CN106535996B - 电动-气动致动器组件 - Google Patents

Abstract

用于在车辆和工业的防火系统中使用的灭火系统中的致动器组件。该致动器组件与加压气体筒相接合并使用刺穿组件来释放其中所含的气体。该致动器组件包括接纳器，该接纳器控制该致动器组件和该筒相互接合的方式。该致动器组件被配置成为了破坏加压气体筒的密封件而进行电气及气动式致动。该致动器组件具有壳体，该壳体包括联接至加压气体源上的至少一个进口端口，该进口端口在用于与该致动器组件的操作环境密封隔离的电气部件的第一室与用于该刺穿组件的第二室之间形成。该致动器组件允许多个致动器组件串联地互连，以便通过单一加压气体源来操作。

Description

电动-气动致动器组件

优先权主张

本申请要求于2014年4月2日提交的美国临时申请号61/974,286的优先权权益，将该临时申请通过援引以其全文并入本文。

技术领域

本发明涉及用于车辆和工业应用的灭火系统。更具体地，本发明针对用于在车辆和工业应用的灭火系统中使用的致动器。

背景技术

已知的用于车辆和工业应用的灭火系统包括灭火剂供应源，该灭火剂供应源联接至一个或多个固定的喷嘴以保护危险品或可能存在点火源和燃料或可燃材料的区域。该灭火剂供应源优选地包括一个或多个容纳了灭火剂例如化学试剂的储存罐或筒。每个储存罐瓶包括加压瓶组件，该加压瓶组件被配置成用于将这些储存罐加压以便将该试剂在操作压力下递送至这些喷嘴从而处理该危险品中的火灾。该加压瓶组件包括致动或破坏装置或组件，该装置或组件刺穿装有加压气体例如氮气的加压瓶的破坏盘，以便将该储存罐加压从而在压力下递送灭火剂。

为了操作该破坏装置，该系统提供对该破坏装置的自动致动和手动操作以便响应于火灾来提供化学试剂的相应的自动和手动递送从而保护危险品。该破坏装置包括刺穿销或构件，该刺穿销或构件被驱动进入该加压瓶的破坏盘中以便释放加压气体。该破坏装置的刺穿销可以被电气地或气动地驱动来刺穿该加压瓶的破坏盘。用于驱动该刺穿销的优选装置是伸长致动装置(protracting actuation device，PAD)，该伸长致动装置包括布置在该刺穿销上方的电气联接的杆或构件。当电信号被递送至该PAD时，该PAD的该杆被驱动进入刺穿销中，该刺穿销刺穿该加压瓶的破坏盘。在该破坏装置的气动手动操作中，来自分开的来源的加压气体被递送至该破坏装置从而作用于在该刺穿销上并驱动其进入破坏盘。

现有技术的破坏组件的构型的一个问题是，这些电气操作的部件或连接器要么暴露于防火系统所运行的严酷环境中、要么暴露于气动地操作该组件的加压气体中。这些构型可能增大该系统的维护要求。此外，现有破坏组件的构型可能造成该装置上的压力损失，这可能阻止用单一加压气体源来操作多个串联连接的装置以进行气动致动。

现有破坏组件的另一个问题是，在将该装置连接到或将该装置从加压瓶上去除时，该刺穿销可能表现出危害。更具体地，如果该刺穿销伸出到其致动位置，则该销可能对人员和加压瓶造成损伤，这可能导致加压气体的意外排出。

因此，希望具有如下的破坏组件，该破坏组件解决了现有系统的已知困难并且提供电气及气动致动两者、与操作环境密封隔离的电气部件、与其他破坏组件的串联互连以便由单一加压气体源来操作、以及有助于安全处理和安装该破坏组件的构型。

发明内容

本发明针对用于在车辆和工业应用中使用的灭火系统中的破坏组件。本发明的破坏组件的优选实施例是被配置成为了破坏加压气体筒的密封件而进行电气及气动式致动的致动器组件。该优选的组件包括壳体，该壳体具有近端和远端、以及沿着致动器轴线从该近端轴向延伸到该远端的通路。该通路优选地限定了第一室和第二室，其中该第二室布置在该第一室的远侧。该壳体优选地包括在该第一室与该第二室之间形成的、与该通路连通以便连接到加压气体源上的至少一个进口端口。具有电气连接器和杆构件的电气操作式伸长致动装置优选地被布置在该壳体内，使得该电气连接器布置在该第一室中并且该杆构件布置在该第二室中，而该第一室与该第二室和该进口端口密封隔离。包括带有刺穿销的头部的刺穿组件在该通路中具有致动位置和缩回位置，其中该头部位于该第二室中。在该伸长致动装置的电气操作或在加压气体递送到该至少一个进口从而作用在该头部上之后，该刺穿组件从该缩回位置平移至该致动位置。

在致动器组件的另一个优选实施例中，该组件包括：电动部件；刺穿组件；以及壳体，该壳体具有近端和远端、以及从该近端轴向延伸到该远端从而限定致动器轴线的通路。该通路限定了：气动室，用于气动地使该刺穿组件在该气动室内移位；以及与该气动室密封隔离的电动部件室，用于容纳使该刺穿组件在该气动室内轴向移位的电气操作式部件。该电动部件室优选地与水分和灰尘密封隔离，以限定根据国际电工委员会(IEC)标准60529(2013版，2.2)为IP67的IEC等级。

致动器组件的优选实施例控制该组件与加压气体筒相接合的方式。该优选的组件包括刺穿组件以及具有近侧部分的壳体，其中该刺穿组件布置在该通路内以便从缩回位置进行轴向移位。该壳体的远侧部分包括用于轴向地接纳经密封的筒的接纳器，使得该刺穿组件从该缩回位置的轴向移位破坏经密封的筒。托架优选地与该壳体相接合，该托架限定了具有第一横向部分和第二轴向部分的引导路径，用于控制该筒与该壳体的远侧部分之间的接合。在一个优选的方面，该引导路径提供的是：当该刺穿组件处于该缩回位置时，该筒可以与该接纳器轴向对齐从而使得该筒与该壳体相接合，并且当该刺穿组件已经从该缩回位置轴向移位时，该刺穿组件防止该筒与该接纳器对齐并且因此防止该筒与该壳体相接合。在另一个优选的方面，该引导路径提供的是：当该刺穿组件处于该缩回位置时，被排空的筒可以与该接纳器轴向脱接合并且偏离从而使得该筒可以与该壳体脱接合；并且当该刺穿组件已经从该缩回位置轴向移位时，该刺穿组件防止该筒与该接纳器和该壳体脱接合。

这些优选的致动器组件提供了优选的防火系统，其中这些优选的致动器组件联接至电气致动信号源、多个加压气体筒、以及多个灭火抑制剂储存罐上。在该优选系统的另一个实施例中，多个优选的致动器组件互连成串列，其中加压气体供应源联接至第一个致动器组件上以便将加压气体递送至该第一个致动器组件、并且联接至该串列中的最后一个致动器组件上以便在该第一个致动器组件与该最后一个致动器组件之间以一秒的最大时间间隔提供这些组件的该多个致动器的操作。优选地，该多个致动器组件包括最高至十个致动器组件，并且该连接管路包括总长度最高至150英尺的1/4英寸气动管路。

虽然本发明披露部分描述了用于在灭火系统中使用的、克服了已知破坏组件及相关联防火系统的困难的致动器组件的优选实施例，包括但不限于提供了通过与该致动器组件的操作环境密封隔离的电器部件实现的电气及气动式致动、用单一加压气体源来操作的多个致动器组件的串联互连、以及有助于安全处理和安装该致动器组件的构型，但是本发明披露部分是作为对本发明的一些实施例的一般性介绍来提供的、并且不旨在局限于任何具体的构型或系统。应理解的是，在本发明披露部分中描述的各个特征和特征构型可以按任何适当方式进行组合以形成任意数量的本发明实施例。在此提供了包含变体和替代性构型的一些额外的示例性实施例。

附图说明

被结合在此并构成本说明书的一部分的这些附图展示了本发明的示例性实施例、并且连同上文给出的总体说明和下文给出的详细说明一起用于解释本发明的这些示例性实施例的特征。

图1是灭火系统的一个实施例的示意图。

图2A是用于在图1的系统中使用的、处于未致动状态的优选致动器组件的局部截面视图。

图2B是用于在图1的系统中使用的、处于致动后状态的优选致动器组件的局部截面视图。

图3是多个优选致动器组件的互连组件的示意图。

图4A是筒以及图2A和2B的致动器组件的局部透视分解视图。

图4B是图4A的筒和致动器组件的平面视图。

图4C是用于与图2A和2B的致动器组件一起使用的优选托架的透视图。

图5A是筒以及图2A和2B的致动装置的局部截面视图。

图5B是筒以及图2A和2B的致动装置的另一个局部截面视图。

具体实施方式

图1是灭火系统10的第一实施例的示意图，该灭火系统包括灭火剂供应源，该灭火剂供应源联接至优选固定的喷嘴12上，以保护危险品H或可能存在点火源和燃料或可燃材料的区域。如图所示，该灭火剂供应源优选地包括一个或多个容纳了灭火剂例如化学试剂的储存罐或筒14。每个储存罐14优选地包括容纳了加压气体例如氮气的密封瓶或筒16，用于对这些罐14加压以便将该试剂在操作压力下递送至喷嘴12来处理危险品H中的火灾。系统10可以包括中央控制器20，用于系统10的自动化及手动的操作和监测。系统10可以进一步包括一个或多个远程手动操作站5以便手动地致动该系统。该系统还可以包括一个或多个检测及手动致动装置32a-32d、34，以便限定该系统10的用于自动或手动检测区域H内的火灾事件的检测回路。用于与这些优选的致动器组件结合使用的示例性灭火系统的额外特征在国际PCT专利申请公开号WO 2014/047579中进行了展示和描述，该文件的全部内容通过援引并入本文。

联接到该加压筒16上的是优选的致动器组件100，该优选的致动器组件刺穿经密封的筒16以便释放其中所含的加压气体。该优选的致动器组件100连接至或管道连接至储存罐14上以便传送所释放的加压气体并对这些储存罐14加压，从而将灭火剂在压力下递送至该一个或多个喷嘴12。该优选的致动器组件100被结构化成用于提供将经密封的加压筒16的破坏盘刺穿的选择性电气和/或气动致动。

参见图2A和2B，相应地示出了安装后的优选的破坏或致动器组件100的未致动状态和致动后状态。该优选的致动器组件100包括内部刺穿组件，该内部刺穿组件被气动地或电气地驱动到加压筒16的破坏盘或密封件中以便释放该加压气体。该优选的致动器组件包括壳体110，该壳体具有近侧部分112和远侧部分114，其中内表面限定了沿着致动器轴线A--A从该近侧部分轴向延伸到该远侧部分的内部通路116。该通路116优选地限定了第一室118和第二室120，其中该第二室120优选地布置在该第一室118的远侧。该第一室和第二室118、120优选地沿着致动器轴线A--A居中且轴向对齐。壳体110优选地包括至少一个气动端口并且更优选地包括两个气动端口122a、122b，该端口与通路116连通、并且在该第一室和第二室118、120之间形成，以便提供用于通过使用适当管路7和/或与另一个致动组件互连而连接到加压气体源上的进口端口和/或出口端口。更优选地，这些气动端口122a、122b是绕该通路的直径布置的两个进口端口，用于限定与通路116互连的内部管道。壳体110进一步优选地包括出口端口124，用于优选地连接并传送从筒16中释放的加压气体到灭火剂储存罐14。

在通路116中布置了优选的刺穿组件126，该刺穿组件包括扩大的头部126a和与该头部126a相接合的刺穿销126b。在致动后，刺穿组件126沿着通路116轴向地向远侧移位，使得该刺穿销126b刺穿并破坏被联接至该致动器组件壳体110的远侧部分114上的该加压气体筒16的密封件或破坏盘18。头部126a优选地容纳在第二室120中并且其大小被确定成用于限定一个表面，气动压力可以作用在该表面上以便使该致动组件126移位。相应地，第二室120优选地被配置成用于该刺穿组件126的气动致动和移位的气动室120。该优选的气动室120被布置成与这些气动端口122a、122b处于流体连通、并且被递送至这些进口端口122a、122b的加压气体所加压。这个室120内的气体压力作用在这个扩大的头部126a的上表面或近侧表面上，从而使该刺穿组件126及其刺穿销126b轴向地移位。为了促进该气动致动，该气动室120的大小被确定成用于与该刺穿组件的扩大的头部126a形成不漏流体的密封。该扩大的头部可以包括外围衬垫126c，以便与该壳体的限定了气动室120的内表面形成不漏流体的滑动接合。

该刺穿组件126具有优选的缩回位置，在该缩回位置中，该组件126在气动室120内沿近侧方向偏置。致动器组件100优选地包括弹簧构件125，用于使该刺穿组件126在气动室120内向近侧偏置。优选的弹簧构件125可以包括绕刺穿销126b居中的、抵接该刺穿组件的扩大的头部126a的压缩弹簧。压缩弹簧构件125优选地坐落于沿气动室120的一部分形成的凹座127中，使得弹簧125的未压缩状态将该刺穿组件126在通路116向近侧偏置到其缩回位置。更优选地，弹簧构件125的未压缩状态将扩大的头部126a偏置到在这些进口端口122a、122b的远侧的缩回位置。在致动器组件100的气动致动后，气动室120作用在扩大的头部126a上，从而压缩该弹簧构件125并将该刺穿组件在通路116内定位于其经移位的致动位置中。头部126a和气动室120的大小和尺寸被适当地确定成用于限定足以使该刺穿组件126完全移位的优选的操作压力。例如，头部126a和气动室120的大小和尺寸被适当地确定成用于限定约100磅每平方英寸(psi.)的操作压力。该操作压力可以变化至大于或小于100，只要足以使该刺穿组件126移位即可。此外，希望的操作压力可以改变或变化最多至约300psi的优选最大值、更优选地至小于300psi的最大值、甚至更优选地最多至265psi的最大值。

除了其气动致动外，致动器组件100还提供电气致动来使该刺穿组件126轴向地移位。进一步优选地在壳体110的通路116布置了用于使该刺穿组件126移位的电气操作式装置或部件。更优选地，在通路116中布置了用于驱动该刺穿组件126进入该破坏盘中的电气操作式伸长致动装置(PAD)128。该PAD 128总体上包括用于接收电致动信号的电气连接器128a。杆构件128b从该电气连接器128a向远侧延伸。该杆构件128b电气连接至该电气连接器128a上，使得当连接器128a接收到适当的电致动信号时，该杆构件128b从缩回位置或在护套128c内的构型轴向移位。经移位的杆构件128b作用在扩大的头部126a上，并且该优选的压缩弹簧构件125的偏置将该刺穿组件126驱动离开其缩回位置并轴向移位到如图2B所示的其致动位置。

该优选的PAD 128优选地定位在通路116中使得该电气连接器128a被完全容纳在该第一室内，而该杆构件128b和外部护套128c朝该第二室120向远侧延伸。相应地在一个优选实施例中，该第一室118优选地被配置成用于电动部件的壳体或封闭体。在该优选的致动器组件的车辆和工业应用中，预计该致动器组件将暴露于水分、流体、污物、灰尘、噪音和振动的严酷环境中。该第一室118因此优选地被配置成与水分、液体和/或灰尘密封隔离的电动部件室或封闭体，以便容纳该优选的内部PAD 128的电气连接器。更优选地，电动部件室118被配置成用于提供与该优选的气动室120和这些进口端口122a、122b的不漏流体的密封。对于这些优选实施例，该电动部件室优选是不漏水和灰尘的从而满足针对电气封闭体的一个或多个电工业标准。更具体地，致动器组件100被配置成用于满足国际电工委员会(IEC)标准60529(2013版，2.2)的一个或多个准则，其表征了电气封闭体保护不被例如水分、灰尘或污物进入或侵入的能力。在一个优选的方面，该电动部件室118满足IEC标准，提供了IP67等级，这意味着该室受到保护而免于灰尘以及在15cm与一米之间的浸没的影响。该组件可以进一步优选地被配置成满足针对防噪音、振动和/或冲击的其他工业接受的标准。通过提供电动部件室118与其中所含的这个或这些电动部件的这种优选的密封，致动器组件100被认为在电气地操作时是更稳健的或稳定的。

壳体110的近侧部分112优选地限定了进口118a，该进口与电动部件室118连通且穿过该进口将PAD 128插入。与进口118a轴向间隔开且在其远侧形成的是底板118b，PAD128的电气连接器128a坐落于其上。沿着底板118b进一步优选地形成了用于使密封构件130就坐的凹座。密封构件130优选地内含有电动部件室118的轴向对齐的出口。在将PAD 128插入电动部件室118中之后，杆构件128b和外部护套128c优选地轴向延伸穿过电动部件室118的出口并进入气动室120中。相应地，该优选的密封构件130是绕PAD 128的护套128c布置并与该电气连接器128a相接合的环形衬垫。在PAD及其电气连接器128a轴向紧固在电动部件室118中的情况下，该电气连接器128a将密封构件130压缩在其凹座中，以便将电动部件室118与这些布置在远侧的进口端口122a、122b和气动室120密封隔离。

致动器组件100在图2A和2B中被示出为电气连接到优选的端子连接器400上，以便提供电气致动信号给该优选的致动器组件100。该端子连接器400优选地包括缆线402，该电流具有用于携带来自信号源(例如灭火系统10的中央控制器20)的电致动信号的两根电线或两个导体。该端子连接器400优选地包括包覆模具，以便提供电插头连接以便于容易地去除和插头连接到内部PAD。相应地，这些内部电线优选地延伸进入插头404，该插头与近端连接器128a形成电耦合连接。插头404优选地包括用于接纳从PAD连接器128a向近侧延伸的两根叉线或两个触头的两个接纳座，以便将端子连接器400的这些导体布置成与PAD 128的电线相接触从而将PAD 128通电并电气致动该致动器组件100。替代地，PAD 128的电气连接器128a可以被配置成用于接纳从插头404向近侧延伸的这些触头的接纳器，只要这些内部电线充分接触从而电联接这些部件。

为了提供在被电连接到端子连接器400上时优选地密封的电动部件室118，在壳体110的近端处的进口118a限定了用于接纳插头404的优选进口直径，以便形成适当的不漏流体/灰尘的密封。在图2A和2B的展示性实施例中，插头404可以包括绕其周缘布置的一个或多个O形环或其他密封构件，以便与进口118a的内表面形成该优选的密封。壳体110的近侧部分112还优选地包括用于与螺母或螺帽406相接合的外螺纹，以便将端子连接器400紧固到致动器组件100上。通过使用外螺母406，可以将端子连接器400及其缆线402绕致动器轴线A--A沿希望的取向旋转，并且接着可以通过拧紧螺帽406将该组件紧固在该希望的取向上。此外，该优选的螺母406有助于绕电动部件室118形成希望的密封。具体地，螺母406沿着该外螺纹形成了优选的牢固的轴向位置，以便抵靠PAD 128的电气连接器128a来轴向地驱动插头404，使得该电气连接器128a压缩该密封构件130从而在电动部件室118与这些进口端口122a、122b和气动室120之间形成和/或保持希望的密封。该壳体的近侧部分112的外螺纹还可以适应对应螺纹的螺帽，该螺帽可以完全覆盖进口118a以便在没有电连接的情况下安装该致动器组件100时或在运输和储存期间密封和保护该室120。

通过将电动部件室118与这些气动装置及其操作进行密封隔离，致动器组件100可以更有效地使用所递送的加压气体来操作该刺穿组件126并使其移位。更具体地，由于电动部件室118是密封的，在没有来自这些进口端口122a、122b的任何显著压力或流量损失的情况下，被递送至这些进口端口122a、122b的加压气体被完全递送至该气动室。跨该优选的致动器组件100的低或最小压力或流量损失可以促进其在优选的菊链(daisy-chain)或直线连接中的互连。

再次参见图1的展示性系统10，可以提供一个或多个手动操作站5来通过破坏加压气体(例如1800psi.下的氮气)罐而手动致动该系统，以便填充连接至一个或多个致动组件上的致动线路并对其加压，从而以希望的操作压力进行气动操作。多个破坏或致动组件的手动致动可能要符合工业标准、具体地ANSI/UL 1254第42节气动操作测试(PneumaticOperation Test)，其中提出：

42.1旨在由主阀或其他气动装置气动地操作的阀或其他部件应在如42.2中所规定地进行测试之后按预期进行操作。旨在排出多个缸/阀组件的主要气动装置应在第一个缸/阀组件与最后一个缸/阀组件的操作之间以1秒的最大时间间隔使所有相连接的缸/阀组件开始操作。

42.2主阀和缸或远程致动器要被填充和加压至其在70°F(21℃)下的操作压力且接着被调节到其最小操作温度而持续至少16小时。接着要安装旨在由该主阀或远程致动器来操作的最大数量的阀或其他装置、以及最大量和最大尺寸的管路或管道并将其加压(在适用时)至与最大操作温度下的压力相对应的操作压力。接着对该系统进行排出。

在结合了该优选的致动组件100的系统的一个优选实施例中，该系统优选地包括最多至十个致动组件100。在图3中展示了用于验证十个互连的致动器组件100a-100j满足UL标准第42节要求的能力的示例性测试设置。根据该测试设置，将十个致动组件100a-100j在其进口端口122a、122b处通过用具有最多至150英尺总长度的1/4英寸气动管路的管路进行连接而互连。在该测试设置下，这些优选的致动组件满足UL1254第42节的气动测试要求。相应地，致动器组件100的优选实施例可以在第一个致动器组件与最后一个致动器组件之间提供最多至150英尺的直线间隔。

为了促进致动器组件100自身的组装和安装，壳体110的优选实施例优选地包括第一壳体部分110a和第二壳体部分110b，这两个部分绕致动轴线A--A以希望的取向彼此连接从而限定了本文描述的优选的通路。该第一壳体部分110a优选地是单件式的或一体形成的，使得该壳体的近侧部分112包括该第一优选电动部件室118和多个气动端口122a、122b。该第二壳体部分110b是分开的、优选单件式或一体形成的壳体，以提供该壳体的包括排出端口124的远侧部分114。该第二壳体部分110b优选地包括用于与该第一壳体部分110a的远侧部分相接合的近侧部分。该第二壳体部分110b的近侧部分优选地限定了环形突出部132，并且该第一壳体部分110a的远侧部分优选地限定了用于接纳该环形突出部的环形凹座134，以便使该第一壳体部分110a相对于该第二壳体部分110b绕致动器轴线A--A选择性地定向。优选地绕第一和第二壳体部分110a、110b中的每一个布置了紧固螺母136，以便一旦这些壳体部分以其希望的相对取向被带到一起就将该第一壳体部分110a紧固到该第二壳体部分110b上。另外或替代地，该第一壳体部分可以限定该突出部，并且该第二壳体部分可以限定具有任何几何形状的凹座，前提是壳体部分110a、110b之间的接合提供希望的连接和相对取向从而形成组件100。

在该组件的优选实施例中，该优选的第二气动室120由该第一和第二壳体部分110a、110b的连接部形成。例如，该第一壳体部分110a可以限定该气动室的近侧部分，以准许在其中插入和安装该刺穿组件126。该第二壳体部分110b可以限定气动室120的远侧部分，该远侧部分包括用于弹簧构件125的优选凹座127以及用于该气动室的内含在该凹座127中的出口，刺穿销126b延伸穿过该出口。由该第二壳体部分形成的通路116可以被形成或配置成用于容纳其他元件以便使该轴向移位后的刺穿销126b居中或充当其支承表面。例如，为了使刺穿销126b居中并绕其进行密封，该优选的组件可以包括密封O形环、更优选地O形环U形杯129，带有管道塞的固位环133被夹在通路116内的刺穿销126b之间并围绕其布置。此外，该第二壳体部分110b优选地限定了用于轴向接纳并紧固密封的灭火抑制剂筒16的接纳座138。接纳座138的近侧部分优选地设有衬垫构件、并且更优选地设有扁平衬垫环19。接纳座138优选地配置有内部凹螺纹，用于与筒16上的对应凸螺纹相接合并使该筒的末端与扁平衬垫19相接触且更优选地压缩该扁平衬垫。接纳座138的螺纹优选地被配置成使筒16在该接纳座内位于一定深度，使得该刺穿组件126从缩回位置的轴向移位破坏该密封的筒。该第二壳体部分110b包括该壳体的外表面140从而限定绕通路116布置且平行于致动器轴线A-A延伸的优选外围几何形状。该外围表面140优选地包括一个或多个扁平或平坦表面并且更优选地限定了绕该致动器轴线的六边形外围几何形状。该第二壳体部分110b还限定了致动器组件100的远端表面142，该远端表面垂直于致动器轴线布置并且环绕通向接纳座138的入口。

在致动器组件100的优选实施例中，PAD 128及其杆构件128b在电气致动后保持是伸长的并且因此将该刺穿组件126维持在其向远侧移位后的致动位置中。总体上，希望在将致动器组件100与耗尽的筒16断开并将其连接到新的加压气体筒16上之前使该刺穿组件126返回至其初始或缩回位置。对于优选的组件100，PAD 128优选地被配置成是单次使用的并且在电气操作之后将被更换以便使该刺穿组件126返回至其缩回位置。一旦移除了用过的或经致动的PAD 128，该优选的弹簧构件125就将该刺穿组件126偏置至其缩回位置。通过限制对筒16的优选的去除和安装以便要求该刺穿组件126处于其缩回位置，增强了致动器组件100的安全性。

在优选的致动器组件的一个单独方面，提供了控制元件来防止当该刺穿组件126处于其轴向移位后的经致动位置时密封的加压筒附接至该致动器组件上。此外，该优选的控制元件被配置成用于防止在该刺穿组件126返回至其缩回位置之前将用过的或被排空的筒去除。相应地，在此描述的优选的控制元件被配置成用于控制加压筒与致动装置相联接或断开联接的方式。虽然该优选的控制元件是相对于在此描述的致动器组件100的优选实施例来示出和描述的，但应理解的是，该控制元件及其操作适用于其他致动组件，包括之前已知的致动组件，在该致动组件中希望控制或限制加压的来源或其他被供能的来源被联接到致动装置上的方式。此外，该优选的控制元件是相对于防火系统应用来示出和描述的；但应理解的是，该控制元件可以用于其他应用中，例如用于化学或食品加工行业中。

现在参见图4A和4B，示出了致动器组件的远端142，优选的控制元件200倚靠在该远端周围。更具体地示出了致动器组件100的第二壳体部分110b，该控制元件200倚靠其上。在图4A中，展示性加压筒16的连接端被示为具有优选带外螺纹的凸端16a和带凹槽的或缩窄的颈部16b。总体上，该控制元件200限定了用于将筒16插入在壳体110的远侧部分114中形成的接纳座138中的引导路径202。该优选的引导路径202具有沿着横向于致动器轴线A--A的引导轴线B--B延伸的第一部分202a。该优选的引导路径202还优选地包括沿着致动器轴线A--A延伸的、用于进入壳体110的远侧部分114的接纳座138中的第二部分202b。该优选的引导路径202被配置成用于，通过提供在该内部刺穿组件处于缩回位置的情况下将准许两个部件相联接或断开联接的受限路径，来控制筒16与致动器组件100相联接的方式。

在控制元件200的一个优选实施例中，该控制元件优选地包括托架，该托架具有绕壳体110及其接纳座138布置的第一托架构件200a和至少第二托架构件200b。第一和第二托架构件200a、200b中的每一个具有与该壳体的周缘外表面140相接合的第一托架部分204a。托架构件200a、200b中的每一个还优选地包括第二托架部分204b，该第二托架部分相对于第一托架部分204a成角度地朝致动器轴线A--A延伸并在其附近终止从而限定了引导路径202a的第一横向部分的宽度X，以便将其中的接纳限制到抑制剂筒16的带凹槽引导部分16b。

在图4C中示出了托架200的优选实施例，用于与壳体110的优选实施例相接合，其中远侧部分114的外表面140限定了优选的六边形外围。托架200优选地包括优选地相对彼此等角度地布置的第一和第二托架构件200a、200b以及第三托架构件200c，以便分别接合壳体110的优选六边形外围的三个等角度布置的小面。这三个托架构件200a、200b各自的第一托架部分204a优选地通过单件式的第二托架部分204b相连结，该第二托架部分要在联接到壳体110上时被布置成垂直于致动器轴线A--A。第二托架部分204b优选地限定了开放端槽缝，从而限定了引导路径202a的、用于接纳抑制剂筒16的带凹槽联接部分16b的这个横向部分。

参见图2A、2B、4A和4B，托架200优选地具有未联接构型，其中该第二托架部分与致动器组件100的远端表面142轴向间隔开，从而限定了该引导路径、在引导路径202b的第二部分的方向上延伸的间隙或高度Y，以便优选地将其中的接纳限制到该抑制剂筒的带外螺纹的部分。一旦该筒已经横向地滑动成在接纳座138下方轴向对齐，筒16就可以在第二引导路径部分202b的方向上被插入和拧入接纳座138中。将筒16拧入接纳座138中优选地支撑托架200并使之在近侧方向上平移从而减小引导路径202的高度Y并将该托架的第二部分204b带到与致动器组件100的远端表面142相接合或接近接合。第二托架部分204b更优选地限定了优选的轴向厚度以充当致动器壳体110的远端表面142与该筒16之间的计量器，例如图2A中所示，用于将筒16在壳体110的接纳座138内定位在希望的深度处并且将筒16的破坏盘18定位在距该刺穿组件126希望的轴向距离处。为了促进托架200与壳体110的这种优选的滑动接合，这些优选的托架构件200a、200b、200c中的每一个都包括突出部206，该突出部优选地沿着该托架构件的第一部分204a延伸并相对于其倾斜。这些托架突出部206各自优选地与沿壳体110的外表面140形成的相应凹穴144或其他凹口相接合，以便将托架固位在壳体110上。凹穴144被形成为优选的轴向长度，以准许托架相对于壳体110平移。

再次，该优选的引导路径202只在该刺穿组件126处于其缩回位置的情况下准许筒16被插入该接纳座中。现在参见图5A，该刺穿组件126及其刺穿销126b被示出为在其优选的致动或移位位置中，伸出到壳体110的远端142的下方。经移位的刺穿销126b被置于引导路径202中并且因此防止插入新的筒16以及它与接纳座138的对齐。相应地，优选的控制元件200通过将优选的路径202限定成与经移位的刺穿组件相交而限制筒16与致动器组件100的联接。优选的引导路径202还防止在刺穿销126b处于经移位位置时筒16与致动器组件100的拆开或脱接合。参见图5B，无螺纹的筒16被防止从致动器组件100完全去除，因为经移位的刺穿销126b和该托架200防止筒16在远离壳体110的横向方向上完全缩回。

虽然已经参考某些实施例披露了本发明，但是在不背离所附权利要求限定的本发明的广度和范围的情况下，对所描述的实施例进行许多修改、更改和改变是可能的。因此，意图是本发明并不限于所描述的实施例，而是本发明具有由以下权利要求书的语言以及其等效物限定的全部范围。

Claims (37)

1.一种致动器组件，被配置成为了破坏加压气体筒的密封件而进行电气致动及气动式致动这两者，该致动器组件包括：

壳体，该壳体具有近端和远端、以及沿着致动器轴线从该近端轴向延伸到该远端的通路，该通路限定了第一室和第二室，其中该第二室布置在该第一室的远侧，该第一室和该第二室沿着该致动器轴线居中，该壳体包括在该第一室与该第二室之间形成的、与该通路连通以便连接到加压气体源上的至少一个进口端口；

电气操作式伸长致动装置，该伸长致动装置包括电气连接器和杆构件，该伸长致动装置被布置在该壳体内，使得该电气连接器布置在该第一室中并且该杆构件布置在该第二室中，而该第一室与该第二室和该至少一个进口端口密封隔离；以及

包括头部的刺穿组件，该头部带有从该头部轴向延伸的刺穿销，该刺穿组件在该通路中具有致动位置和缩回位置，其中该头部在该第二室中沿近侧方向偏置到该缩回位置，以便在该伸长致动装置的电气操作或在加压气体递送到该至少一个进口端口从而作用在该头部上之后从该缩回位置平移至该致动位置。

2.如权利要求1所述的致动器组件，其中该至少一个进口端口包括关于该通路直径式布置的两个进口端口。

3.如权利要求2所述的致动器组件，其中该刺穿组件的该头部与该第二室形成了不漏流体的密封，该头部和该第二室的大小被确定成用于限定范围从100psi至300psi的操作压力。

4.如权利要求2所述的致动器组件，其中这两个进口端口提供将该致动器组件直线互连到多个致动器组件上，使得这些致动器组件中的每一个都能够被从该加压气体源递送的气体致动。

5.如权利要求4所述的致动器组件，其中这两个进口端口在该多个致动器组件中的第一个致动器组件与最后一个致动器组件之间提供了最多至150英尺的直线间距，其中在该第一个致动器组件与该最后一个致动器组件的启动之间存在一秒的最大时间间隔。

6.如权利要求1所述的致动器组件，其中该近端限定了与该第一室连通的进口开口，该进口开口限定的进口直径用于接纳电气插头以便输送电信号给该伸长致动装置、并且用于与该进口开口形成不漏灰尘的密封以便密封该第一室。

7.如权利要求6所述的致动器组件，其中该近端包括用于与螺母相接合的外螺纹，该螺母用于将携带该电信号的端子连接器以及该电气插头以绕该致动器轴线的所选择的取向紧固至该致动器组件上。

8.如权利要求7所述的致动器组件，进一步包括绕该伸长致动装置布置的密封构件，该第一室限定了用于使该密封构件就坐的密封构件凹座，其中该螺母沿着该外螺纹形成了紧固的轴向位置以便抵靠该伸长致动装置的电气连接器轴向地驱动该电气插头，使得该电气连接器压缩该密封构件从而将该第一室与该至少一个进口端口和该第二室密封隔离。

9.如权利要求8所述的致动器组件，其中该第一室限定了内含于该密封构件凹座的出口，该出口居中并且与该通路轴向对齐，该伸长致动装置的该杆构件穿过该出口朝向该第二室延伸。

10.如权利要求9所述的致动器组件，其中该伸长致动装置包括护套，该杆构件布置在该护套内，该护套延伸穿过该第一室的出口。

11.如权利要求1所述的致动器组件，其中该密封的第一室与水分和灰尘密封隔离，以限定根据IEC标准60529(2013版，2.2)为IP67的IEC等级。

12.如权利要求1所述的致动器组件，其中该壳体包括第一壳体部分和连接至该第一壳体部分上的第二壳体部分，该第二室由该第一和第二壳体部分之间的连接所形成，该第二壳体部分包括用于与该第一壳体部分的远侧部分相接合的近侧部分，该第二壳体部分的该近侧部分限定了环形突出部，并且该第一壳体部分的该远侧部分限定了用于接纳该环形突出部的环形凹座，以便使该第一壳体部分相对于该第二壳体部分选择性地定向，绕该第一和第二壳体部分中的每一者布置紧固螺母以用于将该第一壳体部分紧固至该第二壳体部分上，该第二壳体部分的该近侧部分限定了用于容纳弹簧构件的弹簧凹座，该弹簧构件用于使该刺穿组件在该第二室内向近侧偏置。

13.如权利要求1-12中任一项所述的致动器组件，进一步包括与该壳体相接合的托架，该托架限定引导路径以便控制该筒与该壳体之间的接合，该托架包括第一托架构件和第二托架构件，该第一和第二托架构件绕该壳体布置以便限定用于将该筒与该壳体相接合和脱接合的引导路径，使得当该刺穿组件处于该缩回位置时，该筒能够与该壳体相接合和脱接合，并且当该刺穿组件处于该致动位置时，该刺穿组件防止该筒与该壳体相接合和脱接合。

14.如权利要求13所述的致动器组件，其中该壳体包括外表面，该外表面具有平行于该致动器轴线延伸的第一表面以及限定该壳体的远端的、垂直于该致动器轴线延伸的第二表面，该托架具有与该第一表面相接合的第一托架部分、以及相对于该第一托架部分成角度的第二托架部分，以便限定该引导路径的宽度从而限制在横向于该致动器轴线的方向上对该筒的接纳，该托架具有未联接构型，在该构型中该第二托架部分与该壳体的远端轴向间隔开以便控制在横向于该致动器轴线的方向上对该筒的接纳。

15.如权利要求14所述的致动器组件，其中该托架具有已联接构型，在该构型中该第二托架部分与该致动器组件的该远端相接合。

16.如权利要求13所述的致动器组件，其中该托架包括第三托架构件，该第三托架构件相对于该第一和第二托架构件等角度地布置并且限定用于接纳该筒的带凹槽联接部分的开放端槽缝。

17.一种致动器组件，被配置成为了破坏加压气体筒的密封件而进行电气致动及气动式致动这两者，该致动器组件包括：

电动部件；

刺穿组件，所述刺穿组件包括限定近侧表面的头部；以及

壳体，该壳体具有近端和远端、以及沿着致动器轴线从该近端轴向延伸到该远端的通路，该通路限定：

气动室，所述气动室接纳作用在所述头部的近侧表面上的加压气体以使该刺穿组件在该气动室内移位；以及

与该气动室密封隔离的电动部件室，所述电动部件室用于容纳电气操作式部件，所述电气操作式部件包括杆构件，所述杆构件作用在所述头部上以使该刺穿组件在该气动室内轴向移位，其中所述杆构件从所述头部向近侧延伸。

18.如权利要求17所述的致动器组件，其中该壳体包括第一壳体部分和连接至该第一壳体部分上的第二壳体部分，该第一壳体部分包括该电动部件室，并且该气动室由该第一和第二壳体部分之间的连接限定，该第一壳体部分限定进口端口，该进口端口与该气动室连通并且与该电动部件室气动地密封隔离，该第二壳体部分限定该壳体的、用于接纳密封的加压气体筒的远端，使得该刺穿组件的轴向位移破坏该密封的加压气体筒，该第二壳体部分限定与该通路连通以便在该密封的加压气体筒被破坏时排出加压气体的排出端口。

19.如权利要求18所述的致动器组件，其中该第二壳体部分包括用于与该第一壳体部分的远侧部分相接合的近侧部分，该第二壳体部分的该近侧部分限定了环形突出部，并且该第一壳体部分的该远侧部分限定了用于接纳该环形突出部的环形凹座，以便使该第一壳体部分相对于该第二壳体部分选择性地定向，绕该第一和第二壳体部分中的每一者布置紧固螺母，以用于将该第一壳体部分紧固至该第二壳体部分上。

20.如权利要求19所述的致动器组件，其中该第二壳体部分的该近侧部分限定用于容纳弹簧构件的弹簧凹座，该弹簧构件用于使该刺穿组件在该气动室内向近侧偏置。

21.如权利要求20所述的致动器组件，进一步包括密封构件，其中该电动部件室限定用于容纳该密封构件的凹座，该密封构件与该电动部件相接合以便气动地将该电动部件室与该气动室密封隔离。

22.如权利要求21所述的致动器组件，其中该电动部件包括电气操作式伸长致动装置，该电气操作式伸长致动装置包括电气连接器和从该电气连接器向远侧延伸的杆护套，该电气连接器与该密封构件相接合以便密封该电动部件室，该杆护套延伸进入该气动室中。

23.如权利要求17所述的致动器组件，其中该电动部件室限定在该近端处与密封构件凹座轴向间隔开的开口，该开口的尺寸被确定成用于接纳电气插头以便在该开口内形成密封，该电气插头在电信号源与该电动部件之间提供电连接。

24.如权利要求23所述的致动器组件，其中该电气操作式部件是电气操作式伸长致动装置。

25.如权利要求17所述的致动器组件，其中该电动部件室与水分和灰尘密封隔离，以限定根据IEC标准60529(2013版，2.2)为IP67的IEC等级。

26.一种致动器组件，被配置成为了破坏加压气体筒的密封件而进行电气致动及气动式致动这两者，该致动器组件包括：

电动部件；

刺穿组件；以及

壳体，该壳体具有近端和远端、以及沿着致动器轴线从该近端轴向延伸到该远端的通路，该通路限定：

气动室，用于气动地使该刺穿组件在该气动室内移位；以及

与该气动室密封隔离的电动部件室，用于容纳使该刺穿组件在该气动室内轴向移位的电气操作式部件，

并且所述致动器组件进一步包括与该壳体相接合的托架，该托架限定引导路径以便控制该筒与该壳体之间的接合，该托架包括第一托架构件和第二托架构件，该第一和第二托架构件绕该壳体布置以便限定用于将该筒与该壳体相接合和脱接合的引导路径，使得当该刺穿组件处于缩回位置时，该筒能够与该壳体相接合和脱接合，并且当该刺穿组件处于轴向移位后位置时，该刺穿组件防止该筒与该壳体相接合和脱接合。

27.如权利要求26所述的致动器组件，其中该壳体包括外表面，该外表面具有平行于该致动器轴线延伸的第一表面以及限定该壳体的远端的、垂直于该致动器轴线延伸的第二表面，该托架具有与该第一表面相接合的第一托架部分、以及相对于该第一托架部分成角度的第二托架部分，以便限定该引导路径的宽度从而限制在横向于该致动器轴线的方向上对该筒的接纳，该托架具有未联接构型，在该构型中该第二托架部分与该壳体的远端轴向间隔开以便控制在横向于该致动器轴线的方向上对该筒的接纳。

28.如权利要求27所述的致动器组件，其中该托架具有已联接构型，在该构型中该第二托架部分与该致动器组件的该远端相接合。

29.如权利要求26所述的致动器组件，其中该托架包括第三托架构件，该第三托架构件相对于该第一和第二托架构件等角度地布置并且限定用于接纳该筒的带凹槽联接部分的开放端槽缝。

30.一种致动器组件，被配置成为了破坏加压气体筒的密封件而进行电气致动及气动式致动这两者，该致动器组件包括：

刺穿组件；

壳体，该壳体具有近侧部分和远侧部分、以及沿着致动器轴线从该近侧部分轴向延伸到该远侧部分的通路，该刺穿组件布置在该通路内以用于从缩回位置轴向移位，该壳体的该远侧部分包括用于轴向地接纳该密封的加压气体筒的接纳器，使得该刺穿组件从该缩回位置的轴向移位破坏该密封的加压气体筒；

与该壳体相接合的托架，该托架限定具有第一横向部分和第二轴向部分的引导路径，用于控制该加压气体筒与该壳体的该远侧部分之间的接合，该托架包括第一托架构件和第二托架构件，该第一和第二托架构件绕该接纳器布置以便提供用于该密封的加压气体筒相对于该接纳器的横向移动和轴向对齐的引导路径，使得当该刺穿组件处于该缩回位置时，该加压气体筒能够与该接纳器轴向对齐，并且当该刺穿组件已经从该缩回位置轴向移位时，该刺穿组件防止该加压气体筒与该接纳器对齐。

31.一种致动器组件，被配置成为了破坏加压气体筒的密封件而进行电气致动及气动式致动这两者，该致动器组件包括：

刺穿组件；

壳体，该壳体具有近侧部分和远侧部分、以及沿着致动器轴线从该近侧部分轴向延伸到该远侧部分的通路，该刺穿组件布置在该通路内以用于从缩回位置轴向移位，该壳体的该远侧部分包括用于容纳密封的加压气体筒的接纳器，使得该刺穿组件从该缩回位置的轴向移位破坏该密封的加压气体筒；

与该壳体相接合的托架，该托架限定了具有第一横向部分和第二轴向部分的引导路径，用于控制该筒与该壳体的该远侧部分之间的脱接合，该托架包括第一托架构件和第二托架构件，该第一和第二托架构件绕该接纳器布置以便提供用于将该密封的加压气体筒与该接纳器脱接合的引导路径，使得当该刺穿组件处于该缩回位置时，被排空的加压气体筒能够与该接纳器轴向脱接合并偏离，并且当该刺穿组件已经从该缩回位置轴向移位时，该刺穿组件防止该加压气体筒与该接纳器脱接合。

32.如权利要求30或31所述的致动器组件，其中，该远侧部分包括该壳体的绕该通路布置的外表面，该外表面包括平行于该致动器轴线延伸的第一表面以及限定该致动器组件的远端的、垂直于该致动器轴线延伸的第二表面，该第一和第二托架构件中的每一者具有与该第一表面相接合的第一托架部分、以及相对于该第一托架部分成角度地朝向该致动器轴线延伸并在该致动器轴线附近终止的第二托架部分，以便限定该引导路径的宽度从而限制在横向于该致动器轴线的方向上对该加压气体筒的带凹槽联接部分的接纳，该托架具有未联接构型，在该构型中该第二托架部分与该致动器组件的该远端轴向间隔开，以便限定该引导路径的高度从而限制在横向于该致动器轴线的方向上对该加压气体筒的该带凹槽联接部分的接纳。

33.如权利要求32所述的致动器组件，其中该托架具有已联接构型，在该构型中该第二托架部分与该致动器组件的该远端相接合。

34.如权利要求32所述的致动器组件，其中该托架包括第三托架构件，该第三托架构件相对于该第一和第二托架构件等角度地布置，该第三托架构件具有第一和第二托架部分，该第一、第二和第三托架构件的第二托架部分是单件式的并且限定用于接纳该加压气体筒的该带凹槽联接部分的开放端槽缝。

35.一种车辆灭火系统，包括：

电气致动信号源；

多个加压气体筒；

多个灭火抑制剂储存罐；

多个互连的致动器组件，每个致动器组件是如以上权利要求中任一项所述的致动器组件、联接和连接到该电信号源、该多个加压气体筒之一、以及该多个灭火抑制剂储存罐之一上。

36.一种车辆灭火系统，包括：

包含最多至十个致动器组件的多个互连的致动器组件，每个致动器组件是如以上权利要求中任一项所述的致动器组件；

连接管路，该连接管路将该多个致动器组件从气动进口端口到气动进口端口连接成串列；

加压气体供应源，该加压气体供应源联接至该串列中的第一个致动器组件上以便将加压气体递送至该第一致动器组件、并且联接至该串列中的最后一个致动器组件上以便在该第一个致动器组件的启动与该最后一个致动器组件的启动之间以一秒的最大时间间隔提供该多个致动器组件中的每一个的操作。

37.如权利要求36所述的车辆灭火系统，其中该连接管路包括最多至150英尺总长度的1/4英寸气动管路。

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