CN112295758A - 用于分散高压流体和低压流体的喷嘴 - Google Patents

用于分散高压流体和低压流体的喷嘴 Download PDF

Info

Publication number
CN112295758A
CN112295758A CN202010736083.6A CN202010736083A CN112295758A CN 112295758 A CN112295758 A CN 112295758A CN 202010736083 A CN202010736083 A CN 202010736083A CN 112295758 A CN112295758 A CN 112295758A
Authority
CN
China
Prior art keywords
nozzle
high pressure
low pressure
pressure fluid
nozzle body
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202010736083.6A
Other languages
English (en)
Inventor
R·达尔
C·S·梅斯
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Boeing Co
Original Assignee
Boeing Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Boeing Co filed Critical Boeing Co
Publication of CN112295758A publication Critical patent/CN112295758A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64DEQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D25/00Emergency apparatus or devices, not otherwise provided for
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05BSPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B1/00Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means
    • B05B1/14Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means with multiple outlet openings; with strainers in or outside the outlet opening
    • B05B1/16Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means with multiple outlet openings; with strainers in or outside the outlet opening having selectively- effective outlets
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A62LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62CFIRE-FIGHTING
    • A62C3/00Fire prevention, containment or extinguishing specially adapted for particular objects or places
    • A62C3/02Fire prevention, containment or extinguishing specially adapted for particular objects or places for area conflagrations, e.g. forest fires, subterranean fires
    • A62C3/0228Fire prevention, containment or extinguishing specially adapted for particular objects or places for area conflagrations, e.g. forest fires, subterranean fires with delivery of fire extinguishing material by air or aircraft
    • A62C3/0242Fire prevention, containment or extinguishing specially adapted for particular objects or places for area conflagrations, e.g. forest fires, subterranean fires with delivery of fire extinguishing material by air or aircraft by spraying extinguishants from the aircraft
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A62LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62CFIRE-FIGHTING
    • A62C3/00Fire prevention, containment or extinguishing specially adapted for particular objects or places
    • A62C3/07Fire prevention, containment or extinguishing specially adapted for particular objects or places in vehicles, e.g. in road vehicles
    • A62C3/08Fire prevention, containment or extinguishing specially adapted for particular objects or places in vehicles, e.g. in road vehicles in aircraft
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A62LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62CFIRE-FIGHTING
    • A62C31/00Delivery of fire-extinguishing material
    • A62C31/02Nozzles specially adapted for fire-extinguishing
    • A62C31/03Nozzles specially adapted for fire-extinguishing adjustable, e.g. from spray to jet or vice versa
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A62LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62CFIRE-FIGHTING
    • A62C31/00Delivery of fire-extinguishing material
    • A62C31/02Nozzles specially adapted for fire-extinguishing
    • A62C31/05Nozzles specially adapted for fire-extinguishing with two or more outlets
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A62LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62CFIRE-FIGHTING
    • A62C37/00Control of fire-fighting equipment
    • A62C37/36Control of fire-fighting equipment an actuating signal being generated by a sensor separate from an outlet device
    • A62C37/38Control of fire-fighting equipment an actuating signal being generated by a sensor separate from an outlet device by both sensor and actuator, e.g. valve, being in the danger zone
    • A62C37/40Control of fire-fighting equipment an actuating signal being generated by a sensor separate from an outlet device by both sensor and actuator, e.g. valve, being in the danger zone with electric connection between sensor and actuator
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05BSPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B1/00Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means
    • B05B1/14Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means with multiple outlet openings; with strainers in or outside the outlet opening
    • B05B1/16Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means with multiple outlet openings; with strainers in or outside the outlet opening having selectively- effective outlets
    • B05B1/1609Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means with multiple outlet openings; with strainers in or outside the outlet opening having selectively- effective outlets with a selecting mechanism comprising a lift valve
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05BSPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B1/00Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means
    • B05B1/14Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means with multiple outlet openings; with strainers in or outside the outlet opening
    • B05B1/16Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means with multiple outlet openings; with strainers in or outside the outlet opening having selectively- effective outlets
    • B05B1/1627Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means with multiple outlet openings; with strainers in or outside the outlet opening having selectively- effective outlets with a selecting mechanism comprising a gate valve, a sliding valve or a cock
    • B05B1/1672Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means with multiple outlet openings; with strainers in or outside the outlet opening having selectively- effective outlets with a selecting mechanism comprising a gate valve, a sliding valve or a cock the selectively-effective outlets being arranged on a tube or pipe
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05BSPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B1/00Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means
    • B05B1/30Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to control volume of flow, e.g. with adjustable passages
    • B05B1/3006Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to control volume of flow, e.g. with adjustable passages the controlling element being actuated by the pressure of the fluid to be sprayed
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64DEQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D47/00Equipment not otherwise provided for

Landscapes

  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Emergency Management (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
  • Ecology (AREA)
  • Forests & Forestry (AREA)
  • Nozzles (AREA)

Abstract

本发明的名称是用于分散高压流体和低压流体的喷嘴。公开了配置为接收和分散高压流体或低压流体的喷嘴。所述喷嘴包括喷嘴主体,其限定开口端、封闭端和将开口端连接至封闭端的侧壁,其中喷嘴主体的开口端配置为接收高压流体或低压流体。所述侧壁限定多个低压孔、多个高压孔和位于喷嘴主体内的可压缩构件。多个高压孔位于多个低压孔的下游。与高压孔相比,低压孔的尺寸小预定比例。当喷嘴主体的开口端接收低压流体时,可压缩构件处于扩张位置并且阻挡多个高压孔。

Description

用于分散高压流体和低压流体的喷嘴
技术领域
本公开涉及一种喷嘴。更具体地,本公开涉及一种配置为接收和分散高压流体或低压流体的喷嘴。
背景技术
飞机包括数种类型的抑制系统,这些抑制系统被设计用于在飞机飞行或在地面上时控制或扑灭火灾。例如,一种类型的抑制系统可以由机组人员响应于在隔离的飞机机舱中检测到烟雾而启动。许多抑制系统首先提供灭火剂的初始排放。该初始排放被称为初始或控火排放(击倒排放,knock-down discharge),因为抑制剂以相对较高的流速在短时间内部署。在控火排放之后是抑制剂的第二排放。与控火排放相反,该第二排放在更长的时间段或在飞行的剩余时间内逐步部署抑制剂,以防止复燃。因此,第二排放称为计量排放。
抑制系统包括用于存储抑制剂的容器、分配管道和用于在整个飞机机舱内分配抑制剂的多个喷嘴。当抑制系统启动时,抑制剂首先从容器中释放,流经分配管道,排出喷嘴并进入飞机机舱。然而,可能需要相对高百分比的抑制剂。例如,一些机舱在控火排放期间可能需要浓度为5%的传统抑制剂(legacy suppression agent),而在计量阶段期间则需要浓度为大约3%的传统抑制剂。相反,一些可选抑制剂可能需要2到3倍浓度的传统制剂以产生相同的抑制效果。
如果在控火排放期间可选抑制剂的浓度较高,则可以得出结论,排放到飞机机舱中的抑制剂的量也较高。然而,在计量排放期间释放的抑制剂的量不一定按比例增加。因此,抑制剂在计量排放期间可能不需要以更高的速率流动以提供正确的浓度。因为在控火排放与计量排放期间抑制剂可能需要以不同的流速释放,结果设计用于抑制系统的排放喷嘴可能是有挑战性的。一种解决方案是提供如此抑制系统,该抑制系统具有两组不同的喷嘴、分配管道以及容器用于控火排放和计量排放。然而,这种方法使抑制系统的成本、重量和体积加倍。
发明内容
根据数个方面,公开了配置为接收和分散高压流体或低压流体的喷嘴。该喷嘴包括喷嘴主体,该喷嘴主体限定开口端、封闭端以及将开口端连接至封闭端的侧壁。喷嘴主体的开口端配置为接收高压流体或低压流体。侧壁限定多个低压孔和位于多个低压孔下游的多个高压孔。与高压孔相比,低压孔的尺寸小预定比例。所述喷嘴还包括位于喷嘴主体内的可压缩构件。当喷嘴主体的开口端接收低压流体时,可压缩构件处于扩张位置并阻挡多个高压孔,并且可压缩构件配置为响应于喷嘴主体开口端接收高压流体而压缩到收缩位置。
在另一方面,公开了配置为接收和分散高压流体或低压流体的双向喷嘴。该双向喷嘴包括喷嘴主体,该喷嘴主体限定开口端、高压分支和低压分支。该高压分支限定高压封闭端,而低压分支限定低压封闭端。喷嘴主体限定位于低压分支处的多个低压孔和位于高压分支处的多个高压孔。与高压孔相比,低压孔的尺寸小预定比例。双向喷嘴还包括位于喷嘴主体内的高压分支和低压分支之间的分流门。分流门在高压位置和低压位置之间可移动。分流门在处于高压位置时会阻挡低压分支,而在处于低压位置时会阻挡高压分支。双向喷嘴还包括可操作地连接到分流门的偏置元件。偏置元件被配置为在分流门上施加偏置力,并且该偏置力通常将分流门偏置在低压位置。
在另一方面,公开了一种操作喷嘴的方法。喷嘴包括限定开口端和封闭端的喷嘴主体。该方法包括通过喷嘴主体的开口端接收高压流体。响应于接收高压流体,该方法包括将可压缩构件从扩张位置移动到收缩位置以露出多个高压孔。多个高压孔位于所述多个低压孔的下游。该方法还包括允许高压流体通过多个高压孔和多个低压孔离开喷嘴。该方法还包括通过喷嘴的开口端接收低压流体。最终,该方法包括允许低压流体通过多个低压孔离开喷嘴。
已经讨论的特征、功能和优点可以在各种实施方式中独立地实现,或者可以在其他实施方式中组合,可以参考以下描述和附图来查看其进一步的细节。
附图简述
本文描述的附图仅出于说明的目的,并且不意欲以任何方式限制本公开的范围。
图1是根据示例性实施方式的抑制系统的示意图,该抑制系统包括用于存储抑制剂的容器、分配管道和多个双模式喷嘴。
图2是根据示例性实施方式的双模式喷嘴的透视图;
图3是根据示例性实施方式的处于收缩位置的如图2所示的双模式喷嘴的剖视图;
图4是根据示例性实施方式的处于扩张位置的如图2所示的双模式喷嘴的剖视图;
图5是根据示例性实施方式的处于收缩位置的双模式喷嘴的另一实施方式的剖视图;
图6是根据示例性实施方式的处于扩张位置的双模式喷嘴的另一实施方式的剖视图;
图7是根据示例性实施方式的处于收缩位置的双模式喷嘴的又另一实施方式的剖视图;
图8是根据示例性实施方式的处于扩张位置的双模式喷嘴的又另一实施方式的剖视图;
图9是根据示例性实施方式的示出了操作图2-8中所示的喷嘴的方法的工艺流程图;
图10A-10C示出了根据示例性实施方式操作图2-8中所示的不同喷嘴的各种方法;
图11示出了根据示例性实施方式的作为双向喷嘴的喷嘴的可选实施方式,其中该双向喷嘴被示出为处于低压位置;
图12示出了根据示例性实施方式的处于高压位置的双向喷嘴;
图13是根据示例性实施方式为图11和图12所示的门的一部分的铲斗(scoop)的放大图;
图14A-14F示出了根据示例性实施方式如图11至图12所示的喷嘴的铲斗的各种实施方式;和
图15是示出了根据示例性实施方式操作图11和12中所示的喷嘴的方法的工艺流程图。
具体实施方式
本公开涉及以双模式运行的喷嘴。该喷嘴包括喷嘴主体,该喷嘴主体限定开口端、封闭端以及将开口端连接至封闭端的侧壁。该侧壁限定了多个低压孔和位于所述多个低压孔下游的多个高压孔,其中当与高压孔相比,低压孔的尺寸小预定比例。当喷嘴接收低压流体,则低压流体仅通过低压孔离开喷嘴。然而,当喷嘴接收高压流体,高压流体通过高压孔和低压孔二者离开喷嘴。
以下描述本质上仅是示例性的,并且不意欲限制本公开、应用或用途。
参考图1,用于控制或灭火的示例性抑制系统10的示意图。在如图1中所示的非限制性实施方式中,该抑制系统10被放置在运载工具14的一个或多个货舱12内。例如,在一个实施方式中,运载工具14是具有前部货舱12A和后部货舱12B的飞机。抑制系统10包括一个或多个用于存储抑制剂的容器20、分配管道系统22、一个或多个喷嘴24、控制计算机26以及一个或多个计量单元28。尽管图1示出了两个计量单元28,但是也可以仅使用单个计量单元28。抑制剂是用于控制火的任何类型的试剂,例如但不限于溴三氟甲烷。计量单元28流体连接到容器20,并且被配置为控制释放到分配管道系统22中的抑制剂的量。分配管道系统22包括多个流体连接到容器20的管30,并且喷嘴24通过管30流体连接到容器20。容器20将抑制剂释放到分配管道系统22的管30中。抑制剂之后通过喷嘴24从抑制系统10中排出并进入货舱12中。
控制计算机26与容器20、计量单元28和多个检测器32电子通信,然而,在另一个实施方式中,控制计算机26可以不与计量单元28电子通信。探测器32沿着货舱12的天花板(在图1中不可见)放置。探测器32是用于探测火灾的任何设备,例如光电探测器或电离烟雾探测器。响应于从检测器32接收在货舱12中存在火的指示,控制计算机26指示抑制系统10以初始操作模式部署抑制剂,所述初始操作模式被称为控火排放模式。
然后,控制计算机26指示抑制系统10在随后的操作模式中释放抑制剂,该随后的操作模式被称为计量排放模式。与控火排放模式相比,抑制剂在计量排放模式期间以较低流速部署。与控火排放模式相反,第二排放在更长的时间段或在行程的剩余时间内逐步部署抑制剂,以防止复燃。如下所解释,与需要两个不同喷嘴的一些常规系统不同,喷嘴24被配置为在控火排放模式和计量排放模式二者中均部署抑制剂。
虽然图1示出了放置在运载工具14的货舱内的抑制系统10,应当理解,抑制系统10不限于飞机或其他运输运载工具。相反,公开的抑制系统10可以用于多种其他应用中,例如办公楼、仓库和存储空间。此外,尽管图1示出了作为抑制系统10的一部分的喷嘴24,应当理解,喷嘴24可以用于输送高压流体和低压流体二者的任何应用。例如,所公开的喷嘴24可用于加热或空调系统中。此外,应当理解,由喷嘴24排出的高压流体和低压流体不限于抑制剂,并且可以是任何类型的液体或气体。
图2是喷嘴24的一个实施方式的透视透明图。如上所述,喷嘴24被配置为接收和分散高压流体或低压流体。喷嘴包括喷嘴主体40,喷嘴主体40限定开口端42、封闭端44和将开口端42连接至封闭端44的侧壁46。喷嘴主体40的开口端42被配置为接收和分散高压流体或低压流体。具体地,将高压流体或低压流体的流动称为F(在图3和图4中可见)。喷嘴主体40的侧壁46限定了多个低压孔50和位于多个低压孔50下游的多个高压孔52。喷嘴24还包括位于喷嘴主体40内的可压缩构件56。在如图2中所示的实施方式中,可压缩构件56是提升阀58,其包括提动阀芯(poppet)60和偏置元件62。然而,如图5-8中所示,可压缩构件56不限于提升阀。
图3和图4是图2中所示的喷嘴的剖视图。具体地,图3示出进入喷嘴主体40的开口端42的低压流体F,而图4示出进入喷嘴主体40的开口端42的高压流体F。低压流体F对应于抑制系统10(如图1所示)的计量排放模式,而高压流体对应于抑制系统10的控火排放模式。具体参考图3,当喷嘴主体40的开口端42接收低压流体F时,可压缩构件56处于扩张位置并且阻挡多个高压孔52。因此,低压流体F仅通过低压孔50离开喷嘴主体40。现在参考图4,可压缩构件56被配置为响应于喷嘴主体40的开口端42接收高压流体F而压缩到收缩位置。当被压缩到收缩位置时,可压缩构件56露出多个高压孔52。因此,高压流体F通过低压孔50和高压孔52二者离开喷嘴主体40。
应当理解,低压孔50在喷嘴主体40的侧壁46内限定了开口66。类似地,高压孔52在喷嘴主体40的侧壁46内限定了开口68。与由高压孔52限定的开口68相比,由低压孔50限定的开口66具有较小的尺寸。对低压孔50的尺寸设定为横跨低压孔50产生预定压降,以产生通过喷嘴24的预定流速。具体地,与高压孔52相比,低压孔50的尺寸小预定比例。预定比例部分基于进入喷嘴主体40的开口端42的流体的一个或多个物理性质。所述流体的物理性质包括但不限于流体的类型、流体的状态、密度、粘度、沸点、工作压力和温度。流体的状态指示流体是液体形式还是气体形式。
除了进入喷嘴主体40的开口端42的流体的物理性质之外,预定比例还基于应用喷嘴24的整个系统的特性。在一个实施方式中,预定比例还基于整个系统的流速,整个系统中包括的喷嘴的数量,整个系统中的管道的直径(例如,图1中的管道30的直径)以及整个系统的预定流动平衡。如果进入喷嘴主体40的开口端42的流体是抑制剂,则设定预定比例的大小以使抑制剂在离开喷嘴24时完全闪蒸成气体。在一个非限制性实施方式中,该预定比例为约0.6至1。然而,应当理解,该实施方式本质上仅是示例性的,并且也可以使用其他比例。
参考图4,多个高压孔52以角度A延伸通过喷嘴主体40的侧壁46。具体地,在如图4中所示的非限制性实施方式中,角度A为相对于喷嘴主体40的侧壁46在向下的方向约四十五度。因为多个高压孔52在向下的方向上成一定角度,所以高压流体F被向下引导到空间,例如图1中所示的货舱12中。使高压流体F向下成一定角度可以促进抑制剂在货舱12内的增强混合。相反,在一个实施方式中,多个低压孔50以相对于喷嘴主体40的侧壁46横向的方向延伸通过喷嘴主体40的侧壁46。因此,离开多个低压孔50的流体在基本水平的方向被引导。因此,由于许多抑制剂比空气重,因此这种布置补充了在货舱12的天花板附近的抑制剂供应(该天花板在图1中不可见)。可选地,在另一个实施方式中,多个低压孔50相反可以以微小角度延伸通过喷嘴主体40的侧壁46。
可压缩构件56包括提动阀芯60,其中提动阀芯60具有头部70和杆部72。偏置元件62至少部分地围绕提动阀芯60的杆部72布置。如图3中所示,当可压缩构件56处于扩张位置时,提动阀芯60的头部70阻塞多个高压孔52。具体地,提动阀芯60的头部70的上圆形表面74紧靠壁架(ledge)78并抵靠壁架78形成密封。壁架78沿着喷嘴主体40的内壁80布置。在提动阀芯60的头部70的上圆形表面74和壁架78之间的密封阻止低压流体F到多个高压孔52的流动。
图5和图6示出了喷嘴24的另一实施方式,其中可压缩构件56是布置在喷嘴主体40的封闭端44处的气囊(pneumatic bladder)90。气囊90是由诸如橡胶或硅的柔性材料构成的可充胀的中空主体88。气囊90的中空主体88被诸如空气、氢气、氦气和氮气的气体充胀。参考图5,当气囊90处于扩张位置时,中空主体88的外表面92阻挡多个高压孔52。当气体在气囊90内被压缩时,气囊90被压缩成如图6所示的收缩位置。当处于收缩位置时,气囊90的外表面92不再阻挡多个高压孔52。
图7和图8示出了可压缩构件56的又另一个实施方式。在所示的实施方式中,可压缩构件56包括由支撑构件96保持在适当位置的柔性膜94。该柔性膜94由诸如硅或橡胶的材料构成。与柔性膜94相反,支撑构件96由刚性材料构成,该刚性材料将柔性膜94定位并支撑在喷嘴主体40内。
柔性膜94包括一对相对端98。在所示的实施方式中,可压缩构件56在相对于高压流体F或低压流体F的流动方向基本横向的方向上定位,并且支撑构件96在相对于高压流体F或低压流体F的流动方向基本平行的方向上定位。支撑构件96被定位紧靠喷嘴主体40的封闭端44。如图7中所示,当可压缩构件56处于扩张位置时,柔性膜94的相对端98紧靠喷嘴主体40的侧壁46,以在柔性膜94和喷嘴主体的侧壁46之间形成密封。如图8中所示,当高压流体F进入喷嘴主体40的开口端42时,高压流体F向下推动柔性膜94的相对端98,从而露出多个高压孔52。
图9是示出了操作图2-8中所示的喷嘴24的示例性方法200的工艺流程图。如上所讨论,喷嘴24包括喷嘴主体40,该喷嘴主体40限定了开口端42和封闭端44。一般地参考图2-9,该方法开始于框202。在框202中,喷嘴24的开口端42接收高压流体F(如图4、6和8中所示)。然后,方法200可以进行到框204。
在框204中,响应于接收高压流体F,可压缩构件56从扩张位置(图3、5和7)移动到收缩位置(参见图4、6和8)以露出多个高压孔52。如上所述,多个高压孔52位于多个低压孔50的下游。然后,方法200可以进行到框206。
在框206中,高压流体F通过多个高压孔52和多个低压孔50二者离开喷嘴24。然后,方法200可以进行到框208。
在框208中,喷嘴24的开口端42接收低压流体F。低压流体F在图3、5和7中可见。方法200然后可以进行到框210。
在框210中,允许低压流体F通过多个低压孔50离开喷嘴24。然后,方法200可以返回到框202或终止。
如以上图3-8可见,可压缩构件56可以包括多种配置。图10A-10C示出了用于使可压缩构件56扩张的各种方法。例如,图10A描述了一种方法300,该方法300用于移动图3-4所示的提动阀芯60和偏置元件62进入扩张位置。方法300开始于框302。在框302中,当可压缩构件56处于扩张位置时,提动阀芯60的头部70阻挡多个高压孔52。然后,方法300可以进行到框304。
在框304中,偏置元件62被高压流体F从扩张位置压缩到收缩位置,其中提动阀芯60的头部70在收缩位置上露出多个高压孔52。然后,方法300可以终止。
图10B示出了用于使图5-6中所示的气囊90扩张的方法310。方法310开始于框312。在框312中,通过高压流体F将气囊90从扩张位置压缩(图5)并进入收缩位置(图6)。然后,方法310可以终止。
图10C示出了用于收缩图7和8中所示的柔性膜94进入收缩位置的方法320。如上所述,可压缩构件56包括由支撑构件96保持在适当位置的柔性膜94。方法320开始于框322。在框322中,当可压缩构件56处于扩张位置时通过在柔性膜94的一对相对端98与喷嘴主体40的侧壁46之间形成密封来阻挡多个高压孔52。然后,方法320可以进行到框324。
在框324中,柔性膜94的一对相对端98被高压流体F推离喷嘴主体40的侧壁46并进入收缩位置。然后,方法320可以终止。
现在转到图11,在可选实施方式中,喷嘴24是双向喷嘴124。类似于如图3-8中所示的实施方式,双向喷嘴124配置为接收和分散高压流体F或低压流体F。双向喷嘴124包括喷嘴主体40,其限定了开口端42、高压分支142和低压分支144。高压分支142限定高压封闭端44A,而低压分支144限定低压封闭端44B。喷嘴主体40还限定了位于低压分支144处的多个低压孔50和位于高压分支142处的多个高压孔52,其中与高压孔52相比,低压孔50的尺寸小预定比例。
分流门150位于喷嘴主体40内的高压分支142和低压分支144之间。分流门150在高压位置(图12中可见)和低压位置(图11中可见)之间可移动。分流门150在处于高压位置时阻止流体流向低压分支144,而在处于低压位置时阻止流体流向高压分支142。如下所解释的,分流门150限定了铲斗170,该铲斗170成形为收集进入双向喷嘴124的流体的部分。
在如图11和12中所示的实施方式中,高压分支142和低压分支144均在双向喷嘴124的接合部152处接合在一起。偏置元件154定位在喷嘴主体40内的接合部152处。偏置元件154可操作地连接到分流门150,并且通常在图11中所示的低压位置中偏置。偏置元件154是任何弹簧负载元件,其配置为在分流门150上施加偏置力,例如螺旋弹簧。偏置元件154被配置为在分流门150上施加偏置力,其中所述偏置力通常将分流门150偏置在低压位置。偏置元件154位于分流门150的旋转轴线A-A处。如下所解释的,分流门150配置为绕轴线A-A在低压位置和高压位置之间旋转。
分流门150限定两个相对的表面,即,高压表面160和低压表面162。当分流门150处于图11中的低压位置时,分流门150的高压表面160在高压分支142处抵靠喷嘴主体40的内壁166密封,以阻挡低压流体F。当分流门处于图12中可见的高压位置时,低压表面162在低压分支144处抵靠喷嘴主体40的内壁166密封以阻挡高压流体F。偏置元件154的弹簧常数基于双向喷嘴124的各种特性和流体的特性。如下所解释的,力施加在分流门150上,并且克服了由偏置元件154施加的偏置力,以将分流门150从低压位置推动并进入高压位置。
铲斗170沿分流门150的高压表面160布置。铲斗170限定内表面172,该内表面成形为捕获在双向喷嘴124内流动的流体。具体地,铲斗170的内表面172成形为捕获高压流体F或低压流体F的一部分。铲斗170的内表面172限定上架174。参考图11,当分流门150位于低压位置时,捕获在铲斗170的上架174内的低压流体F不会产生如此力,该力足以克服由偏置元件154施加的偏置力以将分流门150推到高压位置。然而,捕获在铲斗170的上架174内的高压流体F产生如此力,该力足以克服由偏置元件154施加在分流门150上的偏置力。因此,分流门150被从低压位置中推出,并绕轴线A-A旋转并进入图12所示的高压位置。一旦分流门150从低压位置行进到高压位置超过一半,那么高压流体F施加在分流门150上的力也将分流门150推入高压位置。一旦分流门150的进入高压表面160沿着高压分支142紧靠内壁166,分流门150就处于高压位置。高压流体F在分流门150的低压表面162上施加力,从而将分流门150保持在高压位置。
图13是分流门150的铲斗170的放大图。箭头180示出了高压流体F撞击铲斗170的内表面172撞击上架174。应当理解,由撞击上架174的内表面172的高压流体F产生的力将分流门150推向低压分支144并进入图12中所示的高压位置。在铲斗170的最上端186与分流门150的高压表面160之间测量铲斗170的高度H。铲斗170的高度H基于双向喷嘴124的各种流动特性。具体地,当铲斗170的高度H增加时,这产生克服由偏置元件154施加的偏置力所需要的增加的力。也应该理解,铲斗170的高度H也受到喷嘴主体40的尺寸的限制,且特别是受到低压分支144的直径D的限制。
在如图11和12所示的非限制性实施方式中,分流门150的内表面172包括基本环形或圆形的轮廓,然而,应当理解,该配置本质上仅是示例性的。例如,图14A-14F示出了铲斗170的各种实施方式。例如,图14A和14B示出了铲斗170的实施方式,其中图14A是铲斗170的透视图和图14B是铲斗170的侧视图。在如图14A和14B所示的实施方式中,铲斗170的内表面172是基本上线性的而不是弯曲的。相反,在如图14C和14D所示的实施方式中,铲斗170的上内表面182是弯曲的。然而,铲斗170还包括不是圆形的或弯曲的两个内侧表面184。最后,图14E和14F示出了图11和12中所示的铲斗170,其具有内表面172,该内表面172具有基本环形或圆形的轮廓。应当理解的是,图14A至14F本质上仅是示例性的,并且铲斗170不限于如图所示的任何实施方式。
图15是示出用于操作图11、12和13所示的双向喷嘴124的示例性方法400的工艺流程图。方法400开始于框402。在框402中,双向喷嘴124的开口端42接收高压流体F。然后,方法400可以进行至框406。
在框404中,高压流体撞击铲斗170的上架174,并产生足以克服由偏置元件154施加在分流门150上的偏置力的力。方法400然后可以进行至框406。
在框406中,将分流门150从低压位置推动并进入高压位置。因此,高压流体F然后可以由高压孔52离开双向喷嘴124。然后,方法400可以进行至框408。
在框408中,双向喷嘴124的开口端42接收低压流体F。方法400进行到框410。
在框410中,分流门150返回到低压位置。然后该方法可以进行到框412。
在框412中,允许低压流体F通过沿着低压分支144定位的多个低压孔50离开双向喷嘴124。然后,方法400可以返回到框402或终止。
大体参考附图,当与常规喷嘴相比时所公开的喷嘴提供多种技术效果和益处。具体地,所公开的喷嘴包括允许低压流体离开喷嘴的低压孔。所述喷嘴还包括高压孔。喷嘴配置为通过高压孔和低压孔二者将高压流体引导出喷嘴。因此,所公开的喷嘴可用于先前需要两个不同喷嘴的应用中。例如,用于控制火灾的一些抑制系统需要两组不同的喷嘴、分配管道和容器用于控火排放和计量排放。所公开的喷嘴消除了对两组不同的喷嘴、管道和容器的需要。最后,由于高压孔和低压孔以不同的角度延伸通过喷嘴主体,因此这可以进一步增强流体的混合。
条款1.一种配置为接收和分散高压流体或低压流体的喷嘴,其中所述喷嘴包括:喷嘴主体,其限定开口端、封闭端和将所述开口端连接至所述封闭端的侧壁,所述喷嘴主体的开口端配置为接收高压流体或低压流体,其中所述侧壁限定:多个低压孔;位于所述多个低压孔下游的多个高压孔,其中与所述高压孔相比,所述低压孔的尺寸小预定比例;以及位于所述喷嘴主体内的可压缩构件,其中当所述喷嘴主体的所述开口端接收所述低压流体时,所述可压缩构件处于扩张位置并且阻挡所述多个高压孔,并且其中所述可压缩构件配置为响应于所述喷嘴主体的所述开口端接收所述高压流体而压缩到收缩位置。
条款2.根据条款1所述的喷嘴,其中所述可压缩构件当被压缩到所述收缩位置时,露出所述多个高压孔。
条款3.根据条款1所述的喷嘴,其中所述多个高压孔以一定角度延伸通过所述喷嘴主体的侧壁。
条款4.根据条款3所述的喷嘴,其中所述角度为相对于所述喷嘴主体的侧壁约四十五度。
条款5.根据条款1所述的喷嘴,其中所述多个低压孔在相对于所述喷嘴主体的侧壁横向的方向上延伸通过所述喷嘴主体的侧壁。
条款6.根据条款1所述的喷嘴,其中所述可压缩构件包括:具有头部和杆部的提动阀芯;和至少部分地围绕所述提动阀芯的杆部布置的偏置元件,其中当所述可压缩构件处于扩张位置时,所述提动阀芯的头部阻塞所述多个高压孔。
条款7.根据条款1所述的喷嘴,其中所述可压缩构件是气囊。
条款8.根据条款1所述的喷嘴,其中所述可压缩构件包括由支撑构件保持在适当位置的柔性膜,其中所述柔性膜包括一对相对端。
条款9.根据条款8所述的喷嘴,其中当所述可压缩构件处于所述扩张位置时,所述柔性膜的相对端紧靠所述喷嘴主体的侧壁。
条款10.根据条款1所述的喷嘴,其中所述可压缩构件位于所述多个低压孔的下游。
条款11.根据条款1所述的喷嘴,其中所述预定比例部分基于进入所述喷嘴主体的开口端的流体的一种或多种物理性质。
条款12.根据条款11所述的喷嘴,其中所述进入喷嘴的开口端的流体的一种或多种物理性质包括以下的一种或多种:流体的类型、流体的状态、密度、粘度、沸点、工作压力和温度。
条款13.根据条款12所述的喷嘴,其中所述预定比例为约0.6至1。
条款14.一种配置为接收和分散高压流体或低压流体的双向喷嘴,其中所述双向喷嘴包括:喷嘴主体,其限定了开口端、高压分支和低压分支,其中所述高压分支限定高压封闭端而低压分支限定低压封闭端,并且其中所述喷嘴主体限定:位于所述低压分支处的多个低压孔;和位于所述高压分支处的多个高压孔,其中与所述高压孔相比,所述低压孔的尺寸小预定比例;位于所述喷嘴主体内的所述高压分支和所述低压分支之间的分流门,其中所述分流门在高压位置和低压位置之间可移动,并且其中分流门在处于高压位置时阻挡低压分支且在处于低压位置时阻挡高压分支;和可操作地连接到分流门的偏置元件,其中所述偏置元件被配置为在分流门上施加偏置力,并且所述偏置力通常将分流门偏置在低压位置。
条款15.根据条款14所述的双向喷嘴,进一步包括沿所述分流门的高压表面布置的铲斗,其中所述铲斗限定被成形为捕获在所述双向喷嘴内流动的流体的内表面。
条款16.根据条款15所述的双向喷嘴,其中所述铲斗的内表面限定上架,并且其中所述上架成形为捕获流过所述双向喷嘴的流体。
条款17.一种操作喷嘴的方法,其中所述喷嘴包括喷嘴主体,其限定开口端和封闭端,所述方法包括:通过所述喷嘴主体的开口端接收高压流体;响应于接收高压流体,将可压缩构件从扩张位置移动到收缩位置以露出多个高压孔,其中所述多个高压孔位于多个低压孔的下游;允许所述高压流体通过所述多个高压孔和所述多个低压孔离开所述喷嘴;通过所述喷嘴的开口端接收低压流体;并允许所述低压流体通过所述多个低压孔离开所述喷嘴。
条款18.根据条款17所述的方法,其中所述可压缩构件包括提动阀芯和偏置元件,并且其中所述方法进一步包括:当所述可压缩构件处于所述扩张位置时,通过所述提动阀芯的头部阻挡所述多个高压孔;和通过所述高压流体将所述偏置元件从所述扩张位置压缩到所述收缩位置,其中所述提动阀芯的头部在所述收缩位置露出所述多个高压孔。
条款19.根据条款17所述的方法,其中所述可压缩构件是气囊,并且其中所述方法进一步包括:通过所述高压流体将所述气囊从所述扩张位置压缩并进入所述收缩位置。
条款20.根据条款17所述的方法,其中所述可压缩构件包括由支撑构件保持在适当位置的柔性膜,并且其中所述方法进一步包括:当所述可压缩构件处于扩张位置时,通过在所述柔性膜的一对相对端与所述喷嘴主体的侧壁之间形成密封来阻挡所述多个高压孔;和通过所述高压流体将所述柔性膜的一对相对端推离所述喷嘴主体的侧壁并进入所述收缩位置。
本公开的描述本质上仅是示例性的并且不脱离本公开的主旨的变型意欲落入本公开的范围内。这样的变型不应被视为背离本公开的精神和范围。

Claims (10)

1.一种配置为接收和分散高压流体或低压流体的喷嘴,其中所述喷嘴包括:
喷嘴主体,其限定开口端、封闭端和将所述开口端连接至所述封闭端的侧壁,所述喷嘴主体的开口端配置为接收所述高压流体或所述低压流体,其中所述侧壁限定:
多个低压孔;
位于所述多个低压孔下游的多个高压孔,其中与所述高压孔相比,所述低压孔的尺寸小预定比例;和
位于所述喷嘴主体内的可压缩构件,其中当所述喷嘴主体的开口端接收所述低压流体时,所述可压缩构件处于扩张位置并阻挡所述多个高压孔,并且其中所述可压缩构件配置为响应于所述喷嘴主体的开口端接收所述高压流体而压缩到收缩位置。
2.根据权利要求1所述的喷嘴,其中所述可压缩构件当被压缩到所述收缩位置时,露出所述多个高压孔。
3.根据权利要求1所述的喷嘴,其中所述多个高压孔以一定角度延伸通过所述喷嘴主体的侧壁。
4.根据权利要求3所述的喷嘴,其中所述角度为相对于所述喷嘴主体的侧壁约四十五度。
5.根据权利要求1所述的喷嘴,其中所述多个低压孔在相对于所述喷嘴主体的侧壁横向的方向上延伸通过所述喷嘴主体的侧壁。
6.根据权利要求1所述的喷嘴,其中所述可压缩构件包括:
具有头部和杆部的提动阀芯;和
至少部分地围绕所述提动阀芯的杆部布置的偏置元件,其中当所述可压缩构件处于所述扩张位置时,所述提动阀芯的头部阻塞所述多个高压孔。
7.根据权利要求1所述的喷嘴,其中所述可压缩构件是气囊。
8.根据权利要求1所述的喷嘴,其中所述可压缩构件包括由支撑构件保持在适当位置的柔性膜,其中所述柔性膜包括一对相对端。
9.根据权利要求8所述的喷嘴,其中当所述可压缩构件处于所述扩张位置时,所述柔性膜的相对端紧靠所述喷嘴主体的侧壁。
10.根据权利要求1所述的喷嘴,其中所述可压缩构件位于所述多个低压孔的下游。
CN202010736083.6A 2019-07-29 2020-07-28 用于分散高压流体和低压流体的喷嘴 Pending CN112295758A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US16/524,409 US11731770B2 (en) 2019-07-29 2019-07-29 Dual-flow nozzle for dispersing a high-pressure fluid and a low-pressure fluid
US16/524,409 2019-07-29

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN112295758A true CN112295758A (zh) 2021-02-02

Family

ID=71846163

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010736083.6A Pending CN112295758A (zh) 2019-07-29 2020-07-28 用于分散高压流体和低压流体的喷嘴

Country Status (3)

Country Link
US (1) US11731770B2 (zh)
EP (1) EP3771481A1 (zh)
CN (1) CN112295758A (zh)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5439175A (en) * 1994-02-22 1995-08-08 Katayama; Shinzou Cleaning device for a tube
US20100025051A1 (en) * 2006-09-22 2010-02-04 Danfoss A/S Spray head for uniform fluid distribution
US20110232606A1 (en) * 2010-03-23 2011-09-29 Cummins Intellectual Properties, Inc. Fuel injector with variable spray
CN102350030A (zh) * 2011-07-27 2012-02-15 江苏中瑞电保智能装备有限公司 复合式喷嘴
CN106030175A (zh) * 2014-01-17 2016-10-12 维德消防设备公司 多用途流量控制装置

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2813753A (en) * 1956-03-16 1957-11-19 Fredrick C Roberts Fog nozzle
US4484710A (en) * 1983-03-11 1984-11-27 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Fire suppressant nozzle
US4524911A (en) * 1984-02-21 1985-06-25 Rozniecki Edward J Oscillating flow nozzle
DK0665761T3 (da) * 1991-02-28 1999-06-23 Goeran Sundholm Sprinklerhoved til brandbekæmpelse
US5810090A (en) 1991-06-19 1998-09-22 Sundholm; Goeran Method for fire fighting
FI96176C (sv) 1993-07-16 1996-05-27 Goeran Sundholm Förfarande och anläggning för eldsläckning
US6199566B1 (en) * 1999-04-29 2001-03-13 Michael J Gazewood Apparatus for jetting a fluid
US20050011652A1 (en) * 2003-07-17 2005-01-20 Jinsong Hua Spray head and nozzle arrangement for fire suppression
FI20055592L (fi) 2005-11-04 2007-05-05 Marioff Corp Oy Suihkutuspää
US7318555B1 (en) * 2006-07-12 2008-01-15 Toyo Seikan Kaisha, Ltd. Bottle washing nozzle
WO2012177245A1 (en) * 2011-06-22 2012-12-27 Utc Fire & Security Corporation Effervescent fire suppression
US9579669B2 (en) * 2011-11-21 2017-02-28 King Saud University Nozzle apparatus and method
US10286240B2 (en) * 2014-10-15 2019-05-14 Etea Sicurezza Group Ltd Automatic nozzle for firefighting systems

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5439175A (en) * 1994-02-22 1995-08-08 Katayama; Shinzou Cleaning device for a tube
US20100025051A1 (en) * 2006-09-22 2010-02-04 Danfoss A/S Spray head for uniform fluid distribution
US20110232606A1 (en) * 2010-03-23 2011-09-29 Cummins Intellectual Properties, Inc. Fuel injector with variable spray
CN102350030A (zh) * 2011-07-27 2012-02-15 江苏中瑞电保智能装备有限公司 复合式喷嘴
CN106030175A (zh) * 2014-01-17 2016-10-12 维德消防设备公司 多用途流量控制装置

Also Published As

Publication number Publication date
US20210031931A1 (en) 2021-02-04
EP3771481A1 (en) 2021-02-03
US11731770B2 (en) 2023-08-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8746357B2 (en) Fine water mist multiple orientation discharge fire extinguisher
US4567948A (en) Fire extinguisher valve
US20100294518A1 (en) Hybrid inert gas fire suppression system
JP5117518B2 (ja) ガス系消火設備
US9463341B2 (en) N2/CO2 fire extinguishing system propellant gas mixture
EP1175248B1 (en) Liquid mist fire extinguisher
US20180221695A1 (en) Silent fire suppression system
US6886640B1 (en) Fluid spray nozzle and fire extinguisher
US20210196997A1 (en) Discharge flow multiplication of fire suppression agent
EP2200709A1 (en) Inert gas flooding fire suppression with water augmentation
CN112295758A (zh) 用于分散高压流体和低压流体的喷嘴
WO2006028504A2 (en) Method and apparatus for dispensing fluid utilizing dual burst seals
EP1075316B1 (en) Method and high-capacity apparatus for producing fire fighting foam and foam expanding spreading device
EP1163931A2 (en) System for automatic self-proportioning of foam concentrate into fire fighting fluid variable flow conduit
KR20140005839A (ko) 다중 약품 방출 능력을 갖는 이중 모드의 약품 방출 시스템
US10823300B2 (en) Aspirator pressure relief valve with relief control unit
US20230147788A1 (en) Flow suppression device
JP6004778B2 (ja) 消火設備
JP2008175261A (ja) 減圧装置及びこの減圧装置を用いたガス系消火設備
RU2450840C1 (ru) Пеногенератор
JPS588260Y2 (ja) 消火設備
US11009140B1 (en) Self-closing valve
US20240091576A1 (en) Ullage pressure-driven valve for fire suppression
US20220042606A1 (en) Slide valve
US20210236866A1 (en) Simultaneously discharging fire extinguisher

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination