CN105251170B - 用于灭火器的爆破片穿刺压力不平衡致动器 - Google Patents

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Abstract

根据一个方面，提供一种用于灭火器的灭火器致动器组件。灭火器包括灭火器储罐和爆破片，该爆破片在灭火器储罐与排出压头之间形成排出阻隔，以将加压灭火剂保持在灭火器储罐内。灭火器致动器组件包括具有联接到滑梭主体的切割器的切割器滑梭组件。切割器滑梭组件阻留在接近爆破片的灭火器内并且被偏置以在滑梭主体与爆破片之间形成压力均衡区域。灭火器致动器组件也包括具有刺穿构件的致动装置，该刺穿构件能够操作以刺穿爆破片并且释放来自压力均衡区域的压力，从而驱动切割器穿过爆破片，以通过排出压头释放加压灭火剂。

Description

用于灭火器的爆破片穿刺压力不平衡致动器
背景技术
本文所公开的主题涉及灭火器致动器。更具体地，本主题公开内容涉及一种灭火器致动器，该灭火器致动器穿刺爆破片并且通过产生压力不平衡以驱动切割器穿过爆破片来致动灭火剂的释放。
在飞机环境中，使用烟火触发装置诸如烟火筒或爆管通常通过直接的爆炸喷射能致动气密性密封的灭火器。喷射能集中在圆顶状爆破片上，使得爆破片将由于喷射而破裂。爆破片通常由耐腐蚀钢制造。通常，烟火触发装置以这样的方式保持在排出压头中，即该烟火触发装置直接面向爆破片。排出压头附接到灭火器的出口并且通常用于将灭火剂流引导到飞机接口诸如管件或管材，其将灭火剂引导到期望位置。过滤筛网位于排出压头内，以获取由于爆炸喷射能而产生的任何大的爆破片碎片。
烟火触发装置的使用可能是有效的；然而，烟火触发装置需要增加飞机总的管理和维修成本的特殊处理程序和培训。此外，烟火触发装置可能具有有限的预期使用寿命并且因此需要定期更换。
发明概要
根据一个方面，提供一种用于灭火器的灭火器致动器组件。灭火器包括灭火器储罐和爆破片，该爆破片在灭火器储罐与排出压头之间形成排出阻隔，以将加压灭火剂保持在灭火器储罐内。灭火器致动器组件包括具有联接到滑梭主体的切割器的切割器滑梭组件。切割器滑梭组件阻留在接近爆破片的灭火器内并且被偏置以在滑梭主体与爆破片之间形成压力均衡区域。灭火器致动器组件也包括具有刺穿构件的致动装置。致动装置能够操作以刺穿爆破片并且释放来自压力均衡区域的压力，从而驱动切割器穿过爆破片，以通过排出压头释放加压灭火剂。
根据另一个方面，提供了安装在灭火器中的灭火器致动器组件的方法。灭火器包括灭火器储罐和爆破片，该爆破片在灭火器储罐与排出压头之间形成排出阻隔，以将加压灭火剂保持在灭火器储罐内。该方法包括将包括联接到滑梭主体的切割器的切割器滑梭组件阻留在接近爆破片的灭火器内并且偏置以在滑梭主体与爆破片之间形成压力均衡区域。包括刺穿构件的致动装置定位成刺穿爆破片并且释放来自压力均衡区域的压力，从而响应于致动装置的触发驱动切割器穿过爆破片，以通过排出压头释放加压灭火剂。
附图简述
在说明书所附权利要求书中特别指明和清楚要求被视为本发明的主题。本发明的前述和其它特征以及优点根据结合附图所做的以下具体实施方式变得明显，在附图中：
图1是根据实施方案的灭火器系统的示意图；
图2是根据实施方案的在致动之前的灭火器致动器组件的详细视图；
图3是根据实施方案的切割器滑梭组件的顶视图；
图4是根据实施方案的切割器滑梭组件的侧视图；
图5是根据实施方案的切割器的透视图；
图6是根据实施方案的在切割之前的爆破片的透视图；
图7是根据实施方案的在切割之后的爆破片的透视图；
图8是根据实施方案的处于禁用状态的致动装置的示意图；
图9是根据实施方案的处于致动状态的致动装置的示意图；
图10是描绘根据实施方案的致动装置的管状罩的示意图；
图11是根据实施方案的在致动时的图2的灭火器致动器组件的详细视图；
图12是根据实施方案的在致动之前的灭火器致动器组件的详细视图；
图13是根据实施方案的切割器滑梭组件的顶视图；
图14是根据实施方案的处于禁用状态的致动装置的示意图；
图15是根据实施方案的处于致动状态的致动装置的示意图；以及
图16是根据实施方案的在致动时的图12的灭火器致动器组件的详细视图。
具体实施方式
在示例性实施方案中，提供一种用于灭火器的灭火器致动器组件，该灭火器致动器组件在没有烟火触发装置的情况下致动。灭火器致动器组件包括使用与由压差驱动的切割器滑梭组件结合的非烟火致动装置的两部分加压灭火剂的致动和释放。使用切割器迅速地打开灭火器的爆破片可不需要包括灭火器系统的排出压头中的碎屑筛网，因为通常由烟火触发装置点火引起的松散爆破片碎片不再存在。
现在转到图1，示出了根据实施方案的灭火器系统100的示意图。灭火器系统100包括灭火器102和排出压头104。灭火器102包括灭火器储罐106和爆破片108，该爆破片108在灭火器储罐106与排出压头104之间形成排出阻隔，以将加压灭火剂保持在灭火器储罐106内。排出压头104可以接口连接到管件/管材，以将灭火剂引导到期望位置例如引导到飞机内。
图2是根据实施方案的在致动之前的灭火器致动器组件200的详细视图。在图2的示例中，灭火器致动器组件200包括具有联接到滑梭主体206的切割器204的切割器滑梭组件202。切割器滑梭组件202阻留在接近爆破片108的灭火器102内并且偏置以在滑梭主体206与爆破片108之间形成压力均衡区域208。柔性密封件210可以阻留切割器滑梭组件202直到来自压力均衡区域208的压力被释放。加压灭火剂212在内部灭火器压力214下保持在灭火器储罐106中。滑梭主体206包括至少一个压力均衡孔216、217，以相对于灭火器储罐106的主内部区域218在压力均衡区域208中形成平衡压力。
灭火器致动器组件200也包括具有刺穿构件222的致动装置220，该刺穿构件222是用于使爆破片108破裂的尖轴。致动装置220能够操作以刺穿爆破片108并且释放来自压力均衡区域208的压力，从而驱动切割器204穿过爆破片108，以通过排出压头104释放加压灭火剂212。在图2的示例中，压力均衡孔217经设定尺寸以供刺穿构件222穿过，从而刺穿爆破片108。如图2中可见，致动装置220可以安装在灭火器储罐106中。在没有烟火触发装置的情况下，可以电驱动致动装置220。例如，致动装置220可以是螺线管或能够操作以驱动刺穿构件222穿过爆破片108的其他机电装置。由于在刺穿爆破片108时加压灭火剂212离开压力均衡区域208，内部灭火器压力214克服柔性密封件210的阻留力并且朝向爆破片108驱动切割器滑梭组件202，其中切割器204切开爆破片108，以将来自灭火器储罐106的主内部区域218的加压灭火剂212从排出压头104排出。
如将理解的，灭火器致动器组件200可以包括支撑和稳定致动装置220的其他结构元件以及为了简化附图而未描绘的电连接件。灭火器储罐106可经设定尺寸以容纳各种各样的设备。例如，灭火器储罐106的尺寸范围可以为从40立方英寸(655.5cm3)到2,500+立方英寸(40,968+cm3)由于环境温度变化，在灭火器储罐106内可以发生压力变化。例如，在飞机环境中，在炎热天气飞机在地面上时灭火器102为240°F(115.6℃)，而在飞机起飞后处于一定的高度时灭火器102为-65°F(-53.9℃)。这些温度变化引起内部灭火器压力214的基本变化。当内部灭火器压力214发生变化时，压力均衡孔216和217将灭火器102内的压力维持处于平衡压力。内部灭火器压力214的示例标称压力值在70°F(21.1℃)下可以在从大约每平方英寸300磅(2,068kPa)到大每平方英寸800磅(5,515kPa)之间的范围内，其中较高压力处于较高温度，并且较低压力处于较低温度。
图3是根据实施方案的切割器滑梭组件202的顶视图。如图3的示例中可见，滑梭主体206包括两个压力均衡孔216和217。切割器204设置在压力均衡孔216和217之间。压力均衡孔217的直径大于压力均衡孔216，以容纳从其中穿过的图2的刺穿构件222。压力均衡孔216和217经设定尺寸使得它们不能跟上迅速的压差变化，该压差变化是由图2的滑梭主体206下面的压力均衡区域208中的排放到图2的排出压头104中的压力相对图2的内部灭火器压力214引起的。
图4是根据实施方案的切割器滑梭组件202的侧视图。滑梭主体206包括围绕其圆周以保持图2的柔性密封件210的压盖209，压盖209可充当止动器以在震动和振动期间将切割器滑梭组件202保持在适当位置，使得切割器204不过早地切割穿过图1的爆破片108。
图5是根据实施方案的切割器204的透视图。如图5的示例中可见，切割器204包括在中心点226或切割顶端处相交的四个刀片224。刀片224可以均匀地隔开，其中刀片224之间的间距为大约90度。刀片224可以成角度或倾斜，使得中心点226是切割器204的顶点。
图6是根据实施方案的在切割之前的爆破片108的透视图。通过相对于爆破片安装组件211将焊接施加到爆破片108的外周边可以气密性密封爆破片108。图7是根据实施方案的在切割之后的爆破片108的透视图。当图2的切割器204被迫穿过爆破片108时，爆破片108分成并且打开成多个瓣片228。图5的四个刀片224导致四个瓣片228。从图2的灭火器储罐106释放的高压可以将瓣片228撕开成完全打开，同时爆破片108的外周边的气密性密封将瓣片228保持到爆破片安装组件211。
图8是根据实施方案的处于禁用状态的致动装置220的示意图。致动装置220可以包括弹簧230，以在刺穿图2的爆破片108之后使刺穿构件222缩回。线性致动器232诸如电驱动螺线管可以以如图9所描绘的致动状态将刺穿构件222驱动到延伸位置。弹簧230可以定位在联接到刺穿构件222的刚性板234与围绕弹簧230的管状罩236的基部之间。在图8和图9中以剖面图描绘管状罩236，以例示处于图9的致动状态的弹簧230的压缩。当电力从致动装置220移除时，弹簧230不再压缩，并且刺穿构件222返回到图8的禁用状态。只需要将电力施加到致动装置220很短的时间，例如40-50毫秒，以便刺穿图2的爆破片108。
图10是在无需剖面图的情况下描绘根据实施方案的致动装置220的管状罩236的示意图。管状罩236可以包括通风孔238，以允许图2的加压灭火剂212的循环。通风孔238可防止将由刚性板234向下移动引起的阻力以将弹簧230压缩在管状罩236的体积内。
图11是根据实施方案的在致动时的图2的灭火器致动器组件200的详细视图。当将电信号发送到致动装置220时，致动装置220驱动刺穿构件222穿过爆破片108。在穿透爆破片108时，刺穿构件222可以例如通过弹簧230缩回。爆破片108中的破裂孔240将使压力均衡区域208内的压力非常迅速地排放到排出压头104中，因为排出压头104具有大约环境压力的一个大气压。该压力的排放可在小于1-2毫秒内发生。由于压力均衡区域208中的压力排放的结果，灭火器102不再处于平衡，并且在切割器滑梭组件202上方的灭火器储罐106的主内部区域218中的内部灭火器压力214将推动切割器滑梭组件202，从而驱动切割器204进入爆破片108中。为了简化附图，在图11中未示出的是：切割器滑梭组件202将在内部被限制，使得如果灭火器102意外排出，则该切割器滑梭组件202不能成为抛射体，同时在意外排出时排出压头104或其他保护装置不在适当的位置。切割器滑梭组件202通常将保持在排出压头104内并且由排出压头104阻止，使得该切割器滑梭组件202不会成为抛射体。
图12是根据实施方案的在致动之前的灭火器致动器组件200A的详细视图。在图2的实施方案中，灭火器致动器组件200A包括具有联接到滑梭主体206A的切割器204的切割器滑梭组件202A。切割器滑梭组件202A阻留在接近爆破片108的灭火器102内并且偏置以在滑梭主体206A与爆破片108之间形成压力均衡区域208。柔性密封件210可以阻留切割器滑梭组件202A直到来自压力均衡区域208的压力被释放。加压灭火剂212在内部灭火器压力214下保持在灭火器储罐106中。滑梭主体206A包括至少一个压力均衡孔216(在该示例中为两个压力均衡孔216)，以相对于灭火器储罐106的主内部区域218在压力均衡区域208中形成平衡压力。在图12的示例中，存在两个压力均衡孔216，但是不存在如图2的实施方案中所包括的较大直径的压力均衡孔217。
灭火器致动器组件200A也包括具有刺穿构件222A的致动装置220A，该刺穿构件222A是用于使爆破片108破裂的尖轴。致动装置220A能够操作以刺穿爆破片108并且释放来自压力均衡区域208的压力，从而驱动切割器204穿过爆破片108，以通过排出压头104释放加压灭火剂212。致动装置220A位于排出压头104中而不是位于灭火器102内。在没有烟火触发装置的情况下，可以电驱动致动装置220A。例如，致动装置220A可以是螺线管或能够操作以驱动刺穿构件222A穿过爆破片108的其他机电装置。由于在刺穿爆破片108时加压灭火剂212离开压力均衡区域208，内部灭火器压力214克服柔性密封件210的阻留力并且朝向爆破片108驱动切割器滑梭组件202A，其中切割器204切开爆破片108，以将来自灭火器储罐106的主内部区域218的加压灭火剂212从排出压头104排出。
图13是根据实施方案的切割器滑梭组件202A的顶视图。如图13的示例中可见，滑梭主体206A包括基本上相同尺寸的两个压力均衡孔216。切割器204设置在压力均衡孔216之间。压力均衡孔216经设定尺寸使得它们不能跟上迅速的压差变化，该压差变化是由图12的滑梭主体206A下面的压力均衡区域208中的排放到图12的排出压头104中的压力相对图12的内部灭火器压力214引起的。
图14是根据实施方案的处于禁用状态的致动装置220A的示意图，并且图15是根据实施方案的处于致动状态的致动装置220A的示意图。如图14和图15中可见，触发致动装置220A导致刺穿构件222A向外延伸。
图16是根据实施方案的在致动时的图12的灭火器致动器组件200A的详细视图。当将电信号发送到致动装置220A时，致动装置220A驱动刺穿构件222A穿过爆破片108。爆破片108中的破裂孔240将使压力均衡区域208内的压力非常迅速地排放到排出压头104中。由于压力均衡区域208中的压力排放的结果，灭火器102不再处于平衡，并且在切割器滑梭组件202A上方的灭火器储罐106的主内部区域218中的内部灭火器压力214将推动切割器滑梭组件202A，从而驱动切割器204进入爆破片108中。为了简化附图，在图16中未示出的是：切割器滑梭组件202A将在内部被限制，使得如果灭火器102意外排出，则该切割器滑梭组件202A不能成为抛射体，同时在意外排出时排出压头104或其他保护装置不在适当的位置。切割器滑梭组件202A通常将保持在排出压头104内并且由排出压头104阻止，使得该切割器滑梭组件202A不会成为抛射体。
参考图1-16，灭火器致动器组件200、200A可以根据安装方法安装在灭火器102中。如先前所述，灭火器102包括灭火器储罐106和爆破片108，该爆破片108在灭火器储罐106与排出压头104之间形成排出阻隔，以将加压灭火剂212保持在灭火器储罐106内。包括联接到滑梭主体206、206A的切割器204的切割器滑梭组件202、202A在接近爆破片108的灭火器102内被阻留并且偏置以在滑梭主体206、206A与爆破片108之间形成压力均衡区域208。包括刺穿构件222、222A的致动装置220、220A定位成刺穿爆破片108并且释放来自压力均衡区域208的压力，从而响应于致动装置220、220A的触发驱动切割器204穿过爆破片108，以通过排出压头104释放加压灭火剂212。致动装置220可以安装在灭火器储罐106中，并且刺穿构件222可以定位成穿过压力均衡孔217以刺穿爆破片108。另选地，致动装置220A可以安装在排出压头104中。在没有烟火触发装置的情况下，可以电驱动致动装置220和220A。
虽然已仅结合有限数量的实施方案对本发明进行了详细描述，但是应易于理解，本发明不限于这些所公开的实施方案。相反，可对本发明进行修改来合并之前并未描述但与本发明的精神和范围相符的任何数量的变化、改变、替代或等效布置。另外，虽然已描述了本发明的各种实施方案，但是应理解，本发明的各方面可仅包括所描述实施方案中的一些。因此，本发明不应被视为受限于上文的描述，而是仅受限于所附权利要求书的范围。

Claims (13)

1.一种用于灭火器的灭火器致动器组件，所述灭火器包括灭火器储罐和爆破片，所述爆破片在所述灭火器储罐与排出压头之间形成排出阻隔，以将加压灭火剂保持在所述灭火器储罐内，所述灭火器致动器组件包括：
切割器滑梭组件，所述切割器滑梭组件包括联接到滑梭主体的切割器，所述切割器滑梭组件阻留在接近所述爆破片的所述灭火器内并且被偏置以在所述滑梭主体与所述爆破片之间形成压力均衡区域；以及
致动装置，所述致动装置包括刺穿构件，所述致动装置能够操作以刺穿所述爆破片并且释放来自所述压力均衡区域的压力，从而驱动所述切割器穿过所述爆破片，以通过所述排出压头释放所述加压灭火剂，
其中所述滑梭主体包括至少一个压力均衡孔，以相对于所述灭火器储罐的主内部区域在所述压力均衡区域中形成平衡压力，并且
其中所述至少一个压力均衡孔中的一个经设定尺寸以供所述刺穿构件穿过，从而刺穿所述爆破片。
2.根据权利要求1所述的灭火器致动器组件，其中所述致动装置还包括弹簧，以在刺穿所述爆破片之后使所述刺穿构件缩回。
3.根据权利要求2所述的灭火器致动器组件，其中所述弹簧定位在联接到所述刺穿构件的刚性板与围绕所述弹簧的管状罩的基部之间，所述管状罩包括通风孔，以允许所述加压灭火剂的循环。
4.根据权利要求1所述的灭火器致动器组件，其中柔性密封件阻留所述切割器滑梭组件直到来自所述压力均衡区域的压力被释放。
5.根据权利要求1所述的灭火器致动器组件，其中所述致动装置安装在所述灭火器储罐中。
6.根据权利要求1所述的灭火器致动器组件，其中所述致动装置安装在所述排出压头中。
7.根据权利要求1所述的灭火器致动器组件，其中所述爆破片被气密性密封。
8.根据权利要求1所述的灭火器致动器组件，其中所述切割器包括在中心点处相交的四个刀片。
9.根据权利要求1所述的灭火器致动器组件，其中在没有烟火触发装置的情况下电驱动所述致动装置。
10.一种安装灭火器中的灭火器致动器组件的方法，所述灭火器包括灭火器储罐和爆破片，所述爆破片在所述灭火器储罐与排出压头之间形成排出阻隔，以将加压灭火剂保持在所述灭火器储罐内，所述方法包括：
将包括联接到滑梭主体的切割器的切割器滑梭组件阻留在接近所述爆破片的所述灭火器内并且偏置以在所述滑梭主体与所述爆破片之间形成压力均衡区域；以及
将包括刺穿构件的致动装置定位成刺穿所述爆破片并且释放来自所述压力均衡区域的压力，从而响应于所述致动装置的触发驱动所述切割器穿过所述爆破片，以通过所述排出压头释放所述加压灭火剂，
其中所述滑梭主体包括至少一个压力均衡孔，以相对于所述灭火器储罐的主内部区域在所述压力均衡区域中形成平衡压力，并且
其中所述至少一个压力均衡孔中的一个经设定尺寸以供所述刺穿构件穿过，从而刺穿所述爆破片。
11.根据权利要求10所述的方法，其中所述致动装置安装在所述灭火器储罐中。
12.根据权利要求10所述的方法，其中所述致动装置安装在所述排出压头中。
13.根据权利要求10所述的方法，其中在没有烟火触发装置的情况下电驱动所述致动装置。
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