CN115427117B - 用于隔膜阀上的干式管道内件的常闭阀 - Google Patents

Abstract

一种阀组件包含主体、弹簧、隔片、介接构件、连杆和柱塞。所述主体包含：限定第一开口的第一区段；限定腔室、第二开口和压力端口的第二区段；以及限定第三开口和释放端口的第三区段。所述第二区段在所述第一区段和所述第三区段之间。所述弹簧位于所述第三开口内。所述隔片位于所述第三开口内并且与所述弹簧耦接。所述介接构件部分地位于所述第三开口内并且与所述隔片耦接。所述连杆部分地位于所述第二开口和所述腔室内并且与所述介接构件耦接。所述柱塞位于所述腔室内并且与所述连杆耦接。

Description

用于隔膜阀上的干式管道内件的常闭阀

相关申请的交叉引用

本申请要求于2020年5月22日提交美国临时申请号63/028,820的优先权的权益，该申请的公开内容通过引用以其整体并入本文。

背景技术

洒水系统利用火灾抑制剂(例如，水、灭火剂等)来抑制火灾。火灾抑制剂通过管道系统从火灾抑制剂来源流动到一或多个喷嘴。

发明内容

至少一个方面涉及一种阀组件。所述阀组件包含主体、弹簧、隔片、介接构件、连杆和柱塞。所述主体包含：限定第一开口的第一区段；限定腔室、第二开口和压力端口的第二区段；以及限定第三开口和释放端口的第三区段。所述第二区段在所述第一区段和所述第三区段之间。所述弹簧位于所述第三开口内。所述隔片位于所述第三开口内并且与所述弹簧联接。所述介接构件部分地位于所述第三开口内并且与所述隔片联接。所述连杆部分地位于所述第二开口和所述腔室内并且与所述介接构件联接。所述柱塞位于所述腔室内并且与所述连杆联接。

一种火灾抑制系统包含与管道系统联接的控制阀，与所述控制阀联接的致动器，以及与所述控制阀、所述致动器和所述管道系统联接的阀组件。所述阀组件包含主体、弹簧、隔片、介接构件、连杆和柱塞。所述主体包含：限定第一开口的第一区段；限定腔室、第二开口和压力端口的第二区段；以及限定第三开口和释放端口的第三区段。所述第二区段在所述第一区段和所述第三区段之间。所述弹簧位于所述第三开口内。所述隔片位于所述第三开口内并且与所述弹簧联接。所述介接构件部分地位于所述第三开口内并且与所述隔片联接。所述连杆部分地位于所述第二开口和所述腔室内并且与所述介接构件联接。所述柱塞位于所述腔室内并且与所述连杆联接。

附图说明

图1为根据一示例的一种常闭阀的透视图。

图2为根据一示例的一种常闭阀的局部剖视图。

图3为根据一示例的一种常闭阀的局部剖视图。

图4为根据一示例的一种常闭阀的局部剖视图。

图5为根据一示例的火灾抑制系统的示意图。

具体实施方式

以下是对与用于火灾抑制系统(例如，洒水系统)的阀相关的各种概念和实施方式的更详细描述。以上介绍的和下面更详细讨论的各种概念可以以多种方式中的任何一种方式实现，其中，在干式系统和湿式系统中，如当检测到火灾状况时，选择性地控制流量控制阀的启动(例如，当喷头打开导致压力变化时，系统中的空气或流体被输出；基于使用温度、热量、气体、烟雾或其他传感器检测火灾状况而对一个或多个致动器或阀的电子驱动作出响应)。

火灾抑制系统可包含便于火灾抑制剂(例如，灭火剂、水等)通过空间传输的管道系统。火灾抑制剂可以抑制或防止危险区域的火势蔓延。火灾抑制系统可包含控制阀和与控制阀联接的致动器。控制阀用于使火灾抑制剂通过控制阀流向分配管系和喷嘴。致动器与控制阀联接并有助于启动控制阀，使得火灾抑制剂流过控制阀。

一种常闭阀可以作为火灾抑制系统的一部分包含于其中。常闭阀联接于致动器和控制阀。常闭阀通过限制致动器的驱动来限制控制阀的启动。常闭阀保持关闭配置，限制从致动器释放流体。保持常闭阀关闭，直到在控制阀入口处感测到压力。在入口处有足够的压力时，常闭阀打开，允许流体从致动器流出，并且致动器进而启动控制阀。在一些示例中，常闭阀可以接收来自控制阀的第一力和来自致动器的第二力。当第一力小于第二力和弹簧力时，常闭阀保持在关闭位置。如果第一压力高于第二力和弹簧力，则常闭阀转换到打开位置。在打开位置时，致动器能够启动控制阀。

火灾抑制系统可包含流体地联接于控制阀和致动器的常闭阀。常闭阀包含第一区段、第二区段和第三区段。第一区段、第二区段和第三区段联接与限定主体。紧固件可用于联接第一区段、第二区段和第三区段。在第二区段中限定密封开口。密封开口包含密封机构。在第一区段中限定第一开口。第一开口与控制阀流体地联接。第一开口在顶侧与密封开口联接。在第三区段中限定第二开口。第三开口包含弹簧。弹簧与密封机构联接。密封机构包含与第一区段联接的密封件。在第二区段中限定第三个开口。

图1-4描绘了阀10的一个示例。阀10可位于在火灾抑制系统(例如，参照图5描述的火灾抑制系统100)内。火灾抑制系统可以是湿式或干式系统。火灾抑制系统利用灭火剂(例如，水等)来灭火。例如，可以使用多种消防流体或灭火剂，包含但不限于水(例如，可以使用粉末、液体、泡沫或其他流体或可流动材料)。阀10可与手动启动装置和控制阀联接。

阀10可以是常闭阀。例如，阀10可以限定打开状态和关闭状态，在打开状态中，设置通过阀10的流体流动路径，在关闭状态中，流体流动路径被阻塞。阀10可以默认为或偏置到关闭状态，如通过使用密封件(例如，柱塞或本文描述的其他部件)，该密封件可以设置为关闭状态并根据火灾状况由关闭状态变为打开状态，如密封件一侧或多侧的压力随火灾状况而变化(例如，与在设置或其他正常操作条件下预期施加在密封件上的压力相比)。

阀10包含主体12。主体12可以限定用于使手动启动装置与控制阀联接的接口。主体12包含第一区段14、第二区段16和第三区段18(例如，第一、第二和第三部分)。第二区段16可以在第一区段14和第三区段18之间。区段14、16、18可以整体地或单片地形成，或者由一个或多个彼此联接的构件形成。例如，第一区段14、第二区段16和第三区段18可以与形成主体12相联接。用区段14、16、18(及其部件)形成主体12可以使阀10在发生火灾之前能保持在关闭状态下有效运行，并且可以使主体12具有目标形状系数，同时能够与各种部件(例如阀、致动器或管道系统)连接，这些部件可以与阀10的密封件、柱塞或其他部件流体地连通，从而使阀10能够在正常情况下处于关闭状态，并在火灾情况下被启动到打开状态。

紧固件开口20可以由第一区段14、第二区段16和第三区段18中的每一个限定。紧固件开口20可以对齐并接收紧固件22。紧固件22延伸穿过第一区段14、第二区段16和第三区段18中的每一个。紧固件开口20可位于主体12的边缘上，并位于与其他紧固件开口20的最大距离处。第二区段16的一部分可以延伸到第一区段14和/或第三区段18的边缘之外。第一区段14、第二区段16和第三区段18可以具有相同或不同的高度。

第一区段14可包含从第一表面26延伸的第一突出部24。第一开口28(例如，导向开口等)由第一突出部24限定。第一开口28可具有较大直径部分30和较小直径部分32。较大直径部分30可以相对于较小直径部分32向外定位；例如，较大直径部分30可以从第一开口28向内延伸至较小直径部分32，该较小直径部分可以在较大直径部分30和连接端口52之间。较大直径部分30可以被构造成接收导管的一部分(例如，管子、管道等)。导管可以将第一开口28流体地联接到控制阀。

第一区段14可包含在第一开口28和连接端口52之间的第二开口34。第二开口34从第二表面36延伸并且可以与第一开口28流体连通。第一开口28和第二开口34可以相互垂直(例如，沿垂直的相应纵轴延伸)。第二开口34可以沿着较小直径部分32与第一开口28流体连通。第一开口28和第二开口34可以使流体流过第一区段14。

第二区段16的第一表面40可以从第一区段14的第二表面36延伸。第二区段16可以限定密封室42。密封室42限定在第一表面40上并且朝向第二区段16的第二表面44延伸。密封室42可以具有圆形横截面，或其他横截面形状。第一区段14的第二开口34可以与密封室42流体连通，以允许第一区段14和第二区段16之间的流体连通。

密封槽46可位于第二区段16的第一表面40上的密封室42的径向外侧。密封槽46可容纳密封件48。在联接密封件48时，例如联接在第二开口34和密封室42之间时，该密封件可以在第一区段14和第二区段16之间形成流体密封。

柱塞50可以位于在密封室42内。柱塞50的尺寸可以与密封室42的直径相似(例如，在阈值差范围内，如+/-10％或+-5％或更小)，以基本上限制流体流过或流入密封室42。柱塞50可选择性地与第一段14的第二表面36介接，以选择性地限制第二开口34与密封室42之间的流体连通。

第二区段16可以包含连接端口52。连接端口52从密封室42延伸到第二表面44。连接端口52可以容纳连杆54。连杆54可与柱塞50接合。在一些示例中，第二区段16包含第一致动端口55。第一致动端口55从连接端口52延伸到第二表面44。

第二区段16可包含压力端口56。压力端口56限定在第一表面40和第二表面44之间。压力端口56可以与导管(例如，管道、管子等)连接。压力端口56允许密封室42与导管或周围环境之间的流体连通。在一些示例中，导管流体地连接到控制阀的入口管。压力端口56包含第一部分58。第一部分58从第二区段16的侧表面60向内延伸。密封槽62可以在侧表面60上从第一部分58径向向外。密封槽62可容纳密封件，以在导管和侧表面60之间形成密封。压力端口56可包含第二部分64。第二部分64可以允许第一部分58和密封室42之间的流体连通。

第三区段18的第一表面70可从第二区段16的第二表面44延伸。第三区段18可包含从第二表面74延伸的突出部71。第二致动端口72可从第一表面70延伸到突出部71中。第二致动端口72可以与第一致动端口55或第二区段16的连接端口52连接。

密封槽73可限定在第二致动端口72的径向外侧。密封槽73可容纳密封件以在第二区段16和第三区段18之间形成密封。第二致动端口72可容纳弹簧76、隔片78、介接构件80和垫圈82(例如，垫片、密封件)中的一者或多者。弹簧76与第二致动端口72的底部和隔片78。隔片78可包含平坦的外部以与弹簧76介接并且允许对隔片78施加一个待施加的力，并将隔片78移动到第一致动端口55和第二致动端口72内。隔片78与介接构件80联接。介接构件80和隔片78可具有相似的形状以限制变形或解耦。隔片78与连杆54联接。垫圈82限制隔片78移动到连接端口52中。释放端口84被限定在突出部71中并延伸到第二致动端口72。释放端口84允许第二致动端口72与周围环境或导管(例如，管子、管道等)之间的流体连通。导管可以将阀10与致动器流体地联接。

图5描绘了可以在其中安装阀10的火灾抑制系统100的一个示例。火灾抑制系统100包含将水引导到整个建筑物的管道系统102。管道系统102可与控制阀104的入口和出口联接。可以启动控制阀104以限制或允许水从入口流向出口。

致动器106可以经由导管108、导管110和阀10与控制阀104联接。致动器106可以通过从致动器106的出口释放流体和/或压力来促使控制阀104的启动。例如，当流体或压力排出时，压力下降会导致启动。阀10与控制阀104流体地联接。具体地，第一开口28的较大直径部分通过导管108与控制阀104流体地联接。阀10也与致动器106流体地联接。具体地，释放端口84通过导管110与致动器106的入口流体地联接。阀10还在控制阀104的入口附近或处与管道系统102联接。具体地，压力端口56与管道系统102流体地联接，以感测通过导管112进入或位于控制阀104入口内的流体的压力。在其他示例中，该感测由控制阀104内的监控电路以电子方式完成。当监控电路感测到控制阀104中的压力时，电信号被传输到阀10以启动控制阀至打开位置。

在阀10运行期间，关闭阀10以限制控制阀104和致动器106之间的流体连通，从而限制致动器106的启动并进而限制控制阀104的启动。响应于控制阀104的入口内的压力，使阀10在关闭位置和打开位置之间启动。当处于关闭位置时，弹簧76对隔片78施加力，该隔片通过介接构件80和连杆54对柱塞50施加力。作用在柱塞50上的力迫使柱塞50抵靠第一区段14的第二表面36，从而密封第二开口34，使其不与密封室42和释放端口84进行流体连通。进一步地，当处于关闭位置时，阀10限制流体从控制阀104到致动器106的流动，以限制致动器106的启动和控制阀104的启动。当处于打开位置时，第一开口28可以接收来自控制阀104或管道系统102的入口压力(例如，受压流体)。该压力可能是由于流入控制阀104的水引起的。该压力可通过压力端口56施加在柱塞50上。由压力施加在柱塞50上的力可以大于由弹簧76施加的力，从而迫使柱塞50向下运动(例如，阀10可以由于柱塞50的布置以及用于改变柱塞50的状态以打开阀10的力而正常关闭)。当处于打开位置时，流体能够从第一开口28流到释放端口84，从而允许致动器106的启动。

阀10可以在关闭位置(例如，关闭状态)和打开位置(例如，打开状态)之间启动。从关闭位置到打开位置的启动通过将致动器106从控制阀104锁定而限制了致动器106的不必要启动。关闭位置和打开位置之间的启动可以是自动的(例如，响应于特定条件被触发)。当阀10处于打开位置时，火灾抑制系统100内的监控报警信号可能会受到限制。压力端口56感测到的压力可有助于此启动。例如，响应于压力端口56接收到的压力在柱塞50上施加的力大于弹簧76施加的力，阀10可以从关闭位置变为打开位置。响应于压力端口56接收到的压力减小到压力施加小于弹簧76施加的力，可以关闭阀10。还可响应于电信号将阀10启动至打开位置。电信号可以来自感测控制阀104内的压力的监控电路。

现已描述了一些说明性的实施方式，很明显，前面已经通过示例的方式呈现，以上是说明性的而非限制性的。特别地，尽管本文中呈现的许多示例涉及方法动作或系统元件的特定组合，但是那些动作和元件可以以其他方式组合以实现相同的目标。结合一种实施方式讨论的动作、元件和特征不旨在被排除在其他实施方式或实现方式中的类似角色之外。

本文使用的措辞和术语是出于描述的目的，不应被视为限制性的。使用“包含”，“包括”，“具有”，“含有”，“涉及”，“以……为特征”，“特征在于”及其变形，意在涵盖此后列出的项目、其等同物和附加项目，以及作为由其后专门列出的项目组成的替代实施方式。在一种实施方式中，本文所描述的系统和方法由一个以上的、或所有所描述的元件、动作或组件的一个以上或所有的组合组成。

对本文以单数形式提及的系统和方法的实施方式、元件或动作的任何引用也可以包括包含多个这些元件的实施方式，而对本文以复数形式提及任何实施方式、元件和动作也可以包括仅包含单个元件的实施方式。单数或复数形式的引用不旨在将当前公开的系统或方法、以及其部件、动作或元件限制为单个或复数配置。对基于任何信息、动作或元件的任何动作或元件的引用可包含其中动作或元件至少部分地基于任何信息、动作或元件的实施方式。

本文公开的任何实施方式可以与任何其他实施方式或实施例组合，并且对“一种实施方式”、“一些实施方式”、“一个实施方式”等的引用不一定相互排斥，并且旨在示出特定特征、结构，或结合所述实施方式描述的特征可以包含在至少一种实施方式或实施例中。此处使用的这些术语不一定都指代相同的实施方式。任何实施方式可以以与本文公开的方面和实施方式一致的任何方式与任何其他实施方式包括性地或排他性地结合。

在附图、具体实施方式或任何权利要求中的技术特征后面有附图标记的情况下，已包含的附图标记可增加附图、具体实施方式和权利要求书的可理解性。因此，无论有无附图标记都对任何权利要求的元件的范围没有任何限制作用。

在不背离其特征的情况下，本文描述的系统和方法可以以其他特定形式体现。进一步的相对平行、垂直、竖直或其他定位或取向描述包括纯竖直、平行或垂直定位的在+/-10％或+/-10度范围内的变形。除非另有明确说明，否则对“近似地”、“大约”、“基本上”或其他程度术语的引用包含与给定测量、单位或范围在+/-10％范围内的变形。联接的元件可以直接地彼此电联接、机械联接或物理联接，或者与中间元件联接。本文描述的系统和方法的范围因此由所附权利要求书而非前面的描述来说明，并且其中也包含与权利要求等同的含义和范围内的更改。

术语“联接”及其变形包括将两个构件直接或间接地彼此接合。此接合可以是静止的(例如，永久的或固定的)或可移动的(例如，可移除的或可释放的)。此接合可以通过以下方式实现：两个构件直接联接到彼此，两个构件使用单独的中间构件和任何额外的中间构件联接到彼此，或两个构件使用与两个构件中的一者一体地形成为单个整体主体的中间元件联接到彼此。如果“联接”及其变形由额外术语(例如，直接联接)修改，则上文提供的“联接”的通用定义由额外术语的普通语言含义修改(例如，“直接联接”意味着在没有任何单独的中间元件的情况下接合两个构件)，从而产生比上文提供的“联接”的通用定义范围更窄的定义。这种联接可以是机械的、电的或流体的。

对“或”的引用可以被解释为包含性的，因此使用“或”描述的任何术语可能表示单个、多个以及所有描述的术语中的任何一个。引用一个连词列表中的至少一个可以被解释为包含性的“或”以指示单个、多个以及所有描述的术语中的任何一个。例如，对“‘A’和‘B’中的至少一个”的引用可以仅包含‘A’，仅包含‘B’，以及‘A’和‘B’两者都包含。与“包括”或其他开放术语结合使用的此类引用可以包含其他术语。

在不严重偏离本文所揭示主题的教导和优点的情况下，可以对所描述的元件和动作进行修改，例如各种元件的规格、尺寸、结构、形状和比例、参数值、安装布置、材料的使用、颜色、方向的变形。例如，示出为整体地形成的元件可以由多个部件或元件构成，元件的位置可以颠倒或以其它方式变化，并且离散元件的性质或数量或其位置可以改变或变化。在不脱离本公开的范围的情况下，还可以在所公开的元件和操作的设计、操作条件和布置中进行其他替换、修改、改变和省略。

本文中提及的元件的位置(例如，“顶部”，“底部”，“在……上面”，“在……下面”)仅用于描述附图中各种元件的方位。应注意的是，根据其它示例性实施例，各种元件的方位可以不同，并且此类变化旨在被本公开所涵盖。

Claims (16)

1.一种阀组件，其包括：

主体，所述主体包括：

限定第一开口的第一区段，所述第一开口具有构造成接收导管的一部分的较大直径部分以及从所述较大直径部分向内的较小直径部分；

限定腔室、第二开口和压力端口的第二区段；

限定第三开口和释放端口的第三区段，所述第二区段在所述第一区段和所述第三区段之间；

位于所述第三开口内的弹簧；

位于所述第三开口内并且与所述弹簧联接的隔片；

部分地位于所述第三开口内并且与所述隔片联接的介接构件；

部分地位于所述第二开口和所述腔室内并且与所述介接构件联接的连杆；以及

位于所述腔室内并且与所述连杆联接的柱塞，所述柱塞从第一状态变为第二状态以控制流过所述主体的流体流动，所述柱塞选择性地与所述第一区段联接，以将所述第一开口从所述腔室密封和解封，响应于由通过所述压力端口接收的流体对所述柱塞施加的第一力大于由所述弹簧对所述柱塞施加的第二力，所述柱塞移动到对应于所述第二状态的打开位置。

2.根据权利要求1所述的阀组件，其包括：

所述柱塞限定所述打开位置以对应于所述第二状态，在所述打开位置中，所述柱塞与所述第一区段间隔开。

3.根据权利要求1所述的阀组件，其包括：

所述柱塞限定对应于所述第一状态的关闭位置，在所述关闭位置中，所述柱塞与所述第一区段接合。

4.根据权利要求1所述的阀组件，其包括：

所述柱塞在处于所述第一状态时限制所述第一开口和所述释放端口之间的流体流动。

5.根据权利要求1所述的阀组件，其包括：

所述柱塞在处于所述第二状态时允许所述第一开口和所述释放端口之间的流体流动。

6.根据权利要求1所述的阀组件，其包括：

所述压力端口接收流体以施加压力，所述压力对所述柱塞施加第一力。

7.根据权利要求1所述的阀组件，其包括：

所述弹簧使用所述隔片、所述介接构件和所述连杆对所述柱塞施加第二力。

8.根据权利要求1所述的阀组件，其包括：

响应于由通过所述压力端口接收的流体对所述柱塞施加的第一力小于由所述弹簧对所述柱塞施加的第二力，所述柱塞从对应于所述第二状态的所述打开位置移动到对应于所述第一状态的关闭位置。

9.一种火灾抑制系统，其包括：

与管道系统联接的控制阀；

与所述控制阀联接的致动器；以及

与所述控制阀、所述致动器和所述管道系统联接的阀组件，并且所述阀组件包括：主体，所述主体包括：

限定第一开口的第一区段，所述第一开口具有构造成接收与所述控制阀流体地联接的导管的一部分的较大直径部分以及从所述较大直径部分向内的较小直径部分；

限定腔室、第二开口和与所述控制阀的入口联接的压力端口的第二区段；

限定第三开口和与所述致动器的入口流体地联接的释放端口的第三区段，所述第二区段在所述第一区段和所述第三区段之间；

位于所述第三开口内的弹簧；

位于所述第三开口内并且与所述弹簧联接的隔片；

部分地位于所述第三开口内并且与所述隔片联接的介接构件；

部分地位于所述第二开口和所述腔室内并且与所述介接构件联接的连杆；以及

位于所述腔室内并且与所述连杆联接的柱塞，所述柱塞从第一状态变为第二状态以控制流过所述主体的流体流动，所述柱塞选择性地与所述第一区段联接，以将所述第一开口从所述腔室密封和解封，响应于由通过所述压力端口接收的流体对所述柱塞施加的第一力大于由所述弹簧对所述柱塞施加的第二力，所述柱塞移动到对应于所述第二状态的打开位置。

10.根据权利要求9所述的火灾抑制系统，其包括：

响应于所述阀组件的操作，所述致动器促进所述控制阀的启动，以使流体流过所述控制阀。

11.根据权利要求9所述的火灾抑制系统，其包括：

所述柱塞限定所述打开位置以对应于所述第二状态，在所述打开位置中，所述柱塞与所述第一区段间隔开。

12.根据权利要求9所述的火灾抑制系统，其包括：

所述柱塞在处于所述第一状态时限制所述第一开口和所述释放端口之间的流体流动。

13.根据权利要求9所述的火灾抑制系统，其包括：

响应于由通过所述压力端口接收的流体对所述柱塞施加的第一力小于由所述弹簧对所述柱塞施加的第二力，所述柱塞从对应于所述第二状态的所述打开位置移动到对应于所述第一状态的关闭位置。

14.根据权利要求9所述的火灾抑制系统，其包括：

所述压力端口接收流体以施加压力，所述压力对所述柱塞施加第一力。

15.根据权利要求9所述的火灾抑制系统，其包括：

所述柱塞限定对应于所述第一状态的关闭位置，在所述关闭位置中，所述柱塞与所述第一区段接合。

16.根据权利要求9所述的火灾抑制系统，其包括：

所述弹簧使用所述隔片、所述介接构件和所述连杆对所述柱塞施加第二力。