CN101626812A - 用于控制高压气体式灭火系统的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种高压气体式灭火系统，其中，气态灭火介质在高压下储存在至少一个高压气瓶(1)中。插有用于灭火气体的容器附加装置的瓶阀用作压力控制的减压自调节式控制阀(3)。通过对应于灭火管路系统(2)中的压力的预定的控制压力，灭火气体的压力在控制阀内从例如150至300bar下降到例如60bar。这使得能够省却迄今为止所使用的瓶阀与灭火管路系统之间的所有高压部件。此外，不再需要计算软件。

Description

用于控制高压气体式灭火系统的方法和设备
技术领域
本发明涉及用于控制高压气体式灭火系统的压力的方法和设备，其中，灭火气体以150至300bar的高压储存在至少一个压缩气体容器中，优选地储存在具有瓶阀的高压气瓶中，并且灭火气体的压力在气瓶与灭火管路之间降低。
背景技术
出于经济原因，如DE 4220062C1所述，这种灭火系统通过储存于高压下的诸如氩、Argonite、氮、烟烙尽(Inergen)等灭火介质来工作。此处灭火介质以压缩形式储存在高压气瓶中。通过这些永久气体，可用气体容积随施加的压力升高而增大，因此将气体储存于高压下特别经济。
为了使灭火系统经济地运行，离开高压气瓶的灭火气体在进入灭火管路前被降压。还已知要进行第二次降压(DE 20000365U)。
由于静压降低和计算软件的不足，所以此前使用的特别是用于多次降压的降压装置不能确保将灭火气体以期望的低压引入灭火管路系统。此外，迄今为止所使用的降压装置相当耗费材料。
US 5,899,275中描述了灭火气体容器上的阀，控制压力施加于该阀。该阀包括控制阀芯，控制压力施加于该阀芯，并且该阀芯通过柱塞作用在封闭压缩气体容器的出口的另一个阀上。控制压力必须克服容器压力的作用而打开另一个阀。因为控制气体压力必须克服瓶压，所以这种阀的结构仅可用于压力相对较低的气瓶。
WO 2006/110149A1描述了压力控制的灭火阀，其中，容器压力径向地作用在能够移动以改变通道横截面的截顶活塞上。因为活塞为圆锥形，所以容器压力在活塞上施加轴向分力。因此，该设备也不适用于高压应用。
本发明的目的在于提供用于控制高压气体式灭火系统的方法和设备，以通过使用最简单的装置而确保灭火气体以期望的低压进入灭火管路。
发明内容
权利要求1限定了根据本发明的方法。根据该方法，提供了压力控制的减压自调节式控制阀以用于降压，通过具有预定的控制压力的控制气体经由控制压力室影响从控制阀进入灭火管路的灭火气体的出口压力，从而由控制阀本身维持灭火气体的出口压力，并且压缩气体容器的压力在控制阀中得到均衡使得压缩气体容器的压力在控制活塞上不施加位移分力。
权利要求3限定了本发明的设备。其特征在于，控制阀构造为使得压缩气体容器的高压在控制活塞上不施加任何位移分力。
由于容器压力在控制阀中得到均衡，控制活塞仅通过控制压力被移动而并不依赖于高压。因此，即使容器压力相对于出口压力非常高，也可以对出口压力进行非常精确的调节。因此，能够省却多级降压。
由于降压阀构造为控制阀，所以避免了瓶阀与灭火管路系统之间的诸如额外的降压装置的处于高压的已知部件以及处于高压的所需的连接件和高压软管。因此，方便了降低灭火气体压力。通过使用控制压力室和预定的控制压力，实现了离开控制阀并进入灭火管路系统的灭火气体的压力不会超过预定的控制压力。从而由于该压力在控制阀内得到了动态控制，所以确保了灭火管路系统中根本不会遍布高于设定压力的压力。因此，避免了由过高的压力所导致的对管路系统的损坏。
本发明的另一个优点在于省却了额外的降压装置，简化了灭火系统的组装过程中的操作。进一步地，能够省却用于200至300bar范围的液压的计算软件。因为直到现今市场上仍然无法自由地得到安全的计算软件，所以这是本发明的另一个特殊优点。
优选的设备的特征在于，在阀壳的入口附近设有高压室，而在阀壳的出口附近设有工作压力室，这些室通过间隔壁中的转换孔连接，封闭活塞和控制活塞分别与这些室关联，其中，在设有均衡孔的封闭活塞的后侧设有均衡室，而控制活塞的后侧设有具有用于控制气体的连接件的控制压力室，封闭活塞通过连接杆与控制活塞连接。
为了安装控制阀而设有容器附加装置，该附加装置安装在瓶颈与控制阀之间。容器附加装置包括适于通过使用瓶口旋拧至压缩气体容器上的阀座，该阀座通过旋入阀座孔中的阀接头与控制阀连接。
附图说明
将参照附图更加详细地描述本发明的实施方式和控制阀的运行。
在附图中：
图1是具有阀座的控制阀的第一种实施方式的整体剖视图，
图2-5示出了图1的控制阀的各个运行阶段，
图6示出了控制阀的第二种实施方式，
图7示出了控制阀安装于容器阀，以及
图8示出了控制阀的第三种实施方式，其依靠控制压力打开容器阀，使得高压不会连续地作用在控制阀上。
具体实施方式
图1-5的控制阀3由具有间隔壁6的阀壳5形成，该间隔壁6具有转换孔11，其中，在间隔壁6的一侧，在控制阀3的底部设有用于高压灭火气体的入口7，而在间隔壁6的另一侧，在控制阀3的顶部设有用于压力降低的灭火气体的出口8。阀壳5的一侧设有封盖19，而且阀壳5的另一侧设有封盖20。间隔壁6的右侧设有控制活塞13，而间隔壁6的左侧安装有封闭活塞12，二者通过连接杆18连接。封闭活塞12构造为使得根据其位置，其确保朝向间隔壁6的转换孔11的耐压密闭，或者确保转换孔11的打开状态。封闭活塞12在入口7附近形成高压室9，并与封盖19一起在后侧形成均衡室15，该均衡室通过封闭活塞12中的均衡孔14与工作压力室10相连接。在均衡室15中安装有封闭弹簧21。设置在入口8附近的控制活塞13与封盖20一起形成控制压力室16并与间隔壁6一起形成工作压力室10。封盖20设有控制压力连接件17，用于控制气体的控制压力管路17a连接于该控制压力连接件17。
容器附加装置4旋拧到优选为高压气瓶的、例如充有150至300bar的高压气体的压缩气体容器1上，该附加装置在组装期间保持压缩气体容器1封闭。控制阀3与容器附加装置4连接。容器附加装置4由阀座22形成，阀接头23设在阀座22的上部中并与控制阀3的入口7连接。为此，阀接头23具有向下扩口的充注孔25以及位于充注孔25上方的连接孔25。阀座22的下部构造为用于旋入压缩气体容器1的容器颈部1a的螺纹接头26。阀座22在中心部分具有阀座孔27，阀座孔27具有环绕充注孔32的环形台肩31，弹簧密封件30以密封的方式支撑在该环形台肩31上。阀接头23压抵柱塞28。阀盘29设在柱塞28的下部。弹簧密封件30偏置为使其能够透过气体。弹簧密封件被瓶中压力压缩从而密封充注孔34。
当控制阀3与容器附加装置4连接时，柱塞28通过弹簧密封件30保持充注孔34封闭。当旋上阀接头23时，首先在阀接头与阀座22之间进行密闭连接。具有弹簧密封件30的柱塞28仍然保持充注孔34封闭。当将阀接头23进一步旋入阀座22中时，阀接头23压抵柱塞28的基板32，柱塞28将阀盘推向压缩空气容器1。因此，弹簧密封件30被拉开，使得高压气体能够以其150至300bar的压力经过打开的弹簧密封件流入高压室9中。
以下将更加详细地描述图1-5中控制阀3的功能。
首先，间隔壁6的转换孔11由封闭活塞12封闭。将例如60bar的控制气体的预定控制压力通过控制压力管路17a作用到控制压力室16。该压力能够任选地设置并限定灭火气体从出口8流入与灭火管路2相连接的管网的压力。控制压力将控制活塞13压入控制阀3中。控制活塞13通过连接杆18致动封闭活塞12，从而打开转换孔11并因此打开控制阀3。此时气体流入工作压力室10中并经过均衡孔14流入均衡室15中。从工作压力室10流入灭火管路网2中的气体充注灭火管路网2，管网和工作压力室10中的压力提高。当工作压力室10中的压力超过控制压力室16中的压力时，封闭活塞12和控制活塞13沿另一方向移动，使得转换孔11封闭。安装在均衡室15中的封闭弹簧21有助于该封闭操作。由于管网中出现压力下降，并且相对于控制压力室16的压力差增大，所以控制活塞13和封闭活塞12向后移动使得转换孔11再次打开。该过程持续进行直到压缩气体容器1中的压力低于控制压力为止。然后，控制阀保持打开，直到压缩气体容器1空了为止。
通过本发明的控制阀的构造，在工作压力室10与控制压力室16之间达到恒定的平衡，因此，灭火管路2中的灭火气体的压力从不超过控制气体的压力。
控制阀3的模块化的结构和具有释放孔35的容器附加装置4使得能够在压缩气体容器1处于压力下的同时将控制阀3从容器附加装置4上取下。而且，这是通过已知的瓶阀无法实现的本发明的另一个优点。
图6的控制阀3具有阀壳5，阀壳5在一端包括螺纹接头中的出口8。具有阀盖20的缸套40从相反端插入阀壳5中。缸套包括控制压力连接件17和控制压力室16。缸套40具有缸孔41，活塞42设置在该缸孔41中以移动。活塞42实现第一种实施方式的封闭活塞12和控制活塞13两者的功能。活塞42包括用于在缸孔41处进行密封的密封圈。支撑于阀壳5的封闭弹簧21将活塞42推向控制压力连接件17。因此，控制压力抵靠封闭弹簧21起作用。
活塞42具有限定出控制压力室16的封闭前壁。对于活塞42的其余部分，活塞42是中空的、在后端开口并形成工作压力室64。活塞具有可与缸套40的侧向孔44相接的侧向孔43。侧向孔44位于与入口7相连通的周向槽附近，从而形成高压室45。室中压力经过侧向孔44径向地作用在活塞42上。因此，没有任何推力沿轴向方向作用在活塞42上。活塞42仅由控制室16的控制压力移动并受到出口8中的压力或灭火管路2(图1)中的压力的影响。这些压力仅沿轴向方向作用在活塞42上。
通过使用本发明的阀，能够可变地调节控制压力，例如在10bar与100bar之间调节控制压力。控制压力总是决定通向管网的灭火管路2中的压力，而与压缩气体容器1中的压力无关。
压缩气体容器中的压力经过入口7到达环形高压室45。该压力经过侧向孔44仅沿径向方向作用在活塞43上而没有任何轴向分力。因此，遍布在压缩气体容器中的高压得到了均衡，使得其在控制活塞42上没有施加任何位移分力。因此，控制活塞仅由控制压力室16中的控制活塞调节。
如图7所示，接合器37连接于阀壳5的入口7。该接合器37是将阀壳5与容器阀46连接在一起的具有螺纹的管接头。容器阀46是已知的。容器阀包括长形壳体，其在一端设有用于触发压力的连接件47，在相反端设有用于旋拧到压缩气体容器上的连接件48。容器阀包括通过弹簧而保持压抵座50的活塞49，从而将从压缩气体容器到出口51的通道封闭。通过将触发压力施加于连接件47，活塞49被移动以为处于高压的灭火气体让路。出口51与接合器37连接。容器阀46和控制阀3与接合器37一起形成H形的刚性单元。
除了通过施加于连接件47的触发压力外，还可以机械、电气或液力的方式激发容器阀46。容器阀将高压释放到控制阀3。因此，控制阀3并不总是暴露在高压下，而是只有当容器阀46打开的情况下才这样。从而，活塞42能够通过向控制连接件17施加压力而实现其压力调节功能。
在图8的实施方式中，阀壳5安装在旋至压缩气体容器的阀座22上。阀壳5由两个盖19和20封闭。盖20具有用于控制气体的控制压力连接件17，而盖19在其中保持有具有出口8的管形件。阀壳设有壳体孔61，缸套40设置在壳体孔61中用于纵向移动。缸套40包括活塞62，活塞62的前端壁限定控制压力室16，该活塞能够在缸套的缸孔41中移动。封闭弹簧21将活塞62推向控制压力连接件17。封闭弹簧21支撑于缸套40的环形台肩53。另一个环形台肩用作用于活塞62的抵接部54。
活塞62设有从外部通入高压室45的侧向孔43。侧向孔43与缸套40中的侧向孔44协同作用。当控制压力将活塞62推进到缸孔41中的抵接部54时，侧向孔43与侧向孔44连通。
阀壳5包括形成高压室45的环形槽。当侧向孔43和44到达室45附近时，容器压力经过侧向孔引入工作压力室64中并从此处引至出口8。
缸套40的外侧具有凸轮轮廓55，凸轮轮廓55呈具有两侧面倾斜的周向凹槽。设置在阀座中的容器阀57的柱塞56插入该凸轮轮廓中。容器阀57包括由弹簧59压抵阀座60的阀体58。如图8所示，当柱塞56的端部位于凸轮轮廓55的凹陷中时，弹簧59将阀体58推到闭合位置。如果活塞62被控制压力室16中的压力移动，则侧向孔43和侧向孔44首先相连，然后缸套40被移到图8中的左侧。因此，柱塞56的顶部到达凸轮轮廓55的倾斜的侧面。柱塞56将阀体58推到打开位置，从而容器阀57打开，并且压缩气体容器中的处于高压的灭火气体被释放以流入控制阀3中。螺纹接头63连接于压缩气体容器。
在图8的实施方式中，还确保了高压室45并非总是承受高压灭火气体。更确切地，通常闭合的容器阀57保持控制阀3不接触高压。控制压力连接件17处的控制气体实现打开容器阀57并实现由控制阀3进行压力调节。通过使用简单的装置，具有阀座22的控制阀确保灭火气体以所希望的较低压力进入灭火管路而无需总是在高压室中充注高压气体。

Claims (17)

1.一种用于控制高压气体式灭火系统的输出压力的方法，其中，灭火气体以150至300bar的高压储存在至少一个压缩气体容器(1)中，所述灭火气体的压力在所述压缩气体容器(1)与灭火管路之间被降低到所述输出压力，
其特征在于，
使用压力控制的减压自调节式控制阀(3)来降低压力，所述阀包括控制活塞(13；42；62)，通过具有预定的控制压力的控制气体经由控制压力室(16)影响从所述控制阀(3)进入所述灭火管路(2)的所述灭火气体的输出压力，从而由所述控制阀(3)本身维持所述灭火气体的输出压力，而且，所述压缩气体容器(1)的压力在所述控制阀(3)中得到均衡使得所述压缩气体容器(1)的压力不向所述控制活塞(13；42；62)施加任何位移分力。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，阀座(22)紧固于所述压缩气体容器(1)，所述控制阀(3)安装于所述阀座(22)使得所述控制阀(3)由所述容器(1)支撑。
3.一种用于控制高压气体式灭火系统的输出压力的设备，包括减压阀和至少一个压缩气体容器(1)，所述减压阀为压力控制的自调节式控制阀(3)，所述控制阀(3)包括：控制压力室(16)，控制压力施加于所述控制压力室；以及控制活塞(13；42；62)，所述控制活塞由所述控制压力控制，其特征在于，所述控制阀构造为使得所述压缩气体容器(1)的高压在所述控制活塞(13；42；62)上不施加任何位移分力。
4.如权利要求3所述的设备，其特征在于，在所述控制阀(3)的阀壳(5)的入口(7)附近设有包括封闭活塞(12)的高压室(9)，而所述阀壳(5)的出口(8)附近设有带有控制活塞(13)的工作压力室(10)，所述高压室(9)和所述工作压力室(10)通过间隔壁(6)中的转换孔(11)连接。
5.如权利要求3或4所述的设备，其特征在于，所述控制阀(3)紧固于包括出口阀的阀座(22)，必须通过插入阀接头(23)的方式克服所述容器压力来机械地打开所述出口阀，在移除所述阀接头(23)后，所述出口阀再次关闭。
6.如权利要求3-5所述的设备，其特征在于，所述控制阀(3)具有面对所述控制压力室(16)的前侧以及相反指向的后侧，在所述前侧与所述后侧之间设有至少一个均衡孔(14)，而且，在所述封闭活塞(12)的后侧设有均衡室(15)。
7.如权利要求3-6中任一项所述的设备，其特征在于，所述封闭活塞(12)和所述控制活塞(13)通过连接杆(18)相连接。
8.如权利要求3-7中任一项所述的设备，其特征在于，所述控制阀(3)包括在相反的两端处由封盖(19、20)封闭的阀壳(5)。
9.如权利要求4-8中任一项所述的设备，其特征在于，所述均衡室(15)中设有封闭弹簧(21)，所述封闭弹簧(21)将所述封闭活塞(12)推向所述控制压力室(16)。
10.如权利要求3-9中任一项所述的设备，其特征在于，所述控制阀(3)以可移除的方式紧固于所述阀座(22)，所述阀座在一侧适于通过螺纹接头(26)旋拧至所述压缩气体容器(1)，而在另一侧通过能够插入阀座孔中的阀接头(23)连接于所述控制阀(3)的入口(7)。
11.如权利要求10所述的设备，其特征在于，在阀座孔(27)中安装有具有阀盘(29)的柱塞(28)，所述柱塞能够通过所述阀接头(23)的插入而移动，并且，所述柱塞(28)由所述阀盘(29)与所述阀座(22)的环形台肩(31)之间的弹簧密封件(30)环绕。
12.如权利要求4-11中任一项所述的设备，其特征在于，限定所述控制压力室(16)的所述控制活塞(42、62)能够克服弹簧装置(21)的作用而在所述阀壳(5)中的缸孔(41)中移动，而且，所述控制活塞和所述缸孔设有协同作用的通道(43、44)，所述通道(43、44)在所述控制活塞的限定位置将入口(7)与出口(8)相连接。
13.如权利要求12所述的设备，其特征在于，所述缸孔(41)是所述阀壳(5)中所包括的缸套(40)的一部分。
14.如权利要求12或13所述的设备，其特征在于，所述阀壳(5)通过其入口(7)紧固于接合器(37)，所述接合器(37)又紧固于容器阀(46)，所述容器阀包括响应于触发信号而将所述压缩气体容器的压力供应至所述接合器(37)的打开机构。
15.如权利要求13所述的设备，其特征在于，所述缸套(40)能够在所述阀壳(5)内移动并具有凸轮轮廓(55)，所述凸轮轮廓(55)依据所述缸套的移动位置打开容器阀(57)。
16.如权利要求15所述的设备，其特征在于，压抵所述控制活塞(62)的所述弹簧装置(21)支撑于所述缸套(40)。
17.如权利要求15或16所述的设备，其特征在于，所述控制活塞(62)抵靠所述缸套(40)的抵接部(54)并带动所述缸套(40)。
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