CN105268145A - 用于灭火器的机动化致动器 - Google Patents

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Abstract

根据一个方面，一种灭火器包括灭火器贮存器和灭火器出口爆破膈膜，所述灭火器出口爆破膈膜在所述灭火器贮存器与排出压头之间形成排出壁障，以将加压的灭火剂保持在所述灭火器贮存器内。灭火器致动器组件包括在所述灭火器内定位成接近所述灭火器出口爆破膈膜的切割器。所述灭火器致动器组件还包括具有驱动轴的机动化启动装置。所述机动化启动装置可操作地旋转所述驱动轴，并且推动所述切割器刺穿所述灭火器出口爆破膈膜，由此通过所述排出压头释放所述加压的灭火剂。

Description

用于灭火器的机动化致动器
发明背景
本文所公开的主题涉及灭火器致动器。更具体地，所公开的主题涉及启动释放灭火剂的灭火器致动器。
在飞机环境中，通常使用烟火触发装置(如烟火筒或导火管)而通过直接爆炸冲击能量来启动气密密封式灭火器。冲击能量集中在圆顶状灭火器出口爆破膈膜上，以使得灭火器出口爆破膈膜将由于冲击而破裂。灭火器出口爆破膈膜通常由抗腐蚀钢制成。在正常情况下，烟火触发装置以直接面向灭火器出口爆破膈膜的方式来保持在排出压头中。排出压头附接到灭火器出口，并通常用来将灭火剂流引至飞机接口(如管件或管道)，所述飞机接口将灭火剂引至期望位置。滤网位于排出压头内以捕捉由于爆炸冲击能量而产生的任何大灭火器爆破膈膜碎片。
使用烟火触发装置可能是有效的；然而，烟火触发装置要求特殊的处置过程和培训，这会增加总飞机管理和维护成本。另外，烟火触发装置可能具有有限预期寿命，并且因而需要定期更换。
发明简述
根据一个方面，提供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贮存器和灭火器出口爆破膈膜，所述灭火器出口爆破膈膜在所述灭火器贮存器与排出压头之间形成排出壁障，以将加压的灭火剂保持在所述灭火器贮存器内。所述灭火器致动器组件包括在所述灭火器内定位成接近所述灭火器出口爆破膈膜的切割器。所述灭火器致动器组件还包括具有驱动轴的机动化启动装置。所述机动化启动装置可操作地旋转所述驱动轴，并且推动所述切割器刺穿所述灭火器出口爆破膈膜，由此通过所述排出压头释放所述加压的灭火剂。
根据另一方面，提供一种在灭火器中安装灭火器致动器组件的方法。所述灭火器包括灭火器贮存器和灭火器出口爆破膈膜，所述灭火器出口爆破膈膜在所述灭火器贮存器与排出压头之间形成排出壁障，以将加压的灭火剂保持在所述灭火器贮存器内。所述方法包括将切割器在所述灭火器内定位成接近所述灭火器出口爆破膈膜。将包括驱动轴的机动化启动装置安装在所述灭火器内以使得所述机动化启动装置可操作地旋转所述驱动轴并且推动所述切割器刺穿所述灭火器出口爆破膈膜，由此通过所述排出压头释放所述加压的灭火剂。
附图简述
在随附于本说明书的权利要求书中特别指出并明确要求保护被认为是本发明的主题。本发明的前述及其它特征和优点从以下结合附图进行的详述显而易见，在附图中：
图1为根据实施方案的灭火器系统的示意图；
图2为根据实施方案的灭火器致动器组件的细节图；
图3为根据实施方案的切割器梭组件的顶视图；
图4为根据实施方案的切割器梭组件的侧视图；
图5为根据实施方案的切割器的透视图；
图6为根据实施方案的、切割之前的灭火器出口爆破膈膜的透视图；
图7为根据实施方案的、切割之后的灭火器出口爆破膈膜的透视图；
图8为根据实施方案的推动器的顶视图；
图9为根据实施方案的推动器的侧视图；
图10为根据实施方案的机动化启动装置和驱动轴的视图；
图11为根据实施方案的、启动之前的灭火器致动器组件的视图；以及
图12为根据实施方案的、启动之后的灭火器致动器组件的视图。
发明详述
在例示性实施方案中，提供一种用于灭火器的灭火器致动器组件，所述灭火器致动器组件是在没有烟火触发装置的情况下启动。所述灭火器致动器组件包括驱动切割器来从所述灭火器释放加压的灭火剂的机动化启动装置。切割器刺穿将加压的灭火剂保持在灭火器内的灭火器出口爆破膈膜。切割器能够可拆卸地联接到机动化启动装置的驱动轴上的推动器，以使得在刺穿灭火器出口爆破膈膜后，加压的灭火剂的压力会驱动切割器迅速穿过灭火器出口爆破膈膜。使用切割器来打开灭火器的灭火器出口爆破膈膜可使得不需要在灭火器系统的排出压头中包括碎片滤网，因为通常由烟火触发装置点火造成的松散的灭火器出口爆破膈膜碎片不再存在。
现在转向图1，根据实施方案描绘灭火器系统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包括灭火器贮存器106和灭火器出口爆破膈膜108，所述灭火器出口爆破膈膜108在灭火器贮存器106与排出压头104之间形成排出壁障，以将加压的灭火剂保持在灭火器贮存器106内。排出压头104可介接到管件/管道，以便将灭火剂引至例如飞机内的期望位置。
图2为根据实施方案的灭火器致动器组件200的细节图。在图2的示例中，灭火器致动器组件200包括切割器梭组件202，所述切割器梭组件202具有联接到梭主体206的切割器204。包括切割器204的切割器梭组件202在灭火器102内被扣持在接近灭火器出口爆破膈膜108的位置。切割器梭组件202可被至少一个柔性密封件210(在本文中称为柔性密封件210)扣持，直到由机动化启动装置220施加的力足以克服柔性密封件210的固持力。柔性密封件210也用作止动件，用以在冲击和振动期间将切割器梭组件202固持在适当位置，以使得切割器204不会过早穿破灭火器出口爆破膈膜108。加压的灭火剂212在内部灭火器压力214下被固持于灭火器贮存器106中。
灭火器致动器组件200还包括具有驱动推动器208的驱动轴222的机动化启动装置220。驱动轴222可包括用于与推动器208啮合的螺旋螺纹，并且因此驱动轴222也可称为螺旋形驱动轴。驱动轴222也可包括用于将推动器208保持在驱动轴222上的轴端盖209。机动化启动装置220可操作地旋转驱动轴222，并且推动切割器204刺穿灭火器出口爆破膈膜108，由此通过排出压头104释放加压的灭火剂212。如在图2中可看出，机动化启动装置220可安装在灭火器贮存器106中。防旋转导向件215可用来在机动化启动装置220旋转驱动轴222时防止切割器梭组件202旋转。防旋转导向件215可刚性联接到机动化启动装置220或灭火器102内的另一结构。机动化启动装置220可在缺乏烟火触发装置的情况下电力驱动。例如，机动化启动装置220可为dc电机、dc齿轮传动电机、线性电机、使用棘轮驱动器的旋转螺线管，或本领域中已知的其它电机类型。
如将了解，灭火器致动器组件200可包括用于支撑和稳定机动化启动装置220的其它结构元件、以及电力连接(为了简化附图而未描绘)。灭火器贮存器106的尺寸可设定成容纳各种各样的装置。例如，灭火器贮存器106的尺寸可在从40立方英寸(655.5cm3)至2500+立方英寸(40968+cm3)的范围中。灭火器贮存器106内的压力变化可能是因环境温度变化而发生的。例如，在飞机环境中，灭火器102可能在热天、在地面上为处于240华氏度(115.6摄氏度)，并且起飞之后在飞行高度上处于-65华氏度(-53.9摄氏度)。这些温度变化导致内部灭火器压力214发生显著变化。在70华氏度(21.1摄氏度)下，内部灭火器压力214的示例标称压力值可在从约300磅/平方英寸(2068kPa)至约800磅/平方英寸(5515kPa)之间的范围中，其中在更高温度下压力更高，并且在更低温度下压力更低。在刺穿灭火器出口爆破膈膜108后，内部灭火器压力214可驱动切割器梭组件202与推动器208和防旋转导向件215脱开，从而完全打开灭火器出口爆破膈膜108。
图3为根据实施方案的切割器梭组件202的顶视图。梭主体206包括用于与图2的推动器208接合的接合接口219。如在图3的实例中可看出，接合接口219包括一个或多个销孔216。或者，接合接口219可包括销、销和销孔组合、或替代结构，以与图2的推动器208接合。销孔216可定位成密切接近切割器204的刀片。梭主体206还包括用于与图2的一个或多个防旋转导向件215接合的一个或多个防旋转孔217。如在图4中可看出，梭主体206还包括围绕其圆周的压盖207，以固持图2的柔性密封件210。
图5为根据实施方案的切割器204的透视图。如在图5的实例中可看出，切割器204包括交叉于中心点226或切割尖端处的四个刀片224。刀片224可均匀地间隔开来，其中刀片224之间约90度分离。刀片224也可成角度或倾斜，以使得中心点226为切割器204的最高点。
图6为根据实施方案的、切割之前的灭火器出口爆破膈膜108的透视图。可通过相对于灭火器出口爆破膈膜安装组件211来对灭火器出口爆破膈膜108外周加以焊接而将灭火器出口爆破膈膜108气密密封。图7为根据实施方案的、切割之后的灭火器出口爆破膈膜108的透视图。当推动图2的切割器204穿过灭火器出口爆破膈膜108时，灭火器出口爆破膈膜108分裂并打开成多个瓣件228。图5的四个刀片224产生四个瓣件228。从图2的灭火器贮存器106释放的高压可将瓣件228完全撕开，同时灭火器出口爆破膈膜108的外周的气密密封会将瓣件228保持到灭火器出口爆破膈膜安装组件211上。
图8为根据实施方案的推动器208的顶视图。在图8的实例中，推动器208包括与图3和图4的销孔216接合的四个推动器销230。推动器208还包括内螺旋螺纹232，以与图2的驱动轴222啮合。如在图9中可看出，推动器208也可包括用于接收图2的轴端盖209的凹槽234。当推动图2的切割器204穿过图2的灭火器出口爆破膈膜108时，凹槽234和图2的轴端盖209可防止推动器208从图2的驱动轴222脱开。
图10为根据实施方案的机动化启动装置220和驱动轴222的视图。螺旋螺纹236可跨越驱动轴222在机动化启动装置220与轴端盖209之间的长度。或者，仅仅驱动轴222其上接合图2的推动器208的一部分可包括螺旋螺纹236。螺旋螺纹236大小设定成与推动器208的内螺旋螺纹232接合，如图8中所描绘。
图11为根据实施方案的、启动之前的灭火器致动器组件200的视图。推动器208的一个或多个推动器销230插入到梭主体206的销孔216中。推动器208也螺接在驱动轴222上。防旋转导向件215穿过梭主体206的防旋转孔217以防止切割器梭组件202旋转。在机动化启动装置220驱动切割器204刺穿灭火器出口爆破膈膜108之前，柔性密封件210将切割器梭组件202固持在适当位置。
图12为根据实施方案的、启动之后的灭火器致动器组件200的视图。在切割器204刺穿灭火器出口爆破膈膜108之后，图2的内部灭火器压力214可驱动切割器204穿过灭火器出口爆破膈膜108，以便将其完全打开。推动器208的推动器销230可从销孔216脱离，并且防旋转导向件215可从防旋转孔217脱离。推动器208通过轴端盖209而捕获在驱动轴222的末端上。为了简化附图而未在图12中示出的是，切割器梭组件202将会被限制在内部，因此如果灭火器102发生无意中的排出，同时排出压头104或其它保护装置在无意中的排出发生时并未处于适当位置，那么切割器梭组件202无法成为抛射体。切割器梭组件202在正常情况下将被抑制在排出压头104中，并由排出压头104止动，以使得其不成为抛射体。
参考图1至图12，可根据一种安装方法将灭火器致动器组件200安装在灭火器102中。如前文所描述，灭火器102包括灭火器贮存器106和灭火器出口爆破膈膜108，所述灭火器出口爆破膈膜108在灭火器贮存器106与排出压头104之间形成排出壁障，以将加压的灭火剂212保持在灭火器贮存器106内。包括联接到梭主体206的切割器204的切割器梭组件202扣持在灭火器102内，以将切割器204定位成接近灭火器出口爆破膈膜108。包括驱动轴222的机动化启动装置220安装在灭火器102内，以使得机动化启动装置220可操作地旋转驱动轴222，并且推动切割器204刺穿灭火器出口爆破膈膜108，由此通过排出压头104释放加压的灭火剂212。推动器208可布置在驱动轴222上。切割器梭组件202可包括用于与推动器208接合的接合接口219。切割器梭组件202可被至少一个柔性密封件210扣持，直到由机动化启动装置220施加的力足以克服柔性密封件210的固持力。梭主体206也可包括用于接合一个或多个防旋转导向件215的一个或多个防旋转孔217。机动化启动装置220可在缺乏烟火触发装置的情况下电力驱动。
虽然已经结合仅有限数量的实施方案来描述本发明，但应易于理解，本发明不限于此类所公开的实施方案。相反，本发明可修改以结合有此前未描述、但与本发明的精神和范围相称的任何数量的变化、更改、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，但应理解，本发明的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到先前描述限制，而是仅受所附权利要求书的范围限制。

Claims (15)

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贮存器和灭火器出口爆破膈膜，所述灭火器出口爆破膈膜在所述灭火器贮存器与排出压头之间形成排出壁障，以将加压的灭火剂保持在所述灭火器贮存器内，所述灭火器致动器组件包括：
在所述灭火器内定位成接近所述灭火器出口爆破膈膜的切割器；以及
包括驱动轴的机动化启动装置，所述机动化启动装置可操作地旋转所述驱动轴，并且推动所述切割器刺穿所述灭火器出口爆破膈膜，由此通过所述排出压头释放所述加压的灭火剂。
2.如权利要求1所述的灭火器致动器组件，其还包括位于所述驱动轴上的推动器。
3.如权利要求2所述的灭火器致动器组件，其中所述驱动轴为螺旋形驱动轴，并且还包括用于将所述推动器保持在所述驱动轴上的轴端盖。
4.如权利要求2所述的灭火器致动器组件，其中所述切割器联接到梭主体以形成切割器梭组件，并且所述切割器梭组件还包括用于与所述推动器接合的接合界面。
5.根据权利要求4所述的灭火器致动器组件，其中所述接合界面包括一个或多个销孔，并且所述推动器包括用于与所述一个或多个销孔接合的一个或多个推动器销。
6.如权利要求4所述的灭火器致动器组件，其中所述梭主体还包括用于接合一个或多个防旋转导向件的一个或多个防旋转孔。
7.如权利要求6所述的灭火器致动器组件，其中所述一个或多个防旋转导向件联接到所述机动化启动装置。
8.如权利要求4所述的灭火器致动器组件，其中所述切割器梭组件被至少一个柔性密封件扣持，直到由所述机动化启动装置施加的力足以克服所述至少一个柔性密封件的固持力。
9.如权利要求1所述的灭火器致动器组件，其中所述灭火器出口爆破膈膜是气密密封的。
10.如权利要求1所述的灭火器致动器组件，其中所述机动化启动装置在缺乏烟火触发装置的情况下是电力驱动的。
11.一种在灭火器中安装灭火器致动器组件的方法，所述灭火器包括灭火器贮存器和灭火器出口爆破膈膜，所述灭火器出口爆破膈膜在所述灭火器贮存器与排出压头之间形成排出壁障，以将加压的灭火剂保持在所述灭火器贮存器内，所述方法包括：
将切割器在所述灭火器内定位成接近所述灭火器出口爆破膈膜；以及
将包括驱动轴的机动化启动装置安装在所述灭火器内以使得所述机动化启动装置可操作地旋转所述驱动轴并且推动所述切割器刺穿所述灭火器出口爆破膈膜，由此通过所述排出压头释放所述加压的灭火剂。
12.如权利要求11所述的方法，其还包括：
将推动器布置在所述驱动轴上。
13.如权利要求12所述的方法，其中所述切割器联接到梭主体以形成切割器梭组件，并且所述切割器梭组件还包括用于与所述推动器接合的接合界面。
14.如权利要求13所述的方法，其中所述切割器梭组件被至少一个柔性密封件扣持，直到由所述机动化启动装置施加的力足以克服所述至少一个柔性密封件的固持力，并且所述梭主体还包括用于接合一个或多个防旋转导向件的一个或多个防旋转孔。
15.如权利要求11所述的方法，其中所述机动化启动装置在缺乏烟火触发装置的情况下是电力驱动的。
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