CN112219050A - 用于湿式喷淋灭火系统的集合控制和止回功能的阀门总成 - Google Patents

Abstract

用于湿式喷淋灭火系统的集合控制和止回功能的阀门总成包括球阀形式的控制阀和安装在所述球阀的流量通道内的单向止回阀。安装在所述阀门总成上的阀门驱动组件有选择地在所述球阀的打开位置和闭合位置之间旋转所述球阀。阀门驱动组件安装在所述阀门总成的第一侧并旋转固定于该阀球上，由此阀门驱动组件的旋转使得该阀球在打开和闭合位置之间旋转。在与所述阀门总成第一侧面成角度间隔的第二侧面形成侧面开口。所述侧面开口的位置与所述球阀在其闭合位置处的流量通道对齐，从而提供进入所述止回阀的通路。

Description

用于湿式喷淋灭火系统的集合控制和止回功能的阀门总成

相关申请的交叉引用

本申请要求来自美国临时专利申请的优先权，该申请的编号为62/649,680，题目为“湿式管道系统控制阀门总成”，申请日期为2018年3月29日，该申请的全部内容援引加入本文。

技术领域

本发明总体上涉及流体流量阀门总成，而且更具体地涉及喷淋灭火系统中装配于立管的阀门总成，该阀门总成用于监测和控制向下游喷淋器释放的水。

背景技术

为保护商业或者非商业财产而设计的灭火喷淋系统包括控制阀、止回阀、水流量检测开关、测试阀、排水阀和泄压阀中的一些组合或全部。控制阀用于允许流向其下游的喷淋器的水选择性地关闭，例如出于维护目的。止回阀用于单向导流且阻止液体逆流，旨在维持灭火系统下游部分的液流和液压，例如在供水口因进行系统维护而停止供水时，止回阀可维持其下游部分的液流及液压不变。流量检测开关基础功能为，当灭火喷头启用时，触发警报。检测阀用于检测喷淋灭火系统，排水阀用于排空喷淋系统，例如同样出于相关的维护目的。泄压阀用于保证喷淋系统内的水压不超过安全水平。

这些产品可从不同的商业供应商处单独获得。按照惯例，在喷淋系统安装期间，检测阀和排水阀、泄压阀和流量检测开关沿着接近控制阀和/或止回阀的大型歧管/管道网络分别安装在各自的导管上。因此，喷淋系统的管道歧管具有相对较大的占地面积，制造成本高并且组装还费时、复杂以及成本高。例如，最大的喷淋系统控制阀(直径8英寸或更大)，与管道歧管、导管和其上安装的附件组合后，通常重达几百磅。

而且，为了符合认证和许可需求，根据美国消防协会(National Fire ProtectionAssociation)制定的行业公认标准，自动喷淋灭火系统需要定期检测和测试。其中一项检测为每五年检测一次止回阀，以确保活动的阀门部件自由活动；检测可能导致水泄漏的阀座损坏情况以及检查阀门整体内部健康情况。通常为了进行检测和/或更换，必须卸下止回阀。由于止回阀位于水流动通道内，需要在测试前排空整个系统，这非常麻烦。

此外，溶解氧，即包含在水中的氧气量，是腐蚀剂，而且溶解氧的浓度与金属的腐蚀速率成正比。氧气进入水中，部分是通过氧气在空气-水界面上的转移。综上，由于检测止回阀需要排净喷淋防火系统管道中原有的水之后再注入新的水，而管道中原有的水因几乎与空气隔绝而水溶氧量很低，故换水过程会显著提升管道内水的溶氧量，因此喷淋灭火系统内部部件的整体腐蚀速率将随着每次的换水过程而增加。

因此，制造具有紧凑占地面积的控制阀总成将是有利的，该控制阀总成具有控制阀和止回阀、流量检测开关、检测阀、排水阀和可调的泄压单元，或者其中的部分组合，从而取消大型管道歧管和相关的占地面积，并将制造成本和时间以及其中的装配复杂度降至最低。制造这样一个能够隔离和进入水流通道中止回阀的控制阀总成，从而能够在不需要排空整个系统的情况下进行检测和/或维护，这将是更有利的。

发明内容

简而言之，本公开的一方面涉及用于湿式喷淋灭火系统的集合控制和止回功能的阀门总成。该阀门总成包括定义了该阀门总成入口的阀体、出口和介于两者之间的阀体液流通道液流通道。球阀设置于该阀体内，并包括旋转的阀球、位于该阀球入口侧的上游阀座环和位于该阀球下游侧的下游阀座环。该阀球具有入口开口、出口开口和介于两者之间的阀球液流通道，而且上游和下游阀座环被配置为除了通过该阀球液流通道的液体流动外，基本上隔离了阀球上游侧和下游侧之间的液体流动。阀门驱动组件被配置为在打开位置和闭合位置之间可选择地旋转阀球，该打开位置将阀球液流通道与阀体流体流动通道液体连接从而允许液体穿过阀球从阀体的入口流动至出口，该闭合位置基本上断开阀球液流通道与阀体液流通道的液体连接从而基本上阻止从阀体入口至出口的液体流动。阀门驱动组件包括从阀体外侧延伸的连接杆，穿过阀体的第一侧并与阀球旋转固定连接，由此连接杆旋转使得阀球在打开位置和闭合位置之间旋转而不受阀球上的压差影响。单向止回阀安装在阀球内，并且根据止回阀上的压差可在闭合位置和打开位置之间移动，在闭合位置堵住通过阀球液流通道的流体流动，在打开位置允许穿过阀球液流通道从入口侧到其出口侧方向上的流体流动。侧面开口形成于阀体的第二侧面，该阀体第二侧面与阀体的第一侧成将近90°的角度间隔。该侧面开口的位置与阀球闭合位置处的阀球液流通道对齐并进入其中，并且侧面开口的尺寸允许止回阀通过。侧面阀盖可拆卸地将侧面开口关闭。

附图说明

结合附图来阅读时，将更好地理解本发明的下述实施例。然而，应当理解的是，本发明并不限于所示的精确的布置和手段。附图中：

图1是根据本发明第一实施例的两件组合式控制阀门总成的侧前位透视图；

图2是图1中组合式控制阀门总成的侧立面图；

图3是图1中组合式控制阀门总成沿着图1中的截面线3-3的剖面图；

图4是图2中的组合式控制阀门总成沿着图1中的截面线4-4的剖面图；

图5是根据本发明第二实施例的控制阀门总成的前侧透视图；

图6是图5中的控制阀门总成沿着图5中的截面线6-6的剖面图；

图7是图5中的控制阀门总成沿着图5中的截面线7-7的剖面图；

图8是集成到图5中的组合式控制阀门总成的控制阀上的止回阀爆炸图；

图9A是根据本发明第三实施例的控制阀门总成的剖面图；和

图9B是图9A中控制阀总成的阀座环的局部放大剖面图。

具体实施方式

以下描述中使用的一些术语，仅为方便起见并不受限制。词语“下面”、“底部”、“上面”、“顶部”定义了图纸中的参考方向。根据本公开，词语“向内”、“向外”、“向上”、“向下”分别指示了朝向和远离该控制阀门总成几何中心及其指定部分的方向。除非本文中另有说明，术语“一”、“一个”和“这个”不限于一个元素，而是应理解为“至少一个”。术语包括上述词语及其派生词和具有类似含义的词语。

应当理解的是，当指示本发明部件的尺寸特征时使用的“大约”、“大概”、“一般”、“基本上”等术语，表示所描述的尺寸/特征不是严格的边界或者参数，并且不排除功能相似的微小变化。至少，这种包括数值参数的引用将包括使用本领域公认的数学和工业准则的变形(例如，圆整、测量或系统误差、制造偏差等)，不会改变最低有效数字。

详细参考附图，其中相同的编号始终代表相同的元素，如图1-4所示，总体上，根据本发明的第一实施例的湿式喷淋灭火系统的控制阀门总成(CVA,Control ValveAssembly)指定为10。通常情况下，CVA 10用于多层房屋喷淋灭火系统(图中未示)中的湿式立管(图中未示)。本领域普通技术人员应当理解的是，湿式立管一般垂直延伸贯穿房屋各楼层，并在每一层通过一个CVA 10引出分支管道。各楼层的CVA 10由立管向本层的喷淋器引水。在测试和维护时，CVA 10还用于排空灭火系统中的水，因此CVA 10具有一控制阀门(详见下文描述)；CVA 10还可以用于控制切断喷淋器的供水，例如在火灾结束时。

CVA 10包括两个主要部件：上游控制组件12，与下游止回阀门组件114串联，连接方式后文将详细描述。控制组件12定义了CVA 10在其底端(根据图中描绘的CVA 10的方向)的入水口12a，用于接收来自湿式立管的水，另外止回阀门组件14定义了CVA 10在其最上端(根据图中描绘的CVA 10的相同方向)的主出水口14b，通过该主出水口，水从CVA 10流出并进入喷淋器(图中未示)。在一实施例中，12a和14b两端均可有各自的外围凹槽，用于以传统的方式与其他装置或管长度相连接。或者，12a和14b中的一端或两端可以通过螺纹(图3、4)、法兰或者其他常用连接方式相连接。

控制组件12可通过手动控制关闭CVA 10，用于维护目的或者在火灾结束后关闭喷淋器。本领域普通技术人员应当理解的是，除了出于维护目关闭CVA 10外，一般情况下CVA10要保持完全打开，以确保在紧急事件中，向喷淋器提供充足水流。

如图3和4中绘制所示，控制组件12包括球阀15。球阀15包括一通常为圆柱形(管状)的阀体18，该阀体18内设有一穿孔的而且可旋转/枢转的阀球16。阀体18具有密封阀座环17a，密封阀座环为两端连接例如环形，设于阀球16的入水口侧即其下方，以及在阀球16出水口侧即其上方的相对的密封阀座环17b。应当理解的是，密封阀座环17a、17b可以由金属、聚合物、其组合物等制成。本领域普通技术人员还应当理解的是，阀座环17a、17b作用为密封并防止液体从阀球16外部流通，确保液体只能从阀球16内部流通。阀球16包括入水口开口16a和相对的出水口开口16b，以及通道16c，例如在两者之间延伸的钻孔通道。本领域普通技术人员应当理解的是，球阀15是四分之一阀门，当通道16c与从控制阀门组件12的入水口12a到出水口12b的水流方向一致时球阀15打开(参见图3、4)；当阀球16绕阀体18的直径轴线旋转大致90°时球阀15关闭(参见图9A)，即通道16c与水流方向垂直。球阀15需要确保在关闭时阻止液体流过阀体，在打开时使液体流过阀体18。阀体18在其一端定义了入水口12a并在其另一端定义了相对的出水口12b，其与止回阀组件14的入水口14a流体连通。

阀门驱动组件22，用于在球阀15的打开和关闭配置之间选择性地旋转球阀15(不考虑球阀15上的压差)，包括在壳体21中的传动装置19(如图1、2中所示)，例如传统的、可在市场上买到的蜗杆传动装置，控制臂25通过手轮24可旋转地连接至其上。连接杆23的一端与阀门15的阀球16相连(以旋转固定方式)，连接杆23的另一端与传动装置19形成可操控的连接。

本领域普通技术人员可以很好地理解，通过顺时针和逆时针旋转使手轮24，可以使得阀球16旋转至打开和关闭的姿态，并与CVA 10的打开和关闭配置相对应。即，手轮24的选择性旋转使得控制臂25转动，控制臂25继而通过传动装置19转动连接杆23，从而转动阀门15的阀球16，使其在打开位置和闭合配置之间切换。或者，传动装置19也可以以本领域普通技术人员可以很好理解的方式提供减速比。应当理解的是，在装置内施以水压的情况下，减速比的设置相对于手动打开和闭合控制组件12的设置更具备机械方面的优势。

为了手动关闭CVA 10，例如出于维护目的或者在火灾事件结束后关闭洒水器的需求，使用者旋转手轮24以转动阀球16至其闭合位置。为了将CVA 10返回其正常工作条件(图3、4)，使用者反向旋转手轮24从而转动阀球16回到其打开位置。

控制组件12还可以，常规地，由一个或多个内部监控开关组成，例如防破坏开关，其以本领域普通技术人员可以很好理解的方式工作，并且以传统的方式可操作地连接至控制组件12。举例但不限于此，该监控/防破坏开关能够被阀门驱动组件22中的凸轮(图中未示)驱动，以传统的方式可操作地连接至控制组件12的阀门连接杆(图中未示)，从而在手轮24预定的转动圈数内改变开关的状态。监控开关还以本领域普通技术人员可以很好理解的方式工作连接至监控系统(图中未示)，当未经授权的人打开或者闭合CVA 10的控制组件12时，产生报警信号来启动警报、打开灯等。

止回阀组件14定义了通常为管状的、单片的止回阀体34，例如完整的、整体的、单一的止回阀体34。阀体34的底部端(根据图中描绘的CVA10的方向)，定义了入水口14a，用作球阀15的阀体18的阀盖20。阀体34的阀盖20固定在阀体18的出水口12b上，并且用作阀体18的覆盖部分。在图示的实施例中，阀盖20和阀体18的出水口12b通过紧固螺栓/螺母固定在一起，但是本公开不限于此。应当理解的是，也可以使用其他能够将控制组件12与止回阀组件14连接和分离的固定方式。阀体18的出水口12b的尺寸可容纳球阀15的内容部件通过，例如阀球16和阀座环17a和17b。例如，维护期间，球阀15的部件通过出水口12b插入阀体18中，然后止回阀组件14的阀盖20固定至控制组件12上。

如图3和4所示，阀盖20包括向下突出的环形唇，其尺寸与阀体18的出水口12b相匹配并可以插入其中，还与阀座环17b接触从而使阀座环17b、阀球16和下部阀座环17a之间紧密贴合而保持密封状态。集成至阀体34的阀盖20(连接阀体18)的一个优势是整体上减小了CVA 10的尺寸。在一实施例中，阀盖20使得CVA 10在大约8英寸以内，并且从CVA 10的入水口12a到CVA 10的出口14b的总长度大约10英寸，但本公开不限于此。

止回阀组件14的阀体34安装了止回阀30。在图示的实施例中，止回阀30采用瓣阀形式。然而，本领域普通技术人员应当理解的是，止回阀30不限于瓣阀，并且可以采用其他目前已知的或者今后已知的单向阀形式，需要能够防止液体倒流，能够执行文中所述的止回阀30的功能。举例说明但不限于此，止回阀30可以采用对夹阀、蝶阀、通常为具有盘状的可沿管道横截面绕轴枢转以限制液体流动方向的阀板的阀门，以及其他类似形式。

止回阀30位于阀体34内，并且包括两端连接的(例如环形的)阀座30a和可拆卸的阀瓣盘30b，其根据阀瓣盘30b上的水压差在打开位置(参见图6、8)和闭合位置(图3、4)之间枢转。在止回阀30的闭合位置上，阀瓣盘30b与阀座30a密封贴合从而防止液体从出水口侧14b到入水口侧14a流过止回阀30。在止回阀30的打开位置上，阀瓣盘30b向上枢转离开阀座30a，允许水从入水口侧14a到出水口侧14b流过止回阀30。助力构件(未示出)例如扭转弹簧，可以可旋地安装至阀体34的内侧并附在阀瓣盘30b上。助力构件向阀瓣盘30b施加预定的弹簧力以保持阀瓣盘30b与阀座30a密封配合。助力构件的助力可以通过阀瓣盘30b上的压差来克服，该压差对阀瓣盘30b产生了大于助力的力并与之方向相反。本领域普通技术人员应当理解的是，阀瓣盘30b也可以通过重力或者其他目前已知或将来可知的助力构件与阀座30a保持密封配合，能够执行文中所述的助力构件功能即可。

本领域普通技术人员应当理解的是，由于CVA 10与湿式立管流体相连，阀体34充满了水并且一直受压。阀门30上的水压力差也将阀瓣盘30b保持在闭合位置，即下游侧的水压大于上游侧的水压。当喷淋灭火系统被热事件，例如火灾，启动时，由于喷淋器喷淋，阀门30下游侧的水压降低，导致阀瓣盘30b上的压差形成大于弹簧30c的弹簧力的合力，并因此将阀瓣盘30b转向打开位置，使得水流过阀门30并流向喷淋器。

在图示的实施例中，在阀体34的侧壁上、接近止回阀30的位置，提供了开口(图中未示)。该开口的尺寸应能在止回阀30装配至阀体34内的期间接收止回阀30穿过其中(例如，在制造CVA 10的期间)。止回阀30安装至阀体34内后，可拆卸的盖板55以本领域普通技术人员能够很好理解的方式密封地固定在阀体34上从而覆盖该开口。然而，本领域普通技术人员应当理解的是，阀体34也可以没有侧壁开口和相应的盖板55，而且止回阀30能够通过其他开口装配在阀体内，例如但不限于阀体34的入水口或出水口14a、14b。

在图示的实施例中，流量检测开关28可拆卸地流体连接至阀体34，但是本公开不限于此。也就是说，止回阀主体34可以不包括与其可拆卸连接的流量检测开关28，也可以不包括用于连接流量开关28的端口。流量检测开关28检测从CVA 10的入水口12a到出水口14b的水流，并输出通知，例如发出声音警报和/或改变视觉指示器的状态。在图示的无限制实施例中，流量检测开关28是压力驱动开关(本领域普通技术人员已知的)。当阀瓣盘30b在打开位置时，压力驱动开关28和压力回馈启动器(未示出)与止回阀30液体连通。应当理解的是，压力驱动开关28由肘节臂(toggle arm)、加载弹簧的柱塞等(未示出)驱动，其接触与报警系统(未示出)相连的电子开关(未示出)。启动器(未示出)包括活塞，与肘节臂(togglearm)配合从而移动肘节臂(toggle arm)。

如图4所示，该启动器的流量管62与穿过阀体34侧壁延伸的通道60相连。止回阀30的环形阀座30a中包括多个成角度间隔的孔(或者环形通道)30c，与通道60流体相连。孔30c的形成使得其入水口侧位于被阀瓣盘30b啮合的阀座30a的表面上。由此，当阀瓣盘30b在闭合位置时(图3、4)，阀瓣盘30b将孔30c与水隔离。相反地，当阀瓣盘30b移动至打开位置时，水从入水口侧14a流至出水口侧14b并从喷淋器流出，还流入孔30c，穿过通道60并进入流量管62。流量管62中的水压移动启动器的活塞从而移动肘节臂(toggle arm)并启动开关、发出警报。

在一些实施例中，电子开关可以包括设置为预定时间段的可调延时(未示出)，在该时间段内电子开关必须在发出警报之前保持激活状态，指示喷淋器被激活或者检测、排水并且可调泄压单元32正在将水排出CVA 10。时间延时是立管中压力涌动的原因，这可以在喷淋器没有被实际激活的情况下，偶尔地、临时地打开阀瓣盘30b。

本领域普通技术人员应当理解的是，流量检测开关28不限于压力驱动流量检测开关。举例说明但不限于此，流量检测开关可以采用磁驱动流量检测开关(未示出)、机械独立杠杆式流量检测开关(未示出)，即非机械耦合或连接至CVA 10内的任何阀门等。

在图示的实施例中，测试、排水和可调泄压单元32也可拆卸地与阀体34流体连接，但此申请不限于此。也就是说，止回阀34可以不包括与之可拆卸连接的测试、排水和可调泄压单元32，也可以不包括用于与测试、排水和可调泄压单元32连接的端口。关于测试、排水和可调泄压单元32，测试、排水和可调泄压特征组合成一个单元，在止回阀30的上游和CVA10的上游出口14b，与止回阀门组件14的阀体34流体连接。单元32包括三个流体连接端口42、44、46和内部流量阀40，其引导三个端口之间的流量。在图示的实施例中，阀门40采用球阀的形式(图3)，但本申请不限于此。本领域普通技术人员应当理解的是，阀门40可以采用任何目前已知或将来已知的形式，能够执行文中所述的阀门40的功能，例如但不限于滑阀。

单元32的第一端口42从止回阀30下游在其入水口侧流体连接至止回阀门组件14，而且用作单元32的入水口端口。第二出水口端口44通过外部管道50与第三端口46流体连接，用于泄压(下面将进一步说明)。第三端口46通过排水管道(未示出)与第一端口42流体连接，并且用作单元32的出水口。杠杆48控制内部流量阀门40。

当杠杆指向“测试”位置(即，杠杆48的指示箭头朝向图1中的“测试”标签)(未示出)，内部球阀40定向于部分打开或者限制在第一和第三端口42、46之间。在一实施例中，球阀40包括邻近第三端口46的小尺寸孔板和邻近第一端口42的大尺寸孔板。因此，来自止回阀门组件14和喷淋器的水从第三端口46流入单元32，并穿过第三端口46以限制的方式(通过小尺寸孔板)流出单元32。第三端口46的透明窗口49允许使用者观察水是否流入第三端口46。应当理解的是，“测试”位置用于模拟单个喷淋器的启动/运行并测试单个喷淋器能否启动成功，即足以触发流量检测开关28并发出警报。“测试”位置还可以按需确认在CVA 10和喷淋器管道中存在的水。

当杠杆48指向“排水”位置(即，杠杆48的指示箭头朝向图1中的“排水”标签)(未示出)，内部球阀40定向于在第一和第三端口42、46之间完全打开，并且于第二端口44时完全闭合。相应地，水从止回阀门组件14及喷淋器中排出，以相对无限制的方式通过第一端口42进入单元32并穿过第三端口46排出单元32。排水位置用于排出各个楼层喷淋器管道中的水，例如为了维护需要。

在CVA 10的正常运行期间，杠杆指向“关闭”位置(图1)。当杠杆48指向于“关闭”位置时(即，杠杆48的指示箭头朝向图1中的“关闭”标签)，内部球阀40定位于在第一和第二端口42、44之间完全打开，并且于第三端口46时完全闭合。可调泄压阀45(本领域普通技术人员很好理解)连接在第二端口44和管道50之间。

在正常运行下，可调泄压阀45通常设置一压力阈值，大约为175psi，即在泄压阀45入口侧需要175psi的水压以使该阀门打开。由此，如果在CVA 10的正常运行期间，其中的水压超过175psi，可调泄压阀45打开，水从止回阀组件14流出，流过第一端口46，经第二端口44流过可调泄压阀45，并通过外部管道50改道至第三端口46，以被排出。设置可调泄压阀45的目的在于在建筑物的顶部楼层保持合适的水压，避免建筑物的顶部楼层过压。应当理解的是，可调泄压阀45可以根据特殊系统的需求调整为其他正常的工作压力限制。可调泄压阀45还可以针对其他应用进行选择性地调整，例如为了进行系统压力测试。

本来领域普通技术人员应当理解的是，测试、排水和可调泄压阀可分别独立而且可拆卸地连接至CVA 10。再进一步，一个或多个测试、排水和可调泄压阀可以独立地以传统方式连接至CVA 10上游或下游的管道系统网络。

图5-8示出了第二实施例CVA110。本实施例中的参考标记为上述实施例中的参考标记加上一百(100)用以区分，但是除另有说明外，表示上述相同的元素。本实施例中的CVA110与前面的实施例类似。因此为了简洁和方便起见，在此省略实施例之间的一些相似描述，因此这并不是限制。

CVA 10和CVA110之间的主要区别在于止回阀130位于球阀115内，形成组合的止回和控制阀门，因此取消了止回阀门组件14并相对于CVA 10进一步减小了CVA 110的尺寸/占地面积。

如图5所示，控制组件112包括通常呈圆柱形的阀体118和阀体阀盖120，阀盖120可拆卸地连接在阀体118的上部。在图示的实施例中，阀盖120螺纹连接至阀体118的出水口112b，但本公开不限于此。应当理解的是，也可以使用其他能够将阀盖120与阀体118连接和分离的固定方式，例如但不限于紧固螺栓/螺母。

阀体118定义了CVA的主入水口112a，阀盖120定义了CVA110的主出口114b。与CVA10的阀体18类似，阀体118的出水口112b尺寸能够容纳球阀115的内部部件通过，例如阀球116和阀座环117a和117b。例如，制造期间，球阀115的部件通过出水口112b被插入阀体118，然后阀盖120固定在阀体118上。

关于图6和7中所示的球阀115，球阀115包括阀体118，将枢转的阀球116和阀座环117a、117b容纳在其中。阀球116包括入水口开口116a和与之相对的出水口开口116b以及延伸于两者之间的通道116c，例如钻孔的通道。阀球116包括安装在通道116c中的止回阀130。在图5-8中所示的实施例中，整个止回阀130可拆卸地连接在通道116c中，但本公开不限于此(下面将详细描述)。在图示的实施例中，止回阀130采用瓣阀形式。然而本领域普通技术人员应当理解的是，止回阀130并不限于瓣阀，而且可以采用目前已知的或者今后已知的其他形式的单向阀，需要能够防止液体倒流，能够执行文中所述的止回阀130的功能。举例说明但不限于此，止回阀130可以采用对夹阀、蝶阀、通常为具有盘状的可沿管道横截面绕轴枢转以限制液体流动方向的阀板的阀门，以及其他类似形式。

如图8中清晰所示，止回阀130包括两端连接的(例如环形的)阀座130a和可拆卸的阀瓣盘130b，其可在打开(图6)和闭合(参见图7、9A)位置(本领域普通技术人员应当理解，以及之前关于CVA 10的说明)之间枢转。在图示的实施例中，阀球116的通道116c在其侧壁包括一对平行且间隔的环形(圆周的)凹槽116d。阀座130a位于凹槽116d之间，在每个凹槽116d中，即在阀座130a的上面和下面，安装了弹性固定圈164(图8)，从而可拆卸地将阀座130a固定在两者中间的位置。如图8所示，环形阀座130a在其侧壁包括环形凹槽130c，环形封圈166，例如“O”形环等，安装在此，用以与阀球116的钻孔通道116c的侧壁密封地结合。然而本领域普通技术人员应当理解的是，止回阀130可以通过其他已知的或将来可知的方式可拆卸地安装在阀球116钻孔的通道116c中。

可选的，至少球阀115的一些部件和止回阀130涂有耐腐蚀涂层，举例说明但不限于此，铬涂层。例如，在一实施例中，阀球116和阀瓣盘130b涂有耐腐蚀涂层。在另一实施例中，阀座130a也涂有耐腐蚀涂层。

如图6和7中清晰所示，在运行中，当球控制阀115在其打开位置时，通道116c方向与液体流动方向一致。当球控制阀115在其打开位置时，止回阀130定向于基本垂直于液体流动的方向。相应地，当球控制阀115在其打开位置时，止回阀130在正常方式下运行。也就是说，止回阀130上的水压差将阀瓣盘130b保持在闭合位置，即下游侧(喷淋器)水压大于上游侧(水供应)的水压。当喷淋灭火系统被热事件，例如火灾，启动时，由于喷淋器喷头喷淋，止回阀130下游侧的水压降低，导致阀瓣盘130b上的压差，将阀瓣盘130b转动至打开位置，使得水流过阀门130并流向喷淋器喷头。为了手动关闭CVA 110(与前面描述的关于CVA10的方式相同)，例如，为了维护目的或者在发生火灾事件后关闭喷淋器，使用者旋转手轮124从而将阀球116转动至其闭合位置。

如图5-7所示，在阀体118的侧壁上、接近阀球116的位置，提供了侧面开口168。在图示的实施例中，侧面开口168定义了喉部169的开口端，喉部169从阀体118通常呈管状的侧壁上延伸出，但本公开不限于此。侧面开口168的尺寸能够允许止回阀130从中通过。当球阀115定向于闭合位置时，侧面开口168的位置与阀球116的通道116c对齐，从而朝向止回阀130。也就是说，当止回阀115从其打开位置转动大约90°进入闭合位置，其钻孔的通道116c与侧面开口168对齐。可拆卸的侧面阀盖170以本领域普通技术人员很好理解的方式将侧面开口168密封地关闭，举例说明但不限于此，在图示实施例中与喉部169通过螺纹连接。

此设计优点为，当球阀115在闭合位置时，可以通过侧面开口168进入止回阀130。相应地，止回阀130的检测和/或维护得到了极大简化。例如，当球阀115移动至闭合位置，可以拆掉侧面阀盖170从而进入止回阀130。止回阀130(或其中的任何其他部件)需要替换时，拆除一个弹性固定圈164，即可通过侧面开口168拆除和替换止回阀130(或者其中的部件)，然后重新安装弹性固定圈164。或者，为了使用球阀115自身，可以拆除止回阀130而不替换。由于球阀115在闭合位置，在此维护期间水流停止而且止回阀130在止回阀130的上游和下游侧都与水基本隔离。因此，其优点在于，在对止回阀130进行检测和/或维护之前无需排干整个系统。

更有利的是，如图5所示，阀体118的侧面开口168沿着阀体118的侧壁与阀门驱动组件122成角度间隔。例如，如果阀门驱动组件122安装在被指定为阀体118的“前”或“后”面，即连接杆123从阀体118的“前”或“后”面穿过延伸并与阀球116结合，然后在被指定为阀体118的“左”或“右”侧，设置侧面开口168，即与阀体118的“前”、“后”面呈大约90°角。因此，通过侧面开口168进入阀球116不影响阀门驱动组件122的运行。因此，其优点在于，当通过侧面开口168进入止回阀130时，由阀门驱动组件122固定的阀球116不受影响，从而最大限度降低由于阀球116在水流管路中的压力下可能移动而产生对技师造成伤害的风险。

在图示的实施例中，喉部169包括一开设于其管壁上的水压释放开口169a，此水压释放开口169a开设位置的选取满足，当侧面阀盖170完全密封地旋拧固定在喉部169上时，此水压释放开口169a同时被封堵。相应地，当侧面阀盖170密封地安装在开口168上时，压力释放开口169a也是闭合的而且不释放任何压力。相反地，当球阀115转动至其闭合位置而且侧面阀盖170被拆除从而可以进入通道116c和止回阀130时，通道116中残余的加压水随侧面阀盖170的拆除而通过开口169a被释放，此释压过程在完全移除侧面阀盖170前即可完成。综上，开口169a的功能为安全压力释放，当侧面阀盖170被使用者拆除时，防止通道116c中的残余加压水对侧面阀盖170施加压力而可能对使用者产生的伤害，例如侧面阀盖170受压崩出而冲击使用者。

图9A-9B示出了第三实施例CVA 210。本实施例中的参考标记为上述第二实施例中的参考标记加上一百(100)用以区分，但是除另有说明外，表示上述相同的元素。本实施例中的CVA 210与图5-8中的实施例类似。因此为了简洁和方便起见，在此省略实施例之间的一些相似描述，因此这并不是限制。

CVA 110和CVA 210之间的主要区别在于阀座230a在阀球216中整体形成，即一体式的。如图9A所示，阀座230a从阀球216的内侧壁向内径向凸出，即形成环形唇，用于在止回阀230的闭合位置在其上接收阀瓣盘230b。应当理解的是，阀瓣盘230b在阀球216内保持可拆卸地、枢转地连接，从而在必要时允许将其拆除和替换。如图9A所示，阀球216采用基本上空心的阀球216，而不是在其中具有钻孔的通道，但本申请不限于此。

本领域普通技术人员应当理解的是，阀球216位于阀体218内的液流路径中。相应地，阀球216在其上游侧和下游侧均暴露于水压下，并且因此承受阀球216上的压差。例如，当阀球216上游侧的水压大于其下游侧的水压时，该压力使得压阀球216紧贴下游阀座环217b，即阀球216低压侧的阀座环。相反地，当阀球216下游侧的水压大于其上游侧的水压时，该压力使得压阀球216紧贴上游阀座环217a(低压侧)。由于压力差被阀球216压缩(紧贴阀体218的内部侧壁)的阀座环被压力“激活”，即为阀体218的内部相对侧壁提供可靠的密封，从而基本上防止两者之间的水泄漏。相反地，在球阀216高压侧的阀座环，由于其上缺乏阀球216的充分压缩，则未被充分地“激活”。

为了在阀座环217a、217b处均提供额外的压力，每一个阀座环217a、217b采用往复式活塞式动态座圈(如图9B所示)。以下对阀座环217的描述适用于每一个阀座环217a、217b。阀座环217包括在其外围侧壁的环形凹槽219和可压缩/可变形的O形环221，其容纳在凹槽219中而且可在凹槽219和相对的阀体218的内壁之间至少部分压缩。阀座环217还定义了与阀体218相对的内部侧壁之间的径向间隙，从而使阀座环217根据压差在轴向往复压缩回弹。阀座环217与阀体218相对的内部侧壁之间的径向间隙(即阀座环217直径)，与环形凹槽219的直径、高度和深度，O形环221的硬度、厚度/横截面以及内部直径一起被配置为使得O形环221能够平衡在凹槽219和相对的阀体218内部侧壁之间的O形环221上持续的局部压力，同时也使O形环221(在凹槽219中的)能够在轴向与相应的阀座环217之间相对往复压缩回弹。应当理解的是，阀座环217与阀体218相对的内部侧壁之间的径向间隙小于O形环221的厚度/横截面。

当系统压力作用于阀座环217，阀座环217上的压差使得O形环221在轴向与相应的阀座环217之间相对往复压缩回弹，从而：(i)将阀座环217紧贴阀球216并将两者之间的接触面密封；(ii)将低压侧凹槽219内的O形环221轴向进一步压缩/变形，从而充分填充并密封阀座环217与相对的阀体218内部侧壁之间的径向间隙。因此，其优点在于，阀球216高压侧(即，在阀球216的压差下没有被阀球216充分压缩)仍然能为阀座环217a、217b提供主动密封，因为压差也作用于O形环221和相应的阀座环217从而将O形环221压缩至在阀座环217和阀体218相对的内部侧壁之间形成可靠的密封贴合，并使阀座环217紧靠阀球216从而与阀球216形成可靠的密封贴合。应当理解的是，尽管动态阀座环217只绘制在图9A-9B中的实施例中，但是动态阀座环217可以应用在文中所述的任一实施例中。

本领域技术人员将理解的是，对上述实施例进行的修改不偏离其发明构思的范围。因此，可以理解的是，本发明不限于所公开的实施例，如所附权利要求所述，旨在涵盖在本发明精神和范围内的变形。

Claims (11)

1.用于湿式喷淋灭火系统的集合控制和止回功能的阀门总成，所述阀门总成包括：

阀体，限定所述阀门总成的入口、出口和介于两者之间的阀体液流通道；

球阀，设置于所述阀体内，所述球阀包括可旋转的阀球、安装在所述阀球的入口侧上的上游密封阀座环和安装在所述阀球的下游侧上的下游密封阀座环，所述阀球具有入口开口、出口开口和介于两者之间的阀球液流通道，并且所述上游阀座环和所述下游阀座环被配置为除了通过所述阀球液流通道的流动外，基本上隔离所述阀球的上游侧和下游侧之间的流体流动；

阀门驱动组件，被配置为选择性地使所述阀球在打开位置和闭合位置之间旋转，所述打开位置将所述阀球液流通道与所述阀体液流通道流体连接，从而允许流体穿过所述阀球从所述阀体的入口流至所述出口，所述闭合位置基本上断开所述阀球液流通道与所述阀体液流通道的流体连接，从而基本上阻止从所述阀体的入口至出口的流体流动，所述阀门驱动组件包括连接杆，所述连接杆从所述阀体外侧延伸穿过所述阀体的第一侧，并与所述阀球旋转固定连接，由此所述连接杆的旋转使得所述阀球在所述打开位置和所述闭合位置之间旋转，而不受所述阀球上的压差影响；

单向止回阀，安装在所述阀球内，所述止回阀根据其上的压差能够在闭合位置和打开位置之间移动，所述闭合位置堵住通过所述阀球液流通道的流体流动，所述打开位置允许通过所述阀球液流通道从所述阀球的入口侧到出口侧方向上的流体流动；

侧面开口，在所述阀体的第二侧形成，所述阀体的第二侧与所述阀体的第一侧成大约90°的角度间隔，所述侧面开口的位置与所述阀球的闭合位置处的阀球液流通道对齐并进入其中，并且所述侧面开口的尺寸允许所述止回阀通过其中；和

侧面阀盖，可拆卸地关闭所述侧面开口。

2.如权利要求1所述的集合控制和止回功能的阀门总成，进一步包括阀盖，可拆卸地安装在所述阀体上，所述阀盖限定所述阀门总成的出口。

3.如权利要求1或2所述的集合控制和止回功能的阀门总成，其中所述上游阀座环和下游阀座环为动态阀座环。

4.如权利要求3所述的集合控制和止回功能的阀门总成，其中每个阀座环均包括在其外围侧壁上的环形凹槽和安装在所述凹槽中的可压缩的O形环，所述O形环在所述凹槽和所述阀体的相对内侧壁之间被部分压缩，所述O形环和所述凹槽根据所述阀座环上的压差在轴向上相对于彼此往复，从而使得所述O形环和凹槽中的一个相对于另一个在轴向上平移，并且在所述凹槽和所述阀体的相对内侧壁之间进一步压缩所述O形环。

5.如前述任一项权利要求所述的集合控制和止回功能的阀门总成，其中所述止回阀包括两端连接的阀座和可枢转的阀瓣盘，所述阀瓣盘在其闭合位置与所述阀座密封接合，而且所述阀瓣盘在其打开位置远离所述阀座。

6.如权利要求5所述的集合控制和止回功能的阀门总成，其中所述阀瓣盘可拆卸地安装在所述阀球内。

7.如权利要求5或6所述的集合控制和止回功能的阀门总成，其中所述阀座在所述阀球内一体形成。

8.如权利要求5或6所述的集合控制和止回功能的阀门总成，其中所述阀座可拆卸地安装在所述阀球内。

9.如前述任一项权利要求所述的集合控制和止回功能的阀门总成，其中至少所述阀球涂有耐腐蚀涂层。

10.如前述任一项权利要求所述的集合控制和止回功能的阀门总成，其中所述侧面开口包括从所述阀体的第二侧向外延伸的喉部，所述侧面阀盖可拆卸地覆盖所述喉部，在所述喉部的侧壁形成水压力释放开口，当所述侧面阀盖可拆卸地覆盖所述喉部时，所述水压力释放开口在被所述侧面阀盖覆盖的位置形成。

11.如前述任一项权利要求所述的集合控制和止回功能的阀门总成，其中所述阀球液流通道包括钻孔通道，所述钻孔通道从所述入口开口穿过所述阀球延伸至所述出口开口。

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