CN108367184A - 用于防火系统的阀门和其控制方法 - Google Patents

Abstract

一种用于控制防火系统中的流体流动的阀门，其具有形成经由阀座连接的入口和出口之间的流体路径的主体以及具有底部密封表面的阀瓣和具有闩锁抵接部的顶部的阀瓣。阀门还包括绕铰接点可移动地连接至阀体的臂，所述铰接臂具有设置有滚轮或球体的闭合端。臂可移动以卡合阀瓣并保持阀瓣闭合，或者脱离以允许阀瓣打开。臂被设置成使得阀瓣上的打开力主要直接传递到主体，提供了抵抗阀瓣的较大的闭合力，需要相对较小的力来移除臂，并且在许多实施例中基本上将闭合力与移动臂所需的力隔离开。

Description

用于防火系统的阀门和其控制方法

技术领域

本发明一般涉及防火系统，更具体涉及防火系统中的改良阀门以及其控制方法。

背景技术

许多防火系统使用流量控制阀以控制水或其他灭火剂(为简洁起见，在本说明书中与水相当)流到诸如洒水器、喷嘴等的液体分布装置的流量，所述液体分布装置将水分布至需要灭火的地方。通常地，这样的流量控制阀具有阀体，该阀体具有带有入口和出口的腔室。腔室至少形成水道的部分，所述水道是水从入口流至出口的路径。水道具有限制在其中的密封口。阀门具有位于水道中的可移动闭合部件。闭合部件可以在闭合位置和至少一个打开位置之间移动。当闭合部件位于闭合位置时，闭合部件基本上阻碍水从入口流至出口(尽管有无意的泄漏等)，而当闭合部件位于打开位置时，闭合部件则显示出对这样流体流动的相对较低的阻碍。任何数量的中间闭合部件位置存在于闭合和打开状态之间，但在多数情况下这些在闭合和打开状态之间的位置是短暂的，因此它们在本说明中被视为打开状态。当闭合部件位于闭合位置时，阀门视为闭合，而当闭合部件不在闭合位置时，包括在闭合和完全打开位置之间的任何中间状态，阀门都视为打开。

操作这样的阀门，尤其是阀门在高压差的情况下，需要很大的力或较大的运动来将阀门从闭合状态改变至打开状态，和/或改变至中间状态。为了减小将阀门从闭合变换至打开状态所需要的力(在特定情况下，从打开到闭合状态，和/或到其间的某些中间状态)，研发了控制阀门。控制阀门具有阀门致动机构，其以审慎考虑的方式施加较小的力以与在其上操作的其它力配合一同控制闭合部件的移动。

在通常称为“阀瓣(clapper)”型阀的某些阀门中，闭合件包括具有密封表面的铰接件。在闭合位置中，密封表面被推靠在围绕密封口的阀座上，并且阻挡流体从入口流向出口。在打开位置中，在以下被称为“阀瓣”的闭合部件绕其铰接件旋转而远离阀座，并因此允许流体从入口流向出口。

以下说明涉及一种受到来自入口的流体压力的阀门，并当阀门处于闭合状态时，通过阻断流体流动来阻挡压力从入口传递至出口。最常见的阀瓣型阀门的安装方向会在缺乏其他力的情况下使得阀瓣因为重力而闭合。也已知其他机构施加将阀瓣推至闭合位置的力，但为了简洁起见，这些机构将被认为等同于重力，因为它们的功能类似。

为了清楚描述诸如“上”和“下”之类的描述性术语，应用“上”，“下”，“横向”等来描述各个构件的相对配置、位置和方位。这些术语应该被解释为相对于设置在竖直位置的阀，使得其出口在入口上方。因此举例来说，术语“上腔室”涉及由阀体限制的、从阀门出口到在密封口处或周围剖开阀体的平面的体积，而“下腔室”涉及由阀体限制的、从阀门入口到剖开阀体的平面的体积。值得注意的是，相对位置是描述性的，并且相对于上述定向中的阀门，改变阀门定向不会改变所公开的相关结构。然而要注意的是，密封口可以不垂直于入口和出口。

在阀门设置在加压液体供应处和分布网络之间的系统中，阀门的闭合状态相当于待机状态，而发明打开的状态被称为激活状态。对于这样的阀门来说，在火灾中能够可靠地在待机和激活状态中切换是最重要的要求，其次是避免其错误的激活。

当阀门处于待机状态时，入口流体压力施加打开力，该打开力沿打开力方向作用于阀瓣。打开力可能非常大，并在没有闭合致动机构与其对抗下，可以克服施加在阀瓣上的重力。闭合机构一般采用阀瓣保持部件以实现对阀瓣的闭合力。阀瓣保持部件可以直接被诸如活塞，螺杆，隔膜(diaphragm)等的致动器致动，或可以间接地耦合至控制机构，通常利用机械增益来控制闭合部件的致动。许多致动机构的类型是已知的，例如隔膜，电动螺线管，电动、气动或液压马达和活塞等。

阀门常常采用机械增益，由控制机构产生的相对较小的力乘以机械增益，从而抵消了在待机状态下作用在阀瓣上的较大打开力。由于暴露于环境或可能导致运动阻力的其他因素引起的变化，这些阀门有时会受到运动限制。举例来说，粘附沉积物的腐蚀或积聚可能妨碍部件的运动，并且这种效果在乘以机械增益是特别有害。某些阀门使用弹性材料，这种弹性材料会随着时间的推移而减少弹性。当控制阀门操作的部件中出现这种减少的弹性时，尤其是所述效果乘以机械增益时，开启阻力显著增加。

其他阀包括利用机械增益的元件，其或者在隔膜的情况下通过在大面积上操作压力，或者通过向具有大范围运动的部件施加力来保持流动控制元件闭合。这样的大面积，或大范围运动增加了阀门的整体体积，使得阀门更大和/或更重，并使得阀门变得更难运输和安装。

现有设计中的一个常见问题是保持闩锁、保持杆，活塞，螺钉或其他类似的保持件抵接阀瓣的界面。在该区域处保持件必须施加很大的力以抵消很大的阀瓣打开力，并且因此释放保持件时需要控制机构实现很大的力。如上所述，现有技术中的阀门容易受到腐蚀、沉积物和失去弹性等的影响，而减轻这些问题的尝试需要增大尺寸和增加重量。此外，绝大多数保持件采用机械增益以实现较大的力，并且通常是大范围的运动，这减慢了阀门的开启，并且需要较大的致动器。

当在待机状态和部署状态之间切换时，许多已知的保持件基本上在与保持件施加到阀瓣的力的方向相对的方向上移动，以便影响流体流动。在其他一些已知的阀门中，保持件是从阀门旋转开的扣合件(catch)，但保持件仍首先沿与闭合力相反的方向移动，以影响流动。在这些已知的阀门中，保持件的致动机构必须承受打开力的至少绝大部分。在一些已知的阀门中，机械增益用来减弱施加在控制机构上的这些力，但如上所述，这些阀门仍具有诸如缓慢致动的几个缺陷，并且即使是微小的阻力也会被放大从而降低了阀门的可靠性。

因此，很明显现在亟需将克服已知阀门的缺点的可靠的阀门和阀门控制机构，但是迄今尚未解决。本发明的不同方面涉及这些目的。

发明内容

为了减缓施加到保持件的控制机构的较大力的问题，本发明的方面是采用这样的保持件，它将承受的大部分(如果不是全部的话)打开力传递给阀体，同时允许控制保持件的致动机构抵抗小部分打开力。在本发明的一些实施例中，致动机构基板上与闭合力成直角设置，从而将在其上操作的打开力分量减小到可忽略的水平。因为致动机构仅用相对较小的力就能推动或释放保持件，可以通过较小的驱动力和相应较小的致动机构来提供快速致动。

因此，在本发明的一方面中，提供一种用于在防火系统中控制流体流动的阀门，所述阀门包括限定具有入口的下腔室和具有出口的上腔室的阀体，以及设置在阀体中的阀座。阀座围绕密封口。在以下表示为阀瓣的阀门关闭部件设置在阀体中，阀瓣具有顶部和底部，所述顶部具有抵接部，所述底部具有密封表面。阀瓣通过阀瓣铰接件连接至阀体并绕该处从闭合位置枢转，在闭合位置中密封表面与阀座充分接触以阻碍流体从入口流至出口。以下描述为臂的保持件在臂锚定端能够绕铰接点可旋转地连接至阀体，臂具有远离铰接端的闭合端，臂能够在脱离状态和卡合状态之间移动，其中当阀瓣位于闭合状态时，所述闭合端与阀瓣抵接部在至少一个抵接点上接触，限定了用于将阀瓣保持在闭合位置的力，该力以从臂锚定点向抵接点的方向延伸。致动器连接至臂以将臂从卡合状态向脱离状态加载。在某些实施例中，致动器将臂从脱离状态向着卡合状态加载。当阀瓣处于闭合状态时，抵接点位于与阀座平行的几何平面内。为了易于理解，假设平面将其一侧的下腔室与其相对侧的上腔室分隔开。阀瓣转动的方向是从闭合位置进入上腔室。在许多实施例中，臂锚定点设置在上腔室中，如下所述为本发明的这个方面提供若干优点。

值得注意的是，在大多数实施例中，几何平面略高于密封口，因此严格地说，平面下面的区域可包括通常可定义为上腔室的一些物理部分和通常可以定义为延伸到密封口而并不一定一直延伸到几何平面的下腔室，然而为了简洁起见，出于定位和/或定向部件，角度或力方向的目的，腔室之间的分隔通过上面公开和定义的几何平面而变得稍微任意。术语“加载”及其各种变形应该扩展以允许推，拉，释放和/或旋转等。

一些实施例将臂锚定点和抵接点大致地定位在一条直线上，可选地大致平行于从入口到出口的直线。该构造提供了较大的强度并减弱控制力。

在卡合状态中，这些实施例基本上将阀瓣施加到臂闭合端的所有打开力传递至阀体上的臂锚定点，用基本上正交的驱动力来卡合或脱离臂的闭合端，从而向其施加侧向运动。由于驱动力基本上与打开力正交，其上的打开力分量为零或可忽略不计。

当具有压力的流体供应至入口并且阀瓣处于闭合位置时，流体向阀瓣在打开力方向上施加打开力。在某些实施例中，打开力方向和臂力方向或其延伸之间的角度小于45度。换句话说，在阀瓣两侧沿着打开力一致地延伸的线和臂力或可以根据需要横向平移以与所述线相交的臂力的延伸之间的夹角将形成小于45°的夹角。一些实施例会采用更小的角度，例如小于30度，15度，10度，5度或更小。其中臂力与打开力之间的角度小于45°的实施例，尤其是在抵接点表面与打开力成角度的实施例中，打开力与臂力之间的有效角度可被认为是零，并且力被认为是平行的。在某些实施例中，致动器在臂锚定点和抵接点之间向臂施加驱动力。进一步注意到，在一些实施例中，致动器仅用于使臂从接合状态转换到脱离状态而施加驱动力，并且在其他实施例中，驱动力连续施加驱动力以在阀瓣闭合时保持臂位于卡合状态。

在一些实施例中，臂闭合端部包括作为臂的与阀瓣抵接部接触的部分的滚轮，并且抵接点是沿着滚轮与阀瓣抵接部之间的接触线的至少一个点。在某些实施例中，臂闭合端包括球体，并且球体是臂与阀瓣抵接部之间的接触点。在某些实施例中，臂包括“过中心”(over-the-center)锁定铰接杆，该杆包括两个铰接部和限制铰接部在一个方向上的移动的止动件，从而朝向止动件的铰接部的“过中心”摆动使得臂具有刚性，并且铰接部在远离止动件的方向上的“过中心”摆动将允许杆几乎或完全不受阻碍地完全铰接。这种构造提供了一个臂，该臂以两个杆部之间成小角度而完全锁定，当杆部在相反方向上过铰链中心时，两个杆部之间的旋转是容易的。

可选地，在一些实施例中，抵接部与密封表面成角度。在那些实施例中，该角度通常小于45度。在一些实施例中，抵接部与密封表面平行。

可选地，所述臂还包括远离所述臂锚定点延伸而超过所述闭合端的臂延伸部。臂延伸部分从抵接点偏移，以便不干扰阀瓣。致动器经由壁延伸部连接至臂。这样的构造将减弱致动臂所需的力，并因此允许采用更小的致动器。

在可选实施例中，当阀瓣处于闭合状态时，抵接部位于由阀座限定的平面的几何质心上方，并且在某些实施例中，抵接点位于垂直于并穿过阀座平面的几何质心延伸的线。进一步可选地，设置横向水道增大部分，用于在阀瓣干扰了从阀门入口和阀门出口之间的直线水道的情况下避免水道变窄。

在本发明的另一方面中，提供了一种用于控制防火系统中的流体流动的阀门，所述阀门包括限定阀门腔体的阀体，所述阀门腔体在阀门入口和阀门出口之间形成流体路径，所述阀门包括具有顶部和底部的阀瓣，所述底部具有密封表面，并且所述顶部具有抵接部，所述阀瓣通过阀瓣铰接件连接到所述阀体并且可围绕该处可枢转闭合位置旋转，在所述闭合位置处密封表面充分接触阀座以阻止流体从入口流向出口。阀门还包括绕铰接点可移动地连接至阀体的铰接臂，所述铰接臂具有闭合端。可选地闭合端具有与其连接的滚轮。所述臂可在脱离状态和卡合状态之间移动，其中，当阀瓣处于闭合状态时，闭合端至少通过滚轮接触抵接部，以将阀瓣保持在闭合位置。像其他实施例一样，阀还包括连接到臂的致动器，用于将铰接件从卡合状态向脱离状态加载。在某些实施例中，致动机构能够将臂从脱离状态向卡合状态加载。

在一些实施例中，所述臂包括至少细长的第一段和第二段，所述第一段和第二段通过其间的臂铰接件连接并且可绕其旋转。臂的第一段远离臂铰接件的部分围绕臂锚定点可旋转地连接到阀体，臂在臂的第二段的远离臂铰接件的部分处具有闭合端。可选地，对于这种臂构造，当臂卡合时，臂处于“过中心”状态，这意味着当致动器将臂向脱离状态加载时，铰接件中心越过臂力，即越过在臂锚定点和抵接端之间的延伸线。可选地，滚轮设置在抵接端。

因此，总之，在一个方面，本发明提供了一种用于控制防火系统中的流体流动的阀门，所述阀门包括限定具有入口的下腔室和具有出口的上腔室的阀体；设置在阀体中的、限定密封口的阀座；具有顶部和底部的阀瓣，所述顶部具有抵接部，所述底部具有密封表面，所述阀瓣通过阀瓣铰接件连接至阀体并能够围绕该处从闭合位置铰接旋转到至少部分打开的位置，在所述闭合位置中所述密封表面与阀座充分接触以阻止流体从入口流至出口，所述从闭合位置向打开位置的阀瓣旋转方向朝向出口；绕臂锚定点可旋转连接至阀体的臂，所述臂具有闭合端并能够在脱离状态和卡合状态之间移动，其中当阀瓣处于闭合状态时闭合端以至少一个抵接点来与抵接部接触，从而限定了从臂锚定点向抵接点延伸而用于将阀瓣保持在闭合位置的臂力，并经由臂将阀瓣打开力传递至阀体；以及用于将臂从卡合状态向脱离状态加载或允许臂从卡合状态移动至脱离状态的连接至臂的致动器，其中当阀瓣位于闭合状态时，抵接点处于大致平行于阀座的几何平面中，所述几何平面将其一侧上的所述下腔室与所述上腔室相反侧上的所述上腔室分开，所述从闭合位置开始的阀瓣旋转方向朝向上腔室；本发明的该方面的特征在于：所述臂锚定点设置在所述上腔室中，使得当有压力的流体供给到所述入口，所述阀瓣处于所述闭合位置时，所述流体向所述阀瓣施加具有方向的打开力，其中与所述打开力一致的线和与所述臂力方向或其平行移动一致的线之间的夹角小于45度。

在本发明的另一方面，提供了一种用于控制防火系统中的流体流动的阀门，所述阀门包括限定具有入口的下腔室和具有出口的上腔室的阀体；设置在阀体中的阀座；具有顶部和底部的阀瓣，所述底部具有密封表面，设置在阀体中的所述阀瓣能够从闭合位置移动到至少部分打开的位置，在所述闭合位置中所述密封表面与阀座充分接触以阻止流体从入口流至出口；绕臂锚定点可旋转连接至阀体的臂，所述臂具有闭合端并能够在脱离状态和卡合状态之间移动，其中当阀瓣处于闭合状态时，闭合端以至少一个抵接点来与抵接部接触用于将阀瓣保持在闭合位置；用于将臂从卡合状态向脱离状态加载的连接至臂的致动器，其中当阀瓣位于闭合状态时，抵接点处于平行于阀座的几何平面中，该平面限定在其一侧上的平面下侧和在其相对侧上的平面上侧，所述从闭合位置开始的阀瓣旋转方向朝向平面上侧；本发明的该方面的特征在于：所述臂锚定点设置在所述平面上方，并且当所述阀瓣处于闭合位置时，所述阀瓣顶部具有基本上设置在所述阀座的几何质心上方的抵接部。

在该方面的某些实施例中，阀瓣抵接部以这样的方式设置，即垂直于所述阀座并穿过所述阀座质心的线将延伸穿过所述抵接点和所述臂锚定点。优选地，阀瓣抵接部从闭合阀瓣抵接部充分延伸入上腔室中以使得阀瓣在从闭合状态转换到完全打开状态期间而不干扰臂或臂的一部分。进一步优选地，在该方面中，臂锚固点设置在阀瓣上方足够远的距离处，以允许阀瓣在从闭合状态转换到完全打开状态期间不干扰臂锚固点。

可选地，在以上公开的两个方面中，所述阀门还包括臂滚轮或球体，所述臂滚轮或球体连接至所述闭合端或所述抵接部，其中所述至少一个抵接点位于所述滚轮或球体上。

可选地，臂力的方向垂直于所述几何平面。

在某些实施例中，致动器在锚定点和抵接点之间向臂施加驱动力。在其他实施例中，所述臂还包括远离所述臂锚定点延伸而超过所述闭合端并向其偏移的臂杆。在许多这样的实施例中，致动器将驱动力施加到杆上，以减小所需的驱动力和/或允许阀门的有利尺寸。

可选地，抵接部与密封表面成角度。

可选地，该阀门进一步包括横向水道扩大部，该横向水道扩大部从水道沿至少部分远离阀瓣边缘的方向横向延伸，以提供改进的通过阀门的流体流动。

在某些实施例中，臂力与在至少一个抵接点处垂直于抵接部的打开力的至少一个分量形成角度，该角度远离由致动器施加到臂的力而延伸。在这种实施例中，当驱动力施加在臂上以将其从卡合状态转换到脱离状态时，臂在允许阀瓣打开之前通过垂直力分量。

在特定的实施例中，所述臂包括至少细长的第一段和细长的第二段，所述第一段和第二段通过其间的臂铰接件连接并且可绕其旋转。臂的第一段远离臂铰接件的部分连接到臂锚定点，闭合端在臂的第二段的远离臂铰接件的部分。可选地，当致动器向臂加载到脱离状态或允许臂移动到脱离状态时，臂铰接件的中心穿过臂力。

本发明在一个方面提供了一种用于控制防火系统中的流体流动的阀门，所述阀门包括限定具有入口的下腔室和具有出口的上腔室的阀体；设置在阀体中的阀座；具有顶部和底部的阀瓣，所述顶部具有抵接部，所述底部具有密封表面，所述阀瓣通过阀瓣铰接件连接至阀体并能够围绕该处能够从闭合位置铰接旋转到至少部分打开的位置，在所述闭合位置中所述密封表面与阀座充分接触以阻止流体从入口流至出口；绕臂锚定点可旋转连接至阀体的铰接臂，所述臂具有闭合端并能够在脱离状态和卡合状态之间移动，其中当臂在卡合状态中而阀瓣处于闭合状态中时，臂和抵接部在至少一个抵接点处彼此接触以将阀瓣保持在闭合位置；以及用于将臂从卡合状态向脱离状态加载或允许臂从卡合状态移动至脱离状态的连接至臂的致动器，本发明的该方面的特征在于：球体或滚轮可旋转地连接到闭合端或抵接部，使得当阀瓣处于闭合状态并且臂处于卡合状态时，所述至少一个抵接点位于滚轮或球体上。

如上所述，术语“加载”及其各种变形应该扩展以允许推，拉，释放和/或旋转等。

附图说明

将参照下列附图来在本发明中说明一些阀门的实施例。通过非限制性示例，结合附图的说明书描述使得本领域的普通技术人员可以实践本公开的一些教导。附图仅以说明性讨论为目的，并不尝试披露比对本公开的基本理解必要的实施例示出更详细的结构细节。为了清楚和简单起见，附图中描绘的一些对象可能不按比例显示。

图1示出了位于待机状态的阀门的一个实施例的剖面图；

图1A示出了图1中的在阀门的抵接点上操作的某些力，而图1B示出了图1中所示实施例的侧剖面图；

图2A、2B和2C示出了根据某些可选实施例的阀瓣和臂构造；

图3A和3B示出了使用滚轮的某些实施例的阀瓣和臂构造；

图4A、4B和4C是示出了某些可选实施例的阀瓣/臂抵接区域的放大图；

图5A示出了在打开状态下的阀门的剖面侧视图，而图5B示出了通过闩锁保持阀瓣打开的在打开状态下的阀门的剖面侧视图；

图7示出了臂/阀瓣的界面，其中滚轮设置在阀瓣上；

图8示出了采用滚轮的一系列实施例的一个例子，其中闭合臂锚定点位于阀瓣下方；

图9A和9B示出了带有过中心铰接的闭合臂的实施例；

图10A-C示出了在阀瓣铰接件上施加较小负载的实施例。

具体实施方式

以下通过举例说明一些实施例，以便于理解本发明的各个方面，然而本发明不应被解释为仅限于所描述的示例。

图1示出了根据本发明的某些方面的阀门1的剖面图，而图1B示出了其侧视图。阀门具有限定阀门腔体的阀体10。阀门腔体可以视为在阀体内从阀门入口25到阀门出口30延伸的单个腔体，但更方便地将其划分为上腔室20和下腔室15。阀体具有设置在其中的阀座35。

在竖直轴Y-Y’轴上靠近字母Y的箭头所示的方向表示为向上方向时，方向术语“上”、“下”、“左”、“右”及其连词和关联，如向上，在……上方，向下，在……下方，向水平和竖直方向应该按照其通常的含义解释。

阀瓣40通过阀瓣铰接件55连接至阀体10，从而可以围绕铰接件而枢转至上腔室中。

阀瓣具有顶部和底部。底部具有设置成基本上围绕其周长接触阀座的密封表面45，密封表面和阀座之间的界面形成了足以阻挡流体从下腔室流至上腔室的密封，或换句话说，防止流体在阀门入口和阀门出口之间的流体路径中流动。阀瓣阻碍流体在阀门入口和出口之间流动的位置被称为阀瓣闭合位置。阀座和密封表面之间的界面视为在这些说明中限定了“阀座”，因为这是在上腔室和下腔室之间形成密封的功能有效部分。

在这些说明中，在适当操作的阀门中，无意的泄漏和缺陷以及寄生力(parasiticforce)(例如摩擦，弹性等)被认为是可忽略的，并且除非特别声明，否则不应考虑。

阀瓣可以旋转到上腔室中的任何其他位置中，直到其被阀体或其他止动件停止，在该处阀瓣视为处于完全打开位置。图1A中的弧Sc示出了阀瓣的一般摆动。阀瓣可以在闭合位置和完全打开位置之间采取任意数量的中间位置，但是通常有意允许流体流过阀瓣/阀座界面的任何位置都被认为是打开的。

当阀门处于打开状态时，阀门腔体内形成可控的流体路径，所述路径从阀体入口经由下腔室经过阀座，并经由上腔室直至阀体出口。

当阀体在防火系统中部署时，加压的流体和阀门入口连接，处于闭合位置的阀瓣防止流体经过阀瓣-阀座界面而流至阀体出口，因此防火系统处于待机模式，并且阀门被认为处于闭合状态，或等同地处于待机状态。

当处于待机状态时，下腔室处的流体对阀瓣施加打开力。打开力的大小是封闭力和流体压力的面积的函数。在受到流体压力作用的在阀瓣的整个表面上操作的组合打开力可以由在阀瓣上操作的所有打开力的质心处的等效力矢量(以下表示为中心矢量或F_CO)表示。一般来说，这样的中心矢量F_CO位于阀座的几何质心处并垂直于其在打开方向指向。通过图1A的示例，当压力在整个密封表面上分布时，打开力F_CO的一部分作用在阀瓣铰接件55上，力的通过竖直线F_o示出的一个分量在打开方向上作用于铰接件相对的阀瓣端。力F_o是F_co的阀瓣在从闭合状态转换的瞬间在旋转弧Sc上的抵接点处的竖直分量。打开力F_o可能非常高，并且在大多数情况下远远超过克服重力或任何弹簧而将阀瓣旋转到打开位置所需的力，因此需要闭合力抵消打开力以将阀瓣保持在闭合状态。需要注意的是，如果阀瓣的底面不是平坦的，F_co的位置可以与几何质心不同，本领域技术人员将容易认识到如何使用众所周知的机械物理学原理来计算等效矢量。

阀瓣顶部具有抵接部50，闭合力F_c施加在此处。抵接部通常设置在远离阀瓣铰接件的阀瓣部分上，以降低闭合力和操作在铰接件上的力的大小，然而，在某些实施例中，如图9所示，抵接部设置成降低F_co力施加到阀瓣铰接件55的部分。

具体为臂60的保持件设置为选择性地施加闭合力F_c。在示出的实施例中的臂可移动地直接或间接地锚定至阀体，使得臂可以绕铰接点65铰接。臂可以在脱离状态和卡合状态之间移动，在所述卡合状态所述臂抵抗至少一部分由F_o表示的阀瓣打开力。当阀瓣处于闭合位置时，臂延伸至闭合端70且臂被卡合，该闭合端是臂远离臂锚定点65而朝阀瓣抵接部延伸的部分。臂闭合端至少在一抵接点75与阀瓣抵接部接触。术语“抵接点”应该被理解为处于闭合位置的阀瓣与处于卡合状态的臂闭合端之间的界面区域，并且不一定是单个几何无尺寸的点。一般来说，臂闭合端和阀瓣抵接部之间的、与阀瓣铰接件最靠近的接触点视为抵接点，因为在该处由臂抵消了最大的打开力。然而，在压力施加在阀瓣抵接部和臂闭合端之间时，可以存在一个以上的抵接点。

当臂与阀瓣抵接点卡合时，臂抵消了施加在抵接点处的打开力或其分量，并因此臂可以视为施加了臂闭合力。通常臂闭合力与闭合力相当或与闭合力密切相关，并且臂闭合力的至少较大分量转换至用于抵抗打开力F_o的闭合力F_c，并因此抵抗中心力F_co或其分量(如果臂远离质心或密封件卡合的话)。

平行于阀座并包含抵接点的几何平面将阀体分为上腔体20和下腔体15，所述上腔体是阀瓣从闭合位置转换时旋转进入的腔体，所述下腔体从分隔平面指向阀门入口并与Y’-Y轴的向上箭头相对。所述几何平面在图1中由从X到X’延伸的虚线示出。

图1A示出了围绕图1的阀中的抵接点的简化的力分布。尽管以下公开了其他闩锁和抵接结构，但力或它们的等同物通常以相似的方向操作，但可以转换到其他位置。此外，尽管某些所示的力可以是各种力分量的等同物，但是基本的力的等同物将导致与所示力相似的力。需要注意的是，示出的力仅揭示方向，并不一定与力或力的分量的相对或绝对大小成比例。

在某些实施例中，臂锚定点65设置在上腔室中。在许多这些实施例中，在待机状态中锚定点基本上设置在抵接处之上，使得臂锚定点65基本上垂直于分隔平面，并设置于抵接点75之上或该点附近。将闩锁锚定点设置在抵接点之上导致闩锁力直接作用于打开力F_o或打开力位于抵接部的竖直分量，并且该力直接传递至闩锁铰接点65。由于打开力F_o可以视为在臂锚定点处直接传递至阀体，这样的实施例可以提供很高的强度。

在一些实施例中锚定点65从抵接点的上方水平偏移，使得臂闭合力L_f和打开力F_o的竖直分量之间成角度α，如图4B和4C所示例那样。在有效角度α小于12度的实施例对竖直力分布的影响可忽略不计，并且出于实际目的被视为等同与抵接点正上方的锚定点。明确考虑所有低于45度的有效角度α。大于45度的有效角度α呈现大致的水平力分量，并且因此45度被认为是臂力L_f和打开力F_o的竖直分量之间所期望的角度的实际(如果不是物理的)限制。

在图1示出的实施例中，铰接件用于将臂锚定到阀体，但是本领域的技术人员将认识到，可以等效地使用其他锚定构造，例如球窝接头，鞍形接头等。

致动器80锚定至阀门，或形成其一部分，并作用为臂的控制机构，从而用于阀门。在图1的实施例中致动器经由推杆85连接到臂。致动器设置成作用在臂上并且使臂保持卡合状态，或者向臂进入脱离状态而进行加载。在某些实施例中，致动器进一步使臂从脱离状态释放或移动到卡合状态。在某些实施例中，臂可以作用在阀瓣上以将其带回闭合状态。

列举了致动器施加在臂上的力，并且在说明书中通常称为F_A。操作模式取决于臂构造对抗阀瓣的选择。

图1示出的本发明的方面和其他可选实施例中的重要特征在于，F_A基本上垂直于打开力F_o设置，因此在精确正交的系统中，没有打开力分量施加到致动器，但是与打开力正交的驱动力的施加将使臂移位并允许阀瓣转换到打开状态。

各种结构都可以用于抵接区域。图2A-C，3A和3B，4A-C，6,7,8,9A-B以及10A-C示例性的示出了当阀门处于待机状态时臂60和阀瓣之间的界面的几个示例性布置。为了简明起见，这些图仅示例性地示出了阀门的几个元件，主要是阀瓣和其铰接件，臂和其铰接点，以及可能的致动器连杆。为了说明的目的，附图被示意性地画出，并且由此不提供比例或尺寸信息。

图2A示出了这样的布置，其中闩锁铰接点设置于臂闭合端70的抵接点75和阀瓣抵接部50的上方。随着臂闭合端70抵消了由流体施加在密封表面45上的打开力，臂60防止了阀瓣旋转进入上腔室。在这个例子中闩锁力L_f与闭合力F_C一致，并经由臂锚定处65传递至阀体10来直接抵消打开力F_o。通过诸如致动器连杆85施力将臂向左或向右侧移将导致臂60围绕锚定件65摆动，响应于打开力F_o而释放阀瓣40使其绕阀瓣铰接件55枢转。由于连杆85基本上垂直于打开力F_o设置，没有打开力的一部分会传递至连杆，从而也不会传递至致动器80。

图2B示出了类似于图2A构造的构造，然而在该实施例中阀瓣抵接区域50和密封表面之间形成了夹角α。角度α在图4A中示出，尽管图4A示出了不同的抵接布置。在这样的构造中阀瓣对臂60施加一些在图1A中标为F_H的水平力，从而施加至致动器连杆85和致动器80。本领域技术人员将认识到，这个力是作用于阀瓣上的总打开力的分量。在这样的实施例中致动器需要保持一个与水平力F_H相对的力F_A，并且解除驱动力F_A将会使得臂摆动至脱离状态并使得阀瓣摆开。

在图2B示出的实施例中的臂60还示出了可选的结构，其中臂锚定件65从抵接点水平偏移。在图2A中，臂锚定点65和抵接点75之间画出的线基本上垂直于分隔平面，图2B则于此不同，在图2B的实施例中，臂锚定点65和抵接点75之间延伸的线与竖直方向成一个角度。这种角度在图4B和4C中示出并标记为角度α，尽管闭合端的设计不尽相同。值得注意的是各个实施例可以单独或组合采用不同的臂闭合端构造和不同的臂锚定位置，并且具体实施例由工程和设计选择来决定。

在图2C示出的实施例中臂锚定点65则垂直于阀瓣抵接点75，然而臂闭合端70具有倾斜面并且抵接点设置在倾斜面上。类似于图2B中的实施例，该构造使得水平力F_H作用于臂，而致动器施加力F_A使得臂保持在卡合状态。

如上所述，闩锁和抵接处的不同配置是设计人员所期望提供的力的不同分配的工程选择问题。因此，举例来说，在图2A的构造中阀瓣打开力由臂60承受，并从而传递至臂锚定点65，由此处传递至阀体10。因此，没有打开力的水平力分量会推动臂向侧面打开。在该布置中，致动器不需要施加任何力来使臂保持与阀瓣卡合，并且致动器必须向臂进入脱离状态而进行加载以允许阀门打开。与此不同的是，在图2B和2C示出的实施例中，打开力的分量是水平的，致动器或其他机构必须抵消该力以使臂闭合端70与阀瓣抵接部50保持卡合。通过适当选择成角度的表面或臂锚定件的配置，可以实现所期望的驱动力的平衡，并且驱动力相对于打开力的水平分量的比例有助于臂脱离。

图2A-C的保持器机构相对于现有技术已经有了改进。然而，为了进一步控制打开力，本发明的一些实施例在臂闭合端65和阀瓣抵接部50之间采用滚动界面。滚动界面可以由能够绕滚动轴或销旋转的滚轮实现。术语滚轮也涉及球体。滚轮也可以设置在臂上或阀瓣上。滚轮设置成在臂闭合端从阀瓣脱离的过程中旋转。滚轮的采用因其在闭合臂和阀瓣之间提供了较低摩擦阻力而提供了足够的机械增益，因此滚轮提供更高的可靠性，更短的脱离时间，能够承受更高的打开力以及脱离所需的更低的驱动力。

图3示出了装备有滚轮的臂的第一实施例。图2A和图3A的实施例之间的结构和操作力的相似性是清楚的，然而图3A的实施例需要非常低的驱动力F_A来将闭合臂移动到脱离状态。图3B示出的实施例相对于图2C示出的实施例具有一定相似度，然而，该实施例也享有由滚轮提供的上述优点。

图4A示出了图3B的闩锁机构部分的放大图。抵接部50用加粗线强调。示出了抵接部和平行于密封表面45的平面之间的角度β。由阀瓣施加在滚轮上的力以直角作用到抵接部50并因此指向滚轮销95，在该处力被分成水平分量和沿臂锚定点和滚轮销之间延伸的臂力。和sinβ成比例的水平分量将转换成作为向左对臂加载的水平分量。这个力需要一个反作用力来维持臂处于卡合状态。

应注意的是，虽然示出了臂锚定点基本直接位于抵接点之上的3A和3B的实施例，对于本领域技术人员而言具有水平偏移的设计也可从这些说明的教导中清楚得到。

图4B示出了臂卡合的一个例子，其中臂锚定点设置成竖直方向与在臂锚定件和滚轮销95之间延伸的线之间成α夹角。力的计算将显示，随着α增长，臂上的水平力分量将减小，直到其达到与抵接部分50成直角的角度，并且在该点之后，水平力方向将相反，越来越向右增加。

图4C示出了臂构造的放大图，其中臂锚定点65水平靠近阀瓣铰接件55设置，或换句话说，在待机状态下臂60以α角度超过竖直方向角度而朝向阀瓣铰接件来延伸，该角度为了方便起见将被称为负α。将臂向左边加载的水平力F_H是sinβ的函数，并且假设β小，力也将很小。因此所需的驱动力F_A也将很小。应该注意的是，在力非常小的的情况下应当考虑诸如滚轮和滚轮销95之间的摩擦的寄生力。然而负α的构造显示了这样的优点：在阀瓣关闭且臂卡合的阀门的待机状态下，几乎所有打开力传递至臂锚定点65。然而在从卡合状态转变的过程中，作用于滚轮上并使其将臂向左推的水平分量快速增长，因此当需要较小的力(如果有的话)将臂保持在接合状态时，较大打开力的强且迅速增长的分量在其开始移动之后起作用以使臂脱离，直至闭合端从阀瓣脱离。这样的臂构造允许最小的保持力和阀门的非常快速的打开，因为臂脱离动作至少部分地利用了打开力的快速增长部分。由于sin函数的变化率接近零度时最大，所以负α在β值较小时最为有效。

图5A和5B描绘了图1的阀门的侧视剖面图。图5A示出了在激活状态下的阀门。可见阀瓣远离阀座而旋转，流体可以在入口和出口之间相对自由地流动。值得注意的是，当阀瓣向上旋转时，向上偏转复位止动件150以允许阀瓣摆过所述止动件。如图所示，复位止动件可以自由落入其静止位置。

图5B描绘了静止时的阀门，但是阀瓣部分地打开。这种状态通常在阀门启动并且流体供应被切断或者流入的流体压力下降到足以将阀门支撑在升高位置的水平之下时达到。通过复位止动件150防止阀瓣落到完全闭合状态。可选地，复位止动件150铰接在闭合臂锚定点65上。这种构造降低了制造成本，并将复位止动器放置在靠近阀瓣轨迹的位置。复位止动件150可以通过对复位柱塞155施加压力而向上移动，这将导致复位止动件150围绕臂锚定点65旋转，从而使阀瓣向上旋转。当复位止动件150经过阀瓣边缘时，阀瓣落回到阀座35上，臂60可以复位到抵靠阀瓣抵接点的卡合位置，流体压力恢复，并且系统将再次为它的下一个部署准备就绪。

在某些实施例中，不提供复位止动件150，并且在断开或中断流体供应之后，阀瓣由重力，弹簧或致动器闭合。

关闭阀瓣之后，致动器的反向致动将通过臂闭合端与阀瓣抵接点卡合而将阀瓣恢复到待机状态。在某些实施例中，致动机构能够将臂从脱离状态推动到卡合状态，从而引起阀瓣的闭合。在阀瓣关闭并且臂恢复到卡合状态之后，消防流体的压力可能恢复，系统将再次装备并准备灭火。

图6示意性地示出了闭合构造，其中闭合臂60经由在抵接点下方延伸的延伸臂105连接到致动器。这样构造可以用于减弱驱动力。

致动器连杆仅仅是一个选择，致动器80可通过该连杆将力施加在臂60上。致动器和臂之间的连接可以是直接接触，杆，推杆，线缆，线等。所述连接可以机械地连接到臂或致动器，或者基于在特定时间的间歇接触。本领域技术人员将容易地认识到建立联接的多种方式，使得力可以由致动器施加到臂、其一部分或连接在其间的中间结构。

图7示意性地示出了可选的臂构造，其中滚轮91设置在阀瓣40上并且充当抵接部50。在待机模式中，臂60的闭合端70在抵接点75处与滚轮91相接触。

认识到在抵接点处的滚轮对于阀门操作的可靠性的优点是很重要的。这些优点进一步延伸到臂锚定点位于下腔室中的实施例。在图8中描绘了一个示例性实施例，其中臂锚定点65布置在阀瓣下方，并且臂被配置为围绕锚定点旋转以释放阀瓣。本领域的技术人员将认识到旋转力经由阀瓣的倾斜抵接部50作用于滚轮90，并经由臂体而作用于臂，然而臂滚轮放置在如上所述的任何构造的抵接部上也被考虑。考虑到已知技术和这些说明书的教导，使用滚轮作为抵接点的其他例子对于本领域技术人员而言是清楚的。在一些实施例中，标号90和或91也指代球体。

图9A和9B示出了可选的臂60结构。臂包括具有两段的铰接杆60A和60B，它们之间通过铰接件115连接并能够围绕其旋转。图9A示出了在卡合状态的臂，而图9B示出了在脱离状态下的臂。60A和60B两部分绕铰接件115相对于彼此旋转。当这两段共线并从铰接件相反地延伸时，它们被称为“在中心”(on-center)。臂60还包括机械止动件110，该机械止动件被设置成当从上述“在中心”位置在被称为阻挡方向的一个方向旋转时限制两段的相对旋转。当两段在与阻挡方向相反的、被称为非阻挡方向的方向上旋转时，它们可以自由地旋转过大得多的弧度。所述弧度经常达到并且有时超过90°。当两段朝向阻挡侧旋转得比中心状态更远时，它们被认为是锁定的，并且当臂处于压缩状态时，需要用力将两段向非阻挡方向“过中心”移动。当臂的两个段被锁定时，臂变得非常具有刚性，并且能够承受非常大的负荷。图9A示出了处于锁定状态的臂60的两个段60A和60B，该臂卡合阀瓣40并用于将在其上操作的打开力转移到闭合臂锚定件65。图9B示出了处于脱离状态的“过中心”杆，在致动器连杆85上标记的箭头所指示的方向上施加相对小的驱动力之后，使得臂的两个段“过中心”，然后臂可以朝相反的方向朝彼此折叠，而不对阀瓣产生干扰，使之可以转换到打开状态。这种构造仍然是在整体上稳定的臂构造的另一个例子，其中致动器不需要力来使得阀门维持在备用状态，并且打开力F_o和驱动力F_A相互隔离。也可以使用类似于标记为90和91的滚轮或球体。

图10A-C针对一个实施例，该实施例减小了在阀瓣铰接件55上作用的力。在这里公开的其他实施例中，阀瓣打开力F_CO基本上在抵接点75和阀瓣铰接件55之间被分配。图10A中的实施例将阀瓣抵接部50远离阀瓣边缘放置，并且在一些实施例中，所述抵接部位于阀瓣的力质心42处或附近的点上方，换句话说，沿着中央打开力F_CO的轴线放置。本领域技术人员将认识到，沿与F_CO相反的方向作用的力将均匀地分布在阀座上，阀座外部的点受到的任何力(如果有的话)将被最小化。这种设计去除了在上述实施例中作用在阀瓣铰接件55上的力分量，并因此能够使用更小的阀瓣铰接件和铰接件支承件，从而减小了至少一些阀门横向尺寸。

在图10A中，抵接部通过抵接延伸部178移位到阀瓣的其余部分上方，以便当阀瓣摆动到打开状态时允许阀瓣不对臂60干扰，如在图10B中示意性示出的，其示出了采用根据图10A的阀瓣和铰接件构造的阀门的横截面，其中阀门处于打开状态。值得注意的是，臂60可以制造得足够长，使得当阀瓣摆动到打开状态时能够不对锚定点65干扰的同时移动臂60，从而避免需要抵接延伸部178。在图10C中示出了另一个可选特征，其中保持器机构通过阀瓣移位，但是阀瓣会干扰到臂锚定点65，并且由此或者通过诸如闩锁机构的任何部件的另一个机械止动件来停止阀瓣的摆动。在这样的实施例中，可能希望围绕阀瓣提供横向水道增大部98，以保持阀门的完全流动，并且避免了由无法完全摆出水道外的阀瓣带来的流量限制。值得注意的是，在其他实施例中，如果保持器装置的任何部分不允许阀瓣完全摆出主水道，则在其他实施例中也可能期望这种横向增大水道。图中所示的致动器80是隔膜100致动器。致动器通过可选的杆85连接到臂。然而，本领域技术人员将认识到可以使用其他致动器。举例来说，本发明的某些方面是有益的，并延伸到电动或气动操作的阀门，其中诸如流体驱动或电动机，螺线管，活塞，螺钉等的其他致动器施加推动、拉动或旋转臂所需的压力。

示出的示例示出了水平设置的致动器，然而致动器可以采用将向臂施加足够的适当的力的任何方向，以使臂从卡合状态离开，或者抵抗力F_h并将臂保持在适当位置。值得注意的是，在利用不同倾斜的致动器的某些实施例中，需要调整实例中的力方向以考虑所使用的几何形状。这种调整被明确考虑到了，并且本发明和权利要求扩展到这些实施例。

再次提醒读者以上提供的附图仅用于说明目的，并且附图及其部件不一定按比例绘制，力也不是按比例绘制的，而用于指示宽泛的总体方向。

除非另有说明，否则在用于选择的选项列表的最后两个成员之间使用表达“和/或”，表示对选择中的一个或多个的选择，是适当的并且是可行的。

在讨论中，除非另有说明，否则修饰本发明实施例的一个或多个特征的条件或关系特性的诸如“基本上”和“约”的形容词应理解为意指条件或特性是定义在对于实施例的操作上可接受的容许范围内。此外，除非另外指出，否则本公开中使用的术语应该被解释为具有偏离该术语的精确含义的公差，但是将使本发明或其相关部分能够如所描述的那样并且如本领域技术人员所了解的那样操作和起作用。

应该理解的是，本发明不限于仅仅作为例子在上文中描述的内容。尽管已经描述了目前被认为是本发明的优选实施例的内容，但是对于本领域技术人员来说显而易见的是，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可以在其中进行各种其他实施例，改变和修改。因此本发明旨在覆盖落入本发明的真实精神和范围内的所有这些改变和修改，以申请专利证书。

权利要求书(按照条约第19条的修改)

1.一种用于控制防火系统中的流体流动的阀门，所述阀门包括：

限定具有入口的下腔室和具有出口的上腔室的阀体，

设置在阀体中的、定义了密封口的阀座，

具有上部和下部的阀瓣，所述上部具有邻接部，所述下部具有密封表面，所述阀瓣通过阀瓣铰接件连接至阀体并能够围绕该处能够从闭合位置铰接旋转到至少部分打开的位置，在所述闭合位置中所述密封表面与阀座充分接触以阻止流体从入口流至出口，所述从闭合位置开始的阀瓣旋转方向朝向出口，

绕臂锚定点可旋转连接至阀体的臂，所述臂具有闭合端并能够在脱离状态和卡合状态之间移动，其中当阀瓣处于闭合状态时闭合端以至少一个邻接点来与邻接部接触，臂限定了从臂锚定点向邻接点延伸以用于将阀瓣保持在闭合位置的臂力，经由臂将阀瓣打开力传递至阀体，

连接至臂的致动器，

其中当阀瓣位于闭合状态时，邻接点处于大致平行于阀座的几何平面中，所述几何平面将其一侧上的所述下腔室与所述上腔室相反侧上的所述上腔室分开；

其特征在于：

所述臂锚定点设置在所述上部腔室中，

使得当供给有压力的流体时，所述入口和所述阀瓣处于所述闭合位置，其中与所述开启力一致的线和与所述臂力方向或其平行移动一致的线之间的夹角小于45度；并且

其中所述致动器施加致动力以在阀瓣闭合时将所述臂保持在卡合状态，并可选地允许所述臂从卡合状态移动至脱离状态以允许所述阀瓣移动至至少部分打开的状态。

2.一种用于控制防火系统中的流体流动的阀门，所述阀门包括：

限定具有入口的下腔室和具有出口的上腔室的阀体，

设置在阀体中的阀座，

具有上部和下部的阀瓣，所述下部具有密封表面，设置在阀体中的所述阀瓣能够从闭合位置移动到至少部分打开的位置，在所述闭合位置中所述密封表面与阀座充分接触以阻止流体从入口流至出口，

绕臂锚定点可旋转连接至阀体的臂以用于将阀瓣保持在闭合位置，所述臂具有闭合端并能够在脱离状态和卡合状态之间移动，在卡合状态中阀瓣处于闭合状态而闭合端以至少一个邻接点来与邻接部接触，所述臂限定了从臂锚固点向邻接点延伸的臂力，

用于将臂从卡合状态向脱离状态加载的连接至臂的致动器，

其中当阀瓣位于闭合状态时，邻接点处于平行于阀座的几何平面中，该平面在其一侧的平面上侧限定在其相对侧上的平面上侧，所述从闭合位置开始的阀瓣旋转方向朝向上腔室；

其特征在于：

所述臂固定点设置在所述平面上方，并且

当所述阀瓣处于闭合位置时，所述阀瓣顶部具有基本上设置在所述阀座的几何质心上方的邻接部，以避免需要铰接件。

3.如权利要求2所述的阀门，其中所述阀瓣邻接部被设置成使得得垂直于所述阀座并穿过所述阀座重心的线基本上延伸通过所述邻接点，并且其中所述阀瓣邻接部充分地延伸到所述上腔室中以允许所述阀瓣在从闭合状态转换到完全打开状态期间解放所述臂或其一部分。

4.如权利要求2或3所述的阀门，其中所述臂锚固点设置在所述阀瓣上方足够远的距离处，以允许所述阀瓣在从闭合状态转换到完全打开状态期间解放所述臂锚固点。

5.如前述任一项权利要求所述的阀门，其中所述阀门还包括臂滚轮或球体，所述臂滚轮或球体连接至所述闭合端或所述邻接部，其中所述至少一个邻接点位于所述滚轮或球体上。

6.如前述任一项权利要求所述的阀门，其中所述臂力方向垂直于所述几何平面。

7.如前述任一项权利要求所述的阀门，其中所述致动器在所述锚定点和所述邻接点之间向所述臂施加致动器力。

8.如前述任一项权利要求所述的阀门，其中所述邻接部与所述密封表面成角度。

9.如前述任一项权利要求所述的阀门，其中所述臂还包括远离所述臂锚定点延伸而超过所述闭合端并向其偏移的臂杆。

10.一种用于控制防火系统中的流体流动的阀门，所述阀门包括：

限定具有入口的下腔室和具有出口的上腔室的阀体，

设置在阀体中的、限定密封口的阀座，

具有顶部和底部的阀瓣，所述顶部具有抵接部，所述底部具有密封表面，所述阀瓣通过阀瓣铰接件连接至阀体并能够围绕该处从闭合位置铰接旋转到至少部分打开的位置，在所述闭合位置中所述密封表面与阀座充分接触以阻止流体从入口流至出口，所述从闭合位置开始的阀瓣旋转方向朝向出口，

绕臂锚定点可旋转连接至阀体的臂，所述臂具有闭合端并能够在脱离状态和卡合状态之间移动，其中当阀瓣处于闭合状态时闭合端以至少一个抵接点来与抵接部接触，从而限定从臂锚定点向抵接点延伸的臂力，以用于将阀瓣保持在闭合位置，且经由臂将阀瓣打开力传递至阀体，所述臂包括至少细长的第一段和细长的第二臂细长段，所述第一段和第一和第二段细通过其间的臂铰接件连接并且可绕其旋转，臂的第一臂部段远离臂铰接件的部分连接到臂锚定点，闭合端在臂的第二臂部分段的远离臂铰接件的部分

连接至臂的致动器，

其中当阀瓣位于闭合状态时，抵接点处于大致平行于阀座的几何平面中，所述几何平面将其一侧上的所述下腔室与所述上腔室相反侧上的所述上腔室分开；

其特征在于：

所述臂锚定点设置在所述上腔室中，垂直于几何平面；

使得当有压力的流体至所述入口且所述阀瓣处于所述闭合位置时，所述流体向所述阀瓣施加具有方向的打开力，其中与所述开启力一致的线和与所述臂力方向或其平行移动一致的线之间的夹角小于45度，朝向所述阀瓣铰接件。

11.如权利要求10所述的阀门，其中当所述致动器对臂加载或允许臂移动到脱离状态时，臂铰接件的中心穿过臂力。

12.一种用于控制防火系统中的流体流动的阀门，所述阀门包括：

限定具有入口的下腔室和具有出口的上腔室的阀体，

设置在阀体中的阀座，

具有上部和下部的阀瓣，所述上部具有邻接部，所述下部具有密封表面，所述阀瓣通过阀瓣铰接件连接至阀体并能够围绕该处能够从闭合位置铰接旋转到至少部分打开的位置，在所述闭合位置中所述密封表面与阀座充分接触以阻止流体从入口流至出口，

绕臂锚定点可旋转连接至阀体的铰接臂，所述臂具有闭合端并能够在脱离状态和卡合状态之间移动，其中当臂在卡合状态中而阀瓣处于闭合状态中时，臂和邻接臂彼在至少一个邻接点处彼此接触以将阀瓣保持在闭合位置，所述臂锚定点设置在抵接点的下方，并且

用于对臂加载或允许臂从卡合状态移动至脱离状态的连接至臂的致动器；

其特征在于：

球体或滚轮可旋转地连接到封闭端或邻接部，使得当阀瓣处于关闭状态并且臂处于卡合状态时，至少一个邻接点位于滚轮或球体上。

Claims (14)

1.一种用于控制防火系统中的流体流动的阀门，所述阀门包括：

限定具有入口的下腔室和具有出口的上腔室的阀体，

设置在阀体中的、限定密封口的阀座，

具有顶部和底部的阀瓣，所述顶部具有抵接部，所述底部具有密封表面，所述阀瓣通过阀瓣铰接件连接至阀体并能够围绕该处从闭合位置铰接旋转到至少部分打开的位置，在所述闭合位置中所述密封表面与阀座充分接触以阻止流体从入口流至出口，所述从闭合位置开始的阀瓣旋转方向朝向出口，

绕臂锚定点可旋转连接至阀体的臂，所述臂具有闭合端并能够在脱离状态和卡合状态之间移动，其中当阀瓣处于闭合状态时闭合端以至少一个抵接点来与抵接部接触，从而限定从臂锚定点向抵接点延伸的臂力，以用于将阀瓣保持在闭合位置，且经由臂将阀瓣打开力传递至阀体，

用于将臂从卡合状态向脱离状态加载或允许臂从卡合状态移动至脱离状态的连接至臂的致动器，

其中当阀瓣位于闭合状态时，抵接点处于大致平行于阀座的几何平面中，所述几何平面将其一侧上的所述下腔室与所述上腔室相反侧上的所述上腔室分开；

其特征在于：

所述臂锚定点设置在所述上腔室中，

使得当有压力的流体供给至所述入口且所述阀瓣处于所述闭合位置时，所述流体向所述阀瓣施加具有方向的打开力，其中与所述打开力一致的线和与所述臂力方向或其平行移动一致的线之间的夹角小于45度。

2.一种用于控制防火系统中的流体流动的阀门，所述阀门包括：

限定具有入口的下腔室和具有出口的上腔室的阀体，

设置在阀体中的阀座，

具有顶部和底部的阀瓣，所述底部具有密封表面，设置在阀体中的所述阀瓣能够从闭合位置移动到至少部分打开的位置，在所述闭合位置中所述密封表面与阀座充分接触以阻止流体从入口流至出口，

绕臂锚定点可旋转连接至阀体的臂，所述臂具有闭合端并能够在脱离状态和卡合状态之间移动，其中当阀瓣处于闭合状态时，闭合端以至少一个抵接点来与抵接部接触，从而限定从臂锚定点向抵接点的方向延伸的臂力，用于将阀瓣保持在闭合位置；

用于将臂从卡合状态向脱离状态加载的连接至臂的致动器，

其中当阀瓣位于闭合状态时，抵接点处于平行于阀座的几何平面中，该平面限定在其一侧上的平面下侧和在其相对侧上的平面上侧，所述从闭合位置开始的阀瓣旋转方向朝向平面上侧；

其特征在于：

所述臂锚定点设置在所述平面上方，并且

当所述阀瓣处于闭合位置时，所述阀瓣顶部具有基本上设置在所述阀座的几何质心上方的抵接部，以避免需要铰接件。

3.如权利要求2所述的阀门，其中所述阀瓣抵接部被设置成使得垂直于所述阀座并穿过所述阀座质心的线基本上延伸穿过所述抵接点，并且其中所述阀瓣抵接部充分地延伸到所述上腔室中以允许所述阀瓣在从闭合状态转换到完全打开状态期间不干扰所述臂或其一部分。

4.如权利要求2或3所述的阀门，其中所述臂锚固点设置在所述阀瓣上方足够远的距离处，以允许所述阀瓣在从闭合状态转换到完全打开状态期间不干扰所述臂锚固点。

5.如前述任一项权利要求所述的阀门，其中所述阀门还包括臂滚轮或球体，所述臂滚轮或球体连接至所述闭合端或所述抵接部，其中所述至少一个抵接点位于所述滚轮或球体上。

6.如前述任一项权利要求所述的阀门，其中所述臂力的方向垂直于所述几何平面。

7.如前述任一项权利要求所述的阀门，其中所述致动器在所述锚定点和所述抵接点之间向所述臂施加驱动力。

8.如前述任一项权利要求所述的阀门，其中所述抵接部与所述密封表面成角度。

9.如前述任一项权利要求所述的阀门，其中所述臂还包括远离所述臂锚定点延伸而超过所述闭合端并向其偏移的臂杆。

10.如前述任一项权利要求所述的阀门，其中所述阀门还包括横向水道扩大部，该横向水道扩大部从水道沿至少部分远离阀瓣边缘的方向横向延伸。

11.如前述任一项权利要求所述的阀门，其中所述臂力与在至少一个抵接点处垂直于所述抵接部的打开力的至少一个分量形成角度，该角度远离由致动器施加到臂的力而延伸。

12.如前述任一项权利要求所述的阀门，其中所述臂包括至少细长的第一段和细长的第二段，所述第一段和第二段通过其间的臂铰接件连接并且可绕其旋转，臂的第一段远离臂铰接件的部分连接到臂锚定点，闭合端在臂的第二段的远离臂铰接件的部分。

13.如权利要求13所述的阀门，其中当所述致动器对臂向脱离状态加载或允许臂移动到脱离状态时，臂铰接件的中心穿过臂力。

14.一种用于控制防火系统中的流体流动的阀门，所述阀门包括：

限定具有入口的下腔室和具有出口的上腔室的阀体，

设置在阀体中的阀座，

具有顶部和底部的阀瓣，所述顶部具有抵接部，所述底部具有密封表面，所述阀瓣通过阀瓣铰接件连接至阀体并能够围绕该处能够从闭合位置铰接旋转到至少部分打开的位置，在所述闭合位置中所述密封表面与阀座充分接触以阻止流体从入口流至出口，

绕臂锚定点可旋转连接至阀体的铰接臂，所述臂具有闭合端并能够在脱离状态和卡合状态之间移动，其中当臂在卡合状态中而阀瓣处于闭合状态中时，臂和抵接部彼在至少一个抵接点处彼此接触以将阀瓣保持在闭合位置，以及

用于将臂从卡合状态向脱离状态加载或允许臂从卡合状态移动至脱离状态的连接至臂的致动器；

其特征在于：

球体或滚轮可旋转地连接到闭合端或抵接部，使得当阀瓣处于闭合状态并且臂处于卡合状态时，所述至少一个抵接点位于滚轮或球体上。