CN1255871A - 对灭火喷头提供灭火介质的驱动源 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种为至少一个用于灭火的喷头(2、3)提供灭火介质的驱动源,该驱动源包括一个具有液体的液体源(5)和一个具有气体的气体源(9),以及用于混合液体源(5)的液体和气体源(9)的气体的混合装置、用于把液体和气体引导到喷头的运送装置,其中,包含液体成分和气体成分的灭火介质被引导向喷头。为了使得驱动源能够按照剂量对包含在液体中的气体数量进行控制,并且在灭火过程中能够长时间保持液珠具有均匀、较小的尺寸,驱动源的特征在于:其中的混合装置包括一个缸体活塞装置(50),该装置包含设置在一个第一缸体(10)内的第一活塞(12)和设置在第二缸体(11)内的第二活塞(13),该缸体活塞装置在每一个冲程都能够为运送装置(1)同时提供液体和气体。

Description

对灭火喷头提供灭火介质的驱动源

本发明涉及一种灭火装置，特别是涉及一种为至少一个喷头提供灭火介质的驱动源或者驱动设备。本发明尤其涉及一种为至少一个用于灭火的喷头提供灭火介质的驱动源，该驱动源包括：

一个包含液体的液体源和一个包含气体的气体源；

用于混合液体源的液体和气体源的气体的混合装置；

以及用于把液体和气体引导向喷头的运送装置，其中，包含液体成分和气体成分的灭火介质被引导向喷头，从而以气体和液珠的混合物的形式从喷头释放灭火介质。

用具有一定压力的气体驱动盛水容器内的灭火液体以及进一步把灭火液体驱动向喷头或者喷洒器是公知技术，其中的喷洒器就是具有释放装置的喷头。该释放装置典型地可以是一个对热敏感的玻璃安瓿，可以通过打碎玻璃安瓿然后执行释放操作。

现有技术中的装置还不能按照需要对气体提供给液体进行尽可能精确地控制。

具有小液珠的灭火介质可以通过某些类型的喷头或者喷洒器来获得。当液体是水时，获得的就是水雾。已经证明水雾对于灭火是非常有效的，而且对环境影响较小。非常小的液珠可以有效地吸收热量，因此具有良好的灭火效果。此外，灭火液体的成本也很低。然而，提供一种包含蓄压器、能够在较长时间内发射包含足够数量小液珠的水雾的装置存在技术上的问题。这是因为在灭火过程的最后随着蓄压器被抽空亦即蓄压器内的压力降低时，液珠尺寸将增大。正如在公开号为WO94/08659的国际专利申请中所提出的那样，通过在灭火过程的最后进行混合气体可以部分地解决这个问题。这些气体可以与最初是作为推进剂把灭火液体驱动出去然后再把包含气体的灭火介质的液体成分驱动出去的气体是同一种气体。由于这些气体的存在，可以获得非常微小的液珠。

即使通过上面最后所述的装置能够获得较好的结果，还是需要制造一种驱动源，该驱动源可以以可控的方式在灭火液体中混合气体，并能够在较长时间内以及在需要排出大量的灭火介质的情况下能够使得液珠的尺寸保持相对恒定。而且也需要使得灭火装置的结构尽可能简单，并且保持所需的气体和液体容器的数量尽可能少。

本发明的目的就是解决现有技术中的问题。为实现上述目的，本发明的特征在于：

混合装置包括一个缸体活塞装置，该缸体活塞装置包括设置在第一缸体内的第一活塞和设置在第二缸体内的第二活塞，两个缸体均包含一个第一活塞室和一个第二活塞室；

气体源通过一个管线系统连接到第一缸体的第二活塞室或者第二缸体的第二活塞室上，在管线系统上连接一个换向阀；

利用一个控制装置，换向阀可以分别设置在两个操作位置，在第一操作位置，换向阀保持气体源与第一缸体的第二活塞室之间的连接以及第二缸体的第二活塞室和运送装置的出口管线之间的连接打开，在第二操作位置，换向阀保持气体源和第二缸体的第二活塞室之间的连接以及第一缸体的第二活塞室和出口管线之间的连接打开。

本发明的最佳实施例在附加的权利要求2-14中公开。

本发明的驱动源的一个最大优点是该驱动源可以按照剂量(dosage)进行控制以及在灭火液体中混合气体的控制，从而可以在灭火过程的一个较长时间内获得均匀、较小尺寸(如果需要的话)的液珠。另外一个优点是驱动源的功率可以自动与喷头的数量和喷头的阻力(压降)相适应：缸体活塞装置的操作速度(单位时间内的冲程数)取决于喷嘴的数量和喷嘴的阻力。如果喷嘴的数量少，那么阻力就高，缸体活塞装置的操作速度就慢。因此，不需要特别的计算就可以设计出一个灭火系统，在理论上，同样的驱动源既适合于大灭火系统又适合于小灭火系统。第三个优点是只是需要一个低压(例如4-10巴)液体源例如象总水管就够了，甚至可以没有压力液体源，因为驱动源的缸体活塞装置是自吸(自动充满)的。一个总水管(如果必要)可以排出大量的灭火液体。而且不再需要盛水容器。第四个优点是驱动源运行安全，且不需要使用电能。

本发明将参照附图对本发明的七个实施例进行描述，其中：

图1表示本发明的第一个实施例；

图2表示本发明的第二个实施例；

图3表示本发明的第三个实施例；

图4表示本发明的第四个实施例；

图5表示本发明的第五个实施例；

图6表示本发明的第六个实施例；

图7表示本发明的第七个实施例；

图8说明控制图1-7中驱动源的另外一种方式。

图1表示一个驱动源或者驱动设备，该驱动源通过出口管线1把灭火介质提供给喷头2、3。该灭火介质是液体和气体的混合物。水或者水基液体可以作为液体使用，气体则最好使用不可燃性气体例如象氮气。应当注意的是，气体不是指不可燃性气体，例如空气也可以作为气体使用。液体通过一个水管4来自总水管5。因此总水管5为驱动源提供液体。气体来自一个由十个气体容器6构成的气体源，这十个气体容器6分成两组，每组有五个气体容器6，这些组平行地连接在一起。该气体容器6含有氮气，容积为50升，压力为200巴。该压力可以优选在50-300巴的范围内。气体源的结构当然可以变化，因此气体容器6的数量和容积也可以变化。气体容器的组数也可以变化，例如可以只是使用一组。

为了把气体容器6内的气体混合到水中，驱动源包括一个缸体活塞装置50，该缸体活塞装置50包括两个分离的沿着直线分布的缸体10和11，这两个缸体分别具有一个活塞12和13。缸体10、11分别包括两个活塞室14、15和16、17。活塞12和13通过一个活塞杆18连接在一起，因此两个活塞12、13可以同步进行移动，亦即，当活塞13向右移动时，活塞12也向右移动，一个活塞向相反方向移动时，另一个活塞也向相反方向一种。也可以使用其它类型的连接件来实现活塞12和13之间的同步移动而不使用活塞杆。附图标记53、54表示密封件。

气体源9通过一个具有一个换向阀19的管线系统24选择连接到活塞室15和17。换向阀19的位置由一个控制装置7所产生的一个信号来控制。该控制装置7包括两个对磁场变化反应的信号探测装置8、20。活塞12包括一个磁性条带25或者另外一个具有磁性的部件。信号探测装置8、20对磁性条带25产生反应，因此可以发射信号给换向阀19，用于在同一个方向上的每一个新的活塞冲程。该信号可以是电子信号(位于控制装置和换向阀之间的电线在图中没有示出)。

通过利用控制装置7和换向阀19，在活塞12、13每次换向时气体源9轮流连接到活塞室15和活塞室17。

换向阀19进行操作，当活塞室15和气体源9之间的连接断开而活塞室17和气体源9之间的连接打开时，活塞室15通过一个管线27连接到出口管线1。当活塞室15和气体源9之间的连接打开时，活塞室17通过管线27与出口管线1之间的连接也打开。

附图标记37表示一个降压阀，该降压阀把气体源的压力降低到一个相对较低的约6巴的工作压力，该压力需要把换向阀19定位到上述的不同的操作位置。

图8表示控制装置7的另外一种实施方式的控制装置7′。利用定位在活塞室15、17之间并深入到活塞室15、17内的一个阀装置820的特性，该控制装置7′以气动方式控制换向阀19′。一个气动压力源821连接到该阀装置820上。该压力源821可以用气体源9的一个气体容器6来代替。该阀装置820利用压力的特点通过压力源821以与信号探测装置8、20相同的方式控制换向阀19′的位置；而换向阀19′以与换向阀19相同的方式控制活塞12、13的移动。当活塞12移动到最左侧位置时，活塞13以机械方式挤压阀装置820，从而将阀装置设置进入第一位置，当活塞12向右移动从而活塞13移动到最右侧位置时，该活塞12以机械方式挤压阀装置820，从而将阀装置设置进入第二位置。压力源821提供将阀装置820定位在上述的两个位置所述的力。和将定位换向阀19′定位在不同位置所需的力相比，阀装置820所需的力非常小。

和控制装置7相比，控制装置7′的优点是它在没有电能的情况下可以运行(由于其具有气动运行装置)。因此驱动源可以在没有电能的情况下进行运行，在发生火灾的情况下，这对于灭火装置来说是一个重要的优点。

附图标记28-30表示将水提供给活塞室16的管线，附图标记28、31、32表示将水提供给活塞室14的管线。附图标记42和43以及30和32表示将水引导向出口管线1的管线。附图标记33、34、35、36、38表示单向阀。单向阀的功能是阻止介质(水或者气体)向不需要的方向移动。

附图标记39表示一个可以关闭整个系统运行的的阀，该阀连接到出口管线1上。附图标记40和44分别表示连接和切断上面的一组气体容器和下面的一组气体容器的阀。

附图标记45表示一个测试阀，该测试阀通过一个节流阀46连接到出口管线1上，该出口管线1用于将水引导向出口管线。该测试阀45可以保持存在一定压力的液体。

下面将描述驱动源的操作过程。

当探测到火险时驱动源启动。最初在活塞室14和16内有水，缸体活塞装置的活塞处于如图1所示的位置。阀39-41打开。由于高压气体流入活塞室15，活塞12、13向左移动。因此，活塞室14内的水被压缩进入管线32、43，然后进一步进入出口管线1。在活塞向左侧移动的同时，空气通过管线27从活塞室17泵送到出口管线1，而活塞室16则充满水。当活塞12上的磁性条带25与信号探测装置8足够接近时，该信号探测装置产生一个信号给换向阀19，连通换向阀19，从而高压气体可以从气体源9流入活塞室17，而活塞室15内的高压气体可以通过管线27流动到出口管线1。活塞然后向右移动，活塞室16内的水通过管线30和42流动到出口管线1，同时水通过管线31和32流入活塞室14。当活塞12上的磁性条带25与信号探测装置20足够接近时，该信号探测装置产生一个信号给换向阀19，从而连通换向阀19，因此高压气体可以再流入活塞室15，上述的步骤进行重复，但是氮气而不是空气被泵送到出口管线1。

因此，每一个活塞移动到左侧或者右侧位置时，水和氮气同时泵送到出口管线1。活塞的速度例如可以每秒一个冲程。驱动源的功能就是一个增压器。

由于上的功能，使得出口管线1内充满了气体和水的混合物，因此形成了一个良好的灭火介质，这些介质从喷头2、3喷出。

上述的驱动源允许按照剂量为灭火液体提供数量可控的气体，并在较长的时间内，例如一个小时，从喷头获得尺寸变化非常小的小液珠。活塞室15、17的容积可以通过改变活塞杆相对于活塞室14、16的直径来改变。因此，可以实现对混合在液体中的气体的数量进行控制，从而提供不同的气液比。

图2表示图1中的本发明的另外一个变化。在附图2中使用与附图1中相同的附图标记表示对应的部件。图2中的驱动源不同于图1中的驱动源之处就在于将一个200巴压力的气瓶21连接到管线系统24。该气瓶21连接在气体源9和换向阀19之间。该气瓶21最初是用于在气体容器6打开前为出口管线1和喷头2、3提供相对较低的5-25巴例如16巴的压力，从而对出口管线和喷头2、3进行冷却。通过将一个节流阀51或降压阀将气瓶21连接到管线系统24上来获得该较低压力。由于气瓶21充有高压气体，其容积可以很小。该气瓶21根据换向阀19的位置，可以分别连接到第一缸体的第二活塞室15或者第二缸体的第二活塞室17上。

图3表示图1中的本发明的另外一个变化。在附图3中使用与附图1中相同的附图标记表示对应的部件。图3中的驱动源不同于图1中的驱动源之处就在于将一个含有泡沫的容器22连接到气体管线27上，用于从第一缸体的第二活塞室15或者第二缸体的第二活塞室17获得气体压力，该容器22可以连接到出口管线1上，从而为出口管线1内的灭火介质提供泡沫。来自活塞室15、17的气体压力作为驱动力用于将泡沫压缩出容器22。当容器22被用完后可以作为一个冲击吸收器吸收管线1内产生的压力峰值。这些压力峰值是当活塞室15、17中的气体排出到出口管线1而被排空时产生的。由于容器22的存在，作用在驱动源的管线24、27、1上的压力载荷降低，因此这些管线的尺寸不需要承受较高压力载荷。

图4表示图1中的本发明的另外一个变化。在附图4中使用与附图1中相同的附图标记表示对应的部件。图4中的驱动源不同于图1中的驱动源之处就在于将一个盛水容器23连接到气体管线27上，用于从第一缸体的第二活塞室15或者第二缸体的第二活塞室17获得气体压力，该容器23可以连接到出口管线1上，用于在一开始只是向出口管线提供水。来自活塞室15、17的气体压力作为将水从容器23压出的驱动力。该驱动源一开始是通过一个管线100为适合于提供水雾的喷头200、300提供水，从而实现吸收烟气的抽吸功能。这些水雾用于清洗烟气。这些喷头200、300可以象在PCT/FI 97/00523专利申请中描述的那样设置在一个管子400上。当水从盛水容器23排空后，该驱动源的功能就是图1所示的驱动源的功能，唯一的差别在于，盛水容器23可以减低出口管线1上的压力峰值。这些压力峰值是当活塞室15、17中的气体排出到出口管线1而被排空时产生的。由于容器23的存在，作用在驱动源的管线24、27、1上的压力载荷降低，因此这些管线的尺寸不需要承受较高压力载荷。

图5表示图1中的本发明的另外一个变化。在附图5中使用与附图1中相同的附图标记表示对应的部件。图5中的驱动源不同于图1中的驱动源之处就在于连接一个盛水容器500从而为管线28提供水。当烟雾探测器(未示出)或者另外一个探测器探测到一个信号后打开阀门V1或者V2，然后压力从气体容器6流动到盛水容器500。盛水容器500内的压力一开始例如为4巴压力，典型地可以在2-12巴范围内。该盛水容器500通过一个降压阀37获得压力，该降压阀37可以降低来自气体容器6的压力。当盛水容器500排空后，可以打开总水管5从而使得更多的水排出到管线28内和缸体活塞装置50内。

图6表示图1中的本发明的另外一个变化。图6中的驱动源与图1中的驱动源相对应，不同之处在于一个用于给管线28提供水的无压力盛水容器501。该缸体活塞装置可以从该盛水容器501内抽吸水，因此活塞12、13利用负压将水抽吸进入活塞室14、16。如果盛水容器501的容量和水量足够的话，总水管5就不再需要了。

图7表示图1中的本发明的另外一个变化。图7中的驱动源与图1中的驱动源相对应，不同之处在于该驱动源在出口管线1和喷洒器2000、3000内保持一个备用压力。这可以通过一个泵装置47来实现，该泵装置47包括一个马达48和一个连接到管线27上的泵49。该泵装置47从气体容器39获得驱动力。该泵装置47将总水管5的压力从4巴增加到20巴，因此可以保持出口管线1内具有20巴的备用压力。喷洒器2000、3000包括连接到出口管线上的喷头，例如为具有释放装置象安瓿的喷头。喷洒器2000、3000的结构允许承受备用压力。该喷洒器2000、3000最好为WO 92/15370和WO 94/16771专利中所述的结构。该气体容器39通过一个降压阀37连接到换向阀19上，从而为换向阀19提供来自气体容器39的动力。当由于热或者烟雾导致喷洒器2000、3000释放进行工作，一个探测器探测到管线27内的一个压降或者出口管线1和管线27内的流动降低或者压降，当该压降足够大时，使得该探测器向阀门V1或者V2发出一个信号使得它们打开，然后，驱动源的操作按照图1中的驱动源的操作进行操作。

本发明已经通过例子进行了描述，应该指出的是，本发明在后面所附的权利要求书的范围内可以按照多种方式进行变化。因此，活塞12、13不必沿着直线分别放在缸体10和11内，尽管这种按照直线放置是优选的，因为这实现起来更容易，在技术上更容易实现。控制装置7的结构也可以进行改变。换向阀19的驱动力可以按照多种方式来完成。驱动源可以用于排出一种类液式介质，这些介质可以包括来自喷头的较多数量的液珠。气体源不必有压力气体容器6构成；例如，可以优先使用一个空气压力管网(未示出)。这样的压力管网不需要较高的压力，只是需要较低的6-10巴的压力。

Claims (14)

1.一种为至少一个用于灭火的喷头(2、3；2、3；200、300；2000、3000)提供灭火介质的驱动源，该驱动源包括：

一个具有液体的液体源(5，500；501)和一个具有气体的气体源(9；900)；

用于混合液体源(5；500；501)的液体和气体源(9，900)的气体的混合装置；

用于把液体和气体引导到喷头的运送装置，其中，包含液体成分和气体成分的的灭火介质被引导向喷头，用于从喷头以气体和液珠的混合物的形式释放灭火介质，其特征在于：

所说的混合装置包括一个缸体活塞装置(50)，该装置包含设置在一个第一缸体(10)内的第一活塞(12)和设置在第二缸体(11)内的第二活塞(13)，所说的两个缸体分别包括一个第一活塞室(14、16)和一个第二活塞室(15、17)；

所说的气体源(9；900)通过一个连接有一个换向阀(19、19′)管线系统(24)选择连接到第一缸体的第二活塞室(15)或者第二缸体的第二活塞室(17)；

利用一个控制装置(7、7′)，所说的换向阀(19、19′)可以分别设置在两个操作位置，在第一操作位置，换向阀(19、19′)保持气体源(9；900)与第一缸体的第二活塞室(15)之间的连接以及第二缸体的第二活塞室(17)和运送装置的出口管线(1；1、100)之间的连接打开，在第二操作位置，换向阀保持气体源(9；900)和第二缸体的第二活塞室(17)之间的连接以及第一缸体的第二活塞室(15)和出口管线(1；1、100)之间的连接打开。

2.权利要求1的驱动源，其特征在于：活塞(12、13)通过一个连接件(18)连接在一起。

3.权利要求2的驱动源，其特征在于：连接件(18)至少是一个基本上直的活塞杆(18)，两个缸体(10，11)至少基本上沿着一个直线布置，设置两个活塞(12、13)使其在各自的缸体内沿反向同步移动。

4.权利要求1的驱动源，其特征在于：所说的控制装置(7)包括两个对磁场变化有反应的信号探测装置(8、20)，第一缸体(10)的活塞(12)包括一个磁性材料部分(25)，该信号探测装置(8、20)被连接到所说的缸体(10)上，以对所说的的第一缸体(10)内的活塞(12)的移动作出反应，因此信号探测装置可以发射信号给换向阀(19)，用于两个活塞启动在同一个方向上的每一个新的冲程。

5.权利要求1的驱动源，其特征在于：一个降压阀(37)连接于气体源(9；900)和换向阀(19)之间，从而为换向阀(19)提供来自气体源的驱动力。

6.权利要求1的驱动源，其特征在于：所说的控制装置(7′)包括一个阀装置(820)，在活塞(12、13)的机械控制下该阀装置(820)可以从一个第一位置转换到第二位置，其中，所说的阀装置总是当活塞改变移动方向时向所说的两个位置中的另外一个位置移动，所说的阀装置适合利用压力控制一个压力源(821)，从而当阀装置处于第一位置时所说的压力源将换向阀(19′)移动到第一操作位置，当阀装置处于第二位置时所说的压力源将换向阀(19′)移动到第二操作位置。

7.权利要求1的驱动源，其特征在于：一个包括一个单向阀(36)的第一管线(31)用于从液体源(5；5、500；501)把液体提供给第一缸体(10)的第一活塞室(14)；一个包括一个单向阀(33)的第二管线(29)用于将从液体源把液体提供给第二缸体(11)的第一活塞室(16)；一个包括一个单向阀(35)的第三管线(43)用于将液体从第一缸体的第一活塞室(14)移动到出口管线(1；1、100)；一个包括一个单向阀(34)的第四管线(42)用于将液体从第二缸体的第一活塞室(16)移动到出口管线(1；1、100)；一个包括一个单向阀(38)的第一气体管线(27)用于实现换向阀(19)到出口管线(1；1、100)的连接。

8.权利要求1的驱动源，其特征在于：一个气瓶(21)被连接到所说的出口管线(24)上，该气瓶被设置在气体源(9)和换向阀(19)之间，从而分别与第一缸体的第二活塞室(15)或者第二缸体的第二活塞室(17)连通，进而通过具有一定压力的灭火介质对出口管线(1)和喷头(2、3)进行冷却，该压力低于气体源(9)的压力。

9.权利要求1的驱动源，其特征在于：一个包含泡沫的容器(22)连接到所说的第一气体管线(27)上，从而分别从第一缸体的第二活塞室(15)或者第二缸体的第二活塞室(17)获得气体压力，该容器(22)被连接到出口管线(1)上用于向出口管线内的灭火介质提供泡沫。

10.权利要求7的驱动源，其特征在于：一个盛水容器(23)连接到所说的第一气体管线(27)上，从而分别从第一缸体的第二活塞室(15)或者第二缸体的第二活塞室(17)获得气体压力，该盛水容器(23)被连接到出口管线(1，100)上仅用于向出口管线初始供水。

11.权利要求1或7的驱动源，其特征在于：所说的液体源包括一个通过降压装置(3)连接到液体源(900)上的一个液体容器(500)，从而在该液体容器内获得一个低于气体源压力的压力。

12.权利要求1或7的驱动源，其特征在于：液体源包括一个无压力液体容器(501)。

13.权利要求1的驱动源，喷头是喷洒器(2000，3000)的喷头，其特征在于：一个包括马达(48)和泵(49)的泵装置(47)连接到液体源(5)和出口管线(1)上，用于保持出口管线处于一定的备用压力下，该备用压力高于液体源的压力，一个压力气体容器(39)连接到该马达(48)上，用于为马达(48)和泵(49)提供驱动力。

14.权利要求13的驱动源，其特征在于：一个气体源(39)通过一个降压阀(37)连接到一个出口管线(1)上，该降压阀(37)被连接到换向阀(19)从而从气体容器为换向阀提供驱动力。

Images