本發(fā)明屬于自動噴水滅火系統(tǒng)領(lǐng)域，涉及一種應(yīng)用于易燃易爆危險品火災(zāi)抑制的局部應(yīng)用型快開雨淋閥。

背景技術(shù)：

在國內(nèi)外消防工程中，對火勢發(fā)展迅猛、蔓延迅速的場所，如舞臺、易燃易爆生產(chǎn)車間及庫房等場所較多的采用雨淋滅火系統(tǒng)。作為系統(tǒng)控制閥，雨淋閥在接收到火災(zāi)報警系統(tǒng)的啟動信號后，首先開啟先導(dǎo)閥排水泄壓，在控制腔內(nèi)橡膠隔膜兩端形成壓力差，并推動隔膜發(fā)生位移，帶動閥芯上移或解除機(jī)械閉鎖，形成流水通道從而完成開閥動作。

目前所應(yīng)用的雨淋系統(tǒng)均屬于面積應(yīng)用型自動滅火系統(tǒng)，滅火時以設(shè)計的滅火強(qiáng)度，同時向作用面積內(nèi)噴水滅火。通常雨淋系統(tǒng)作用面積較大，所需滅火流量也大，因此現(xiàn)有雨淋閥體型大，(通?？趶健載n50)，在先導(dǎo)閥泄水后，由于控制腔內(nèi)隔膜面積大，同時由于橡膠材料對壓力變化的緩沖作用，導(dǎo)致隔膜對壓力變化不敏感，無法快速完成開閥動作。除此之外，現(xiàn)有雨淋系統(tǒng)由于閥體大且安裝時需要連接多種管道及裝置，占用較大面積(可參見國標(biāo)圖集《04s206：自動噴水與水噴霧滅火設(shè)施安裝》)，通常雨淋閥單獨設(shè)置，通過管道與安裝于作用面積頂部的開式噴頭連接。在多數(shù)應(yīng)用中，雨淋閥閥后大多處于空管狀態(tài)且管道較長，在雨淋閥開啟后閥后管道開始充水，并流向開式噴頭，因此開閥后需要較長的時間才能從噴頭噴出。少數(shù)應(yīng)用中采用了閥后充靜壓水的濕式雨淋系統(tǒng)，雖然縮短了管道流行時間，但由于靜壓同樣作用于控制腔內(nèi)橡膠隔膜，會抵消部分雨淋管進(jìn)水壓力，對雨淋閥開啟同樣產(chǎn)生不利影響。在工程應(yīng)用中，即使是采用閥后充水的雨淋系統(tǒng)，從雨淋閥接收到啟動信號到噴頭噴水也需要3～10秒。上述原因?qū)е卢F(xiàn)有雨淋系統(tǒng)在用于易燃易爆危險品火災(zāi)撲救時動作慢，即使雨淋系統(tǒng)實施了噴水，也會因為燃燒區(qū)域快速擴(kuò)張而難以及時撲滅。

研究和試驗表明，易燃易爆危險品火災(zāi)雖然發(fā)展速度快，但與其他材料火災(zāi)相同，通常均由一個點(或部位)初發(fā)，隨后迅速蔓延擴(kuò)大。目前，火焰探測器可以快速探測到早期的燃燒信號，但作為滅火執(zhí)行動作的雨淋閥卻動作緩慢，因此需要一種針對初期火災(zāi)的局部應(yīng)用雨淋系統(tǒng)，通過將滅火水流快速且直接的輸送到滅火噴頭并到達(dá)燃燒部位，對初期火災(zāi)進(jìn)行撲救，從而有效的抑制火災(zāi)蔓延發(fā)展。從滅火效果方面，雨淋系統(tǒng)動作越快，火災(zāi)所形成的燃燒區(qū)域越小，滅火難度低且較易實現(xiàn)。為實現(xiàn)這個目標(biāo)，雨淋閥一方面需要提高自身的響應(yīng)速度，另一方面，還需要縮短滅火水流從雨淋閥到達(dá)噴頭的管道流行時間。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

(一)發(fā)明目的

本發(fā)明的目的是：針對易燃易爆危險品的火災(zāi)特點和現(xiàn)有面積保護(hù)型雨淋系統(tǒng)存在的缺陷，提供一種用于初期火災(zāi)撲救的局部應(yīng)用型快開雨淋閥。

(二)技術(shù)方案

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種采用柱塞結(jié)構(gòu)的局部應(yīng)用型快開雨淋閥，所述雨淋閥的外形為圓柱體，包括上閥體1、柱塞2和下閥體3，上閥體1頂部設(shè)有雨淋進(jìn)水口5，通過進(jìn)水腔8與下閥體3內(nèi)的出水腔9相連通，上閥體1底部中心為控制腔7，控制腔7上端設(shè)有孔道，與位于上閥體側(cè)面的先導(dǎo)連接管6連通，控制腔7內(nèi)設(shè)有沿軸線上下移動的柱塞2，柱塞2上部為圓柱型，與控制腔7構(gòu)成間隙密封，柱塞2下部為圓臺型，下落時其斜面與下閥體3出水腔9底部斜面接觸，在受壓狀態(tài)下構(gòu)成錐面密封；下閥體3包括出水腔9和出水口10，出水口10外側(cè)有內(nèi)螺紋，用于連接開式噴頭或供水管，上閥體1和下閥體3通過螺紋連接。

其中，所述上閥體1和下閥體3之間的接觸端面上設(shè)有“o”型密封圈4。

其中，所述上閥體1的滅火水流通道在控制腔7外側(cè)分隔為兩個圓弧形進(jìn)水腔8，且過水面積之和不低于雨淋進(jìn)水口5。

其中，上閥體1底部加工外螺紋，兩個進(jìn)水腔8之間的閥壁外側(cè)也帶有外螺紋，用于與下閥體3連接。

其中，所述柱塞2包括柱塞環(huán)11和柱塞填充體12，通過固定銷釘13從側(cè)面嵌入柱塞環(huán)11和柱塞填充體12以將兩者固定。

其中，所述柱塞環(huán)11為環(huán)狀不銹鋼材料，柱塞填充體12由聚四氟乙烯制成，柱塞2的整體重量是根據(jù)配重試驗確定:在0.15mpa的供水壓力下，打開先導(dǎo)連接管6排水，使出水腔9內(nèi)的水壓作用于柱塞2底部，使柱塞2上移并到達(dá)控制腔7頂部的重量。

其中，所述先導(dǎo)連接管6外部設(shè)置外部先導(dǎo)閥m，先導(dǎo)連接管6連接先導(dǎo)供水管n2，雨淋進(jìn)水口5連接滅火供水管n1，由于先導(dǎo)供水管n2和滅火供水管n1接自同一供水管網(wǎng)n。

其中，所述先導(dǎo)連接管6接自外部先導(dǎo)供水管n2，且n2與供水管網(wǎng)n之間設(shè)有小孔限流裝置，外部先導(dǎo)閥m開啟時，外部先導(dǎo)閥m處泄水能力大于進(jìn)水流量，導(dǎo)致作用于柱塞2頂部的壓強(qiáng)和壓力下降，柱塞2上移至控制腔頂部。

其中，所述控制腔7上設(shè)置控制腔排氣孔14，進(jìn)水腔8上設(shè)置進(jìn)水腔排氣孔15，用于排出閥體內(nèi)空氣。

其中，所述上閥體1和下閥體3為銅質(zhì)。

(三)有益效果

上述技術(shù)方案所提供的局部應(yīng)用型快開雨淋閥，采用新型啟動機(jī)構(gòu)和閥體設(shè)計，將雨淋閥的開啟時間從幾秒降低到幾十毫秒，(實測在1.2mpa系統(tǒng)工作壓力下開閥時間≦30毫秒)，閥體小且接管簡單，可以以任意角度，貼近易發(fā)火和危險部位安裝，可用于現(xiàn)有雨淋閥無法應(yīng)用的狹小場所和設(shè)備內(nèi)部等火災(zāi)初發(fā)部位；可與噴頭直連構(gòu)成一個動作模塊，根據(jù)應(yīng)用場所情況單獨使用或組合使用，滿足不同的應(yīng)用需求；因此，適用于易燃易爆危險品初期火災(zāi)抑制和撲救，可以有效的降低或消除火災(zāi)損失。

附圖說明

圖1.為局部應(yīng)用型快開雨淋閥六個方向視圖，分別為a.前視圖、b.后視圖、c.左視圖、d.右視圖、e.俯視圖和f.仰視圖。

圖2.為局部應(yīng)用型快開雨淋閥閥體縱向剖面圖(i-i)。

圖3.為圖2中局部應(yīng)用型快開雨淋閥閥體的a-a、b-b、c-c、d-d剖面圖，其中b-b剖面中粗黑線部分表示閥體加工有外螺紋。

圖4.為雨淋閥柱塞三個方向視圖及e-e、f-f結(jié)構(gòu)剖面圖，其中，g為前視圖，h為俯視圖，i為仰視圖。

圖5.為局部應(yīng)用型快開雨淋閥工作原理圖。

圖6.為局部應(yīng)用型快開雨淋閥處于“關(guān)閉/待命”狀態(tài)圖。

圖7.為局部應(yīng)用型快開雨淋閥處于“開啟/工作”狀態(tài)圖。

圖8.為實施例1示意圖，應(yīng)用于設(shè)備內(nèi)部或外部的管道及噴頭連接說明。

圖9.實施例2示意圖，適用于對火災(zāi)蔓延速度高，或?qū)缁鹚俣纫蠛芨撸ｋU部位較分散或距離較遠(yuǎn)的應(yīng)用場所。

圖10.實施例2示意圖，適用于對火災(zāi)蔓延速度高，或?qū)缁鹚俣纫蠛芨?，但危險部位相對集中或距離較近的應(yīng)用場所。

圖中：1.上閥體，2.柱塞，3.下閥體，4.“o”型密封圈，5.雨淋進(jìn)水口，6.先導(dǎo)連接管，7.控制腔，8.進(jìn)水腔，9.出水腔，10.出水口，11.柱塞環(huán)，12.柱塞填充體，13.固定銷釘，14.控制腔排氣孔，15.進(jìn)水腔排氣孔。

圖中：p1.先導(dǎo)管/控制腔水壓壓強(qiáng)，p2.進(jìn)水腔/出水腔水壓壓強(qiáng)，a1.柱塞頂部受力面積，a2.柱塞底部受力面積，f1.柱塞頂部壓力，f2.柱塞底部壓力，d1.柱塞頂部直徑，d2.柱塞底部與出水口接觸面直徑，n為供水管網(wǎng)，n1為滅火供水管，n2為先導(dǎo)供水管，m為外部先導(dǎo)閥，s為噴頭。

具體實施方式

為使本發(fā)明的目的、內(nèi)容和優(yōu)點更加清楚，下面結(jié)合附圖和實施例，對本發(fā)明的具體實施方式作進(jìn)一步詳細(xì)描述。

為提高雨淋閥開閥速度，本發(fā)明采用柱塞式開閥機(jī)構(gòu)，使先導(dǎo)管壓力變化直接并快速作用于控制腔內(nèi)的柱塞，快速完成開閥動作(在1.2mpa供水壓力下可以在30毫秒內(nèi)完成)。閥體采用小型化設(shè)計(閥體外形尺寸ф60x110mm)，簡化閥體結(jié)構(gòu)及接管，使之可以靠近保護(hù)對象安裝，在直連噴頭時，閥體與噴頭距離低于0.1m，管道流行時間低于10毫秒，可使滅火水流可以直接且快速到達(dá)火災(zāi)部位。因此，本發(fā)明適用于對易燃易爆危險品的早期火災(zāi)進(jìn)行撲救，可以有效減小火災(zāi)損失。

具體地，本發(fā)明技術(shù)方案描述如下：

參照圖1和圖2所示，局部應(yīng)用型快開雨淋閥的外形為圓柱體，包括上閥體1、柱塞2和下閥體3，上閥體1頂部設(shè)有雨淋進(jìn)水口5，通過進(jìn)水腔8與下閥體3內(nèi)的出水腔9相連通，上閥體1底部中心為控制腔7，控制腔7上端設(shè)有孔道，與位于上閥體側(cè)面的先導(dǎo)連接管6連通，控制腔7內(nèi)設(shè)有可沿軸線上下移動的柱塞2，柱塞2上部為圓柱型，外壁與控制腔7構(gòu)成間隙密封，柱塞2下部為圓臺型，下落時其斜面與下閥體3出水腔9底部斜面接觸，在受壓狀態(tài)下構(gòu)成錐面密封；下閥體3包括出水腔9和出水口10，出水口10外側(cè)有內(nèi)螺紋，用于連接開式噴頭或供水管，上閥體1和下閥體3通過螺紋連接，上閥體1和下閥體3之間的接觸端面上設(shè)有“o”型密封圈4。

參照圖3所示，上閥體1滅火水流通道在控制腔7外側(cè)分隔為兩個圓弧形進(jìn)水腔8，且過水面積之和不低于雨淋進(jìn)水口5；兩個進(jìn)水腔8之間的閥壁外側(cè)也帶有外螺紋，用于與下閥體3的連接。

參照圖4所示，柱塞2包括柱塞環(huán)11和柱塞填充體12，通過固定銷釘13從側(cè)面嵌入以將兩者固定，柱塞環(huán)11為環(huán)狀耐摩擦金屬材料，材質(zhì)為不銹鋼，柱塞填充體12為由帶柔性沖擊有機(jī)材料，如聚四氟乙烯制成，柱塞2的整體重量是根據(jù)配重試驗確定:在0.15mpa的供水壓力下，打開先導(dǎo)連接管6排水，使出水腔9內(nèi)的水壓作用于柱塞2底部，使柱塞2上移并到達(dá)控制腔7頂部的重量。

參照圖5所示，本發(fā)明的工作原理如下：

由于柱塞2處于上閥體1的控制腔7內(nèi)，其頂部承受來自先導(dǎo)供水管n2水壓p1所施加的下向作用壓力f1，同時，柱塞2底部承受出水腔9內(nèi)來自滅火供水管n1的水壓p2所施加向上向推動力f2，在上、下兩端受力不均衡的情況下，柱塞2會沿控制腔7軸線上下滑動，運動方向取決于作用在柱塞2上的合力方向。

參照圖6所示，在雨淋閥處于關(guān)閉/待命狀態(tài)時，連接先導(dǎo)連接管6的外部先導(dǎo)閥m處于關(guān)閉狀態(tài)，先導(dǎo)連接管6連接先導(dǎo)供水管n2，雨淋進(jìn)水口5連接滅火供水管n1，兩者接自同一供水管網(wǎng)n，因此控制腔7內(nèi)水壓強(qiáng)p1和出水腔9內(nèi)水壓強(qiáng)p2等于外部雨淋供水系統(tǒng)壓力，p1＝p2，作用于柱塞2頂端的下向壓力:f1＝p1×a1，而同時作用于柱塞2底部的上向推動力：f2＝p2×(a1-a2)，由于水壓相同但受力面積不同，因此，f1>f2，柱塞2所受合力方向為向下，推動柱塞2與出水腔9底部接觸并構(gòu)成錐面密封，出水口10處無水流流出；其中，a1為柱塞頂部受力面積，(a1-a2)為柱塞底部受力面積。

雨淋閥接收到啟動信號后處于開啟/工作狀態(tài)，并打開外部先導(dǎo)閥m后，基于先導(dǎo)供水管n2上設(shè)置的小孔限流裝置，由先導(dǎo)供水管n2進(jìn)入的水量有限，外部先導(dǎo)閥m處泄水量大于先導(dǎo)進(jìn)水流量，由于控制腔7容積小，腔內(nèi)p1驟然降低，作用于柱塞2頂部的壓力f1急劇減小，而此時出水腔9內(nèi)水壓p2仍與滅火供水管n1相通且過水?dāng)嗝嫖词芟拗疲饔糜谥?底部的向上推力f2保持不變。當(dāng)達(dá)到f1<f2時，柱塞2兩端所受合力為向上，因此，柱塞2向上移動，并與出水腔9底部脫離，并構(gòu)成水流通路，滅火水流經(jīng)出水口10流出閥體。

參照圖7所示，雨淋閥在接收到關(guān)閉信號，外部先導(dǎo)閥m首先關(guān)閉，先導(dǎo)供水管n2經(jīng)先導(dǎo)連接管6向控制腔7充水，由于腔體容積小，腔內(nèi)水壓p1迅速上升直至達(dá)到供水管網(wǎng)n壓力，作用在柱塞2頂部的壓力f1增強(qiáng)，當(dāng)重新達(dá)到f1>f2時，柱塞2向下移動并與出水口9接觸并重新構(gòu)成密封，出水口9停止出水，雨淋閥恢復(fù)到關(guān)閉/待命狀態(tài)，復(fù)位完成。

實施例1

參照圖1和圖9所示，本實施例局部應(yīng)用型快開雨淋閥外形為圓柱體，由上閥體1，柱塞2和下閥體3三部分組成。上、下閥體為銅質(zhì)，通過閥體螺紋連接，之間設(shè)有“o”型密封圈4密封。柱塞2置于上閥體1底部控制腔7內(nèi)。上閥體1設(shè)有雨淋進(jìn)水口5、先導(dǎo)連接管6、控制腔排氣孔14和進(jìn)水腔排氣孔15，控制腔排氣孔14與控制腔7聯(lián)通，進(jìn)水腔排氣孔15與進(jìn)水腔8聯(lián)通，用于雨淋系統(tǒng)在首次或再充水時打開，排出腔體內(nèi)殘存氣體。下閥體3包括出水腔9和出水口10。柱塞2位于上閥體1的控制腔7內(nèi)。

本發(fā)明當(dāng)應(yīng)用于火災(zāi)蔓延速度快的易燃易爆危險品火災(zāi)初期抑制時，優(yōu)先選擇與有指向性的高速型霧化噴頭直接連接，并根據(jù)雨淋系統(tǒng)供水壓力和噴頭霧化角度布置噴頭，并盡可能靠近危險區(qū)域，或安裝與設(shè)備內(nèi)部，以縮短滅火水流從噴頭到達(dá)初期燃燒區(qū)域的時間，同時可以為該區(qū)域提供較大的滅火強(qiáng)度。為提高滅火水流初速和霧化效果，雨淋供水系統(tǒng)宜采用較高的供水壓力(0.6～1.2mpa)，或采用氣壓或頂壓供水系統(tǒng)。

霧化型噴頭能夠保證滅火水流能夠以較高的速度將霧化的高動能水滴直接噴向燃燒部位，并具有一定的散射角，可以為一定面積的燃燒區(qū)域提供較高的滅火強(qiáng)度，從而完成對火災(zāi)的撲滅。而傳統(tǒng)的開式噴頭在噴水時，水流會首先撞擊噴頭反射盤，通過反射盤設(shè)計的反射角度改變水流方向和形態(tài)，形成水滴到達(dá)燃燒部位，由于反射，滅火水流大部分動能被消耗，導(dǎo)致水滴運動速度慢且霧滴粒徑大，滅火效果不佳。

應(yīng)用前首先將上閥體1倒置，將柱塞2的圓臺端向上，放入上閥體控制腔7中，然后在下閥體3頂部的密封圈槽內(nèi)放入“o”型密封圈4，將下閥體3倒置置于上閥體1上，上緊螺紋后將閥體水平晃動，檢驗柱塞2能否平滑移動。檢查完畢后再進(jìn)行后續(xù)的外部管道連接。

參照圖8，管道連接：雨淋閥通過進(jìn)水管接口5與外部的滅火供水管n1連接，先導(dǎo)連接管6通過螺紋三通與外部的先導(dǎo)供水管n2和外部先導(dǎo)閥m連接，并將滅火供水管n1和先導(dǎo)供水管n2與供水管網(wǎng)n連接。首先打開先導(dǎo)供水管n2管道進(jìn)水閥，使水流經(jīng)先導(dǎo)連接管6進(jìn)入控制腔7，并推動柱塞2移動至出水腔9，并封閉出水口10，然后打開滅火供水管n1上的進(jìn)水閥，滅火水流經(jīng)雨淋進(jìn)水口5進(jìn)入閥體，并通過進(jìn)水腔8到達(dá)出水腔9。隨后分別打開上閥體2上的控制腔排氣孔14和進(jìn)水腔排氣孔15，排空閥體內(nèi)可能存在的空氣后關(guān)閉。至此，雨淋閥已安裝完成并處于關(guān)閉/待命狀態(tài)。

實施例2

本發(fā)明在用于面積較大的火災(zāi)危險區(qū)域時，或需要多個危險區(qū)域同時噴水的情況時，可以采用多閥組合的并聯(lián)工作方式。實現(xiàn)多閥并聯(lián)工作的方法有兩種：對火災(zāi)蔓延速度快，需要盡可能快速動作的應(yīng)用場所，可以采用1只先導(dǎo)閥與1只快開雨淋閥構(gòu)成一組，多組并聯(lián)的工作方式，如圖9。對火災(zāi)蔓延較慢，或?qū)缁饎幼魉俣葻o特殊要求的應(yīng)用場所，可以采用1只先導(dǎo)閥連接多只快開雨淋閥的工作方式，如圖10。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和變形，這些改進(jìn)和變形也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。