專利名稱：流體排出裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及增壓流體排出裝置領(lǐng)域。特別是，本發(fā)明涉及將特別用于消防的這種
直O(jiān)
背景技術(shù)：
增壓流體排出裝置例如用于消防的滅火器有兩種處于永久性壓力下的裝置，其中，氣體保證在用作儲罐的唯一缸中的流體永久性 增壓；處于非永久性壓力下的裝置，其中，裝于儲罐中的流體只在它排出時才增壓，該 增壓可以通過使得儲罐包含與壓縮空氣源連通的流體或者通過機械方式例如活塞的運動 (將減小由儲罐中的流體占據(jù)的容積)來保證。在這兩種情況下，流體的排出意味著裝于儲罐中的、處于壓力下的流體與分配回 路連通。這種連通可以通過在儲罐的出口和分配回路之間放入閥來實現(xiàn)，該閥的打開由外 部控制來保證。不過，這樣的裝置保持長時間(幾年)不起作用，同時受到極端的環(huán)境條件， 例如潮濕、霜凍和較高熱幅值。因此，閥系統(tǒng)(該閥系統(tǒng)意味著有活動部件和在相對運動的 部件之間的密封約束)通常并不能在經(jīng)過一定時間后保證裝置的操作足夠可靠。因此需要 進行很高頻率的檢查，特別是當(dāng)流體排出裝置對于安全裝置例如消防系統(tǒng)很重要時。這些 頻繁檢查直接影響了該裝置的維護成本。為了簡化裝置和使它可靠，例如由本發(fā)明人發(fā)明的專利EP1552859或?qū)＠暾?US2005/150663已知使用隔膜形式的密封件，該密封件封閉儲罐，并使它與分配回路隔絕。 為了觸發(fā)流體的排出，隔膜由于預(yù)定壓力水平而破裂。對于永久性增壓裝置，該特定壓力水 平通過驅(qū)動可辨別布置的煙火雷管來實現(xiàn)，這樣，由于該驅(qū)動產(chǎn)生的振動波使得密封件撕 開或破裂。對于非永久性增壓裝置，根據(jù)目標(biāo)用途，密封件優(yōu)選是當(dāng)裝于儲罐內(nèi)的流體的壓 力達到適合它的排出的水平時破裂。在兩種情況下都必須在密封件破裂后收集由該密封件產(chǎn)生的碎屑，以避免它防礙 分配回路的某些敏感元件，特別是當(dāng)將噴射排出的流體從而必須通過具有較小截面通道的 噴嘴時。為此，已知恰好在儲存器出口孔的下游安裝篩網(wǎng)，當(dāng)由于密封件的破裂產(chǎn)生的碎 屑越小時，該篩網(wǎng)的網(wǎng)眼越細。這樣的篩網(wǎng)包括擾亂流體流和產(chǎn)生負(fù)載損失的障礙物，從而 降低流體排出裝置的效率。
發(fā)明內(nèi)容
因此，需要一種流體排出裝置，它具有高的可靠性和效率，特別是涉及將儲罐布置 成與分配回路連通的裝置。為了滿足這種需要，本發(fā)明提供了一種流體排出裝置，它包括儲罐，該儲罐裝有流體；
流體排出口；排出口封閉裝置；用于打開所述封閉裝置的裝置，該封閉裝置包括可破裂的密封件；以及用于在密封件破裂后保持該密封件的裝置，該裝置包括樞軸，該樞軸的軸線垂直 于排出流體流。當(dāng)形成樞軸的裝置具有與排出流體流垂直的軸線時，密封件的破裂部分自然與流 體流對齊，以便減小負(fù)載損失。優(yōu)選是，樞軸的軸線相對于流體排出口的中心軸線偏心。因 此，密封件的破裂部分幾乎完全收回，甚至更少地擾亂排出流體流。根據(jù)優(yōu)選實施例，密封 件包括至少在它的周邊的一部分上的削弱區(qū)域。該破裂開始區(qū)域?qū)⒂欣诎衙芊饧谐蓡?件，從而避免形成更難以保持的多個碎屑。優(yōu)選是，樞軸可以通過使得連接部件變形來制造。這樣的實施例使得運動部件的 數(shù)目有限。在這種情況下，樞軸可以包括密封件的未削弱區(qū)域，且通過隔膜繞該未削弱區(qū)域 的彎曲變形而實現(xiàn)樞軸轉(zhuǎn)動。優(yōu)選是，依據(jù)本發(fā)明裝置的流體排出口具有大致矩形截面。該形狀有利于位于流 體流中的密封件破裂部分的樞軸轉(zhuǎn)動，特別是允許剛性箔(已經(jīng)對該箔的一定區(qū)域進行了 削弱)用作封閉裝置。這樣的箔能夠在壓力界限值的作用下以幾乎瞬時的方式破裂，因此 有利于流體快速排出，而更柔性的隔膜將以不完全的方式破裂，從而在流體排出時引起負(fù) 載損失。優(yōu)選是，能夠有利于密封件破裂的削弱區(qū)域在密封件的整個周邊上延伸。該結(jié)構(gòu) 有利于密封件在壓力界限值的作用下進行純剪切破裂，因此有利于在破裂后收回密封件， 且沒有碎屑。根據(jù)該實施例，優(yōu)選是樞軸的軸與密封件連接，且它特別是能夠在大致平行于排 出流的平面內(nèi)平移。因此，密封件在平移運動中通過剪切而破裂，然后，破裂部分通過繞樞 軸旋轉(zhuǎn)而收回。優(yōu)選是，平移引導(dǎo)裝置可以相對于流體流沿傾斜方向延伸，這樣，密封件的 破裂部分收回，以便抵靠排出口的多個壁之一，從而減小負(fù)載損失。根據(jù)特殊實施例，位于排出流中的密封件的破裂部分具有這樣的型面，它有利于 通過由于液壓產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)和/或平移而收回。因此，這避免了密封件的該部分一旦收回在 它自身重力作用下返回到它的位置，或者防止它拍打流體排出流。幾乎不包括易于卡住的活動部件的本發(fā)明裝置特別可靠，并能夠有利地用作飛機 上的安全裝置。
下面將在圖1至10所示的優(yōu)選實施例的范圍內(nèi)更準(zhǔn)確地介紹本發(fā)明，該優(yōu)選實施 例決不是進行限制，附圖中圖1表示根據(jù)本發(fā)明的流體排出裝置的剖視圖。圖2是根據(jù)相同剖視圖表示根據(jù)第一實施例的排出口在各種密封件破裂和流體 排出階段中的詳細視圖。圖2A是在流體排出觸發(fā)之前。圖2B是在剛剛觸發(fā)排出后。而圖 2C是在流體排出過程中。圖3表示了密封件的特殊實施例的正剖圖，將復(fù)合材料合成物用于所述密封件。
圖4表示了根據(jù)第二實施例的密封件的各種實施例變化(圖4A至4C)的正剖圖， 其中，樞軸的軸線由包括密封件的隔膜結(jié)構(gòu)來制造。圖5表示了根據(jù)該第二實施例的密封件在觸發(fā)排出之前(圖5A)和在流體排出過 程中(圖5B)的情形。圖6表示了根據(jù)第三實施例的密封組件的分解透視圖。圖7表示了根據(jù)第三實施例的密封件在根據(jù)第三實施例的各種流體排出階段中 的情形。圖8表示了根據(jù)軸引導(dǎo)狹槽的特殊實施例的密封件的破裂部分在收回位置的剖 視透視圖。圖9表示了位于流體流中的密封件的破裂部分的型面的特殊實施例，它有利于破 裂部分的收回。圖10表示了第四實施例處于密封件封閉位置(IOA)和處于密封件打開位置(IOB) 的剖視透視圖，其中，樞軸由可變形連接件形成。
具體實施例方式圖1中，一種流體排出裝置包括儲罐(1)，該儲罐至少局部充滿流體(10)；排出口(2)，該排出口與分配回路(4)連接；用于在儲罐中產(chǎn)生壓力的裝置(5)；以及密封件(3)，以便使得儲罐的內(nèi)容物與分配回路隔絕。本領(lǐng)域技術(shù)人員已知這些流體排出裝置的多個實施例。它們特別在本發(fā)明的發(fā)明 人的專利申請FR2922972和W02006061539中介紹。流體(10)可以在永久性壓力下儲存在 儲罐中，且在這種情況下，將沒有儲罐增壓裝置，或者儲罐增壓裝置將只是產(chǎn)生能夠使密封 件(3)破裂的沖擊波。儲罐可以只是局部充滿要排出的流體，因此確定兩個腔室，這兩個腔 室能夠通過分開元件(例如隔膜)而分開。儲罐可以是用于目標(biāo)用途的任意形狀。特別 是，它可以為柱形形狀，并包括通過活塞分開的兩個腔室，其中一個腔室裝有流體。流體的 類型可以變化，特別是，它可以是能夠用于消防的流體，例如氟代酮(fluoroketone)，如3M 的Novec 1230 。它也可以是液壓油。圖2A中，密封件(3)使得儲罐內(nèi)部與分配回路隔絕。優(yōu)選是，它可以為隔膜形式， 它的截面與排出口的內(nèi)部截面相等，以便封閉通道，所述隔膜在它的周邊與所述排出口⑵ 連接。優(yōu)選是，與排出流垂直的軸(20)布置在所述隔膜(3)的下游。為了觸發(fā)流體的排出， 儲罐內(nèi)部的壓力通過合適裝置而增大，例如通過煙火氣體發(fā)生器。隔膜(3)可破裂，也就是 當(dāng)壓力達到確定界限值時，圖2B，隔膜的周邊破裂，因此使通道暢通，并使得流體能夠排出 至分配回路中。一旦破裂，由流體流驅(qū)動的變形的隔膜繞在軸(20)上，圖2C，該軸(20)再 作為樞軸，使得所述隔膜⑶彎曲環(huán)繞該軸，以便與排出流體流(11)的方向?qū)R，從而限制 負(fù)載損失。該實施例非常簡單，但是需要進行測試以便精細調(diào)節(jié)。實際上，它必須保證破裂在周邊產(chǎn)生，而不是在隔膜的中心。這例如可以通過將隔膜的周邊夾在兩個部件(21、22)之 間來實現(xiàn)，這兩個部件中的一個(21)具有接觸面，該接觸面能夠在用作密封件的隔膜的周 邊處開始破裂(圖2的細節(jié)Y)。也可選擇，可以在安裝過程中通過工具例如刮刀在盤的周 邊上制造劃痕。還有，軸(20)必須布置在離隔膜足夠的距離處，當(dāng)隔膜還沒有破裂時，該隔膜在 從儲罐看時在壓力作用下以凹形方式變形，然后在流體流的作用下以凸形方式變形，這使 隔膜能夠由軸(20)捕獲。因此，距離必須足以允許密封件的破裂部分彎曲倒置，但是這還 沒有時間來使得這部分在流體流中加速。軸(20)的直徑也必須足夠，這樣，密封件的破裂 部分通過該軸而有效停止(密封件不能通過簡單翻轉(zhuǎn)而避免它)，但是保持足夠小，以便不 會在太大程度上擾亂流體流。該實施例更容易使用包括纖維增強復(fù)合材料的密封件(3a) 來精細調(diào)節(jié)(圖3)。根據(jù)該實施例，密封件(3a)包括兩個區(qū)域中心區(qū)域(6)，該中心區(qū)域由細絲或玻璃、鋼或聚酰氨織物或者在彈性體基體中的 任意其它纖維來增強；周邊區(qū)域(7)，該周邊區(qū)域也包括彈性體，但是沒有增強件。因為周邊區(qū)域(7)并不增強，因此它優(yōu)選是當(dāng)施加在隔膜(3)上的壓力達到臨界 值時失效?？椢锎嬖谟谥行膮^(qū)域(6)將防止它破裂形成碎屑，同時使它足夠柔韌，以便在很 短距離內(nèi)使得它的彎曲反向，并繞在軸(20)上。不過，在精細調(diào)節(jié)和操作可靠性方面，更優(yōu)選是將樞軸集成在密封件自身的結(jié)構(gòu) 中。根據(jù)該第二實施例(圖4A)，密封件(30)包括更大厚度的周邊區(qū)域(33)和中心增 強區(qū)域(32)。具有更小厚度的部分(31)在這兩個增強區(qū)域之間延伸。優(yōu)選是，在周邊增強區(qū)域(33)和薄部分(31)之間的連接處具有這樣的型面，它能 夠有利于在它的周邊開始破裂，而在中心增強區(qū)域(32)和薄部分(31)之間的連接處具有 相反型面，從而限制應(yīng)力集中。密封件的中心部分(31)與它的周邊區(qū)域(33)的連接處包 括削弱區(qū)域，該削弱區(qū)域能夠有利于開始密封件的破裂。在圖5A中，密封件(30)通過將它的增強周邊區(qū)域(33)夾在兩個凸緣(flange)之 間而安裝在排出口(2)和分配回路的端部之間。中心增強區(qū)域(32)的周邊端部也夾在這 兩個凸緣之間。當(dāng)觸發(fā)流體的排出時，當(dāng)達到壓力界限值時，薄部分(31)從周邊區(qū)域(33) 破裂，但并不從中心增強區(qū)域(32)破裂，因為該部分的過渡是逐漸變細。在圖5B中，在排 出流體流的作用下，薄部分(31)沿它們與中心增強部分的連接處彎曲，并定向成大致平行 于流體流。該實施例更可靠，但是密封件(30)的制造更復(fù)雜，因此對于小系列的來說，經(jīng)濟 性較低。也可選擇，在圖4B中，通過使用復(fù)合密封件獲得類似的結(jié)果。在本例中，與周邊部 分(33)和中心增強區(qū)域(32)的輪廓相對應(yīng)的部件(36)由金屬箔沖壓制造。然后，結(jié)構(gòu) (局部由纖維增強)與第一實施例的相應(yīng)變化形式相同的復(fù)合密封件(3a)例如通過粘接而 添加在該部件(36)上。當(dāng)壓力達到臨界值時，中心復(fù)合部分(6)在周邊處失效，但是在中 心區(qū)域仍然由箔(36)保持，在本例中，箔的尺寸設(shè)置成不會在壓力作用下失效。根據(jù)密封件(30)的該實施例，還可以使用增強箔(37)，該增強箔的形狀允許樞軸 以偏心方式制造。在這種情況下，隔膜的破裂部分足夠柔性，以靠著分配回路進口壁收回，從而減小負(fù)載損失。該實施例甚至比第一實施例更可靠，不過，周邊破裂模式為這樣，即在某些情況 下，所述周邊破裂并不完全，仍然保持在周邊有限長度的密封件部分可能在流體流中引起 負(fù)載損失。實際上，因為密封件為柔性，它在破裂之前象隔膜一樣在壓力作用下變形，從儲罐 看時采取凹形形狀。破裂開始于在周邊一點上的拉伸，然后根據(jù)在撕裂邊緣之間扭轉(zhuǎn)的開 口模式而通過撕裂來傳播。由流體排出流施加的力可能導(dǎo)致密封件的、與它的周邊安裝處 分開的部分彎曲，而不是沿整個周邊傳播它的撕裂。為了避免這種情況，優(yōu)選是根據(jù)純剪切 破裂模式而在沒有撕裂傳播的情況下使得密封件完全破裂。根據(jù)第三實施例，在圖6中，密封件(300)包括以下項的組件箔板(301)，該箔板優(yōu)選是金屬的，且它的一部分充分覆蓋整個儲罐口 ；所述板在它的中心部分(301b)處通過螺釘(310)而夾在兩個凸緣(303)之間，該 螺釘穿過兩個凸緣和所述板；所述螺釘(310)橫穿擰入軸(320)中，該軸的長度大于凸緣的寬度，這樣，該軸牢 固安裝在凸緣上和箔板上。包括這樣裝配的凸緣(303)、軸(320)和箔(301)的組件安裝在軛鐵(350)中，該 軛鐵包括管道，該管道的一部分的形狀適合在稍微有周邊間隙的情況下裝配在凸緣(303) 周圍。軛鐵(350)包括兩個狹槽(321)，該狹槽能夠容納軸320的兩端。為此，軛鐵能夠制 成為兩部分，或者也可選擇，軸(320)可以首先滑過軛鐵(350)的兩個狹槽(321)，然后通 過螺釘(310)而將凸緣(303)和箔(301)裝配在軸上。本領(lǐng)域技術(shù)人員將很容易采用任意 其它裝配方法。在圖6C中，這樣裝配的組件夾在通過連接器(40)而連接在一起的儲罐口 (2)和分配回路(4)端部之間。優(yōu)選是，根據(jù)該實施例，凸緣(303)保證保護箔(301)，防止 受到在流體排出裝置安裝至分配網(wǎng)絡(luò)上的過程中容易產(chǎn)生的任何可能的較小振動。箔的中 心部分(301b)由凸緣(303)來增強，而箔(301a)的外部部分夾在軛鐵(350)和分配回路 (4)的進口端之間。因此，在凸緣和夾持外部部分(301)之間的箔周邊區(qū)域包括削弱區(qū)域， 該削弱區(qū)域容易開始使得箔破裂。在圖7A中，當(dāng)儲罐(1)中的壓力達到限定值時，夾在軛鐵和口(2)的端部之間的 箔(301)的輪廓將通過純剪切而破裂，夾在凸緣(303)之間的箔部分(301b)由長形狹槽 (321)中的軸引導(dǎo)平移運動。然后，夾在凸緣中的部分自由旋轉(zhuǎn)(圖7B)，且流體流(11)將 通過使它繞軸(320)樞軸轉(zhuǎn)動而收回它。為了更高效地收回，優(yōu)選是樞軸的軸線偏心，這 樣，破裂部分大致壓靠在管道的壁上。不過，凸緣(303)的硬度不允許它們在這樣的偏心旋 轉(zhuǎn)過程中適應(yīng)管道寬度變化，因此，在該實施例中，密封件的截面優(yōu)選是矩形，且更優(yōu)選是 正方形。在圖7C中，密封件的破裂部分在流體流的作用下收回。在圖8中，為了方便該收 回，根據(jù)特殊實施例，長形狹槽(322)可以包括傾斜部分，這樣，一旦它定向成平行于流體 流時，密封件的破裂部分將接近管道的壁。在圖9中，為了使得密封件的破裂部分保持在它的收回位置，它有特定型面 (304)，從而使它在置于流體流中時液壓升高。該型面通過使用合適凸緣(304)來獲得。在圖10中，根據(jù)第四實施例，密封件(360)包括以下項的組件
7
箔板(361)，該箔板優(yōu)選是金屬的，且它的一部分充分覆蓋整個儲罐口 ；所述板在它的中心部分處通過螺釘(370)而夾在兩個凸緣(363)之間，該螺釘穿 過兩個凸緣和所述板；所述螺釘(370)橫向擰入可變形連接件(364)的端部元件(380)中，該可變形連 接件自身連接在軛鐵(350)上。這樣裝配的組件保持在儲罐的口和分配回路之間，與第三實施例相同。箔的中心 部分(361b)由凸緣(363)增強，而箔的外部部分(361a)夾在軛鐵(350)和分配回路(4) 的進口端之間。因此，在凸緣和夾持外部部分(361a)之間的箔(361)周邊區(qū)域包括容易開 始使箔(361)破裂的削弱區(qū)域。在圖IOA中，可變形連接件(364)優(yōu)選是預(yù)先形成為有利于箔和凸緣組件(361b、 363)根據(jù)兩個隨后模式移動。在軛鐵(350)的開口表面上延伸的剛性凸緣(363)除了保護箔(361)(根據(jù)第三 實施例)之外還保證它通過純剪切而破裂。因此，當(dāng)儲罐中的壓力達到臨界值時，密封件通 過純剪切而破裂。該變形模式優(yōu)選是由連接件(364)來執(zhí)行，該連接件根據(jù)第一變形模式 而在它的展開過程中平行于流體流(11)移動，而且，密封件的破裂部分在周邊由軛鐵的開 口部分來引導(dǎo)。在圖IOB中，當(dāng)連接件(361)展開時，密封件的破裂部分進入在分配回路⑷的進 口處的、開口截面更高的區(qū)域。然后，破裂部分不再引導(dǎo)平移，并可以通過使得連接件(364) 在流體流(11)的作用下彎曲而收回。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)知道，根據(jù)該實施例，軛鐵的開 口部分并不必須為矩形，密封件的破裂部分的收回在沿流動方向在該部分下游的外部進 行。上述說明清楚表示了通過本發(fā)明的各種特征和優(yōu)點，本發(fā)明獲得了固定的目標(biāo) 件。特別是，它通過限制活動部件的數(shù)目而提高了流體排出裝置與分配回路連通的可靠性， 同時避免形成碎屑和不會產(chǎn)生過大負(fù)載損失。本發(fā)明的流體排出裝置適合所有類型的流 體，不管它是氣體、液體還是氣霧劑、懸浮液或乳濁液形式的雙相形式。不過，當(dāng)排出流體具 有高密度或粘性，且它以高流速排出時，它特別有利。實際上，在這種情況下，與流體流中存 在障礙物相關(guān)的負(fù)載損失特別高。
權(quán)利要求
一種流體排出裝置，其特征在于，所述流體排出裝置包括儲罐(1)，該儲罐裝有流體(10)；流體排出口(2)；用于排出口的封閉裝置(3)，所述封閉裝置包括可破裂密封件(3、3a、30、300)；用于打開該封閉裝置的打開裝置(5)；以及用于在密封件破裂后保持該密封件的破裂部分(31、301b、361b)的保持裝置(20、32、37、320、364)，該保持裝置形成具有所述破裂部分的樞軸，所述樞軸的軸垂直于排出流體流(11)的方向。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于密封件包括至少在它的周邊的一部分上 的削弱區(qū)域(31、7、301a、361a)，該削弱區(qū)域開始破裂所述密封件。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于樞軸包括可變形連接件(32、364)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于樞軸包括密封件的未削弱區(qū)域(32)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的裝置，其特征在于樞軸的軸相對于流體排出口的中心 線偏心。
6.根據(jù)前述任意一個權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于密封件包括在它的整個周邊 (7,301a,361a)上的削弱區(qū)域。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于流體排出口具有大致矩形截面。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于樞軸的軸安裝在密封件上，所述裝置包括 在與排出流(11)平行的平面中的、所述軸的滑動引導(dǎo)裝置。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于所述裝置包括在相對于排出流(11)傾斜 的平面中的、用于軸的滑動引導(dǎo)裝置(322)。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的裝置，其特征在于位于排出流中的密封件的破裂部分 具有這樣的型面(304)，所述型面有利于通過液力作用而收回。
11.一種飛機，其特征在于它包括根據(jù)前述任意一個權(quán)利要求所述的裝置。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種增壓流體排出裝置。特別是用于消防的這種裝置，儲罐與流體分配回路連通，它具有較高的可靠性和效率，它包括儲罐，該儲罐裝有流體；流體排出口；排出口封閉裝置；用于打開所述封閉裝置的打開裝置，該封閉裝置包括可破裂的密封件；以及用于在密封件破裂后保持該密封件的保持裝置，該保持裝置包括樞軸，該樞軸的軸垂直于排出流體流。
文檔編號A62C35/02GK101890210SQ20101018087
公開日2010年11月24日 申請日期2010年5月14日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月14日
發(fā)明者A·比格諾萊斯, C·法布爾 申請人:空中客車運營簡易股份公司