CN106051252B - 烟火阀 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于控制从压力容器中释放灭火剂的阀门，所述阀门包括经构造以在导向所述隔膜表面上的冲击波作用下穿孔的隔膜，和被布置和调整以燃烧从而产生形成导向所述隔膜表面上的冲击波的燃烧产物的烟火装料，和包封所述烟火装料的装置。该装置包括空心、细长槽道，所述槽道定位在所述烟火装料上并且导向在所述隔膜的中心以便集中或导向所述燃烧产物在所述隔膜的中心上。该细长槽道具有是其最小宽度至少1.5倍的长度。

Description

烟火阀

本公开涉及一种用于控制从腔室中释放灭火剂的阀门。

本公开背景

灭火剂，特别是粉末灭火剂，通常保存在压力容器中直到在被要求部署至环境的时候为止。阀门可以设置在容器的出口以防止抑制剂的过早部署，其可以通过使用如下讨论的烟火阀触发。这种容器及阀门布局的示例在图1A至图1C中示出。

图1A示出用于在升高的压力下保存灭火剂的容器10和用于控制释放灭火剂至外部环境（诸如灭火剂系统（未示出））中的阀门20。

图1B通过图1中的线A-A示出容器10和阀门20的横截面图。容器的操作方向是这样的：在使用中阀门20定位在容器的底部。因此，可以看出，在操作中灭火剂1保存在容器内并且由于重力而放置在阀门20上。

图1 C示出了阀门20（在图1B中表示为“B”）的近景，其包括定位在容器10的出口12内的空心阀门主体22。可破裂隔膜30定位在阀门主体22内并且作用为密封容器10以防止受压灭火剂过早地溢出。

烟火装料40定位在阀门20内及隔膜30下。在致动烟火装料40时冲击波或局部爆炸导向在隔膜30的中心上。这种冲击波引起隔膜30向内朝向灭火剂1的弯曲。这引起隔膜30的机械削弱，机械削弱引起隔膜30破裂或穿孔（例如爆裂、撕裂）并且向外远离灭火剂1而打开。

一旦隔膜30穿孔，由于最初出现在容器10内部和环境之间的压力差，灭火剂通过出口12和阀门20排出并且至外部环境中以执行其灭火功能。

本公开的目的在于改进隔膜打开的能力以确保灭火剂可部署。

本公开概述

根据本公开的一个方面，提供一种用于控制从压力容器中释放灭火剂的阀门，该阀门包括：

隔膜，其经构造以在导向隔膜表面上的冲击波作用下穿孔。

烟火装料，其被布置和调整以燃烧从而产生形成导向隔膜表面上的冲击波的燃烧产物。

装置，其包围烟火装料并且包括定位在烟火装料之上并导向隔膜的中心的空心的、细长的槽道以便集中或导向燃烧产物在隔膜中心上。

其中细长槽道具有是槽道宽度（例如最小宽度）至少1.5倍的长度。

提供这种细长槽道集中燃烧产物在隔膜的中心上，并且增加由燃烧产物施加至隔膜的能量。这使得更好地使用烟火装料并且也降低损失到环境中的能量。

细长槽道可从装料的一端朝向隔膜延伸，并且可包括所述烟火装料触发（即燃烧）时用于释放或排出燃烧产物的唯一槽道。细长槽道可以是圆柱形或截头圆锥形。细长槽道的宽度可以是均匀的或者不规则的。例如，细长槽道可朝向或远离烟火装料或者朝向或远离隔膜而逐渐变细。上面提到的槽道的宽度可以是槽道的最小或最大宽度。细长槽道的最小宽度可以定位在朝向隔膜定位的槽道末端。

细长槽道可具有是细长槽道宽度（例如最小宽度）至少2、3、4或5倍的长度。

装置可包括下部分，该下部分包括相对大的内径并保存烟火装料。装置可包括上部分，该上部分包括细长槽道。细长槽道可以包括相对小的内径。

隔膜可包括可选地限定隔膜的部分的多个划痕线，该隔膜在导向隔膜表面上的冲击波作用下将被撕开。划痕线可具有足以（如，足够小）允许隔膜的部分穿过装置和/或烟火装料打开的长度。划痕线可选地覆盖隔膜的整个直径、或者基本上整个直径。在其中隔膜包括圆顶形或半球形部分的实施方案中，划痕线可以覆盖圆顶或半球的整个直径，或基本上整个直径。

隔膜可具有宽度或直径，且宽度或直径可以小于、大于或等于35 mm、30 mm、25mm、20 mm、10 mm或5 mm。

隔膜可以是“非断裂”类型的，因为其可以被构造以在导向其表面上的冲击波作用下弯曲、减弱和穿孔。

阀门还包括用于灭火剂经过的通道。通道可以从阀门入口至阀门出口延伸。隔膜和/或烟火装料和/或装置可以定位在通道内。

烟火装料可以包括封闭可燃材料的帽或盖。帽或盖可以独立于包封烟火装料的装置。装置可以定位在帽或盖上和/或围绕帽或盖定位，并且可包封帽或盖。细长槽道可以从帽或盖的顶部并且朝向隔膜延伸。帽或盖可以经构造以在触发烟火装料时爆裂以及可选地没有断裂。帽或盖可以由相对于所述装置和/所述隔膜较脆弱的材料制造。

烟火装料可由或者基本上由可燃材料构成，并且装置可包括封闭燃烧材料的帽或盖。

如在本文中所用的，“基本上由…构成”意味着烟火装料仅包括可燃材料和不会实质上影响烟火装料基本特征的其它组分。例如，粘合剂可以以少量存在以与可燃材料保存在一起。

可选地，并且在上述实施方案的任何实施方案中，没有另外的材料出现在烟火装料、可燃材料、帽或盖和装置之间。

装置可经构造以在触发烟火装料时维持完整。

装置可以是金属的或陶瓷的、或可以包括金属的或陶瓷的材料。例如，装置的内部部分和/或包封烟火装料的装置的那些部分可以是金属的或陶瓷的、或可以包括金属的或陶瓷的材料。细长槽道可以是金属的或陶瓷的、或可以包括金属的或陶瓷的材料、或者可以具有金属的或陶瓷的衬里。

烟火装料可以经构造使得燃烧产物主要包括气态物质。在一些实施方案中，烟火装料可以经构造使得燃烧产物不包括例如烟火装料的固体片段。

隔膜可距烟火装料一定距离而定位，该距离可以<10 mm、＜5 mm或<2 mm。该距离可以足以允许隔膜的部分穿过装置和/或烟火装料而打开。该距离可足以允许隔膜的部分在其穿孔时打开至少45度。

隔膜可以包括可选地限定隔膜的部分的多条划痕线，该隔膜在导向隔膜表面上的冲击波作用下将被撕开。划痕线可具有足以（例如、足够小）允许隔膜的部分穿过装置和/烟火装料而打开的长度。

该装置可包括具有朝向隔膜定位的斜切末端的空心管或圆柱。该装置可以包括平坦的上表面（如，面朝隔膜），并且上表面可以包括斜切末端，例如上表面的外周可以是斜切的。斜切末端可以被提供或构造以防止隔膜的部分在打开时接触管。

隔膜可以距空心管一定距离而定位，以使得如果朝向隔膜定位的管的末端不是斜切的则隔膜的部分将接触管。

包括隔膜、烟火装料和装置的阀门可以是可移除和/或替换的。阀门可以包括在阀门入口和阀门出口之间延伸的内部通道，其中在使用灭火剂中能够流入阀门入口并且通过内部通道至阀门出口。隔膜可以定位在内部通道内，并且可以作为密封件，在其穿孔之前用于防止灭火剂经由内部通道从阀门入口至阀门出口的通过。隔膜、烟火装料和装置都可以定位在阀门的内部之内。包括隔膜、烟火装料和装置的阀门可以包括单一单元，例如传送单元。阀门可以经构造以塞住和/或盖住和/或密封用于保存灭火剂的腔室，例如压力容器。

根据本公开的一个方面，提供了一种装置，该装置包括：

腔室，其用于容纳灭火剂并具有出口；

如任一项前述权利要求所述的阀门，其中阀门密封腔室的出口以便控制释放在其中的灭火剂。

该器具还可在腔室内包括灭火剂（例如灭火剂干粉）。腔室和/或灭火剂可受压。

腔室可以是瓶子或圆筒形，并且可以包括窄颈部分，该窄颈部分包括出口，该出口可以是腔室的唯一出口。阀门可以延伸至出口之中，并且可以塞住和/或盖住和/或将密封腔室。

该器具可包括用于在所述隔膜穿孔后建立跨隔膜的压差的器具。

根据本公开的一个方面，提供一种使用上述阀门或器具的方法，所述方法包括：

触发或点燃所述烟火装料以便导向冲击波在所述隔膜表面上。

根据本公开的一个方面，提供了一种基本上如本文参考附图所述的器具。

根据本公开的一个方面，提供一种制作上述阀门或器具的方法。

附图简述

连同给出仅用于说明目的及仅以示例方式的示例并参考附图，本公开的各种实施方案现在将描述，在附图中：

图1A至图1C示出了常规器具，其包括保存灭火剂的腔室和用于控制从腔室中释放灭火剂的阀门；

图2示出本公开的实施方案；

图3A示出本公开的实施方案；以及

图3B示出本公开的其它实施方案。

具体实施方式

本公开的实施方案现在将参照图2描述，图2示出包括容器100和阀门200的器具。

容器100是这样类型的，其用于保存可选地呈干粉形式的灭火剂（未示出）在其内部中，并且容器100主要是圆柱形，形成具有出口120（其可以是唯一的出口）的瓶子形状，出口120被提供在容器100的下端。容器100包括颈部分102和腔室部分103。腔室部分103具有最大直径，当相比于颈部分102的直径时该直径相对较大，并且腔室部分103形成用于保存灭火剂大部分的容器100的主体。颈部分102和出口120有较小直径。

容器的内部受压，例如使用氮气受压。阀门200插入出口120中以便塞住或密封容器100并防止保存在容器内的受压灭火剂过早释放。容器的其它形状可以使用，并且本发明不限于诸如示出的那个的圆柱形容器。

阀门200包括阀门主体220，它是空心的并形成用于将灭火剂从容器100的内部转移至环境中的通道222。通道222从阀门入口223至阀门出口224延伸。阀门主体220的阀门入口223和颈226配合在容器100的出口120之内，并且阀门主体220的肩部分228放置在容器100的外表面。阀门入口223和颈226被紧贴着容器100的颈部分102和出口120的壁密封。可以使用任何合适的密封方法。

装置包括可破裂的隔膜130，该隔膜130设置在阀门主体220的通道222内。隔膜130紧贴着通道222和阀门主体220的内壁被密封，以便防止灭火剂通过所述通道222释放。

烟火装料140被提供和布置使得在触发装料时通过由烟火装料140产生的气体和热量的快速释放，冲击波或冲力波被导向在隔膜130上。这种装料可以叫做气态装料。这引起隔膜130弯曲、削弱和穿孔（或爆炸、失效、撕裂等）。当容器100受压时，在某种程度上由于跨越隔膜130的压差，隔膜130向外远离腔室部分103和灭火剂而穿孔。

这种气态机制不同于，比如说，使用热的金属碎片穿孔隔膜的爆发性或断裂的装料。可选地，烟火装料在触发时不排出金属的碎片。冲击波可选地主要包括气态物质。

在隔膜130穿孔后，灭火剂经由通道222从容器100的内部转移至外部环境（如，用于建筑物或诸如飞机的运输工具的第一灭火剂系统）。这在某种程度上是由于在压力下被保存在容器100内的灭火剂。

隔膜130通常由例如不锈钢或镍的金属制造。隔膜130可以在跨越其表面划痕以促进隔膜130沿预定划痕线的失效。划痕线可以在隔膜130的表面上形成星星图案，引起隔膜130沿预定划痕线花瓣状打开。例如，可以提供六个径向划痕线，每个在隔膜130的顶部开始并在圆周结束。划痕线可以在隔膜130的周围等距地间隔。应理解，包括隔膜、烟火装料和装置的阀门200作为单一单元可以是可移除的和/或可更换。

如在图2中所示，隔膜130是半球形并且半球的尖端指向烟火装料140，并远离容器100和腔室部分103。

根据本公开，装置150定位在烟火装料140上和/或烟火装料140的周围以便封闭它，并且经构造以集中冲击波在隔膜130的中心上。已经发现，一些气态类型的烟火装料（非断裂类型）不足以引起隔膜130打开。使用如在本文所述的装置150将燃烧产物集中在隔膜130的中心上最大化由燃烧产物施加至隔膜130的能量，并减少了至环境中的能量损耗，如至通道222的壁。

图3A更详细地示出烟火装料140和装置150。

在所示实施方案中装置150是具有下部分152和上部分154的空心管或圆柱形式。

下部分152是管形的且具有相对大的内径。烟火装料140定位在具有相对大的内径的下部分152内。烟火装料140可以包括帽或盖。这意味着由烟火装料140产生的能量的小部分可要求来破裂或破损帽或盖。然而，这种帽或盖将可选地区别于装置150和其细长槽道155。预期其它实施方案，其中装置形成针对可燃材料的帽或盖，在该实例中烟火装料可由可燃材料构成或基本上由可燃材料构成。

装置150的上部分154也是管状的且具有相对小的内径以便提供用于在触发烟火装料时燃烧产物通过的细长槽道155。细长槽道将燃烧产物导向在隔膜140的中心上。细长槽道155具有是其直径至少1.5倍的长度，并可选地是其直径的至少2、3、4或5倍。

当装料导向在隔膜的中心上时装置是最有效的，因为在受到来自圆柱的内部压力时中心总是隔膜最脆弱的局部。使用装置150，特别是包括在本文描述的细长槽道155的装置150提供用于破裂隔膜130的最佳条件。

当装料导向在隔膜的中心上时装置是最有效的，因为在受到来自容器100内部的压力时中心通常是隔膜最脆弱的部分。包括如在本文描述的细长槽道155的装置150提供用于使用烟火装料破裂隔膜130的最佳条件。

装置150可降低给定的烟火装料的能量要求。例如，使用图1A至图1C的常规布局，由烟火装料产生的给定冲击波不可转移足够能量至隔膜30以打开它。使用图2的布局，由相同的烟火装料140产生的冲击波将具有相同的能量，但是它将由装置150集中在隔膜130的中心上，并且隔膜130将被撕开，例如沿预定划痕线撕开。

装置150距隔膜130足够的距离定位，使得在触发烟火装料140时隔膜130可以完全地打开。例如，在穿孔隔膜130时，其将沿着预定划痕线打开花瓣状物，并且花瓣状物的尖端在它们经过时将不会夹住或接触装置150的末端156。

在触发烟火装料140时装置150基本上不燃烧、断裂或破损。就是说，在触发烟火装料140时装置150基本上维持完整。装置150可由金属制造以得到这种性能，但可以使用其它材料，例如陶瓷。

另一个实施方案示于图3B。此实施方案与图2和图3A的实施方案是等同的，除了提供了不同的装置250。

在此实施方案中，朝向隔膜130定位的装置250的末端256包括斜切的外圆周258或“斜面”。这允许提供在装置250的末端256和隔膜130之间的最小距离，因为在触发烟火装料后隔膜130破裂时，斜面258允许用于隔膜130的部分（例如，花瓣状物）经过的更多空间。

关于装置250剩下的特征，这些基本上与图3A的装置150的那些相同，并且已经用类似附图标记指示，但在每个数字加上100。

尽管本公开已经参考特定实施方案描述，但本领域技术人员应该理解在不背离所附权利要求书中陈述的本发明的范围下在形式和细节上可作出各种改变。

Claims (13)

1.一种用于控制从压力容器中释放灭火剂的阀门，所述阀门包括：

隔膜，其经构造以在导向所述隔膜表面上的冲击波作用下穿孔；

烟火装料，其被布置和调整以燃烧从而产生形成导向所述隔膜表面上的冲击波的燃烧产物；

装置，其包封所述烟火装料并且包括定位在所述烟火装料之上并且导向所述隔膜的中心的空心的、细长的槽道以便集中或导向所述燃烧产物在所述隔膜中心上；

其中所述细长槽道具有是其最小宽度至少1.5倍的长度；

其中所述装置包括下部分和上部分，所述下部分包括相对大的内径并且保存所述烟火装料，而所述上部分包括所述细长槽道，其中所述细长槽道包括相对小的内径。

2.根据权利要求1所述的阀门，其中所述隔膜经构造以穿孔使得所述隔膜的部分向外并朝向所述烟火装料打开。

3.根据权利要求1所述的阀门，其还包括用于灭火剂经过的通道，其中所述通道从阀门入口至阀门出口延伸，并且所述隔膜、烟火装料和装置全部定位在所述通道内。

4.根据权利要求1所述的阀门，其中所述烟火装料包括封闭燃烧物质的帽或盖，其中所述帽或盖独立于包封所述烟火装料的所述装置。

5.根据权利要求1所述的阀门，其中所述装置经构造以在触发所述烟火装料时维持完整。

6.根据权利要求1所述的阀门，其中所述装置是金属的或陶瓷的。

7.根据权利要求1所述的阀门，其中所述燃烧产物主要包括气态物质。

8.根据权利要求1所述的阀门，其中所述燃烧产物不包括所述烟火装料的固体碎片。

9.根据权利要求1所述的阀门，其中所述隔膜距所述烟火装料一定距离而定位，其中所述距离足以允许所述隔膜的部分在其穿孔时打开至少45度。

10.根据权利要求1所述的阀门，其中所述隔膜包括多个划痕线，所述划痕线限定所述隔膜的部分，所述隔膜在导向隔膜表面上的冲击波作用下将被撕开。

11.根据权利要求10所述的阀门，其中所述装置包括具有朝向隔膜定位的斜切末端的空心管，其中所述斜切末端被提供以防止所述隔膜的所述部分在打开时接触所述管。

12.根据权利要求11所述的阀门，其中所述隔膜距所述空心管一定距离而定位以使得如果朝向所述隔膜定位的所述管的所述末端不是斜切的则所述隔膜的所述部分将接触所述管。

13.一种器具，其包括：

腔室，其具有灭火剂在其中并具有出口；

根据任一项前述权利要求所述的阀门，其中所述阀门密封所述腔室的所述出口以便控制释放在其中的灭火剂。

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