CN102639194B - 流体喷射装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种流体喷射装置，该流体喷射装置具体用作灭火器，喷射的流体因此是液体形式或者粉末形式的灭火剂。所述装置包括：圆筒形罐（1），圆筒形罐（1）通过能够在罐内部轴向滑动的所谓的活塞（10）元件垂直于圆筒形罐（1）的轴线密封地分成两个腔室（11，12）；第一腔室（11），第一腔室（11）容纳非气态流体（110），第一腔室（11）与喷射口（13）连通，喷射口（13）被帽（30）封闭，所述喷射口能够在大于或者等于所述第一腔室中的预定压力的压力下打开；第二所谓的增压腔室（12），第二所谓的增压腔室（12）能够连接至使所述腔室中的压力增大的器件（40）；以及在第一轴向所谓的储存位置中以完全连接的方式将活塞连结至罐的器件（101），器件（101）能够在大于或者等于增压腔室（12）中的预定压力的压力下使活塞破裂以及以轴向平移的方式释放，以便使流体（110）被喷射出。

Description

流体喷射装置

技术领域

本发明属于流体喷射装置的领域。这种装置更具体地用作灭火器，其中，所喷射的流体为液体形式或者粉末形式的灭火剂。

背景技术

例如在国际专利申请WO2009056574中以申请人的名义描述了这种装置。

根据现有技术状态，这种装置包括：

圆筒形罐，该圆筒形罐被可轴向移动的活塞分成两个密封的腔室；

第一腔室容纳待被喷射的流体；第一腔室与喷射口连通，该喷射口被帽封闭；

第二腔室（被称作“增压腔室”）连接至使所述腔室中的压力增大的器件。

为了触发所述装置以及使容纳在第一腔室中的液体被喷射出，通过使增压腔室与增压流体连通或者通过致动增压腔室内的烟火气体发生器来增大增压腔室中的压力。增大的压力使活塞从第二腔室朝向第一腔室平移，从而使第一腔室中的压力增大。封闭喷射口的帽在给定的压力下破裂，将通道打开并使流体从第一腔室中喷射出。

现有技术的所述装置具有如下优点：所述装置不承受压力，除了在流体喷射阶段期间外。由于所述装置不受压，所以所述装置能够好多年都保持该惰态模式；这样，所述装置通常用作消防安全装置。由于在两个腔室之间形成分隔的活塞能够自由平移，所以容纳在第一密封腔室中的流体会在该惰态阶段期间随着温度变化而自由地膨胀或收缩；这使活塞在这些容积上的变化期间平移。从而，第一腔室总是填充有半纯态的流体，这在液体例如为灭火剂时在喷射阶段期间改善灭火的效率。

然而，活塞的由于容纳在第一腔室中的流体的体积的变化而产生的这些运动导致在两个腔室之间提供气密性的元件（比如密封部和膜）的磨损。该作用在容纳在第一腔室中的流体具有很高的热膨胀系数（如用于灭火的氟化酮的情况）时以及在流体喷射装置承受很大的温度幅度变化（如用于飞行器发动机着火的灭火装置中的情况）时特别明显。

密封元件的这种磨损会对装置的可靠性产生负面影响。

发明内容

为了解决以前的这些现有技术中的这个缺陷，本发明提出了如下一种流体喷射装置：该流体喷射装置包括：

圆筒形罐，该圆筒形罐由能够在罐内部轴向滑动的被称作“活塞”的元件垂直于所述圆筒形罐的轴线气密地分成两个腔室；

第一腔室，该第一腔室容纳非气态的流体，该第一腔室与喷射口连通，该喷射口被帽封闭，该喷射口设计成在大于或者等于所述第一腔室中的限定压力的压力下打开；

第二腔室（被称作“增压腔室”），该第二腔室设计成连接至使所述腔室中的压力增大的器件；

以完全固定的方式将活塞连结至贮存器的器件，该器件设计成在大于或者等于增压腔室中的限定压力的压力下使活塞破裂以及释放以进行轴向平移。

从而，除了流体喷射阶段之外，活塞不会相对于罐移动。因为这样，密封元件不承受机械磨损或者不承受由于对罐的本体的连续摩擦。从而在不降低装置的可靠性的情况下，罐能够制造成具有较小的内部表面光洁度并因此以较低的成本来制造。

有利地，将活塞连结至罐的器件设计成在承受增压腔室中的增大的压力时破裂并且在容纳待喷射的流体的腔室中的增大的压力的情况下不会分离。从而，活塞仅能够在流体喷射期间被释放并且不会由于容纳待喷射的流体的腔室中的过压而与本体分离。

根据有利的实施方式，活塞包括如下器件：该器件能够使活塞固定而不相对于罐沿从第一腔室朝向第二腔室的方向平移，最终的位置对应于被称作“排放位置”的位置。因此，在流体已经被喷射且罐的第一腔室被清空之后，因此而在平移方向不动的活塞防止流体返回至罐中。特别地，使用这种设置，多个这种类型的装置——其能够顺序触发——能够并联地联接在单个流体分配回路中。

有利地，活塞包括：

与罐的内表面形成密封的两个圈；所述圈轴向分离并且布置成在活塞与罐的内表面之间形成环形腔室；

在所述环形腔室与增压腔室之间的连通孔口；

封闭所述孔口的器件，该孔口设计成在承受增压腔室中的限定压力时打开。

根据该实施方式，所述装置还包括如下器件：该器件在活塞位于排放轴向位置时将活塞的环形腔室放置成与容纳流体的腔室连通。

从而，气体在活塞行程结束时经由活塞孔口和排放孔口离开增压腔室；这具有使增压腔室的压力减小的效果以及将流体分配回路排空的效果。

有利地，将活塞的环形腔室与增压腔室之间的连通孔口封闭的器件包括膨胀的弹性圈，以便在其承受增压腔室中的压力时使连通孔口打开。从而，当增压腔室中的压力减小时，该圈由于回弹效应而在活塞的孔口上方收紧，将增压腔室气密地封闭并且防止任何流体返回到罐中。这种布置在这种类型的能够依次触发的多个装置安装在单个流体分配回路上时特别有利。

有利地，所述装置包括帽，该帽封闭容纳待喷射的流体的腔室并且能够在限定的压力下被拆卸。由于活塞在惰态阶段是固定的，所以不能够通过活塞的位移来补偿第一腔室中的容积上的变化。为了实现这一点，第一腔室仅部分地填充有流体，而剩余的容积有利地填充有可压缩的惰性气体，比如诸如氩气、氮气或者氦气。该可拆卸的帽在第一腔室中的过压的情况下具有安全作用，这通过在高于限定压力的情况下使该可拆卸的帽向外部开放，从而避免罐爆裂的任何危险。

附图说明

现在将在图1至图3中示出的优选非限制性实施方式的背景下对本发明进行更确切的描述，在附图中：

图1示出根据本发明的处于惰态阶段的装置的实施例的纵剖面立体图；

图2为在根据实施例的装置被触发之后，当活塞到达被称作“排放”的轴向位置时，所述装置的纵剖面立体图；以及

图3示出位于排放轴向位置的活塞的截面立体详图。

具体实施方式

图1：根据实施例，作为本发明的主题的流体喷射装置包括圆筒形本体（1），圆筒形本体（1）被活塞（10）分成两个腔室（11，12）并且在其末端处被两个凸缘（21，22）封闭。第一腔室（11）部分地填充有待喷射的流体（110）；容积的剩余部分填充有惰性气体，从而该腔室内部的压力总是比大气压力高。该第一腔室与形成在末端凸缘（21）中的孔口（13）连通，孔口（13）被可拆卸的帽（30）封闭。第一腔室的气密性能够用对第一腔室中的压力进行测量的器件（210）来检测。第二腔室（12）（被称作“增压腔室”）也被凸缘（22）封闭，凸缘（22）还支承器件（40），在该情况下器件（40）为烟火气体发生器，其设计成增大该腔室中的压力。

图1细节Z：活塞的边缘（120）的末端（102）包括内螺纹和肩部（103），肩部（103）的直径小于螺纹部分的直径。所述螺纹部分旋拧在凸缘（22）的螺纹部分（222）上，凸缘（22）从增压腔室延伸，直到所述边缘的肩部（103）接触到所述凸缘为止。活塞的边缘在肩部与内螺纹（102）之间具有厚度减小部（101）。当气体产生器（40）中触发烟火反应时，增压腔室（12）中的压力增大并且作用于活塞（10）的作用力流穿过该减小部区域（101），该减小部区域（101）从而承受牵引作用。超过由该区域的厚度限定的临界作用力，该区域破裂并释放活塞（10）。相反，如果容纳在第一腔室（11）中的流体（110）中的压力增大，则活塞（10）所承受的作用力流通过肩部（103）而行进并且传递至凸缘（22）而不需要穿过减小部（101）的区域，减小部（101）区域不被使用。

活塞包括与罐的内部形成密封部（106，107）的器件，该器件在形成在活塞的边缘中的槽与罐的内壁之间限定环形腔室（105）。出口（108）穿过所述槽的底部，使增压腔室（12）与环形腔室（105）连通。当增压腔室中没有压力时，这些孔口被弹性圈（50）封闭。当增压腔室（12）中的压力增大时，承受压力的弹性圈的径向膨胀使容纳在增压腔室（12）中的气体与环形腔室（105）连通。

图2：活塞的减小部（101）在增压腔室（12）中的由气体发生器（40）中的烟火反应的触发造成的增大的压力的作用下破裂；这将活塞释放，活塞通过在罐中轴向平移而使容纳在第一腔室（11）中的流体中的压力增大。当压力达到给定的阈值时，可拆卸的帽（30）依次破裂，将末端凸缘（22）的孔口（13）打开，并使流体（110）能够经由该孔口而被喷射出。活塞在气体压力的作用下继续它的平移，从而倾泻出容纳在罐中的所有流体（110）。超出活塞的被称作“排放位置”轴向位置，罐的内径增大以形成肩部（121）。这种直径上的增大破坏了位于环形腔室（105）前方处的密封部（106）之间的密封，从而使得由于活塞的边缘中的孔口（108）在弹性圈（50）因气体压力而仍然膨胀时是打开的，从而所述气体与孔口（13）连通。增压腔室从而被排空，并且如果孔口（13）通向流体分配回路（110），则所述回路也被排空。当气体逸出时，增压腔室中的压力减小并且弹性圈（50）恢复其不受压的形状，将活塞边缘的孔口（108）封闭。

图3：在该位置中，放置在活塞边缘上的弹性卡环（109）与形成在罐（1）本体的末端处的肩部（121）相对。所述卡环在其弹性作用下的径向膨胀防止活塞（10）返回。从而，在排放结束时，活塞（10）防止任何气体或者流体被引入到已排空的罐中。

以上描述清楚地说明本发明是通过其各种特征以及这些特征的优点来实现其设定的目标的。特别地，以上描述意味着待喷射的流体能够在惰态阶段期间保持在罐中而不损坏罐的本体与对流体进行喷射的器件之间的密封器件。

Claims (7)

1.一种流体喷射装置，其特征在于，所述流体喷射装置包括：

圆筒形的罐(1)，所述罐(1)由能够在所述罐内部沿轴向滑动的、被称作“活塞”(10)的元件垂直于所述罐(1)的轴线气密地分成两个腔室(11，12)；

第一腔室(11)，所述第一腔室(11)容纳非气态流体(110)，所述第一腔室(11)与喷射口(13)连通，所述喷射口(13)被帽(30)封闭，所述喷射口能够在大于或者等于所述第一腔室中的限定压力的压力下打开；

被称作“增压腔室”的第二腔室(12)，所述第二腔室(12)设计成连接至使所述腔室中的压力增大的器件(40)；

在被称作“储存位置”的第一轴向位置处以完全固定的方式将所述活塞连结至所述罐的器件(101)，所述器件(101)设计成在大于或者等于所述增压腔室(12)中的给定压力的压力下破裂以及释放所述活塞以进行轴向平移，以便使所述流体(110)被喷射出。

2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述在所述储存位置中将所述活塞连结至所述罐的器件设计成在承受所述增压腔室(12)中的给定压力时破裂，并且无论容纳所述流体的所述腔室(11)中的压力如何都不能够被分离。

3.根据权利要求1所述的装置，其中，所述活塞(10)包括设计成使所述活塞(10)在相对于所述罐沿从所述第一腔室朝向所述第二腔室移动至被称作“排放位置”的第二位置的方向的平移固定不动的器件(109)。

4.根据权利要求3所述的装置，其中：

所述活塞包括与所述罐的内表面形成密封部(106，107)的两个区域；所述区域轴向分离并且布置成在所述活塞与所述罐的所述内表面之间形成环形腔室(105)；

在所述环形腔室(105)与所述增压腔室(12)之间的连通孔口(108)；

封闭所述孔口的器件(50)，所述孔口设计成在承受所述增压腔室中的限定压力时打开；

所述活塞包括如下器件：在所述活塞位于排放轴向位置时使所述活塞的所述环形腔室(105)成与容纳所述流体的所述腔室(11)连通的器件。

5.根据权利要求4所述的装置，其中，所述封闭所述孔口(108)的器件包括弹性圈(50)，所述弹性圈(50)在承受所述增压腔室中的压力时膨胀以使所述孔口打开。

6.根据权利要求1所述的装置，其中，所述装置包括帽(30)，所述帽(30)对容纳有待喷射流体的所述腔室进行封闭并且能够在限定压力下被拆卸。

7.一种飞行器发动机舱，其中，所述飞行器发动机舱包括根据前述权利要求中的任一项所述的装置。