一弹簧106的弹簧复位力和激活室120中的气压的组合克服了线轴104上的摩擦力、第二弹簧108的弹簧力和背压室122中气压。线轴104朝着背压室122被推动，并且自动调节阀100开启。当圆筒12中的压力由于气体的释放成指数地衰减时，线轴104在第一弹簧106伸展并且第二弹簧108压缩时逐渐地移动到第二位置直到圆筒12的压力降到零。
主流道128的横截面是线轴104和活塞杆144的活塞头148的位移的函数，并且当线轴104的位移是时间的线性函数时，自动调节阀100线性地从最小面积开启到最大面积。
一旦自动调节阀100被完全地排放，自动调节阀100就被设计为以与自动调节阀16(在图4中所讨论的)相同的方式来装料。
在探测到火灾或其它危险时本发明的自动调节阀可控地将惰性气体释放进封闭的空间中。自动调节阀具有收容在阀体中的线轴，该线轴从第一位置到第二位置是可滑动的。可滑式线轴和阀体形成了在阀体的一个端部处的控压室和在阀体相对端部处的背压室。可滑式线轴通过在背压室中的压力和置位在背压室中的弹簧朝着第一位置偏置。
当可滑式线轴在第一位置时，连接进气口和出气口的主流道被完全地闭合。在电磁阀被促动之后，气体被允许流进控压室。线轴逐渐地移动到第二位置并且逐渐地开启主流道。这允许气体穿过流量控制阀从圆筒通过并且进入到封闭的房间中。在控制激活室和背压室中的弹簧的竞争力、在控压室和背压室中的气压以及在线轴和阀体之间的摩擦控制了线轴的移动速率和气体释放到封闭的房间中的速率。
尽管本发明参考优选的实施例进行了描述，但是本领域的技术人员将公认的是在不偏离发明的精神和范围的情况下可以做出形式上和细节上的改变。
Claims (13)
1.一种用于在高压系统中控制气流的自动调节阀，所述阀包括：
具有进气口和出气口的阀体；
收容在所述阀体中的可滑式线轴，所述可滑式线轴具有第一端部和第二端部并且在第一位置和第二位置之间是可滑动的；
连接所述进气口和所述出气口的主流道，所述主流道的横截面积随着所述可滑式线轴的线性移动而增加；
邻接所述可滑式线轴的所述第一端部而定位的第一室；
邻接所述可滑式线轴的所述第二端部而定位的第二室；
用于朝着所述第二位置将第一弹簧力施加给所述可滑式线轴的第一弹簧；
用于朝着所述第一位置将第二弹簧力施加给所述可滑式线轴的第二弹簧；
连接所述进气口和所述第一室的第一通道；
连接所述进气口和所述第二室的第二通道；和
用于通过开启所述第一通道来促动所述阀以引起所述可滑式线轴朝着所述第二位置移动的阀促动器。
2.根据权利要求1所述的阀，其特征在于，在所述第一通道开启之后，所述可滑式线轴朝着所述第二位置的速度由所述第一弹簧和所述第二弹簧以及在所述第一室和所述第二室之间的气动压差控制。
3.根据权利要求1所述的阀，其特征在于，在所述第一通道开启之后，所述可滑式线轴相对于所述第二位置的位置由所述第一弹簧和所述第二弹簧以及在所述第一室和所述第二室之间的气动压差控制。
4.根据权利要求1所述的阀，其特征在于，所述第一室具有第一直径，而所述第二室具有第二直径，所述第二直径大于所述第一直径。
5.根据权利要求1所述的阀，其特征在于，所述阀促动器是螺线管导阀。
6.根据权利要求1所述的阀，其特征在于，所述阀进一步包括锥形阀座，用于当所述可滑式线轴处于所述第一位置时闭合所述主流道，并且用于当所述可滑式线轴移动到所述第二位置时开启所述主流道。
7.根据权利要求6所述的阀，其特征在于，所述可滑式线轴进一步包括用于当所述可滑式线轴处于所述第一位置时接合所述锥形阀座的锥形体。
8.根据权利要求1所述的阀，其特征在于，所述阀进一步包括突出体，用于控制穿过所述第一通道进入到所述第一室中的气体的引入。
9.根据权利要求1所述的阀，其特征在于，当所述可滑式线轴作为时间的函数线性移位时，所述主流道渐进地从最小面积开启到最大面积。
10.一种用于在高压系统中控制气流的开环气压流量控制阀，所述开环气压流量控制阀包括：
具有第一端部和第二端部以及进气口和出气口的阀体；
收容在所述阀体中并且在第一位置和第二位置之间是可滑动的可滑式线轴；
用于朝着所述第二位置偏置所述可滑式线轴的第一弹簧；
用于朝着所述第一位置偏置所述可滑式线轴的第二弹簧；
在所述阀体的所述第一端部处定位的第一室；
在所述阀体的所述第二端部处定位的第二室；
在所述进气口和所述出气口之间的主流道，其中，当所述可滑式线轴处于所述第一位置时所述主流道闭合，并且当所述可滑式线轴处于所述第二位置时所述主流道完全地开启；
连接所述进气口和所述第一室的第一通道；
连接所述进气口和所述第二室的第二通道；和
用于通过开启所述第一通道促动所述阀的阀促动器。
11.根据权利要求10所述的开环气压流量控制阀，其特征在于，所述阀体进一步包括锥形阀座，并且所述可滑式线轴进一步包括用于开启和闭合所述主流道的锥形闭合体。
12.根据权利要求10所述的开环气压流量控制阀，其特征在于，当所述可滑式线轴作为时间的函数线性移位时，所述主流道渐进地从最小面积开启到最大面积。
13.根据权利要求10所述的开环气压流量控制阀，其特征在于，所述开环气压流量控制阀进一步包括用于控制当所述第一通道开启时穿过所述第一通道进入到所述第一室中的气体的引入的装置。
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/US2005/012790 WO2006110148A1 (en) | 2005-04-07 | 2005-04-07 | Self-regulating valve for controlling the gas flow in high pressure systems |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN101321980A CN101321980A (zh) | 2008-12-10 |
| CN101321980B true CN101321980B (zh) | 2010-11-03 |
Family
ID=37087327
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2005800500001A Active CN101321980B (zh) | 2005-04-07 | 2005-04-07 | 用于在高压系统中控制气流的自动调节阀 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US8087637B2 (zh) |
| EP (1) | EP1872040B1 (zh) |
| CN (1) | CN101321980B (zh) |
| DK (1) | DK1872040T3 (zh) |
| ES (1) | ES2415685T3 (zh) |
| WO (1) | WO2006110148A1 (zh) |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102007006665A1 (de) * | 2007-02-10 | 2008-08-14 | Total Walther Gmbh, Feuerschutz Und Sicherheit | Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung einer Gas-Hochdruck-Feuerlöschanlage |
| US8336577B2 (en) * | 2008-04-23 | 2012-12-25 | Praxair Technology, Inc. | Pressurized gas containing system |
| US10094172B2 (en) | 2012-08-23 | 2018-10-09 | Ramax, Llc | Drill with remotely controlled operating modes and system and method for providing the same |
| US9410376B2 (en) | 2012-08-23 | 2016-08-09 | Ramax, Llc | Drill with remotely controlled operating modes and system and method for providing the same |
| US10202987B2 (en) | 2013-07-19 | 2019-02-12 | Dresser, Llc | Valve assembly having dual functionality for directional control of a piston on a fluid actuated device |
| DE102015203486A1 (de) * | 2015-02-26 | 2016-09-01 | Minimax Gmbh & Co. Kg | Ventil zum Schalten von Fluiden, Löschanlage und Verfahren |
| CN106196777B (zh) * | 2015-04-30 | 2019-01-18 | Tcl空调器(中山)有限公司 | 保护阀、压缩机及空调器 |
| ES1143033Y (es) * | 2015-08-06 | 2015-11-26 | Residuos Y Gas Systems S L | Válvula de flujo constante para instalaciones de protección contra incendios. |
| DE102016205772B4 (de) * | 2016-04-07 | 2017-11-30 | Minimax Gmbh & Co. Kg | Schnellöffnungsventil für einen druckbeaufschlagten Löschfluidbehälter und Löschfluidbehälter mit selbigem |
| EP3600574B1 (en) * | 2017-03-30 | 2023-03-15 | Carrier Corporation | Pressure-regulated high pressure storage of halocarbon fire extinguishing agent |
| US20190353263A1 (en) * | 2018-05-17 | 2019-11-21 | Goodrich Corporation | Poppet type pneumatic valve for inflation system |
| CN110388473A (zh) * | 2019-08-15 | 2019-10-29 | 江苏克劳特低温技术有限公司 | 一种车用高压氢气瓶口阀 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3875849A (en) * | 1972-09-11 | 1975-04-08 | Applied Power Inc | Electro-hydraulic proportional servo actuator |
| US4014509A (en) * | 1974-05-31 | 1977-03-29 | Yuken Kogyo Company Limited | Proportional electromagnetic-type direction- and throttle-controlling valve |
| US4023593A (en) * | 1976-02-17 | 1977-05-17 | The Rucker Company | Valve and control therefor |
| CN87203764U (zh) * | 1987-03-19 | 1988-05-18 | 浙江瑞安永久机电研究所 | 自动恒温阀 |
| CN1104020A (zh) * | 1993-02-18 | 1995-06-21 | 能美防灾株式会社 | 用于灭火装置的压力调节系统 |
| CN1523237A (zh) * | 2003-09-03 | 2004-08-25 | 浙江大学 | 超高压气动比例减压阀 |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2732860A (en) * | 1956-01-31 | Four way balanced slide valve | ||
| US2655940A (en) * | 1950-01-09 | 1953-10-20 | North American Aviation Inc | Time-modulated two-stage hydraulic valve |
| CH403423A (de) | 1963-09-03 | 1965-11-30 | Contraves Ag | Hochdruck-Schieberventil für grosse Durchflussmengen |
| BR7404428A (pt) * | 1974-05-30 | 1976-02-03 | M Thomas | Valvula para controle de fluxo de gases sob alta pressao aplicavel a recipientes (cilindros) ou tubulacoes |
| US3990516A (en) * | 1975-10-08 | 1976-11-09 | The Ansul Company | Pneumatic time delay valve |
| US4126293A (en) * | 1976-07-16 | 1978-11-21 | Control Concepts, Inc. | Feathering valve assembly |
| DE2717384C2 (de) * | 1977-04-20 | 1983-12-22 | Mannesmann Rexroth GmbH, 8770 Lohr | Hydraulisch betätigtes Steuerventil |
| JP3774334B2 (ja) * | 1999-06-17 | 2006-05-10 | 株式会社テージーケー | 四方向切換弁 |
| ATE302916T1 (de) | 2002-05-17 | 2005-09-15 | Vesta Srl | Schnellströmendes abgabeventil für eine hochdruckinertgasfeuerlöscheinrichtung |
-
2005
- 2005-04-07 WO PCT/US2005/012790 patent/WO2006110148A1/en active Application Filing
- 2005-04-07 DK DK05737691.5T patent/DK1872040T3/da active
- 2005-04-07 ES ES05737691T patent/ES2415685T3/es active Active
- 2005-04-07 EP EP05737691A patent/EP1872040B1/en active Active
- 2005-04-07 US US11/918,092 patent/US8087637B2/en active Active
- 2005-04-07 CN CN2005800500001A patent/CN101321980B/zh active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3875849A (en) * | 1972-09-11 | 1975-04-08 | Applied Power Inc | Electro-hydraulic proportional servo actuator |
| US4014509A (en) * | 1974-05-31 | 1977-03-29 | Yuken Kogyo Company Limited | Proportional electromagnetic-type direction- and throttle-controlling valve |
| US4023593A (en) * | 1976-02-17 | 1977-05-17 | The Rucker Company | Valve and control therefor |
| CN87203764U (zh) * | 1987-03-19 | 1988-05-18 | 浙江瑞安永久机电研究所 | 自动恒温阀 |
| CN1104020A (zh) * | 1993-02-18 | 1995-06-21 | 能美防灾株式会社 | 用于灭火装置的压力调节系统 |
| CN1523237A (zh) * | 2003-09-03 | 2004-08-25 | 浙江大学 | 超高压气动比例减压阀 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| JP特开平9-229010A 1997.09.02 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP1872040B1 (en) | 2013-03-27 |
| ES2415685T3 (es) | 2013-07-26 |
| US8087637B2 (en) | 2012-01-03 |
| EP1872040A1 (en) | 2008-01-02 |
| DK1872040T3 (da) | 2013-05-13 |
| WO2006110148A1 (en) | 2006-10-19 |
| EP1872040A4 (en) | 2011-01-05 |
| CN101321980A (zh) | 2008-12-10 |
| US20090173900A1 (en) | 2009-07-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101321980B (zh) | 用于在高压系统中控制气流的自动调节阀 | |
| CN101443586B (zh) | 用于灭火的加压气体释放阀 | |
| CN101194122B (zh) | 用于灭火过压力预防的气动式流量控制阀 | |
| US6871802B2 (en) | Self-modulating inert gas fire suppression system | |
| AU2010201106B2 (en) | Fire suppression system and method | |
| US4083187A (en) | Actuator for emergency operation | |
| CN1890000B (zh) | 用于灭火的惰化方法和装置 | |
| EP2445592A1 (en) | A high pressure gas discharge valve for a fire-extinguishing or explosion-preventing system | |
| US8814130B2 (en) | Discharge flow control valve | |
| JP2018075239A (ja) | 消火設備及び消火方法 | |
| JP2016209436A (ja) | ガス系消火設備及び圧力調整器 | |
| US10808889B1 (en) | Gas temperature reducing system for regulating delivery of a high-pressure gas | |
| KR102043164B1 (ko) | 화재진압 기동시스템 | |
| CN1766385A (zh) | 成套燃气防爆装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20190107 Address after: American Florida Patentee after: Carrier Corp. Address before: Thames Sunbury, England Patentee before: Kube International Holding Co., Ltd. |