專利名稱：用于在高壓系統(tǒng)中控制氣流的自動(dòng)調(diào)節(jié)閥的制作方法
用于在高壓系統(tǒng)中控制氣流的自動(dòng)調(diào)節(jié)閥
背景技術(shù)：
滅突系統(tǒng)一直被用來保護(hù)含有貴重的設(shè)備或元器件的區(qū)域，比
如藝?yán)?、?shù)據(jù)中心和計(jì)算機(jī)室。傳統(tǒng)地，這些系統(tǒng)使用囟代烷(halon)， 這對于滅災(zāi)是理想的，因?yàn)樗軌蚍浅？焖俚販缤?，卣代坑可以?對的低壓被存儲(chǔ)，并且僅僅需要相對少的數(shù)量。
然而，近些年中，卣代烷在臭氧上的環(huán)境負(fù)效應(yīng)已經(jīng)變得明顯， 并且許多政府機(jī)構(gòu)已經(jīng)禁止進(jìn)一步使用卣代烷。在一些國家，現(xiàn)有 的卣代烷系統(tǒng)被使用更環(huán)保友好的惰性氣體的系統(tǒng)所替代，該惰性 氣體例如氮、氬、二氧化碳和它們的混合物。不像基于卣代烷的滅 火系統(tǒng)，基于惰性氣體的系統(tǒng)使用天然的氣體并且不會(huì)造成大氣臭 氧的損耗。
當(dāng)燃料、氧氣和熱量被足夠數(shù)量地提供以支持易燃材料的點(diǎn)燃 時(shí)燃燒發(fā)生了 。惰性氣體滅火系統(tǒng)基于將封閉物中的氧氣含量減少 到不能繼續(xù)燃燒的含量。為了熄滅火，存儲(chǔ)在大量高壓圓筒中的惰 性氣體被釋放進(jìn)封閉物中以通過用惰性氣體取代氧氣來減少氧氣的 含量直到燃燒被熄滅。典型地，環(huán)境空氣包括21%的氧氣體積濃度。 該濃度必須被減少到14%以下以有效地熄滅火。為了達(dá)到這個(gè)目的， 必須釋放相對大體積的氣體。
特別地， 一旦系統(tǒng)被排放涉及到空氣中氧氣的減少，就對于設(shè) 施人員有健康和安全的牽聯(lián)。需要仔細(xì)的計(jì)算以確保釋放的惰性氣 體的濃度足以控制燃燒，而又不會(huì)高到給人員造成嚴(yán)重的危險(xiǎn)。
用惰性氣體替代卣代烷以用于消防對系統(tǒng)設(shè)計(jì)提出了兩個(gè)問 題。第一，在短期間內(nèi)(一些國家的防火規(guī)范要求氣體在小于一分鐘 內(nèi)被傳輸)將大量的氣體傳輸?shù)揭Ｗo(hù)的房間中可能在房間中產(chǎn)生超壓力，這可能潛在地?fù)p害房間中的設(shè)備。目前的工業(yè)慣例是在房間 中使用特殊的、昂貴的通風(fēng)口以防止超壓力。第二，不像卣代烷， 惰性氣體是以氣態(tài)形式，而不是液態(tài)形式存儲(chǔ)在標(biāo)準(zhǔn)室溫下。為了 減少存儲(chǔ)容器的體積，非常高的壓力是優(yōu)選的，典型地大約100巴
(bar)。因此，氣體分配系統(tǒng)必須能夠承受極端的高壓。這兩個(gè)限制在
新安裝和翻新二者的成本上是關(guān)^t因素。
要保護(hù)的房間中的超壓力主要地是由來自壓力容器的惰性氣體
的不均勻排放引起的。因?yàn)闅怏w容器中的壓力在氣體釋放的期間成
指數(shù)地衰減，所以超壓力典型地發(fā)生在排放最初的幾秒中。如果在
排放的持續(xù)時(shí)間中氣體釋放可被節(jié)流為相當(dāng)均勻的壓力形態(tài)，那么
就可防止在要保護(hù)的房間中的超壓力，而同時(shí)確保預(yù)定數(shù)量的惰性 氣體在需要的時(shí)間內(nèi)被傳輸。
對氣流節(jié)流需要具有可控的可變開啟面積的閥。雖然這可由閉 環(huán)伺服閥來執(zhí)行，但是高的初始成本和維修成本使得它對于消防而 言是不受歡迎的方法。而且，閉環(huán)控制所增加的系統(tǒng)復(fù)雜性也引入 了可靠性的顧慮。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的可控減壓閥控制在高壓系統(tǒng)中的氣流。該閥包括閥體、 可滑式線軸、主流道、第一室和第二室、第一彈簧和第二彈簧、閥 促動(dòng)器以及第一通道和第二通道。閥體具有進(jìn)氣口和出氣口，并且 收容可滑式線軸?？苫骄€軸具有第一端部和第二端部，并且在第 一位置和第二位置之間是可滑動(dòng)的。主流道連接進(jìn)氣口和出氣口 ， 并且隨著可滑式線軸的線性移動(dòng)而增加。笫一室定位在鄰近可滑式 線軸的第 一端部處，而第二室定位在鄰近可滑式線軸的第二端部處。 滑動(dòng)的線軸通過由第二室和第二彈簧施加的氣壓朝著第一位置偏 置。當(dāng)閥促動(dòng)器促動(dòng)時(shí)，第一通道開啟以允許氣體進(jìn)入到第一室中。 可滑式線軸以一速率(rate)被推進(jìn)到第二位置，該速率是第一彈簧力和第二彈簧力與在第一室和第二室中的氣動(dòng)壓差的函數(shù)。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的滅火系統(tǒng)的示意圖。
圖2是根據(jù)本發(fā)明在閉合位置處自動(dòng)調(diào)節(jié)閥的第一實(shí)施例的截 面圖。
圖2A是根據(jù)本發(fā)明在閉合位置處自動(dòng)調(diào)節(jié)閥的第一實(shí)施例的橫 截面圖。
圖3是根據(jù)本發(fā)明在開啟位置處自動(dòng)調(diào)節(jié)閥的第一實(shí)施例的截 面圖。
圖3A是根據(jù)本發(fā)明在開啟位置處自動(dòng)調(diào)節(jié)閥的第一實(shí)施例的橫 截面圖。
圖4是根據(jù)本發(fā)明在裝料位置處自動(dòng)調(diào)節(jié)閥的第一實(shí)施例的截 面圖。
圖4A是根據(jù)本發(fā)明在裝料位置處自動(dòng)調(diào)節(jié)閥的第一實(shí)施例的橫 截面圖。
據(jù)本發(fā)明的自動(dòng)調(diào)節(jié)閥的氣體釋放速率相比較的圖表。
圖6是根據(jù)本發(fā)明自動(dòng)調(diào)節(jié)閥的線軸的移動(dòng)作為時(shí)間的函數(shù)的 圖表。
圖6A是當(dāng)本發(fā)明的自動(dòng)調(diào)節(jié)閥的線軸從閉合位置移動(dòng)到開啟位 置時(shí)作用在其上的力作為時(shí)間的函數(shù)的圖表。
圖7是根據(jù)本發(fā)明在閉合位置處自動(dòng)調(diào)節(jié)岡的第二實(shí)施例的截 面圖。
圖8是根據(jù)本發(fā)明在開啟位置處自動(dòng)調(diào)節(jié)閥的第二實(shí)施例的截 面圖。
具體描述圖1是基于惰性氣體的滅火系統(tǒng)10的圖示。多個(gè)惰性氣體存儲(chǔ)
圓筒12定位在存儲(chǔ)區(qū)域或房間中，該存儲(chǔ)區(qū)域或房間接近要保護(hù)的 封閉房間14。惰性氣體存儲(chǔ)圓筒12裝有惰性氣體以在萬一有火災(zāi)或 其它危險(xiǎn)的情況下將惰性氣體釋放進(jìn)要保護(hù)的房間14中。與每一個(gè) 圓筒12相聯(lián)的是用于可控地將氣體釋放進(jìn)要保護(hù)的房間14中的開 環(huán)氣壓滑動(dòng)自動(dòng)調(diào)節(jié)閥16。當(dāng)定位在要保護(hù)的房間14中的火突^i采測 器18探測到要保護(hù)的房間14中有火時(shí)，控制面板20開啟自動(dòng)調(diào)節(jié) 閥16。然后氣體穿過排放噴嘴22被排放進(jìn)要保護(hù)的房間14中以耗 盡要保護(hù)的房間14中的氧氣濃度并且熄滅火。
圖2至圖4所示為自動(dòng)調(diào)節(jié)閥16的第一實(shí)施例分別在完全閉合 的位置處、完全開啟的位置處和再裝料的位置處的截面圖。圖2A至 圖4A所示為當(dāng)自動(dòng)調(diào)節(jié)閥16分別閉合、開啟和再裝料時(shí)自動(dòng)調(diào)節(jié) 閥16在線A-A處的橫截面圖。圖2是安裝在圓筒12上的自動(dòng)調(diào)節(jié) 閥16在完全閉合的位置處的截面圖。自動(dòng)調(diào)節(jié)閥16 —般包括閥體 24、可滑式線軸26、第一彈簧28、第二彈簧30、電^f茲閥32、止動(dòng) 環(huán)34、螺塞36和止動(dòng)螺釘38。為了控制排放進(jìn)要保護(hù)的房間14中 的壓力，自動(dòng)調(diào)節(jié)閥16節(jié)流來自圓筒12的惰性氣體的釋放。
閥體24—般包括激活(第一)室40、背壓(第二)室42、進(jìn)氣口 44 和出氣口 46。閥體24具有第一端部48、第二端部50和定位在第一 端部48和第二端部50之間的閥座段52。線軸26收容在閥體24中 并且在閥體24的第一端部48和第二端部50之間是可滑動(dòng)的。閥體 24和線軸26在閥體24的第一端部48處形成激活室40，而在閥體24 的第二端部50處形成背壓室42。當(dāng)線軸26接近第一端部48時(shí)，線 軸26相對于閥體24處于第一(閉合)位置下，而當(dāng)線軸26接近第二 端部50時(shí)，相對于閥體24處于第二(開啟)位置下。
線軸26的大小設(shè)置成可滑動(dòng)地接合閥體24,并且具有包^"沿著 頭54的圓周的凸緣56的頭部分54、圓錐形中間段58和包括沿著尾 60的圓周的凸緣62的尾部分60。尾60的直徑Di大于頭54的直徑DH。圓錐形段58的直徑Dc從頭54到尾60在直徑上是增加的。如 圖2中所示，當(dāng)線軸26處于第一位置時(shí)，圓錐形段58置于閥體24 的閥座52中。因?yàn)閳A錐形閥座52具有和圓錐形段58相同的直徑Dc， 所以當(dāng)圓錐形段58置于閥座52中時(shí)，圓錐形段58密封定位在進(jìn)氣 口 44和出氣口 46之間的主流道64，以致氣體不能穿過進(jìn)氣口 44進(jìn) 入到出氣口 46。頭54帶有O型環(huán)66a,而尾58帶有接觸閥體24的 O型環(huán)66b,并且密封在閥體24和線軸26之間的任何空氣通道。O 型環(huán)66a和O型環(huán)66b確保氣體不會(huì)從激活室40或背壓室42處穿 過主流道64漏出。
激活室40定位在閥體24的第一端部48處。激活室40和第一 端部48 二者都具有直徑該直徑D,的大小設(shè)置成接納頭54。當(dāng) 線軸26處于第一位置時(shí)，激活室40接收線軸26的頭54,使得線軸 26的圓錐形段58鄰接閥體24的第一端部48。因?yàn)閳A錐形段58的 直徑Dc大于第一端部48的直徑DP所以第一端部48不能接納圓《偉 形段58。因此，當(dāng)圓錐形段58鄰接第一端部48并且壓縮定位在激 活室40中的第一彈簧28時(shí)，線軸26完全處于第一位置下。第一彈 簧28是壓縮彈簧并且當(dāng)處于松弛狀態(tài)下時(shí)阻止壓縮。當(dāng)自動(dòng)調(diào)節(jié)閥 16促動(dòng)時(shí)，氣體穿過第一通道72/人圓筒12進(jìn)入到激活室40。
背壓室42定位在閥體24的第二端部50處并且具有直徑D2，該 直徑02稍微大于第一端部48的直徑D，。背壓室42的直徑D2的大 小設(shè)置成接納尾60。止動(dòng)環(huán)34定位在背壓室42中，并且大小設(shè)置 成當(dāng)線軸26朝著第二位置移動(dòng)時(shí)接合尾60的凸緣62。第二彈簧30 定位在背壓室42中，并且當(dāng)線軸26處于第一位置時(shí)是完全伸展的。 當(dāng)線軸26處于第一位置時(shí)，背壓室42通過第二通道74連接到圓筒 12并且具有和圓筒12相同的壓力。
電磁閥32定位在進(jìn)氣口 44和激活室40之間，并且控制穿過第 一通道72的氣流。電磁閥32 —般包括螺線管芯76、電磁鐵線圏78、 彈簧go和具有通道84的針狀闊82。彈簧80朝著閉合位置偏置螺線管芯76。針狀閥82連接到螺線管芯76上并且相對于第一通道72置 位。當(dāng)電磁閥32閉合時(shí)，針狀閥82的通道84不與第一通道72對 準(zhǔn)，阻止氣體穿過第一通道72進(jìn)入激活室40。具有4喿作桿88的凸 輪86和樞軸點(diǎn)90被定位成接合螺線管芯76,作為如果控制面板20(在 圖1中所示)或電^f茲鐵線圏78沒有正確地起作用時(shí)的手動(dòng)復(fù)位。
當(dāng)線軸26處于第一位置時(shí)，第二通道74和背壓室42充滿了來 自圓筒12的惰性氣體并且具有和圓筒12相同的壓力。因?yàn)殡姟菲濋y32 閉合并且第一通道72被阻塞，所以來自圓筒12的氣體不能穿過第 一通道72進(jìn)入到激活室40中。在激活室40的初始低壓和背壓室42 的初始高壓之間的壓差推進(jìn)線軸26朝著第一位置。線軸26通過第 二彈簧30還朝著激活室40偏置。在該位置下，圓錐形段58接合閥 座52以密封主流道64，將自動(dòng)調(diào)節(jié)閥16維持在閉合位置下。
圖2A是自動(dòng)調(diào)節(jié)閥16在閉合位置處的橫截面圖。主流道64的 路線是在閥座52和圓錐形段58(圖2中所示)之間。當(dāng)自動(dòng)調(diào)節(jié)閥16 備用于消防時(shí)，電磁閥32斷電并且第一通道72閉合，以致氣體不 能進(jìn)入激活室40。在激活室40和背壓室42之間的壓差將線軸26禍二 持在第一位置下，同時(shí)圓錐形段58接合閥座52并且密封主流道64。 因此，氣體不能穿過主流道64進(jìn)入出氣口 46。
圖3是自動(dòng)調(diào)節(jié)閥16在開啟位置處的截面圖。當(dāng)需要從圓筒12 排放氣體時(shí)，電磁閥32開啟并且氣體被允許流過第一通道72。電不茲 閥32通常是由控制面板20(圖1中所示)電力促動(dòng)的。當(dāng)在火突或其 它危險(xiǎn)期間有電力故障的情況下，自動(dòng)調(diào)節(jié)閥16通過在樞軸點(diǎn)90 處將操作桿88轉(zhuǎn)動(dòng)90度還可被手動(dòng)開啟以促動(dòng)凸輪86與螺線管芯 76相接觸。螺線管芯76被向下施加力并且壓縮彈簧80,使得針狀 閥82的通道84與第一通道72對準(zhǔn)。 一旦第一通道72開啟，在;敫 活室40和背壓室42中的氣壓與彈簧28和彈簧30的彈簧力就控制 線軸26的速度和氣體排放的速率。
當(dāng)氣體流過第一通道72并且流進(jìn)激活室40中時(shí)，圓筒12與室40和室42中的壓力開始相等。當(dāng)自動(dòng)調(diào)節(jié)閥16靠近壓力平衡時(shí)， 線軸26逐漸地在第一彈簧28伸展而第二彈簧30壓縮時(shí)移動(dòng)到第二 位置。正是主要地由于第一彈簧28的復(fù)位力才驅(qū)使線軸26朝著第 二位置。由凈氣壓力提供的反作用力起作用以減慢線軸26的速度， 以致超壓力不會(huì)發(fā)生在要保護(hù)的房間14中，該凈氣壓力是由頭54 和尾58的面積差、彈簧30以及閥體24和線軸26之間的摩4察產(chǎn)生 的。當(dāng)尾60的凸緣62接合閥體24的止動(dòng)環(huán)34時(shí)線軸26處于第二 位置并且停止移動(dòng)。
當(dāng)線軸26的位移是時(shí)間的線性函數(shù)時(shí)，主流道64的橫截面與 線軸26的位移是成比例的，并且自動(dòng)調(diào)節(jié)閥16從最小面積開啟到 最大面積。排氣速率也由設(shè)置在第二通道74中的螺塞36控制。
如可在圖3A中看到的，當(dāng)線軸26從第一位置移動(dòng)到第二位置 時(shí)，主流道64開啟，以及來自圓筒12的氣體可經(jīng)過主流道64并且 在出氣口 46處排放。因?yàn)殚y座52的直徑Dc大于頭54的直徑DH， 所以當(dāng)圓錐形段58從閥座52處脫離時(shí)主流道64逐漸地開啟并且在 線軸26和閥座52之間的距離逐漸地增加。因此，當(dāng)線軸26朝著第 二位置移動(dòng)時(shí)，氣體能夠穿過主流道46繞著線軸26通到出氣口 46。 氣體繼續(xù)從流量控制閥16處排放直到閥體24中不再有足夠的壓力 以放出更多的氣體。
圖4所示為在圓筒12中的氣體被排放之后的自動(dòng)調(diào)節(jié)閥16，并 且自動(dòng)調(diào)節(jié)閥16需要被再裝料以備后續(xù)之用。在惰性氣體從圓筒12 和自動(dòng)調(diào)節(jié)閥16處被釋放之后，線軸26由于摩擦和彈簧偏置可能 處于不定的位置處。這樣，在裝料之前線軸26需要被正確地置位在 閥體24中。出氣口 46凈皮蓋住，開啟第二通道74，并且在進(jìn)氣口 44 處壓緊自動(dòng)調(diào)節(jié)閥16以朝著第二位置移動(dòng)線軸26并且開啟主;充道 64。
一旦線軸26被正確地置位在閩體24中，閥體24就可被裝并牛到 全壓而同時(shí)安裝在圓筒12上。止動(dòng)螺釘38首先被降下到閥體24中以將線軸26固定在適當(dāng)?shù)奈恢蒙?。然后，電磁閥32閉合以阻塞第 一通道72并且螺塞36浮皮完全地插入到第二流道74中，以致氣體不 能進(jìn)入背壓室42。氣體經(jīng)過進(jìn)氣口 46,在裝料過程期間其被用作進(jìn) 口 ，直到圓筒12和閥體24被裝滿。 一旦圓筒12和閥體24被完全 地裝滿，止動(dòng)螺釘38就被手動(dòng)倒退出與線軸26的接觸并且螺塞36 被朝外旋擰以開啟第二通道74，使得氣體能進(jìn)入背壓室42。在第二 彈簧30的彈簧負(fù)載和由背壓室42中的氣體產(chǎn)生的氣壓力下，線軸26 返回到第一位置，閉合主流道64。圖4A是在裝料過程期間自動(dòng)調(diào)節(jié)閥16的橫截面圖。當(dāng)自動(dòng)調(diào) 節(jié)閥16在裝料時(shí)，主流道64開啟以允許氣體通過進(jìn)入到閥體24和 圓筒12中。圖5是來自現(xiàn)有技術(shù)的流量控制閥的氣體A的釋放速率和來自 自動(dòng)調(diào)節(jié)閥16的氣體B的釋放速率的圖表。如在圖5中看到的，現(xiàn)封閉的房間中。當(dāng)氣體被釋放時(shí)，這將會(huì)給封閉房間中的任何人員 和設(shè)備造成危險(xiǎn)。相對比，自動(dòng)調(diào)節(jié)閥16以可控的速率將氣體釋方文 進(jìn)封閉的房間中。氣體釋放的初始速率逐漸地增加并且一般當(dāng)自動(dòng) 調(diào)節(jié)閥16開啟時(shí)達(dá)到穩(wěn)定。當(dāng)自動(dòng)調(diào)節(jié)閥16中的氣體被釋放并且 余留在自動(dòng)調(diào)節(jié)閥16中的氣體濃度衰減時(shí)，激活室40和背壓室42 中的壓力以及氣體釋放速率逐漸地減少直到在自動(dòng)調(diào)節(jié)閥16中只有 極小數(shù)量的氣體殘留并且不再有氣體被放出。圖6是所示為線軸26的線性位移LD和速度V作為時(shí)間的函凄t 的圖表。當(dāng)線軸26從第一位置移動(dòng)到第二位置時(shí)，線軸26相對于 第一位置的位移作為時(shí)間的函數(shù)逐漸地增加直到尾60的凸緣62接 合閥體24的止動(dòng)環(huán)34并且自動(dòng)調(diào)節(jié)閥16 一皮完全地開啟。相反i也， 線軸26的速度作為時(shí)間的函數(shù)是減少的。線軸26的初始速度必須 足夠的大以用于線軸26從閥座52處分開。在線軸26從閥座52處 移位之后，線軸26的速度就逐漸地減少直到線軸26處于第二位置下并且在閥體24中不再移動(dòng)。圖6A是所示為當(dāng)自動(dòng)調(diào)節(jié)閥16開啟時(shí)作用在線軸26上的力的 圖表。當(dāng)線軸26從第一位置移動(dòng)到第二位置時(shí)，線軸26具有氣壓 力PN、摩擦力FR和作用在線軸26上的彈簧力SP。如圖6中所示， 當(dāng)自動(dòng)調(diào)節(jié)閥16開啟時(shí)，線軸26的位移隨著時(shí)間逐漸地增加。逐 漸的增加取決于當(dāng)線軸26從第一位置移動(dòng)到第二位置并且主流道64 開啟時(shí)該線軸的速度。當(dāng)自動(dòng)調(diào)節(jié)閥16開始開啟時(shí)，在背壓室42 中的初始壓力和在線軸26與閥體24之間的摩擦力提供了抵著第一 彈簧28的阻力。隨著時(shí)間的過去，第一彈簧28的力克服了氣壓差 和摩擦力二者，以及第二彈簧30的力，允許主流道64完全地開啟。圖7和圖8是自動(dòng)調(diào)節(jié)閥100的第二實(shí)施例分別在閉合位置處 和開啟位置處的截面圖。盡管自動(dòng)調(diào)節(jié)閥100在結(jié)構(gòu)上與自動(dòng)調(diào)節(jié) 閥16(在圖2至圖4中所討論的)不同，但是自動(dòng)調(diào)節(jié)閥IOO主要地以 與自動(dòng)調(diào)節(jié)閥16相同的方式起作用。圖7所示為安裝在圓筒12上 的處于閉合位置處的自動(dòng)調(diào)節(jié)閥100。自動(dòng)調(diào)節(jié)閥IOO—般包括閥體 102、可滑式線軸104、第一彈簧106、第二彈簧108、電磁閥110、 止動(dòng)環(huán)112、阻尼螺釘114、螺塞116和止動(dòng)螺釘118。閥體102 —般包括激活室120、背壓室122、進(jìn)氣口 124、出氣 口 126和主流道128。線軸104的大小設(shè)置成可滑動(dòng)地接合在閥體102 的第一端部130和第二端部132之間的閥體102。線軸104 —般包括 包含沿著頭134的圓周的凸緣136的頭部分134、圓柱形中間l殳138、 包含沿著尾140的圓周的凸緣142的尾部分140和活塞144。閥體102和線軸104以與自動(dòng)調(diào)節(jié)閥16相同的方式4皮此相互作 用，除了主流道128的4黃截面由活塞144控制之外?；钊?44在頭134 的凸緣136之間的第一端部146處連到圓柱形部件138上，并且包 括在第二端部150處的活塞頭148,該活塞頭的大小設(shè)置成接合閥體 102的圓錐形閥座152。當(dāng)自動(dòng)調(diào)節(jié)岡100閉合時(shí)，活塞頭148密封 定位在激活室120、進(jìn)氣口 124和出氣口 126之間的主流道128。當(dāng)主流道128密封時(shí)，氣體不能經(jīng)過進(jìn)氣口 124到出氣口 126。圖8是自動(dòng)調(diào)節(jié)閥100在開啟位置處的截面圖。當(dāng)有需要從圓 筒12處排放氣體時(shí)，電磁閥110開啟并且氣體流過連接圓筒12和 激活室120的第一通道154。當(dāng)氣體流過第一通道154并且流進(jìn)激活 室120時(shí)，背壓室122中的壓力逐漸地通過連接背壓室122和圓筒12 的第二通道156耗盡。第一彈簧106的彈簧復(fù)位力和激活室120中 的氣壓的組合克服了線軸104上的摩擦力、第二彈簧108的彈簧力 和背壓室122中氣壓。線軸104朝著背壓室122被推動(dòng)，并且自動(dòng) 調(diào)節(jié)閥100開啟。當(dāng)圓筒12中的壓力由于氣體的釋放成指數(shù)地衰減 時(shí)，線軸104在第一彈簧106伸展并且第二彈簧108壓縮時(shí)逐漸地 移動(dòng)到第二位置直到圓筒12的壓力降到零。主流道128的一黃截面是線軸104和活塞桿144的活塞頭148的 位移的函數(shù)，并且當(dāng)線軸104的位移是時(shí)間的線性函數(shù)時(shí)，自動(dòng)調(diào) 節(jié)閥100線性地/人最小面積開啟到最大面積。一旦自動(dòng)調(diào)節(jié)閥100被完全地排放，自動(dòng)調(diào)節(jié)閥100就一皮i殳計(jì) 為以與自動(dòng)調(diào)節(jié)閥16(在圖4中所討論的)相同的方式來裝料。在探測到火災(zāi)或其它危險(xiǎn)時(shí)本發(fā)明的自動(dòng)調(diào)節(jié)閥可控地將惰性 氣體釋放進(jìn)封閉的空間中。自動(dòng)調(diào)節(jié)閥具有收容在閥體中的線軸， 該線軸從第一位置到第二位置是可滑動(dòng)的?？苫骄€軸和閥體形成 了在閥體的一個(gè)端部處的控壓室和在閥體相對端部處的背壓室?？?滑式線軸通過在背壓室中的壓力和置位在背壓室中的彈簧朝著第一 4立置<扁置。當(dāng)可滑式線軸在第 一位置時(shí)，連接進(jìn)氣口和出氣口的主流道被 完全地閉合。在電磁閥被促動(dòng)之后，氣體被允許流進(jìn)控壓室。線軸 逐漸地移動(dòng)到第二位置并且逐漸地開啟主流道。這允許氣體穿過流 量控制閥從圓筒通過并且進(jìn)入到封閉的房間中。在控制激活室和背 壓室中的彈簧的竟?fàn)幜?、在控壓室和背壓室中的氣壓以及在線軸和 閥體之間的摩擦控制了線軸的移動(dòng)速率和氣體釋放到封閉的房間中的速率。
盡管本發(fā)明參考優(yōu)選的實(shí)施例進(jìn)行了描述，但是本領(lǐng)域的技術(shù) 人員將公認(rèn)的是在不偏離發(fā)明的精神和范圍的情況下可以做出形式 上和細(xì)節(jié)上的改變。
權(quán)利要求
1.一種用于在高壓系統(tǒng)中控制氣流的自動(dòng)調(diào)節(jié)閥，所述閥包括具有進(jìn)氣口和出氣口的閥體；收容在所述閥體中的可滑式線軸，所述可滑式線軸具有第一端部和第二端部并且在第一位置和第二位置之間是可滑動(dòng)的；連接所述進(jìn)氣口和所述出氣口的主流道，所述主流道隨著所述可滑式線軸的線性移動(dòng)而增加；鄰接所述可滑式線軸的所述第一端部而定位的第一室；鄰接所述可滑式線軸的所述第二端部而定位的第二室；用于朝著所述第二位置將第一彈簧力施加給所述可滑式線軸的第一彈簧；用于朝著所述第一位置將第二彈簧力施加給所述可滑式線軸的第二彈簧；連接所述進(jìn)氣口和所述第一室的第一通道；連接所述進(jìn)氣口和所述第二室的第二通道；和用于通過開啟所述第一通道來促動(dòng)所述閥以引起所述可滑式線軸朝著所述第二位置移動(dòng)的閥促動(dòng)器。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的閥，其特征在于，在所述第一通道開 啟之后，所述可滑式線軸朝著所述第二位置的速度由所述第一彈簧 和所述第二彈簧以及在所述第一室和所述第二室之間的氣動(dòng)壓差控 制。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的閥，其特征在于，在所述第一通道開 啟之后，所述可滑式線軸相對于所述第二位置的位置由所述第一彈 簧和所述第二彈簧以及在所述第一室和所述第二室之間的氣動(dòng)壓差 控制。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的閥，其特征在于，所述笫一室具有第 一直徑，而所述第二室具有第二直徑，所述第二直徑大于所述第一直徑。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的闊，其特征在于，所述閥促動(dòng)器是螺 線管導(dǎo)閥。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的閥，其特征在于，所述閥進(jìn)一步包括錐形閥座，用于當(dāng)所述可滑式線軸處于所述第一位置時(shí)閉合所述主 流道，并且用于當(dāng)所述可滑式線軸移動(dòng)到所述第二位置時(shí)開啟所述主流道。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的閥，其特征在于，所述可滑式線軸進(jìn) 一步包括用于當(dāng)所述可滑式線軸處于所述第一位置時(shí)接合所述錐形 閥座的錐形體。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的閥，其特征在于，所述閥進(jìn)一步包括 突出體，用于控制穿過所述第 一通道進(jìn)入到所述第 一室中的氣體的 引入。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的閥，其特征在于，當(dāng)所述可滑式線軸 作為時(shí)間的函數(shù)線性移位時(shí)，所述主流道漸進(jìn)地從最小面積開啟到 最大面積、。
10. —種用于在高壓系統(tǒng)中控制氣流的開環(huán)氣壓流量控制閥，所 述開環(huán)氣壓流量控制閥包括具有第一端部和第二端部以及進(jìn)氣口和出氣口的閥體； 收容在所迷閥體中并且在第一位置和第二位置之間是可滑動(dòng)的 可滑式線軸；用于朝著所述第二位置偏置所述可滑式線軸的第一彈簧；用于朝著所述第一位置偏置所述可滑式線軸的第二彈簧；在所述閥體的所述第 一端部處定位的第 一 室；在所述閥體的所述第二端部處定位的第二室；在所述進(jìn)氣口和所述出氣口之間的主流道，其中，當(dāng)所述可滑 式線軸處于所述第一位置時(shí)所述主流道閉合，并且當(dāng)所述可滑式線 軸處于所述第二位置時(shí)所述主流道完全地開啟；連接所述進(jìn)氣口和所述第 一 室的第一通道； 連接所述進(jìn)氣口和所述第二室的第二通道；和 用于通過開啟所述第一通道促動(dòng)所述閥的閥促動(dòng)器。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的開環(huán)氣壓流量控制閥，其特征在于， 所述開環(huán)氣壓流量控制閥進(jìn) 一 步包括錐形閥座和用于開啟和閉合所 述主流道的錐形閉合體。
12. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的開環(huán)氣壓流量控制閥，其特征在于， 當(dāng)所述可滑式線軸作為時(shí)間的函數(shù)線性移位時(shí)，所述主流道漸進(jìn)地 從最小面積開啟到最大面積。
13. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的開環(huán)氣壓流量控制閥，其特征在于， 所述開環(huán)氣壓流量控制閥進(jìn)一步包括用于控制當(dāng)所述第一通道開啟 時(shí)穿過所述第 一通道進(jìn)入到所述第 一 室中的氣體的引入的裝置。
全文摘要
一種在高壓系統(tǒng)中控制氣流的可控減壓閥。該閥包括閥體、可滑式線軸、主流道、第一室和第二室、第一彈簧和第二彈簧、第一通道和第二通道以及閥促動(dòng)器。閥體具有進(jìn)氣口和出口氣，并且收容可滑式線軸。可滑式線軸具有第一端部和第二端部，并且在第一位置和第二位置之間是可滑動(dòng)的。主流道連接進(jìn)氣口和出氣口，并且隨著可滑式線軸的線性移動(dòng)而增加。第一室鄰接可滑式線軸的第一端部而定位，而第二室鄰接可滑式線軸的第二端部而定位?；瑒?dòng)的線軸通過由第二室和第二彈簧施加的氣體壓力朝著第一位置偏置。
文檔編號F16K31/12GK101321980SQ200580050000
公開日2008年12月10日 申請日期2005年4月7日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月7日
發(fā)明者F·孫, M·萊利克, Z·喬德里 申請人:丘伯國際控股有限公司