CN105013116B - 灭火流量控制系统装置和系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及灭火流量控制系统装置和系统。在各个实施例中，一种灭火系统包括高速率排放系统和低速率排放系统。低速率排放系统可包括部件，该部件能够根据航空器结构的周围条件来改变灭火剂的质量流量。在这点上，该低速率排放系统可包括阀，该阀被构造成感测航空器结构的周围压力和周围温度的至少一个。

Description

灭火流量控制系统装置和系统

技术领域

本公开涉及灭火系统，更具体地涉及用于灭火系统的流量控制系统，该流量控制系统根据温度和压力控制灭火剂的流量。

背景技术

灭火系统通常包括高速率排放（“HRD”）灭火剂系统和低速率排放（“LRD”）灭火剂系统。典型地，LRD系统通常可被构造成以恒定的质量流动速率来配置和/或排放灭火剂。在典型的系统中，质量流动速率可保持恒定，以在不期望的运行条件下提供最小的灭火剂浓度。在这点上，典型的系统可能不会考虑实际的周围参数，例如在航空器运行期间的周围压力和温度。

发明内容

在各个实施例中，一种灭火系统可包括高速率排放系统和低速率排放系统。所述高速率排放系统可被构造成将灭火剂的第一部分排放到航空器结构。所述低速率排放系统可被构造成将灭火剂的第二部分排放到所述航空器结构。所述低速率排放系统可包括阀和孔口。所述阀可被构造成感测所述航空器结构的周围压力。所述孔口可被构造成经由所述阀来接纳一定质量流量的灭火剂。

在各个实施例中，一种LRD系统可包括瓶体和提升阀。所述瓶体可被构造成容纳经加压的灭火剂。所述提升阀可与所述瓶体流体连通。所述提升阀可被构造成响应于所述LRD系统被激活而调节来自所述瓶体的灭火剂的流量。所述提升阀还可被构造成根据周围温度和周围压力来调节灭火剂的流量。

除非在本文中另外地明确指示，前述的特征和要素可以不具排他性地被结合在各种组合中。根据所附说明书和附图，所公开实施例的这些特征和要素以及操作将变得更加明显。

附图说明

在说明书结束部分中特别指出并明确要求保护本公开的主题。然而，当结合附图来考虑时，通过参考具体实施方式和权利要求书，可最好地获得对本公开更加完整的理解，在附图中，相同的数字表示相同的元件。

图1是根据各个实施例的灭火系统的示意性视图，所述灭火系统包括控制单元和灭火剂流量控制系统；以及

图2示出根据各个实施例的提升阀，所述提升阀是灭火系统的一部分。

具体实施方式

本文的示例性实施例的具体实施方式参考附图，附图借助例述示出了示例性实施例。尽管足够详细地描述这些示例性实施例以使得本领域技术人员能够实施本发明，应该理解的是，可以根据本发明及本文的教导实现其它实施例并且对设计和构造作出逻辑变化和改变。由此，本文的具体实施方式仅仅是出于例述性而非限制性的目的而示出的。本发明的范围由所附权利要求书来限定。例如，任何方法或工艺描述中所叙述的步骤可以按任何次序来执行，而不必限于所示出的次序。此外，对单数的任何引用均包括复数实施例，并且对多于一个部件或步骤的任何引用均可包括单数实施例或步骤。而且，对附接、固定、连接等等的任何引用均可包括永久的、可移除的、暂时的、部分的、完整的以及/或者任何其它可能的附接选择。另外，对未接触（或类似短语）的任何引用还可包括减小的接触或最小化的接触。

此外，对单数的任何引用都包括复数实施例，并且对多于一个部件或步骤的任何引用都可包括单数实施例或步骤。遍及附图可以使用表面阴影线以表示不同的部分，但不是必然表示相同或不同的材料。

在各个实施例中，并参考图1，灭火系统110可被构造成将灭火剂（如用以灭火的惰性气体和/或化学试剂，例如HALON®）排放到航空器结构120中。灭火系统110可包括HRD系统140和LRD系统130。HRD系统140可包括被构造成储存和/或容纳灭火剂的瓶体142（例如，压力容器）。HRD系统140还可包括排放装置144（例如，流量调节装置、孔口、喷嘴、扩散器和/或类似物）。流量调节装置144可被构造成响应于HRD系统140的激活而对由瓶体142配置的灭火剂的排放进行引导。

在各个实施例中，LRD系统130可包括压力容器和/或瓶体150，致动机构155、阀160和孔口170。瓶体150可被构造成配置和/或包含灭火剂（例如Halon）。致动系统155可被构造成将灭火剂包含和/或限制在瓶体150中。致动系统155可以是任何适当的致动系统，包括例如爆炸装置和/或任何其它适当的致动系统。而且，致动系统155可产生气密的密封，其被构造成最小化和/或消除被包含在瓶体150中的灭火剂的泄漏。阀160可被构造成接纳灭火剂流量并调节从瓶体150排放的灭火剂的流动速率、压力和/或其它属性。而且，阀160可被构造成在预定条件下将来自瓶体150的灭火剂引导至孔口170。该预定条件可基于环境条件（例如航空器结构中的和/或被施加在LRD系统130上的温度和压力）进行改变。

在各个实施例中，HRD系统140可被构造成提供对火势的初始压制。在这点上，HRD部分140可被构造成初始地减缓、最小化和/或限制航空器结构120中的火势蔓延。LRD部分130可被构造成为灭火剂的流动提供延长的持续时间，以保持航空器结构120中的灭火剂浓度水平，该灭火剂浓度水平足以减缓火势复燃和/或火势蔓延，并补偿可能减少航空器结构120中的灭火剂浓度水平的气流流通、泄漏和/或类似情况的影响。FAA规定可能要求LRD系统将灭火剂的体积浓度保持在至少3%或者更大（例如舱室容积中的灭火剂浓度）。

在各个实施例中，并参考图2，阀260可以是提升类型的阀。阀260可包括波纹管262、提升阀芯264和提升阀座266。阀260还可包括和/或限定压力腔265。压力腔265可被构造成接纳来自LRD系统的灭火剂的流量H_I。流量H_I可被引导到压力腔265中，这导致压力腔265中的压力增加，从而在波纹管262上形成力，导致提升阀芯264运动而在提升阀座266上关闭。在H_O的方向上的低的下游压力作用在提升阀芯264上，以使提升阀芯264运动远离提升阀座266。在这点上，H_I可被构造成在LRD系统中围绕提升阀芯264流动，经过提升阀座266并向下游流动，作为流量H_O流至孔口或其它适当的流量控制装置。

在各个实施例中，波纹管262可经受波纹管外表面上的周围压力（如，周围压力=P_A）。而且，波纹管262的内表面可经受任何计量孔口和/或装置上游的灭火剂压力P_H。当周围压力P_A增加时，波纹管262可被压缩，允许提升阀芯264致动而打开。在这点上，提升阀芯264可运动远离或平移远离提升阀座266。

在各个实施例中，并参考图1，灭火系统110还可以被联接到控制器180和/或与控制器180电连通。控制器180可被构造以监控LRD系统130和/或航空器结构120的质量流动速率和环境条件。在这点上，控制器180可监控经过阀160和/或孔口170的流量。而且，控制器180可监控阀160、孔口170和/或航空器结构120处的温度和压力。控制器180可包括存储器和处理器。而且，控制器180可被构造成存储和执行任何适当的软件和/或计算机可执行指令。

在各种实施例中，为了实现灭火剂的3%或更多的浓度水平，灭火剂的质量流动速率可能需要改变。在这点上，航空器结构120的隔间压力和温度和/或空气密度的改变可能要求需要不同的质量流动速率以实现至少3%的灭火剂浓度。灭火剂的浓度可由以下限定：

，其中：

R=灭火剂的质量流动速率（如磅每分钟）

C=以体积百分比计的灭火剂体积浓度

E=隔间通气速率或泄露速率（如体积每分钟）

S=灭火剂蒸气的比容积（如体积每质量）。

在各个实施例中，灭火剂H_I或H_O的比容积S可基于温度和压力而变化，例如比容积可随着温度增加而增加。比容积还可随着周围压力减少而增加。这样，随着比容积增加，保持灭火剂的3%浓度所需的质量流动速率可减少。在这点上，与在航空器结构120处于相对低温和/或高舱室压力时相比，诸如航空器结构120的高温和低舱室压力（如当航空器结构120处于高海拔时）的条件可能需要更少的来自LRD系统130的质量流量。

在各个实施例中，并参考图1和2，通过恰当地确定位于阀160/260的下游的孔口170的大小，有可能增加作用在波纹管262上的内压力P_H。在高温下，经压缩的液化的气体灭火剂具有较高的压力，并且其结果是，在更高的温度下，将会存在作用在波纹管内的更高的内压力P_H，这导致波纹管262进一步使提升阀芯264抵靠提升阀座266关闭。该构造可降低灭火剂流动速率。在低温下，灭火剂可处于较低的压力，并且波纹管262可打开提升阀芯264（例如，将提升阀芯264平移远离提升阀座266），这导致更高的流动速率H_O。

限制孔口170的大小和/或流动面积可以在低温时提供增大的流动速率H_O，并在高温时减小流动速率H_O。

本文所描述的扑火系统可被部署在任何适当的航空器结构中。例如，本文所描述的扑火系统可以部署和/或使用在货物隔间和其它航空器结构中，作为航空器、结构和/或车辆中的任何适当的防火系统的部分。

已经关于具体的实施例在本文中描述益处、其它优点和问题的解决方案。而且，在本文所包含的各个附图中所示出的连接线意在示出各个要素之间的示例性功能关系和/或物理联接。应该注意的是，在实际的系统中可能存在许多可替代的或附加的功能关系或物理连接。然而，所述益处、优点、问题的解决方案以及可能导致任何益处、优点或解决方案出现或者变得更加显著的任何要素都不被解释为本发明的关键、必需或基本的特征或要素。本发明的范围相应地仅仅由所附的权利要求书所限定，其中，对单数形式的要素的引用意图不在于意指“一个且仅仅一个”（除非明确陈述），而是表示“一个或多个”。此外，在权利要求书中使用类似于“A、B或C的至少一个”的短语的情况下，其意图在于，所述短语被解释成意指在实施例中可能仅存在A、在实施例中可能仅存在B、在实施例中可能仅存在C，或者意指在单个实施例中可能存在要素A、B和C的任意组合；例如，A和B、A和C、B和C，或者A和B和C。

本文中提供了系统、方法和装置。在本文的具体实施方式中，对“各个实施例”、“一个实施例”、“实施例”、“示例性实施例”等的引用指出所描述的实施例可包括特定的特征、结构或特性，但是每个实施例不必包括特定的特征、结构或特性。而且，这样的短语不一定涉及相同的实施例。此外，当结合实施例来描述特定的特征、结构或特性时，所认为的是，在本领域技术人员的知识范围内结合其它实施例（不论是否明确描述）来影响这样的特征、结构或特征。在阅读说明书之后，在可替代实施例中如何实施本公开对于（一个或多个）相关领域的技术人员来说将是明显的。

此外，无论要素、部件或方法步骤是否在权利要求书中被明确叙述，在本公开中，要素、部件或方法步骤都不意在致力于公布。本文中所保护要素均不在35 U.S.C. 112(f)的条款下进行解释，除非使用短语“用于...的结构（means for.）”来明确地叙述该要素。如在本文中使用，术语“包括”、“包括了”或这些的任何其它变化意在涵盖非排他性的包括，使得包括一列要素的工艺、方法、物品或装置不仅仅包括那些要素，还可能包括并未明确列举的或者这些工艺、方法、物品或装置所固有的其它要素。

Claims (13)

1.一种灭火系统，包括：

高速率排放系统，其被构造成将灭火剂的第一部分排放到航空器结构；以及

低速率排放系统，其被构造成将灭火剂的第二部分排放到所述航空器结构，

所述低速率排放系统包括：

阀，其被构造成感测所述航空器结构的周围压力，以及

孔口，其被构造成经由所述阀来接纳一质量流量的灭火剂

其中，所述阀包括波纹管，所述波纹管具有外表面和内表面，所述外表面被构造成经受所述航空器结构的周围压力，并且所述内表面被构造成经受所述灭火剂的第二部分的灭火剂压力，并且其中，所述波纹管被构造成当所述航空器结构的周围压力增加时被压缩，允许所述阀打开。

2.如权利要求1所述的灭火系统，其中，所述质量流量是所述航空器结构的所述周围压力的函数。

3.如权利要求1所述的灭火系统，其中，所述阀包括压力腔，所述压力腔被构造成接纳所述灭火剂。

4.如权利要求3所述的灭火系统，其中，所述灭火剂的质量流动速率是所述灭火剂的比容积的函数。

5.如权利要求4所述的灭火系统，其中，所述灭火剂的所述比容积根据周围温度和周围压力的至少一个来变化。

6.如权利要求1所述的灭火系统，还包括控制器，所述控制器被构造成监控所述航空器结构中的周围温度条件和周围压力条件中的至少一个。

7.如权利要求6所述的灭火系统，其中，所述控制器被构造成监控所述阀的腔压力。

8.如权利要求1所述的灭火系统，其中，所述阀是提升阀。

9.一种低速率排放（“LRD”）系统，包括：

瓶体，所述瓶体被构造成容纳经加压的灭火剂；

提升阀，所述提升阀与所述瓶体流体连通并且被构造成响应于所述LRD系统被激活而调节来自所述瓶体的灭火剂的流量，所述提升阀被构造成感测周围压力并且被构造成根据周围温度和周围压力来调节所述灭火剂的所述流量，

其中，所述提升阀包括波纹管，所述波纹管与所述瓶体中的所述灭火剂流体连通，

其中，所述波纹管具有外表面和内表面，所述外表面被构造成经受所述周围压力，并且所述内表面被构造成经受所述灭火剂的灭火剂压力，并且其中，所述波纹管被构造成当所述周围压力增加时被压缩，允许所述提升阀打开。

10.如权利要求9所述的LRD系统，其中，所述周围温度和周围压力与航空器结构相关联。

11.如权利要求9所述的LRD系统，其中，所述灭火剂的所述流量经过孔口并由所述孔口进一步调节。

12.如权利要求9所述的LRD系统，其中，所述LRD系统与控制器电连通，并且其中，所述控制器被构造成监控所述提升阀。

13.如权利要求9所述的LRD系统，其中，所述灭火剂的流量还是所述灭火剂的比容积的函数。

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