CN1104918C - 灭火设备阀与灭火设备 - Google Patents

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Abstract

一种灭火装置，包括在压力下保持气体的容器(12)，设计用以驱动装置的可熔空心元件(48)。可熔空心元件(48)连接到灭火剂容器(12)上，以使它可由容器内的压缩气体所激发。在灭火剂容器(12)与可熔空心元件(48)之间装有压力调节器(42)。压力调节器(42)可以使装置例如采用CO2作为灭火剂，并即使在外界温度广泛地变化的情况下也能运行。可熔空心元件(48)也可以设计用作灭火剂的供给管线。本发明还提供一种用于这种灭火装置的阀。

Description

灭火设备阀与灭火设备
                            技术领域
本发明涉及灭火设备阀及具有这种阀的灭火设备。
                            背景技术
本申请者用“Fire TraceSystem”名字销售一种灭火设备，它能在万一着火时不用外界能量就能自动解扣。“Fire TraceSystem”基本上至少包括：一个灭火介质罐，内盛作为推进剂或灭火气的气体压力介质；以及专门水龙管，它与灭火介质罐连通，并由灭火罐内的气体压力介质加压。专门水龙管在压力下安装在具有着火隐患的位置上方。它包括专门开发的，防老化的，防渗漏的聚合物以及设计在例如100℃至110℃温度之间使水龙管壁破裂并使气体压力介质逸放。
有两种“Fire TraceSystem”变异体。在第一种变异体中水龙管直接连接到灭火介质罐上。当万一着火时水龙管破裂，灭火介质经过水龙管一直流到破裂点并在这里释放。因此水龙管既作为解扣元件又作为灭火介质的传送线。在第二种变异体中，水龙管通过专用灭火设备阀连接到灭火介质罐上。一旦水龙管中的压力相对灭火介质罐中压力下降时，控制阀打开，把灭火介质罐中内盛物释放出来。在水龙管中产生压力降，当万一着火时在热的作用下水龙管可以在任何一处破裂。装有这种变异体在万一着火时几个灭火介质罐可以同时作用，所以例如在一个闭合空间中，可以毫无困难地实现一定浓度的气体灭火介质。
上述灭火设备阀包括阀座，安放在阀座上的隔膜型闭合元件以及闭合元件在其中形成压力区的解扣室。通过闭合元件连接孔把在压力下的解扣室与灭火介质罐连通。闭合元件连同它的压力区是这样设计与安排的，即在灭火介质罐与解扣室压力相等时压向阀座，而当解扣室中压力降落时提起离开阀座。在解扣室中压力降落是由于直接连接到解扣室中的水龙管破裂造成的。
例如在EP-A-0010465与GB-A-2115905中公开的具有闭合活塞的灭火设备阀同样适用于“Fire TRaceSystem”。
到目前为止，“Fire TRaceSystem”已绝对成功地应用了灭火粉，水，AFFF泡沫或新的卤素交换气体，但是“Fire TRaceSystem”的操作原理不适宜采用CO2作为灭火介质。因为在CO2灭火介质罐中气体压力与温度密切相关，当外界温度波动时，解扣温度就可能发生不可接受的变化。解扣温度的这种变化是绝对不利的，因为当外界温度高时解扣温度下降，而当外界温度低时它却增高。
从US-A-4,356,868中可知道具有可熔解扣/灭火管线的固定CO2灭火系统。在这个CO2灭火系统中，二氧化碳罐是通过气体分配器以及一连接管线连接到阀开关箱体多位阀系统。这个阀系统包括常闭的气动可脱扣三通阀以及压力控制器。后者在减弱后的压力下通过其中集成有流量限制器的公共连接管线将二氧化碳供给可熔解扣/灭火管线以及在三通阀上的气动解扣装置。一旦着火时，在可熔解扣/灭火管线上形成孔洞，二氧化碳就从这个孔洞中逸出，造成在解扣/灭火管线中并因而在三通阀的解扣连接中压力的降落。因而三通阀的气动解扣装置解扣。后者现在又通过压力控制器的旁路线将解扣/灭火管线连接到连接管线。二氧化碳在高压下现在可以从缸筒中经过旁路线与三通阀流入灭火管线。
                            发明内容
本发明就基于这样的任务，要使得上述的这种型式灭火设备的解扣温度通过一新的紧凑型灭火设备阀远远地与外界温度的变化无关。
根据本发明，提供一种灭火设备阀，包括：一阀体，其具有在灭火介质罐上的用于螺接阀的连接部件；在阀体中的阀座；在阀体中的解扣室；与阀体结合的阀盖，用于闭合解扣室；与阀座结合的闭合元件，形成解扣室中形成压力区；压力平衡孔，位于解扣室与连接部件之间；闭合元件连同它的压力区的设计与安装使得当连接部件(18)与解扣室(34)中的压力相同时，它压向阀座(26)；连接在解扣室(34)上的解扣连接(46)，解扣连接(46)可以在解扣室(34)中形成压力降落，这样闭合元件(28)就可以提离它的阀座(26)；一个出口连接(24)，带有一个灭火介质出口导管(22)，它是这样安排的，当闭合元件(28)提离它的阀座(26)时，灭火介质可通过阀座(26)流入出口导管(22)，在解扣室(34)与解扣连接(46)之间安装有压力控制器(42)。根据本发明在解扣室和阀的解扣连接之间的压力控制器减小了在可熔空心体中的压力以及削弱了在灭火介质罐中压力波动对连接到解扣连接上的可熔空心体压力的作用。这样就使得由可熔空心体的熔化性能与空心体内部压力决定的解扣温度可以远远地与造成灭火介质罐中压力波动的温度变化无关。因而根据本发明即使在外界温度明显变化时灭火设备也可以采用CO2作为灭火介质来运行。
此外，安置在解扣室和阀解扣连接之间的压力控制器还具有下述优点：
可熔空心体中的压力可以与灭火介质罐中的气体压力无关地进行调整，使得同样一个可熔空心体可以用于所有各种灭火介质与所有填充压力而仍然实现同一解扣温度；
可熔空心体中的内部压力可以很容易地通过压力控制器以及与所处条件相适宜的解扣温度来调整。为了防止在外界高温下的误解扣，通过压力控制器可以调整到高的解扣温度；
由于可熔空心体在低压下工作，可熔空心体面临低应力，所以它的老化就更缓慢并能保持长期运行。
连接到阀的解扣连接上的可熔空心体一般就是可熔水龙管，它的自由端密封并安装在具有着火火隐患的位置上方。但是如果将可熔空心体例如设计成小筒状，刚性的管状网络或者大面积的气垫也没有超出本发明的范围。唯一的重要因素是在某一特定内部压力下在某一特定温度(例如100℃)时可熔空心体破裂并使压力气体逸出。当然可熔空心体必须也是足够防老化与防渗漏的。
为了防止在可熔空心体中由于例如空心体中气体受热或压力控制器失误造成的压力增高，可熔空心体最好应连接一个过压阀。
灭火介质可以是灭火粉或灭火液，压力介质可以是推进剂气体，例如氮。但灭火介质也可以是灭火气。本发明的最大优点是可用二氧化碳作为灭火介质。应该指出这样可形成非常简单、自动解扣的CO2灭火设备，它不需要电接触，完全不需要外界能量来运行，很少维修，对错误不敏感且在极端外界条件仍能高度可靠运行。这种自动解扣的CO2灭火设备能很好地用于例如开关齿轮，机房，电机以及紧急发电装置的保护中，而在这些地方外界温度在-20℃到+60℃之间的变化则是经常能遇到的。
根据本发明借助灭火设备阀，任何便携式或移动式CO2灭火设备例如都可以用于自动解扣灭火设备，而不需要外部能量连接。
本推荐的灭火设备阀最好包括阀体与阀盖，压力控制器安装在阀盖内。锁紧装置可以在闭合位置时锁紧压力控制器，这样就可以在除去可熔空心体时防止灭火设备的排空。
压力控制器最好具有予应力的弹簧元件，藉此通过弹簧元件的予应力可以在灭火设备阀的解扣连接中形成压力。这样就可以借助改变弹簧元件的予应力来设定解扣连接中的压力，从而设定解扣温度。
                           附图说明
下面借助附图来介绍根据本发明的灭火设备和灭火设备阀的示范性实施例，其中：
图1是装于根据本发明灭火设备中使用的根据本发明的灭火设备阀10的纵剖视图；
图2是图1中根据本发明灭火设备阀用于根据本发明灭火设备的另一个替代实施例中。
                        具体实施方式
灭火设备阀10螺旋连接在灭火介质罐12上。在所介绍的实施例中本灭火介质罐12例如是CO2缸形罐，图上只画出了其颈部的剖面图。在CO2缸筒中的气体压力例如在外界温度是20℃时为60巴。如果外界温度上升到60℃，那末根据填充因数在CO2缸筒中的气体压力就可能增加到170到220巴之间。
灭火设备阀10基本上包括：阀体14，例如也可用于手动解扣CO2灭火设备，以及新型阀盖16。
阀体14包括连接部件18，它螺旋连接到CO2缸筒12的颈部。在连接部件18中设有直接与CO2缸筒内部连通的连接导管20。标号22标示安设在阀体14横向连接部件24中的灭火介质的出口导管。其上有闭合元件28的阀座26位于连接导管20与出口导管22之间。闭合元件28设计成为闭合活塞，它的尺寸能在阀座上方缸筒腔30中轴向移动。在所示的阀的位置上，闭合元件28的端面32处在密封阀座26上，连接导管20与出口导管22通过阀座26之间以气密闭合地连接。
缸筒腔30由阀盖16轴向闭合，作为其下的解扣室34就分开在闭合元件28之后。在解扣室内，闭合活塞28的第二端面形成压力区36。闭合活塞28具有轴向孔38，它贯通于第一与第二端面32与36的中心。通过孔38就可以在解扣室内建立与在连接导管20中同样的压力。如果解扣室34的截面大于座32的截面，当在解扣室34内的压力与在连接导管20中相同时，液体静止闭合力就作用在闭合活塞28上的阀座26方向上，它密封阀座26。如果反过来，在解扣室34中引起压力降落，也就是从解扣室34中排放的气体快于它通过孔38充填的气体，那末就产生作用在闭合活塞28上的阀盖16方向上的液体静止开启力。活塞28压在阀盖16上，由此密封元件40闭合孔38的端部，使得不再有气体能流入解扣室34中。阀现在打开，同时灭火介质能经过阀座26流入连接部件24，然后又经过出口导管22从阀体排放。
经过导管44连接到解扣室34的压力控制器42安装在阀盖16里面。在压力控制器的出口侧设有解扣连接46，它与称为“Fire Trace”的水龙管48连接。水龙管为中空体，是这样设计的，当其在某一点上壁温超过某一极限值时，它就可以在某一内部压力下破裂。
水龙管48内的内部压力是由安装在解扣室34与解扣连接46之间的压力控制器42来建立的。这样就可以降低在灭火介质罐12内高气压到与解扣温度相应的水龙管48中的低内压。如果灭火介质罐12内的气压变化，压力控制器42保持水龙管48中的内压在大致恒定的水平上或至少大大减小水龙管48中压力波动的限度。
可以设计成各种型式的压力控制器。例如图1就是一种特殊的简单弹簧负荷的压力控制器42。这种压力控制器通过连接孔52把第一腔50与第二腔54连通。驱动活塞56适配在第二腔54中并可在其中轴向移动。直径比连接孔52小的轴58机械地把驱动活塞56连接到第一腔50中的闭合体60上。包含在第一腔50中连接孔52端部的座连接于具有密封环的闭合体60。座的自由截面大大小于第二腔54的截面。弹簧62将弹簧力沿第一腔50的方向作用在驱动活塞56上。弹簧62通过盖64预先压紧，该盖可拧入。在弹簧力的作用下，闭合体60从它的座上被提起，气体就可以经过连接孔52从第一腔50流入第二腔54并经过解扣连接46流入水龙管48。作用在驱动活塞56上的流体静压力在第二腔54内建立压力。液体静压力反抗弹簧力，最后沿盖64方向移动驱动活塞56直到闭合体60静止在它的座上并作为密封件。在缸筒12内的压力增加现在不再作用在水龙管48内的压力。如果相反，当预期情况着火时水龙管48破裂，第二腔54中的压力降低到外界压力，弹簧62把驱动活塞56推向第一腔50，闭合体60就从它的座上提起。此时弹簧62自然必须克服流体静压力，在第一腔50中的气体压力就作用闭合体60上。气体现在就可以经过导管44，第一腔50，连接孔52以及解扣连接46从解扣室34流入破裂水龙管48并逸入周围环境。当气体从解扣室34流出快于新气体经孔38流入时，闭合活塞28就如上述由缸筒12中的压力压向盖部16。气体也就不再流入解扣室34中，因此阀保持开启直到缸筒12全部排空。
标号66标示压力控制器42的锁紧装置。这个安装在阀盖16中作为压力控制器42的轴向延伸的锁紧装置66例如包括弹簧调节螺丝67，当将其旋入后，它把闭合体60压紧在它的座上。可密封盖68防止接近弹簧调节螺丝67。当压力控制器42处于锁紧位置时，水龙管48可以不需要对阀解扣而从解扣连接46上拆下。
最好在水龙管48上连接一个过压阀70以防止在压力控制器中细小的漏泄时，随时间而在水龙管48内压力的增加。
图2是上述灭火设备阀10用于根据本发明灭火设备的另一个替换实施例中。在这个实施例中，“Fire Trace”水龙管48′直接连接到阀10的连接部件24上。“Fire Trace”水龙管48′形成可熔闭合空心体，它通过连接管线100连接到灭火设备阀10的解扣连接46上。连接线100当然也可以直接在阀10中集成。由压力控制器42建立的内压当阀闭合时分布在“ Fire Trace”水龙管48′中。一旦发生着火时，“Fire Trace”水龙管48′就在着火位置上方破裂，在“Fire Trace”水龙管48′内的压力就降到外界压力。阀10中的压力控制器42打开并引起阀10的解扣室34内的压力降落。闭合活塞28离开它的阀座26，灭火介质就可以通过连接部件24流入“Fire Trace”水龙管48′中。灭火介质通过最好比图1中“Fire Trace”水龙管48截面为大的这个“Fire Trace”水龙管48′流入着火位置上方的破裂点并在那儿释放。这个灭火设备因而具有附加优点，就是灭火介质可以在着火点上方释放，而且灭火介质罐12中的不减小的内压可以用以释放灭火介质。

Claims (11)

1.一种灭火设备阀，包括：
一阀体(14)，其具有在灭火介质罐(12)上的用于螺接阀的连接部件(18)，
在阀体(14)中的阀座(26)，
在阀体(14)中的解扣室(34)，
与阀体(14)结合的阀盖(16)，用于闭合解扣室(34)，
与阀座(26)结合的闭合元件(28)，形成解扣室(34)中形成压力区，
压力平衡孔(38)，位于解扣室(34)与连接部件之间，闭合元件(28)连同它的压力区的设计与安装使得当连接部件(18)与解扣室(34)中的压力相同时，它压向阀座(26)，
连接在解扣室(34)上的解扣连接(46)，解扣连接(46)可以在解扣室(34)中形成压力降落，这样闭合元件(28)就可以提离它的阀座(26)，
一个出口连接(24)，带有一个灭火介质出口导管(22)，它是这样安排的，当闭合元件(28)提离它的阀座(26)时，灭火介质可通过阀座(26)流入出口导管(22)，
其特征是，在解扣室(34)与解扣连接(46)之间安装有压力控制器(42)。
2.根据权利要求1所述的灭火设备阀，其特征是，在灭火介质的出口导管(22)与解扣连接(46)之间具有连接管线(100)。
3.根据权利要求2所述的灭火设备阀，其特征是，闭合元件(28)是闭合活塞，所述压力平衡孔(38)位于其中。
4.根据权利要求3所述的灭火设备阀，其特征是，闭合活塞具有第一端面(32)和与其轴向相对的第二端面(36)，第一端面(32)可以紧密压向阀座(26)，第二端面(36)在所述解扣室(34)中形成所述闭合活塞(28)的所述压力区，
闭合活塞(28)中的压力平衡孔(38)在第一与第二端面(32，36)中形成中心开口，
第二端面(36)可以压向与阀座(26)轴向相对的一密封座(40)，以使得在第二端面(36)中的压力平衡孔(38)的开口与解扣室(34)之间密封。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的灭火设备阀，其特征是，在阀盖(16)内装有压力控制器(42)。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的灭火设备阀，其特征是，锁紧装置(66)用以锁紧在闭合位置中的压力控制器(42)。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的灭火设备阀，其特征是，压力控制器(42)包括具有予应力的弹簧元件(62)，藉此通过弹簧元件(62)的予应力就可以在解扣连接(46)中建立压力。
8.一种灭火设备，包括具有螺纹旋入的根据权利要求1至4中的任一项的灭火设备阀的二氧化碳缸筒。
9.根据权利要求8所述的灭火设备，其特征是可熔解扣水龙管(48)与解扣连接(46)连接。
10.根据权利要求8所述的灭火设备，其特征是可熔解扣水龙管(48′)与连接部件(24)以及连接管线(100)连接，连接管线(100)又将解扣水龙管(48′)与解扣连接(46)连接。
11.根据权利要求8所述的灭火设备，其特征是可熔解扣水龙管(48)连接过压阀(70)。
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