LU88490A1

LU88490A1 - Shut-off valve for a fire extinguisher

Info

Publication number: LU88490A1
Application number: LU88490A
Authority: LU
Inventors: Jean-Claude Schmitz; Karl Gabriel; Fred Becker
Original assignee: Luxembourg Patent Co
Priority date: 1994-05-31
Filing date: 1994-05-31
Publication date: 1994-12-01

Description

CLAPET DE FERMETURE POUR UN EXTINCTEUR D'INCENDIECLOSING VALVE FOR A FIRE EXTINGUISHER

La présente invention concerne un clapet de fermeture pour un extincteur d'incendie comprenant un corps de clapet avec un raccord communiquant avec une source d'un fluide d'extinction sous pression, un canal de sortie pour la diffusion du fluide d'extinction, un organe de fermeture coulissant déplaçable contre l'action d'un ressort et de la pression du gaz pour établir une communication entre ledit raccord et le canal de sortie et, sous l'action du ressort et de la pression du gaz, pour être appliqué, de manière étanche, sur un siège et isoler ledit raccord du canal de sortie. L'invention vise aussi bien les petits extincteurs portatifs que les installations stationnaires d'extinction. Dans un cas comme dans l'autre, les clapets permettant la diffusion du produit d'extinction sur un foyer d'incendie doivent pouvoir être manoeuvrés avec rapidité et efficacité. Dans les extincteurs portatifs, ce clapet est fixé directement sur le col de la bouteille ou bonbonne et peut, en même temps, être conçu comme poignée de portée de l'extincteur. La manoeuvre du clapet est réalisée à l'aide d'une manette basculante agissant directement sur l'organe de fermeture du clapet.The present invention relates to a closing valve for a fire extinguisher comprising a valve body with a connector communicating with a source of a pressurized extinguishing fluid, an outlet channel for the diffusion of the extinguishing fluid, a sliding closing member displaceable against the action of a spring and of the gas pressure to establish communication between said connector and the outlet channel and, under the action of the spring and of the gas pressure, to be applied, tightly, on a seat and isolate said connector from the outlet channel. The invention is aimed at both small portable extinguishers and stationary extinguishing installations. In either case, the valves allowing the diffusion of the extinguishing product on a fire place must be able to be operated quickly and efficiently. In portable fire extinguishers, this valve is fixed directly to the neck of the bottle or carboy and can, at the same time, be designed as a reach handle for the fire extinguisher. The valve is operated using a tilting lever acting directly on the valve closing member.

Le produit d'extinction est très souvent un gaz liquéfié, tel que du bioxyde de carbone ou un gaz mixte. Alors que jusqu'à présent, on se contentait d'une pression maximale de l'ordre de 200.105 Pa, la tendance actuelle est d'augmenter les pressions de stockage des gaz jusqu'à des pressions de l'ordre de 300.105 Pa, notamment pour les gaz mixtes. Une pression de stockage plus élevée a évidemment l'avantage d'augmenter, à contenance égale de la bouteille, son contenu, c'est-à-dire la quantité de gaz, ou, à contenu égal, de réduire la grandeur de la bouteille.Quite often the extinguishing product is a liquefied gas, such as carbon dioxide or a mixed gas. Whereas until now, we were satisfied with a maximum pressure of the order of 200.105 Pa, the current trend is to increase the storage pressures of the gases up to pressures of the order of 300.105 Pa, in particular for mixed gases. A higher storage pressure obviously has the advantage of increasing, for the same capacity of the bottle, its content, that is to say the quantity of gas, or, for equal content, of reducing the size of the bottle .

Si l'augmentation de la pression de stockage offre des avantages intrinsèques, elle pose également de nouveaux problèmes. En effet, pour des raisons évidentes de sécurité, il faut que l'organe de fermeture soit maintenu avec sa garniture d'étanchéité sur son siège sous l'effet de la pression du gaz. Or, étant donné que l'organe de fermeture doit avoir un certain diamètre pour assurer un débit suffisant et que la force appliquant l'organe de fermeture sur son siège est proportionnelle au carré de sa surface et à la pression à laquelle elle est exposée, cette force devient assez substantielle lorsque la pression du gaz d'extinction augmente. Pour ouvrir le clapet de l'extincteur, il faut évidemment vaincre cette force, si bien que la manoeuvre d'un tel extincteur devient problématique, d'autant plus que de nouvelles normes plus sévères imposent une limite maximale à la force requise pour la manipulation d'un extincteur.If the increase in storage pressure offers intrinsic advantages, it also poses new problems. Indeed, for obvious security reasons, the closure member must be kept with its seal on its seat under the effect of the gas pressure. However, given that the closure member must have a certain diameter to ensure sufficient flow and that the force applying the closure member to its seat is proportional to the square of its surface and to the pressure to which it is exposed, this force becomes quite substantial when the pressure of the extinguishing gas increases. To open the fire extinguisher valve, it is obviously necessary to overcome this force, so that the operation of such a fire extinguisher becomes problematic, especially since new, more stringent standards impose a maximum limit on the force required for handling. a fire extinguisher.

Par ailleurs, même si la bouteille n'est pas remplie à une pression si élevée, il faut tenir compte du fait que ces bouteilles sont utilisées dans un environnement chaud et que l'augmentation de la température peut faire grimper la pression bien au-delà de la pression de remplissage.Furthermore, even if the bottle is not filled at such a high pressure, it should be taken into account that these bottles are used in a hot environment and that the increase in temperature can cause the pressure to rise well beyond filling pressure.

Pour sortir de l'impasse, on a proposé des extincteurs avec un clapet de fermeture comprenant un volant de manoeuvre rotatif. Si un tel volant permet de vaincre plus facilement les forces nécessaires à l'ouverture de l'organe de fermeture, il allonge, en revanche, singulièrement le temps de manoeuvre, ce qui constitue un grave handicap pour un extincteur d'incendie.To break the deadlock, fire extinguishers have been proposed with a closing valve comprising a rotary hand wheel. If such a steering wheel makes it easier to overcome the forces necessary for the opening of the closing member, it does, however, considerably lengthen the operating time, which constitutes a serious handicap for a fire extinguisher.

Le but de la présente invention est de proposer un nouveau clapet de fermeture pour extincteur qui élimine ces problèmes, c'est-à-dire un clapet qui est extrêmement facile à manoeuvrer et qui n'exige que peu d'efforts pour l'ouverture, malgré une pression élevée des gaz d'extinction.The object of the present invention is to propose a new closing valve for fire extinguisher which eliminates these problems, that is to say a valve which is extremely easy to maneuver and which requires only little effort for opening. , despite high pressure of the extinguishing gases.

Pour atteindre cet objectif, la présente invention propose un clapet de fermeture pour extincteur d'incendie du genre décrit dans le préambule qui est essentiellement caractérisé en ce que le côté de l'organe de fermeture qui est exposé à la pression du fluide d'extinction est prolongé par un piston qui coulisse, de façon étanche, dans un cylindre qui comporte un orifice de ventilation communiquant avec l'extérieur du clapet. Le ressort de rappel de l'organe de fermeture peut être prévu dans ledit cylindre et prendre appui, d'une part, sur la tête du piston et, d'autre part, sur le fond dudit cylindre.To achieve this objective, the present invention provides a closing valve for a fire extinguisher of the kind described in the preamble which is essentially characterized in that the side of the closing member which is exposed to the pressure of the extinguishing fluid. is extended by a piston which slides, in leaktight manner, in a cylinder which has a ventilation orifice communicating with the outside of the valve. The return spring of the closure member can be provided in said cylinder and bear, on the one hand, on the head of the piston and, on the other hand, on the bottom of said cylinder.

Le diamètre du piston est, de préférence légèrement inférieur au diamètre du siège de l'organe de fermeture.The diameter of the piston is preferably slightly less than the diameter of the seat of the closure member.

Le fait d'engager le piston de façon étanche dans un cylindre réduit la surface de l'organe de fermeture qui est exposé à la pression des gaz d'une grandeur correspondant à la section du piston. Il en résulte que seule la surface annulaire correspondant à la différence entre la section du siège et la section du piston subit la pression du gaz d'extinction. La poussée subie par cette surface annulaire sous l'effet de la pression du gaz est suffisante pour maintenir le clapet de façon étanche sur son siège et répondre, ainsi, aux normes de sécurité. En revanche, en soustrayant, ainsi, une bonne partie de la section de l'organe de fermeture à la poussée du gaz, on réduit sensiblement la force nécessaire à l'ouverture du clapet. Il est donc possible de prévoir un organe de manoeuvre qui est très facilement maniable. L'organe de fermeture peut être actionné par un poussoir coulissant logé dans le corps du clapet, axialement dans le prolongement de l'organe de fermeture. Conformément à un mode de réalisation avantageux, ce poussoir coulissant peut être manoeuvré manuellement à l'aide d'une manette pivotante.Engaging the piston tightly in a cylinder reduces the area of the closure member which is exposed to gas pressure by a size corresponding to the cross section of the piston. As a result, only the annular surface corresponding to the difference between the section of the seat and the section of the piston is subjected to the pressure of the extinguishing gas. The thrust undergone by this annular surface under the effect of the gas pressure is sufficient to keep the valve tightly on its seat and thus meet safety standards. On the other hand, by thus subtracting a good part of the section of the closure member from the thrust of the gas, the force necessary for opening the valve is substantially reduced. It is therefore possible to provide an operating member which is very easy to handle. The closure member can be actuated by a sliding plunger housed in the body of the valve, axially in the extension of the closure member. According to an advantageous embodiment, this sliding pusher can be operated manually using a pivoting lever.

Selon un autre mode de réalisation, le poussoir coulissant peut être actionné par un piston pneumatique pouvant être exposée à la pression du fluide d'extinction sous la commande d'une clapet magnétique. Cette version convient plus particulièrement pour les installations stationnaires d'extinction.According to another embodiment, the sliding pusher can be actuated by a pneumatic piston which can be exposed to the pressure of the extinguishing fluid under the control of a magnetic valve. This version is particularly suitable for stationary fire extinguishing installations.

Le fait de réduire la force de poussée pneumatique sur l'organe de fermeture présente également l'avantage de réduire les sollicitations imposées aux joints d'étanchéité par le siège de l'organe de fermeture, ce qui augmente la durée de vie de ce joint.Reducing the pneumatic pushing force on the closure member also has the advantage of reducing the stresses imposed on the seals by the seat of the closure member, which increases the life of this seal. .

Un autre avantage de la conception du clapet selon la présente invention est que le ressort de rappel de l'organe d'étanchéité est enfermé de manière étanche dans le cylindre et n'est pas exposé à l'action corrosive des gaz d'extinction. D'autres particularités et caractéristiques de la présente invention ressortiront de deux modes de réalisations avantageux présentés ci-dessous, à titre d'illustration, en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la Figure 1 représente une section schématique à travers un premier mode de réalisation d'un clapet selon la présente invention convenant pour un extincteur portatif et - la Figure 2 représente une section schématique à travers un second mode de réalisation d'un clapet selon la présente invention convenant pour une installation d'extinction stationnaire.Another advantage of the design of the valve according to the present invention is that the return spring of the sealing member is sealed in the cylinder and is not exposed to the corrosive action of the extinguishing gases. Other features and characteristics of the present invention will emerge from two advantageous embodiments presented below, by way of illustration, with reference to the appended drawings in which: - Figure 1 shows a schematic section through a first embodiment realization of a valve according to the present invention suitable for a portable extinguisher and - Figure 2 shows a schematic section through a second embodiment of a valve according to the present invention suitable for a stationary extinguishing installation.

Le clapet représenté sur la Figure 1 comporte un corps 10, par exemple en laiton, avec une chambre intérieure 14 communiquant avec un canal de sortie 12 et un raccord 16 pouvant être vissé sur une tubulure 18 communiquant avec l'intérieur d'une bouteille ou bonbonne non représentée contenant du gaz d'extinction sous pression. La tubulure 18 peut aussi faire office de poignée pour porter l'extincteur qui est constitué par la bouteille et le clapet.The valve represented in FIG. 1 comprises a body 10, for example made of brass, with an interior chamber 14 communicating with an outlet channel 12 and a connector 16 which can be screwed onto a tube 18 communicating with the interior of a bottle or cylinder not shown containing pressurized extinguishing gas. The tubing 18 can also act as a handle for carrying the fire extinguisher which is constituted by the bottle and the valve.

La chambre 14 comporte un épaulement circulaire 20 formant le siège d'un organe de fermeture 22. Le siège ou l'organe de fermeture comporte un joint d'étanchéité pour assurer la fermeture étanche de l'organe de fermeture 22.The chamber 14 has a circular shoulder 20 forming the seat of a closure member 22. The seat or the closure member comprises a seal to ensure the sealed closure of the closure member 22.

Conformément à la présente invention, la surface arrière de l'organe de fermeture 22, qui est exposée à la pression des gaz, est prolongée axialement par un piston cylindrique 24 qui est engagé dans un alésage cylindrique 26 d'un capuchon 28 vissé dans le corps 10 du clapet. Dans l'alésage 26 se trouve un ressort de rappel 30 qui prend appui sur la tête du piston 24 et dans le fond de l'alésage 26 pour solliciter l'organe de fermeture 22 sur son siège 20. L'alésage 26 est isolé de manière étanche de la chambre 14 par un joint torique 32 autour du piston 24. Pour permettre le coulissement du piston 24 dans l'alésage cylindrique 26, celui comporte un orifice d'aération 34.According to the present invention, the rear surface of the closure member 22, which is exposed to the pressure of the gases, is extended axially by a cylindrical piston 24 which is engaged in a cylindrical bore 26 of a cap 28 screwed into the body 10 of the valve. In the bore 26 is a return spring 30 which bears on the head of the piston 24 and in the bottom of the bore 26 to urge the closure member 22 on its seat 20. The bore 26 is isolated from tightly of the chamber 14 by an O-ring 32 around the piston 24. To allow the piston 24 to slide in the cylindrical bore 26, that includes an air orifice 34.

Cette conception permet de soustraire la surface correspondant à la section de l'alésage 26 à la pression du gaz d'extinction. La seule surface de l'organe de fermeture 22 subissant encore la pression du gaz est la surface annulaire correspondant à la différence de section entre le piston 24 et le siège 20 de l'organe de fermeture, si bien que la poussée sur l'organe de fermeture due à la pression élevée du gaz est considérablement réduite comparée à un clapet traditionnel dans lequel toute la surface de l'organe de fermeture est exposé à la pression du gaz.This design makes it possible to subtract the surface corresponding to the section of the bore 26 from the pressure of the extinguishing gas. The only surface of the closure member 22 still undergoing gas pressure is the annular surface corresponding to the difference in section between the piston 24 and the seat 20 of the closure member, so that the thrust on the member closing due to the high gas pressure is considerably reduced compared to a traditional valve in which the entire surface of the closing member is exposed to gas pressure.

Pour manoeuvrer le clapet, il suffit dès lors d'agir sur l'organe de fermeture 22 avec une force suffisante pour vaincre la poussée du ressort de rappel 30 et la poussée pneumatique relativement faible du gaz d'extinction. Dans le mode de réalisation représenté, cette manoeuvre est réalisée à l'aide d'un poussoir 35 relié à l'organe de fermeture 22, du côté opposé au piston 24. Ce poussoir coulissant 35 est logé, grâce à un joint torique 36, de façon étanche, dans le corps 10 du clapet et émerge légèrement de celui-ci. Une manette 38 articulée sur le corps 10 permet d'enfoncer, sans grands efforts, le poussoir 35 pour ouvrir l'organe de fermeture contre l'action du ressort 30 et la poussée des gaz.To operate the valve, it is therefore sufficient to act on the closure member 22 with sufficient force to overcome the thrust of the return spring 30 and the relatively low pneumatic thrust of the extinguishing gas. In the embodiment shown, this maneuver is carried out using a pusher 35 connected to the closure member 22, on the side opposite the piston 24. This sliding pusher 35 is housed, thanks to an O-ring 36, tightly, in the body 10 of the valve and slightly emerges from it. A lever 38 articulated on the body 10 allows to push, without great effort, the pusher 35 to open the closure member against the action of the spring 30 and the thrust of the gases.

La force nécessaire à l'ouverture étant tellement faible, il est également possible de remplacer la manette 38, qui est actionnée par toute la main, par une manette plus petite qui est simplement actionnée par le pouce d'une main.The force required for opening being so low, it is also possible to replace the lever 38, which is actuated by the whole hand, with a smaller lever which is simply actuated by the thumb of one hand.

La Figure 2 illustre un mode de réalisation qui est plus particulièrement conçu pour des installations d'extinction stationnaires. Sur cette Figure, on a utilisé les mêmes chiffres de référence que sur la Figure 1 pour désigner les éléments correspondants, même si ceux-ci sont légèrement différents du point de vue constructif.Figure 2 illustrates an embodiment which is more particularly designed for stationary extinguishing installations. In this Figure, the same reference numbers as in Figure 1 have been used to designate the corresponding elements, even if these are slightly different from the constructive point of view.

Dans ce mode de réalisation, les gaz d'extinction pénètrent dans le clapet par le fond, plus précisément à travers un raccord 40 vissé dans le corps 10 de ce raccord et pouvant être connecté directement sur une bouteille de gaz non représentée. Ce raccord 40 forme, à l'intérieur du corps 10 du clapet, le cylindre 42 qui sert de logement au ressort de rappel 30 et qui est destiné à soustraire une bonne partie de la surface de l'organe de fermeture 22 à la pression des gaz d'extinction. L'aération du cylindre 42 ne pouvant se faire par le fond de celui-ci, il est prévu, à travers le piston 24 et l'organe de fermeture 22, un passage axial 43 qui communique à travers un orifice d'aération 45 avec l'atmosphère.In this embodiment, the extinguishing gases penetrate into the valve from the bottom, more precisely through a connector 40 screwed into the body 10 of this connector and which can be connected directly to a gas cylinder, not shown. This connector 40 forms, inside the body 10 of the valve, the cylinder 42 which serves as a housing for the return spring 30 and which is intended to remove a good part of the surface of the closure member 22 from the pressure of the extinguishing gas. As the ventilation of the cylinder 42 cannot be done through the bottom of the latter, there is provided, through the piston 24 and the closing member 22, an axial passage 43 which communicates through an ventilation orifice 45 with the atmosphere.

Le mode de réalisation de la Figure 2 diffère essentiellement de celui de la Figure 1 par le système de manoeuvre du clapet. Dans ce mode de réalisation, la partie supérieure du clapet est fermée, de manière étanche, par un capuchon 44 qui délimite avec la tête du corps 10 une chambre plate 46. Une partie du fond de celle-ci est formée par un piston 48 se trouvant dans un logement cylindrique de la tête du corps 10 et supporté par le poussoir 34 qui débouche dans ce logement 50. Le corps 10 comporte, par ailleurs, une tubulure latérale 52 qui est en communication avec l'espace autour de l'organe de fermeture 22 et avec la chambre 46 à travers le canal 54. Dans cette tubulure 52 se trouve un clapet magnétique 56, connu en soi, avec un bouton poussoir 58.The embodiment of Figure 2 differs essentially from that of Figure 1 by the valve operating system. In this embodiment, the upper part of the valve is closed, in leaktight manner, by a cap 44 which delimits with the head of the body 10 a flat chamber 46. A part of the bottom thereof is formed by a piston 48 finding in a cylindrical housing of the head of the body 10 and supported by the pusher 34 which opens into this housing 50. The body 10 also comprises a lateral tube 52 which is in communication with the space around the body closure 22 and with the chamber 46 through the channel 54. In this tubing 52 there is a magnetic valve 56, known per se, with a push button 58.

Normalement, la communication entre l'intérieur du clapet et la chambre 46 à travers le canal 54 est interrompue par le clapet magnétique 56 et l'organe de fermeture 22 reste fermé sous l'action du ressort de rappel 30 et de la pression des gaz. En agissant toutefois manuellement sur le bouton poussoir 58, le clapet 56 ouvre cette communication, si bien que la pression du gaz d'extinction se propage dans la chambre 46 à travers le clapet magnétique 56 et le canal 54. La pressurisation de cette chambre 46 engendre une force descendante sur le piston 48 dont la section est suffisante pour que cette force soit supérieure à la somme de la force du ressort de rappel et de la force due à la pression des gaz sur l'organe de fermeture 22. Autrement dit, une simple manoeuvre du bouton poussoir 58 permet l'ouverture du clapet en profitant de la pression des gaz pour soulever l'organe de fermeture 22 de son siège 20. L'ouverture centrale 60 dans le capuchon est normalement fermée par un second capuchon. Cette ouverture 60 a simplement été représentée pour illustrer la possibilité de raccordement de la chambre 46 à une source pneumatique extérieure.Normally, the communication between the interior of the valve and the chamber 46 through the channel 54 is interrupted by the magnetic valve 56 and the closure member 22 remains closed under the action of the return spring 30 and the pressure of the gases. . However, by manually acting on the push button 58, the valve 56 opens this communication, so that the pressure of the extinguishing gas propagates in the chamber 46 through the magnetic valve 56 and the channel 54. The pressurization of this chamber 46 generates a downward force on the piston 48 whose cross section is sufficient for this force to be greater than the sum of the force of the return spring and the force due to the pressure of the gases on the closing member 22. In other words, a simple operation of the push button 58 allows the opening of the valve taking advantage of the gas pressure to lift the closure member 22 from its seat 20. The central opening 60 in the cap is normally closed by a second cap. This opening 60 has simply been shown to illustrate the possibility of connecting the chamber 46 to an external pneumatic source.

Il reste à noter que le clapet de la Figure 1 peut, à l'instar de celui de la Figure 2, être équipé d'un raccord analogue au raccord 40 de la Figure 2, ce qui lui permet d'être alimenté par le fond au lieu de l'alimentation latérale de la Figure 1 et d'être vissé directement sur le col d'une bouteille d'extinction portative.It should be noted that the valve of Figure 1 can, like that of Figure 2, be equipped with a connector similar to the connector 40 of Figure 2, which allows it to be fed from the bottom instead of the side feed of Figure 1 and to be screwed directly to the neck of a portable fire extinguisher.

Claims

1. Shut-off valve for a fire extinguisher comprising a valve body (10) with a connector (16) communicating with a source of a pressurized extinguishing fluid, an outlet channel (12) for the diffusion of the extinguishing fluid, a sliding closure member (22) movable against the action of a spring (30) and of the pressure of the gas to establish communication between said connector (16) and the outlet channel (12) and , under the action of the spring (30) and the pressure of the gas, to be applied in a sealed manner to a seat (20) and to isolate said fitting (16) from the outlet channel (12), characterized in that the side the closure member (22) which is exposed to the pressure of the extinguishing fluid is extended by a piston (24) which slides, in leaktight manner, in a cylinder (26, 42) and in that said cylinder ( 26, 42) has a ventilation orifice (34, 43) communicating with the outside.

2. Valve according to claim 1, characterized in that said spring (30) for returning the closing member (22) is provided in said cylinder and bears, on the one hand, on the head of the piston (24) and, on the other hand, on the bottom of said cylinder (26, 42).

3. Valve according to claim 1, characterized in that the diameter of the piston (24) is slightly less than the diameter of the seat (20) of the closure member (22).

4. Valve according to claim 1, characterized in that the closure member is actuated by a sliding plunger (34) housed in the body (10) of the valve, axially in the extension of the closure member (22).

5. Valve according to claim 4, characterized in that the sliding plunger (34) is manually operated using a pivoting lever (38).

6. Valve according to claim 4, characterized in that the sliding plunger (34) is pneumatically actuated by a piston (48) which can be exposed to the pressure of the extinguishing fluid under the control of a magnetic valve (56).