專利名稱：用于控制高壓氣體式滅火系統(tǒng)的方法和設備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于控制高壓氣體式滅火系統(tǒng)的壓力的方法和設備，其
中，滅火氣體以150至300bar的高壓儲存在至少一個壓縮氣體容器中， 優(yōu)選地儲存在具有瓶閥的高壓氣瓶中，并且滅火氣體的壓力在氣瓶與滅火 管^J'司降低。
背景技術(shù)：
出于經(jīng)濟原因，如DE 42 20 062 Cl所述，這種滅火系統(tǒng)通過儲存 于高壓下的諸如氬、Argonite、氮、煙烙盡(Inergen )等滅火介質(zhì)來工 作。此處滅火介質(zhì)以壓縮形式儲存在高壓氣瓶中。通過這些永久氣體， 可用氣體容積隨施加的壓力升高而增大，因此將氣體儲存于高壓下特別 經(jīng)濟。
為了使滅火系統(tǒng)經(jīng)濟地運行，離開高壓氣瓶的滅火氣體在進入滅火 管路前被降壓。還已知要進行第二次降壓(DE 200 00 365 U )。
由于靜壓降低和計算軟件的不足，所以此前使用的特別是用于多次 降壓的降壓裝置不能確保將滅火氣體以期望的低壓引入滅火管路系統(tǒng)。
此外，迄今為止所使用的降壓裝置相當耗費材料。
US 5，899，275中描述了滅火氣體容器上的閥，控制壓力施加于該閥。 該閥包括控制閥芯，控制壓力施加于該閥芯，并且該閥芯通過柱塞作用 在封閉壓縮氣體容器的出口的另一個閥上?？刂茐毫Ρ仨毧朔萜鲏毫?的作用而打開另一個閥。因為控制氣體壓力必須克服瓶壓，所以這種閥 的結(jié)構(gòu)僅可用于壓力相對較低的氣瓶。
WO 2006/110149 Al描述了壓力控制的滅火閥，其中，容器壓力徑 向地作用在能夠移動以改變通道橫截面的截頂活塞上。因為活塞為圓錐形，所以容器壓力在活塞上施加軸向分力。因此，該設備也不適用于高 壓應用。
本發(fā)明的目的在于提供用于控制高壓氣體式滅火系統(tǒng)的方法和設 備，以通過使用最筒單的裝置而確保滅火氣體以期望的低壓進入滅火管 路。
發(fā)明內(nèi)容
權(quán)利要求l限定了根據(jù)本發(fā)明的方法。根據(jù)該方法，提供了壓力控 制的減壓自調(diào)節(jié)式控制閥以用于降壓，通過具有預定的控制壓力的控制 氣體經(jīng)由控制壓力室影響從控制閥進入滅火管路的滅火氣體的出口壓 力，從而由控制閥本身維持滅火氣體的出口壓力，并且壓縮氣體容器的 壓力在控制閥中得到均衡使得壓縮氣體容器的壓力在控制活塞上不施 加位移分力。
權(quán)利要求3限定了本發(fā)明的設備。其特征在于，控制閥構(gòu)造為使得 壓縮氣體容器的高壓在控制活塞上不施加任何位移分力。
由于容器壓力在控制閥中得到均衡，控制活塞僅通過控制壓力被移 動而并不依賴于高壓。因此，即使容器壓力相對于出口壓力非常高，也 可以對出口壓力進行非常精確的調(diào)節(jié)。因此，能夠省卻多級降壓。
由于降壓閥構(gòu)造為控制閥，所以避免了瓶閥與滅火管路系統(tǒng)之間的 諸如額外的降壓裝置的處于高壓的已知部件以及處于高壓的所需的連 接件和高壓軟管。因此，方便了降低滅火氣體壓力。通過使用控制壓力 室和預定的控制壓力，實現(xiàn)了離開控制閥并進入滅火管路系統(tǒng)的滅火氣 體的壓力不會超過預定的控制壓力。從而由于該壓力在控制閥內(nèi)得到了
動態(tài)控制，所以確保了滅火管路系統(tǒng)中根本不會遍布高于設定壓力的壓 力。因此，避免了由過高的壓力所導致的對管路系統(tǒng)的損壞。
本發(fā)明的另一個優(yōu)點在于省卻了額外的降壓裝置，簡化了滅火系統(tǒng) 的組裝過程中的操作。進一步地，能夠省卻用于200至300bar范圍的 液壓的計算軟件。因為直到現(xiàn)今市場上仍然無法自由地得到安全的計算 軟件，所以這是本發(fā)明的另一個特殊優(yōu)點。
優(yōu)選的設備的特征在于，在閥殼的入口附近設有高壓室，而在閥殼的出口附近設有工作壓力室，這些室通過間隔壁中的轉(zhuǎn)換孔連接，封閉 活塞和控制活塞分別與這些室關(guān)聯(lián)，其中，在設有均衡孔的封閉活塞的 后側(cè)設有均衡室，而控制活塞的后側(cè)設有具有用于控制氣體的連接件的 控制壓力室，封閉活塞通過連接桿與控制活塞連接。
為了安裝控制閥而設有容器附加裝置，該附加裝置安裝在瓶頸與控 制閥之間。容器附加裝置包括適于通過使用瓶口旋擰至壓縮氣體容器上 的閥座，該閥座通過旋入閥座孔中的閥接頭與控制閥連接。
將參照附圖更加詳細地描述本發(fā)明的實施方式和控制閥的運行。
在附圖中
圖l是具有閥座的控制岡的第一種實施方式的整體剖視圖， 圖2-5示出了圖1的控制閥的各個運行階段， 圖6示出了控制閥的第二種實施方式， 圖7示出了控制閥安裝于容器閥，以及
圖8示出了控制閥的第三種實施方式，其依靠控制壓力打開容器閥， 使得高壓不會連續(xù)地作用在控制閥上。
具體實施例方式
圖l-5的控制閥3由具有間隔壁6的岡殼5形成，該間隔壁6具有 轉(zhuǎn)換孔ll,其中，在間隔壁6的一側(cè)，在控制閥3的底部i更有用于高壓 滅火氣體的入口 7，而在間隔壁6的另一側(cè)，在控制閥3的頂部設有用 于壓力降低的滅火氣體的出口 8。閥殼5的一側(cè)設有封蓋19，而且閥殼 5的另一側(cè)設有封蓋20。間隔壁6的右側(cè)設有控制活塞13，而間隔壁6 的左側(cè)安裝有封閉活塞12， 二者通過連接桿18連接。封閉活塞12構(gòu)造 為使得根據(jù)其位置，其確保朝向間隔壁6的轉(zhuǎn)換孔11的耐壓密閉，或 者確保轉(zhuǎn)換孔11的打開狀態(tài)。封閉活塞12在入口 7附近形成高壓室9, 并與封蓋19 一起在后側(cè)形成均衡室15,該均衡室通過封閉活塞12中的均衡孔14與工作壓力室10相連接。在均衡室15中安裝有封閉彈簧21。 設置在入口 8附近的控制活塞13與封蓋20 —起形成控制壓力室16并 與間隔壁6 —起形成工作壓力室10。封蓋20設有控制壓力連接件17， 用于控制氣體的控制壓力管路17a連接于該控制壓力連接件17。
容器附加裝置4旋檸到優(yōu)選為高壓氣瓶的、例如充有150至300bar 的高壓氣體的壓縮氣體容器1上，該附加裝置在組裝期間保持壓縮氣體 容器1封閉?？刂崎y3與容器附加裝置4連接。容器附加裝置4由閥座 22形成，閥接頭23設在閥座22的上部中并與控制閥3的入口 7連接。 為此，閥接頭23具有向下擴口的充注孔25以及位于充注孔25上方的 連接孔25。閥座22的下部構(gòu)造為用于旋入壓縮氣體容器1的容器頸部 la的螺紋接頭26。閥座22在中心部分具有閥座孔27，閥座孔27具有 環(huán)繞充注孔32的環(huán)形臺肩31，彈簧密封件30以密封的方式支撐在該環(huán) 形臺肩31上。閥接頭23壓抵柱塞28。閥盤29設在柱塞28的下部。彈 簧密封件30偏置為使其能夠透過氣體。彈簧密封件被瓶中壓力壓縮從 而密封充注孔34。
當控制閥3與容器附加裝置4連接時，柱塞28通過彈簧密封件30 保持充注孔34封閉。當旋上閥接頭23時，首先在閥接頭與閥座22之 間進行密閉連接。具有彈簧密封件30的柱塞28仍然保持充注孔34封 閉。當將閥接頭23進一步旋入閥座22中時，閥接頭23壓抵柱塞28的 基板32，柱塞28將閥盤推向壓縮空氣容器1。因此，彈簧密封件30被 拉開，使得高壓氣體能夠以其150至300bar的壓力經(jīng)過打開的彈簧密 封件流入高壓室9中。
以下將更加詳細地描述圖1-5中控制閥3的功能。
首先，間隔壁6的轉(zhuǎn)換孔11由封閉活塞12封閉。將例如60bar的 控制氣體的預定控制壓力通過控制壓力管路17a作用到控制壓力室16。 該壓力能夠任選地設置并限定滅火氣體從出口 8流入與滅火管路2相連 接的管網(wǎng)的壓力?？刂茐毫⒖刂苹钊?3壓入控制閥3中?？刂苹钊?13通過連接桿18致動封閉活塞12，從而打開轉(zhuǎn)換孔11并因此打開控 制閥3。此時氣體流入工作壓力室10中并經(jīng)過均衡孔14流入均衡室15 中。從工作壓力室IO流入滅火管路網(wǎng)2中的氣體充注滅火管路網(wǎng)2，管 網(wǎng)和工作壓力室10中的壓力提高。當工作壓力室10中的壓力超過控制 壓力室16中的壓力時，封閉活塞12和控制活塞13沿另一方向移動，使得轉(zhuǎn)換孔11封閉。安裝在均衡室15中的封閉彈簧21有助于該封閉 操作。由于管網(wǎng)中出現(xiàn)壓力下降，并且相對于控制壓力室16的壓力差 增大，所以控制活塞13和封閉活塞12向后移動使得轉(zhuǎn)換孔11再次打 開。該過程持續(xù)進行直到壓縮氣體容器1中的壓力低于控制壓力為止。 然后，控制閥保持打開，直到壓縮氣體容器l空了為止。
通過本發(fā)明的控制閥的構(gòu)造，在工作壓力室IO與控制壓力室16之 間達到恒定的平衡，因此，滅火管路2中的滅火氣體的壓力從不超過控 制氣體的壓力。
控制閥3的模塊化的結(jié)構(gòu)和具有釋放孔35的容器附加裝置4使得 能夠在壓縮氣體容器1處于壓力下的同時將控制閥3從容器附加裝置4 上取下。而且，這是通過已知的瓶閥無法實現(xiàn)的本發(fā)明的另一個優(yōu)點。
圖6的控制閥3具有閥殼5，閥殼5在一端包括螺玟接頭中的出口 8。具有閥蓋20的缸套40從相反端插入閥殼5中。缸套包括控制壓力 連接件17和控制壓力室16。缸套40具有缸孔41,活塞42設置在該釭 孔41中以移動?；钊?2實現(xiàn)第一種實施方式的封閉活塞12和控制活 塞13兩者的功能?；钊?2包括用于在缸孔41處進行密封的密封圏。 支撐于閥殼5的封閉彈簧21將活塞42推向控制壓力連接件17。因此， 控制壓力抵靠封閉彈簧21起作用。
活塞42具有限定出控制壓力室16的封閉前壁。對于活塞42的其 余部分，活塞42是中空的、在后端開口并形成工作壓力室64。活塞具 有可與缸套40的側(cè)向孔44相接的側(cè)向孔43。側(cè)向孔44位于與入口 7 相連通的周向槽附近，從而形成高壓室45。室中壓力經(jīng)過側(cè)向孔44徑 向地作用在活塞42上。因此，沒有任何推力沿軸向方向作用在活塞42 上?；钊?2僅由控制室16的控制壓力移動并受到出口 8中的壓力或滅 火管路2(圖1)中的壓力的影響。這些壓力僅沿軸向方向作用在活塞 42上。
通過使用本發(fā)明的閥，能夠可變地調(diào)節(jié)控制壓力，例如在10bar與 100bar之間調(diào)節(jié)控制壓力?？刂茐毫偸菦Q定通向管網(wǎng)的滅火管路2 中的壓力，而與壓縮氣體容器1中的壓力無關(guān)。
壓縮氣體容器中的壓力經(jīng)過入口 7到達環(huán)形高壓室45。該壓力經(jīng)過 側(cè)向孔44僅沿徑向方向作用在活塞43上而沒有任何軸向分力。因此，遍布在壓縮氣體容器中的高壓得到了均衡，使得其在控制活塞42上沒 有施加任何位移分力。因此，控制活塞僅由控制壓力室16中的控制活 塞調(diào)節(jié)。
如圖7所示，接合器37連接于閥殼5的入口 7。該接合器37是將 閥殼5與容器岡46連接在一起的具有螺紋的管接頭。容器閥46是已知 的。容器閥包括長形殼體，其在一端設有用于觸發(fā)壓力的連接件47， 在相反端設有用于旋擰到壓縮氣體容器上的連接件48。容器閥包括通 過彈簧而保持壓抵座50的活塞49，從而將從壓縮氣體容器到出口 51 的通道封閉。通過將觸發(fā)壓力施加于連接件47，活塞49被移動以為處 于高壓的滅火氣體讓路。出口 51與接合器37連接。容器閥46和控制 閥3與接合器37 —起形成H形的剛性單元。
除了通過施加于連接件47的觸發(fā)壓力外，還可以機械、電氣或液 力的方式激發(fā)容器閥46。容器閥將高壓釋放到控制閥3。因此，控制閥 3并不總是暴露在高壓下，而是只有當容器岡46打開的情況下才這樣。 從而，活塞42能夠通過向控制連接件17施加壓力而實現(xiàn)其壓力調(diào)節(jié)功 能。
在圖8的實施方式中，閥殼5安裝在旋至壓縮氣體容器的閥座22 上。閥殼5由兩個蓋19和20封閉。蓋20具有用于控制氣體的控制壓 力連接件17，而蓋19在其中保持有具有出口 8的管形件。岡殼設有殼 體孔61,缸套40設置在殼體孔61中用于縱向移動。缸套40包括活塞 62，活塞62的前端壁限定控制壓力室16，該活塞能夠在缸套的缸孔41 中移動。封閉彈簧21將活塞62推向控制壓力連接件17。封閉彈簧21 支撐于缸套40的環(huán)形臺肩53。另 一個環(huán)形臺肩用作用于活塞62的抵接 部54。
活塞62 i殳有從外部通入高壓室45的側(cè)向孔43。側(cè)向孔43與缸套 40中的側(cè)向孔44協(xié)同作用。當控制壓力將活塞62推進到缸孔41中的 抵接部54時，側(cè)向孔43與側(cè)向孔44連通。
閥殼5包括形成高壓室45的環(huán)形槽。當側(cè)向孔43和44到達室45 附近時，容器壓力經(jīng)過側(cè)向孔引入工作壓力室64中并從此處引至出口 8。
缸套40的外側(cè)具有凸輪輪廓55，凸輪輪廓55呈具有兩側(cè)面傾斜的周向凹槽。設置在閥座中的容器閥57的柱塞56插入該凸輪輪廓中。容 器閥57包括由彈簧59壓抵閥座60的閥體58。如圖8所示，當柱塞56 的端部位于凸輪輪廓55的凹陷中時，彈簧59將閥體58推到閉合位置。 如果活塞62被控制壓力室16中的壓力移動，則側(cè)向孔43和側(cè)向孔44 首先相連，然后缸套40被移到圖8中的左側(cè)。因此，柱塞56的頂部到 達凸輪輪廓55的傾斜的側(cè)面。柱塞56將岡體58推到打開位置，從而 容器閥57打開，并且壓縮氣體容器中的處于高壓的滅火氣體被釋放以 流入控制閥3中。螺紋接頭63連接于壓縮氣體容器。
在圖8的實施方式中，還確保了高壓室45并非總是承受高壓滅火氣體。 更確切地，通常閉合的容器閥57保持控制閥3不接觸高壓?？刂茐毫B 接件17處的控制氣體實現(xiàn)打開容器閥57并實現(xiàn)由控制閥3進行壓力調(diào)節(jié)。 通過使用簡單的裝置，具有閥座22的控制閥確保滅火氣體以所希望的較 低壓力iiA滅火管路而無需總是在高壓室中充注高壓氣體。
權(quán)利要求
1.一種用于控制高壓氣體式滅火系統(tǒng)的輸出壓力的方法，其中，滅火氣體以150至300bar的高壓儲存在至少一個壓縮氣體容器(1)中，所述滅火氣體的壓力在所述壓縮氣體容器(1)與滅火管路之間被降低到所述輸出壓力，其特征在于，使用壓力控制的減壓自調(diào)節(jié)式控制閥(3)來降低壓力，所述閥包括控制活塞(13；42；62)，通過具有預定的控制壓力的控制氣體經(jīng)由控制壓力室(16)影響從所述控制閥(3)進入所述滅火管路(2)的所述滅火氣體的輸出壓力，從而由所述控制閥(3)本身維持所述滅火氣體的輸出壓力，而且，所述壓縮氣體容器(1)的壓力在所述控制閥(3)中得到均衡使得所述壓縮氣體容器(1)的壓力不向所述控制活塞(13；42；62)施加任何位移分力。
2. 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，閥座(22)緊固于所述壓 縮氣體容器(l )，所述控制閥(3 )安裝于所述岡座(22 )使得所述控制閥(3)由所述容器(1)支撐。
3. —種用于控制高壓氣體式滅火系統(tǒng)的輸出壓力的設備，包括減壓閥 和至少一個壓縮氣體容器(1),所述減壓閥為壓力控制的自調(diào)節(jié)式控制閥(3)，所述控制閥(3)包括控制壓力室(16),控制壓力施加于所述控 制壓力室；以及控制活塞(13; 42; 62),所述控制活塞由所述控制壓力控 制，其特征在于，所述控制閥構(gòu)造為使得所述壓縮氣體容器(l)的高壓在 所述控制活塞(13; 42; 62)上不施加任何位移分力。
4. 如權(quán)利要求3所述的設備，其特征在于，在所述控制閥(3)的閥 殼(5)的入口 (7)附近i史有包^J"閉活塞(12)的高壓室(9)，而所述 閥殼(5)的出口 (8)附近設有帶有控制活塞(13)的工作壓力室(10)， 所述高壓室(9 )和所述工作壓力室(10 )通過間隔壁(6)中的轉(zhuǎn)換孔(11) 連接。
5. 如權(quán)利要求3或4所述的設備，其特征在于，所述控制閥(3)緊 固于包括出口閥的閥座(22),必須通過插入閥接頭(23)的方式克服所述容器壓力來M地打開所述出口閥，在移除所述閥接頭(23)后，所述出 口閥再次關(guān)閉。
6. 如權(quán)利要求3-5所述的設備，其特征在于，所述控制閥(3)具有 面對所述控制壓力室(16)的前側(cè)以及相反指向的后側(cè)，在所述前側(cè)與所 述后側(cè)之間設有至少一個均衡孔(14)，而且，在所述封閉活塞(12)的后 側(cè)"&有均衡室(15 )。
7. 如權(quán)利要求3-6中任一項所述的設備，其特征在于，所述封閉活塞 (12 )和所述控制活塞(13 )通過連接桿(18 )相連接。
8. 如權(quán)利要求3-7中任一項所述的設備，其特征在于，所述控制閥(3 ) 包括在相反的兩端處由封蓋(19、 20)封閉的閥殼(5)。
9. 如權(quán)利要求4-8中任一項所述的設備,其特征在于，所述均衡室(15 ) 中設有封閉彈簧(21),所述封閉彈簧(21)將所述封閉活塞(12)推向所 述控制壓力室(16)。
10. 如權(quán)利要求3-9中任一項所述的設備，其特征在于，所述控制閥 (3)以可移除的方式緊固于所述閥座(22)，所述岡座在一側(cè)適于通過螺紋接頭(26)旋檸至所述壓縮氣體容器(1)，而在另一側(cè)通過能夠插入閥 座孔中的閥接頭(23)連接于所述控制閥(3)的入口 (7)。
11. 如權(quán)利要求10所述的設備，其特征在于，在岡座孔(27)中安裝 有具有閥盤(29)的柱塞(28)，所述柱塞能夠通過所述閥接頭(23)的插 入而移動，并且，所述柱塞(28)由所述閥盤(29)與所述閥座(22)的 環(huán)形臺肩(31)之間的彈簧密封件(30)環(huán)繞。
12. 如權(quán)利要求4-11中任一項所述的設備，其特征在于，限定所述控 制壓力室(16)的所述控制活塞(42、 62)能夠克服彈簧裝置(21)的作 用而在所述閥殼(5)中的缸孔(41)中移動，而且，所述控制活塞和所述 缸孔設有協(xié)同作用的通道(43、 44)，所述通道(43、 44)在所述控制活塞 的限定位置將入口 (7)與出口 (8)相連接。
13. 如權(quán)利要求12所述的設備，其特征在于，所述缸孔(41)是所述 閥殼(5)中所包括的缸套(40)的一部分。
14. 如權(quán)利要求12或13所述的設備，其特征在于，所述閥殼(5 )通 過其入口 ( 7 )緊固于掩^器(37 )，所迷拾^器(37 )又緊固于容器閥(46 )， 所述容器閥包括響應于觸發(fā)信號而將所述壓縮氣體容器的壓力供應至所 述^器(37)的打開機構(gòu)。
15. 如權(quán)利要求13所述的設備，其特征在于，所迷釭套U0)能夠在 所述岡殼(5)內(nèi)移動并具有凸輪輪廓(55),所述凸輪輪廓(55)依據(jù)所 述缸套的移動位置打開容器閥(57)。
16. 如權(quán)利要求15所述的設備，其特征在于，壓抵所述控制活塞(62) 的所述彈簧裝置(21)支撐于所述釭套(40)。
17. 如權(quán)利要求15或16所述的設備，其特征在于，所述控制活塞(62 ) 抵靠所述缸套(40)的抵接部(54)并帶動所述釭套U0)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種高壓氣體式滅火系統(tǒng)，其中，氣態(tài)滅火介質(zhì)在高壓下儲存在至少一個高壓氣瓶(1)中。插有用于滅火氣體的容器附加裝置的瓶閥用作壓力控制的減壓自調(diào)節(jié)式控制閥(3)。通過對應于滅火管路系統(tǒng)(2)中的壓力的預定的控制壓力，滅火氣體的壓力在控制閥內(nèi)從例如150至300bar下降到例如60bar。這使得能夠省卻迄今為止所使用的瓶閥與滅火管路系統(tǒng)之間的所有高壓部件。此外，不再需要計算軟件。
文檔編號A62C99/00GK101626812SQ200780052101
公開日2010年1月13日 申請日期2007年10月19日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月10日
發(fā)明者布魯諾·呂德斯, 格雷戈爾·維爾德穆特 申請人:全瓦爾特消防和安全有限公司