用于消防器材的加速度敏感断流阀的制作方法

专利名称：用于消防器材的加速度敏感断流阀的制作方法
技术领域：
本发明一般涉及断流阀，具体来说，涉及用于诸如便携式喷水枪的消防器材的加速度敏感断流阀。
背景技术：
消防喷水枪用来在灭火现场提供大量的水或泡沫。喷水枪的入口连接于消防水龙带或管子，在其出口装有喷嘴。通常喷水枪本身由两个或两个以上刚性部分组成，它们相互之间可调整，以在垂直方向和水平方向改变流体流方向。喷水枪的目标是用来支承喷嘴，以使喷嘴在灭火现场能提供大量的流体。大流量的消防喷嘴的后果是产生用手握持不住的大的反作用力。反作用力的变化取决于流量和压力。反作用力总是与流体的方向相反。其结果，用来抵抗反作用力的任何装置或喷水枪的结构必须考虑多个变数。
便携式喷水枪从不同的位置和角度移动灭火。便携式喷水枪可架设在各种各样的表面上。道钉杆和喷水枪系带能用来固定喷水枪以阻止其运动。有些表面比另一些表面更能阻止反作用力。在光滑表面上，当水龙带充水时，喷水枪可能向前滑动，然而灭火时，当流体离开喷嘴时喷水枪向后或向侧边滑动。当仰角下降时，由于喷嘴反作用力的水平分量增加，所以便携式喷水枪滑动倾向也增加。通常，消防队员通过将喷水枪朝下或增大仰角来阻止喷水枪的运动，但在某些情况下，喷水枪失控滑脱，结果可能造成人员伤亡或财产损坏。至少，喷水枪流体应由消防人员有意地从该处引开。
可通过对喷水枪增加重量来提高阻止滑动的趋势，但是重量增加不便于喷水枪的重新定位。还可通过在喷水枪周围盘上水龙带以增加重量来阻止滑动。可使用多重水龙带对喷水枪供水以提供附加的稳定性，但要求价格昂贵的多头入口。多重水龙带比单一水龙带需要更多的安装时间，且重新定位带有多重水龙带的喷水枪较为困难。多重水龙带管线耗费更多的空间，在燃烧的结构内其可利用性很有限。
控制水流量的能力有可能要求控制喷嘴的反作用力达到安全的水平，限制水或泡沫的使用，或减小水的损害。目前的便携式喷水枪不具备手动的断流阀。为了停止或限制通过喷水枪的流量，必须在远处(例如消防车，消火栓或在水龙带管线上的阀门)断流，通常，在喷水枪和断流阀之间有相当的距离，且火灾现场的噪声使消防人员之间的通讯变得很困难，必须要有无线电通讯。可以在喷水枪的入口或出口加上一单一的阀，但对喷水枪单元来说增加了相当的重量和体积。尺寸和重量的增加反过来使喷水枪的重新定位变得更为困难。有些特殊喷嘴具有装入的断流阀，但其尺寸和型号受到限制，因此并不是在所有情况下可依赖于它。
此外，由于通过阀的湍流可以使便携式喷水枪较为难于操纵，并限制了喷嘴的射程，所以，对便携式喷水枪，并非所有的阀型号都是实用的。例如美国专利4,252,278；4,470,549和4,589,439所公开的滑动型阀引入了湍流的最小化。尽管这种类型阀有其优点，但还没有便携式喷水枪采用滑动型阀。
有时在便携式喷水枪的出口添加一水龙带或分配阀以扩展灭火功能。因此，首先必须关闭喷水枪，然后拆下喷嘴装上水龙带或分配阀。
一种由美国专利No.5,593,092公开的喷水枪，由印第安那州瓦尔帕来索市的Task Force公司以Crossfire商标销售，这种喷水枪有装入内部的自动阀。该阀能用来调节水流量，但不能完全关闭水流。一旦设定在一打开位置，该阀不能手动关闭。如果喷水枪要移动，该阀自动减小流量，尤其是颠倒喷水枪的移动。这种装置十分有用，且大大提高了使用便携式喷水枪的安全性。然而，Crossfire有一断开机构，当喷水枪投入使用时，该机构必须与地接触。不平整或软土地面可以造成阀的不经意的关闭。尽管该种喷水枪比市场上有售的其它种类更为安全，但断开机构与地面接触时的滑动仍可造成人员伤亡或财产损坏，或者单纯的灭火中断。因此，即使这样安全的喷水枪在使用时也应系住，这样多少限制了喷水枪快速移位的能力。
因此，需要有一种改进的喷水枪阀，这种阀能在喷水枪上加以控制，而不必远处操作人员的协作。此外，需要一断流阀，其不需要与地面的相互作用，而且除了颠倒运动之外，还对加速度敏感。

发明内容
本发明提供一种带有阀的喷水枪，该阀可由喷水枪操作人员自行控制。阀可包括一对加速度敏感的断流装置，当喷水枪加速或断开时，该装置就有反应。阀由一装置激发，该装置不要求与地面或其它外部表面接触。
本发明的另一目的是提供一种便携式喷水枪，其即使在燃烧的结构内和不同层高的面上也能容易地移位。
本发明的另一目的是能够安全使用极小的喷射角，如果喷水枪加速，用一断流阀达到上述目的。
本发明的另一目的是提供一便携式喷水枪，为了更快地更换喷嘴，水龙带和分配阀，这种便携式喷水枪能够在喷水枪上控制流体流量。
本发明的另一目的是包括一种加速度敏感的断流阀，该阀在某一速度时移动阀到一关闭位置，所述速度是限制失控时喷水枪甩带的危险。
本发明的另一目的是将断流阀集成在喷水枪上，基本上不增加喷水枪的重量和体积。
本发明还有的另一目的是提供一喷水枪阀，该阀能在不同的阀流量位置操作，达到湍流最小而射程最大。
因此，为满足上述和其它目的，根据本发明，提供一种具有打开位置和关闭位置的阀，该阀朝向关闭位置偏置，且包括形成一凹陷的外壳；一安装在外壳上的可操作的手柄，用来将阀移动到打开位置；当阀处于打开位置时，用来接合该手柄的激发扣机；一扣机弹簧，当阀处于打开位置时，用来推动扣机与手柄接合；一释放件，用来使扣机从手柄上脱开；一承载件在阀处于打开位置时，设置在外壳的凹陷内和释放件的承载支承内，由此，承载件从凹陷内的移位使承载件从释放件的承载支承中移去，移动释放件使扣机从手柄中脱开，从而将阀移向关闭位置。
该阀可以是滑动型阀或任何其它适用于大流量喷水枪的阀。
阀外壳的凹陷可以是一槽，承载件可以是一个或多个置于槽内的杆。当阀处于打开位置时，该承载件可以是端头对端头排列在槽内的两个或多个杆。
阀可有多个打开位置，手柄可适于将阀在关闭位置和任一打开位置之间移动。
扣机弹簧可以是一片簧，其第一端固定在扣机上，第二端用于经释放件而实现的接合。释放件可枢转地安装在外壳上。当阀处于关闭位置时，承载件最好借助于重力回到凹陷内。
阀的外壳最好能包括一消防喷水枪。
阀可包括一阻尼器，在扣机释放手柄之后，阻尼器用来减缓阀门的关闭。该阻尼器可包括一固定在外壳上的腔室；一固定在阀手柄上的枢轴，用于阀的移动和阀手柄在打开位置和关闭位置之间的移动，该枢轴设置在腔室内；设置在腔室内且基本上围绕该枢轴的流体，流体的粘度大于空气的粘度。
阀释放件可枢转地安装在外壳上且有一第一端在枢轴的一侧，第二端在枢轴的相对侧；第一端用来接合扣机弹簧；第二端包括一承载面，当阀处于打开位置时，用来承载在承载件上。
按照本发明的喷水枪包括一形成水通道的外壳；一设置在水通道上的阀，其用来在打开位置和关闭位置之间移动且朝向关闭位置偏置；一阀手柄，用来将阀在打开位置和关闭位置之间移动；一扣机，用来将阀手柄接合在打开位置上；一扣机弹簧，用来推动扣机将手柄接合在打开位置；一安装在外壳上的释放件，其具有一释放部分，用来移动扣机使其与手柄脱开；一结合在外壳上的加速度传感器，传感器的设置用来接合释放件以移动扣机使其与手柄脱开，由此，在外壳经受加速度时，关闭阀门。
根据本发明的便携式喷水枪包括一形成水通道的外壳；一设置在水通道上、在打开位置和关闭位置之间移动的阀；一使阀在打开位置和关闭位置之间移动的阀手柄；一与外壳结合的加速度敏感装置，当外壳经受加速度时，该装置动作而关闭阀。
附图的简要说明

图1是按照本发明的消防喷水枪的立体图；图2是沿图1的2-2线的喷水枪的截面图；图3是喷水枪和阀手柄的局部侧视图；图4是沿图3的4-4线的喷水枪的截面图；图5是按照本发明的加速度敏感阀断流机构的平面图，处在打开位置或关闭位置；图6是图5的加速度敏感阀断流机构图，处在设置位置；图7是图5和6的加速度敏感阀断流机构图，处于瞬间断开；图8是图5，6和7的加速度敏感阀断流机构图，处在断开位置，且沿图3中8-8线剖开；图9是根据本发明的阀关闭阻尼器的截面图；图10是处在断开位置的加速度敏感阀断流机构的另一实施例图；图11是图10中的断流机构图，处在设置位置；图12是图10中的断流机构图，处在设置位置；且片簧处于很大程度的张紧状态；图13是图10中的断流机构图，处在正断开的瞬间；
图14是根据本发明的加速度敏感断流机构的第三实施例的立体图，断流机构处于设置位置；图15是图14中的断流机构图，处于一种“设置”位置；图16是图14中的断流机构图，处于一种“右断开”位置；图17是图14中的断流机构图，处于一种“左断开”位置。
具体实施例方式
在下面详述的附图中，相同的标号用来指明各个附图所示的本发明的相同的或类似的元件。
图1中总体显示了本发明的便携式喷水枪30的立体图。喷水枪30总体上包括一外壳32，一入口34，一出口36，多个折叠脚38以及一阀手柄40。
外壳32最好由铸铝制成并在入口34和出口36之间形成一流体通道。与入口34连接的是一旋转入口连接器44，其与水龙带或管道连接，水龙带或管道向喷水枪30供给消防流体，例如水或泡沫。入口连接器44用来枢转以使喷水枪30在支承面上放平，即使水龙带取向与上述表面交有一角度。其它的入口型式也可用于本发明。
同样地，喷水枪出口36与枢转的出口连接器46相连接，连接器与一喷嘴(未示出)连接。枢转出口连接器46可相对于喷水枪30调节以改变消防流体流的方向。枢转出口连接器46适合与各种喷嘴连接，以使喷水枪30能在不同的情况下用来对付危急情况的火灾。如同入口连接器44一样，其它的出口连接器也能用于本发明。
可折叠腿38可前后枢转，使得喷水枪在储存和运输时显得更紧凑。折叠腿38最好包括铁尖39，其可一体形成或连接于折叠腿38上。铁尖39有助于传递从喷嘴到支承面的反作用力。
阀手柄40最好可枢转地安装在喷水枪30两侧的枢轴41处。阻挡块43限制阀手柄40的行程，阻挡块可以与喷水枪外壳32一体形成，或使用适当的连接件结合在外壳上。阀手柄40也用作一承载手柄。因此，为避免喷水枪意外的操作，阀手柄40最好包括一弹簧加载的锁定销45，该销将阀手柄40锁定在关闭位置上，直到一锁定销环47被向外拉出，将锁定销45从喷水枪外壳32上相应的凹陷53中移出。一旦锁定销45从凹陷处拉出，阀手柄40不再受到约束，因而可移动到任何打开位置。弹簧加载的锁定销45不会约束阀手柄40，直到阀手柄40返回到关闭位置。
如图2明白地显示，还与喷水枪外壳32结合的是前腿49，前腿装有铁尖51。前腿49是固定的，但可折叠。最好有一孔59，这样，在储存时喷水枪30可掛在一钩子上，或在水流动时，绑扎到一固定物，或者在展开时可用作一承载手柄。
应予理解的是，附图所示的便携式喷水枪型式旨在使大量灭火液体流过。其它喷水枪型式也可用于本发明，因为本发明在于使用阀手柄40进行操作的阀，以及下文要说明的加速度敏感断流机构。
图2还示出，在入口34和出口36之间是阀48，阀最好是包括滑动管50的滑动型阀。管50具有一上游端52和一下游端54。下游端54在关闭位置上与管塞56结合。为打开这样的阀48，如图所示，将阀手柄移到左边以使管50移向喷水枪入口34，远离管塞56，从而使灭火流体流过管50，通过管塞56并朝向出口36。这样的阀结构简单，重量轻，并在部分打开的位置上引入低湍流。还有一优点在于，利用流体流过管50和朝向管塞，使阀偏置于关闭位置。涉及这种滑动型阀的另外的细节已在美国专利No.4,252,278；No.4,470,549和No.4,589,439中公开，本文引用其中公开的内容以作参考。尽管这是本发明的一优选阀，但其它阀型也可使用，例如球阀和闸阀。为偏置这些类型的阀朝向关闭位置，可以有直接作用在阀本身上的弹簧或作用在相关的部件例如阀手柄40上的弹簧。
除了有由阀手柄40操作的阀之外，本发明还包括了如图3至8所示的加速度敏感阀断流机构60。由于断流机构60敏感于喷水枪30的加速和减速，在喷水枪30滑动或颠倒的任何时候，都会发生上述的加速和减速，所以，当喷水枪30仅在支承面上滑动时，本发明的加速度敏感阀断流机构60就会致动。当然，并不是所有加速都应致动该断流机构60。相反，只有那些有可能使操作者对喷水枪30失去控制的加速度才应致动该机构60。
加速度敏感阀断流机构60最好安装在外壳32内，并将许多移动部件隔离在喷水枪外壳32的有盖腔室62(图2)内，以保护它们免遭其它元件和苛刻的火灾现场条件的影响。如图2所示，腔室62位于外壳32的顶部，但也可在其它位置。断流机构60与外壳32之间的重要关系是机构60必须敏感于外壳32的任何加速度，因此，相对于外壳32必须有一固定的关系。否则，外壳32的加速度不能被断流机构60所检测出来。
图3，4，5，6，7和8最清楚地显示出断流机构60在其不同的操作位置，这些图描绘了断流机构60在使用过程中的四个不同位置。该机构60包括阀手柄40，一扣机66，一关闭弹簧68(仅在图3和4中示出)，一扣机弹簧69，一释放件70，一对杆72，以及用来接纳杆72的一凹陷74。
阀手柄40可枢转地连接在喷水枪外壳32上，其包括一弧形制动齿条41，其通过阀48一侧上的槽口63向上延伸进入有盖腔室62。阀手柄40的弧形制动齿条41包括一系列径向取向的掣子，其做成的形状和尺寸可释放地容纳扣机66上的舌82。当阀手柄40前后移动时，以这种方式扣机舌82将接合最靠近的阀手柄掣子80。除了掣子80之外，阀手柄40包括一凹陷部分84，它的作用将在下面予以解释。另外，关闭弹簧68(图3和4)容纳在外壳腔室62内。
扣机66在外壳腔室62内安装在枢轴88上，枢轴偏离扣机舌82，使舌82能相对于阀手柄40移动。
扣机66用来将阀手柄40保持在所要的打开位置上，其情形极象枪中的扣机，它保持击发撞针处于准备击发状态的位置，直到扳动击发器。在本机构中，扣机66将阀手柄40保持在打开的位置，直到断流机构60被致动，这在下文中予以说明。
一复位弹簧71(图5至8)设置在固定壁92和偏离扣机枢轴88的位置处的扣机66之间，当阀关闭时，使机构60复位。以这种方式，促使扣机66一直朝向阀手柄枢转。复位弹簧71在阀关闭时允许机构自动复位。由于扣机舌82和阀手柄40的形状，扣机66能抵抗关闭弹簧68、扣机弹簧69和复位弹簧71的偏置力远离阀手柄40而枢转，以在需要时重新定位手柄40。如上所述，流过阀48的水也提供了朝向关闭位置的偏置力。扣机66将手柄40保持在最靠近的掣子80上，直到操作者想要移动手柄40，或者直到加速度敏感阀断流机构60致动。
扣机弹簧69的近端与扣机66连接，其远端离扣机66延伸并进入释放件70的一开口103。尽管所示为片簧，但扣机弹簧69也可为其它型式的弹簧。
释放件70可枢转地在枢轴98上安装于外壳32。在枢轴98的一侧有一开口103，其由一弹簧张紧的接片100和一支台102所形成。在枢轴98的相对侧有一承载面104。
释放件70的承载面104在承载件上承载，在本实施例中，承载件是一对端头对端头排列的杆72。该承载件用作一加速度传感器以对喷水枪外壳32的加速度作出反应。杆72支承在槽74内，槽比杆72的直径狭窄(见图4)。另外，杆72的端部为锥顶倒圆的圆锥(倒圆半径最好等于杆的半径，或在本实施例中等于1/4英寸)，这样它们能从缝槽中移位，借助重力它们搁置在所述缝槽中。倒圆的端部是合乎要求的，因为它们不阻碍杆72的移位，当机构60复位时，它们有助于使杆72落回到槽74中。当杆72端头对端头排列时，它们组合成一长度，该长度在支承壁108和释放件70的承载面104之间延伸。当杆72已从缝槽移出，杆72的组合长度由此减小，因为一根杆或两根杆已枢转或移到侧边。在这样的位置上，杆72不再支承释放件70在其支承面104上，如图7所示，释放件70能顺时针枢转。
图4示出了搁置在槽74中的杆72的端视图。由图可见，杆72的截面直径大于槽74的宽度。与槽74不同，杆72的运动不受限制。因此，外壳32和槽74的加速度能导致杆72从槽74中移出。对于一给定的杆直径来说，狭槽要求有较小力来移位杆，宽槽要求有较大力来移位杆。杆72的直径最好为0.50英寸，而槽74宽度为5/16英寸。使用一轴向与通过喷水枪30的流体流对齐的槽74，则给予杆72足够的稳定性来经受喷水枪30在轴向上微小的或非威胁性的加速度，但对横向加速度无足够的敏感性来确保喷水枪30的安全运行。
在优选的实施例中，机构60由等于或大于0.7g的横向加速度致动。1个“g”等于因重力下落物体的理论加速度值。该优选实施例也由垂直跌落或撞击喷水枪引起的1g垂直加速度致动。
由于两杆更易于枢转出承载位置，而杆的端部在它们接触的面上滚动，一对杆优于单一杆(尽管单杆在本发明仍奏效)。由于杆通常滚动而不是滑动，所以摩擦和轴向荷载不会影响断开装置所必须的加速度数量。较佳地，杆72的端部为锥顶经倒圆加工的圆锥。锥顶倒圆半径最好等于杆体半径(在上述优选实施例中为四分之一英寸)。当杆端加工成半球形时，杆在断开位置时可互相靠在一起，而不是在它们移位后复位到槽74中。
如本技术领域熟练人士将会认识到，可使用其它类型的承载件和结构，它们起到如同成对杆72一样的作用。例如，可使用一单一杆在槽中。可使用一承载球在一圆形凹陷中，从而在所有方向对加速度更为敏感。重要的考虑不仅在于这些承载件和它们相应的凹陷的形状或数量，而且在于当喷水枪30安全运行时，它们发挥了作为承载件能抵抗来自释放件70的作用力的作用，在于当过大的加速度或减速度施加在喷水枪30上时它们能移位以使释放件70“断开”机构60。应注意到这里和权利要求书中的“加速度”是广义上的使用，其包括加速度和减速度。
还应注意到当遇到其它类型的情况时，承载件能够移位。例如，一钥匙(未示出)可与承载件接触并用绳系在一消防队员身上。如果该消防队员移动或被喷水枪30击开，该系绳将拖拉钥匙从承载件移位并致动断开机构60，即使喷水枪30从未移动。
以这样的结构，参照附图，断开机构60的操作得到最好的解释。如图8所示，阀手柄40定位在其最右端(阀关闭)，扣机66位于逆时针极端位置，复位弹簧71偏压扣机66和扣机弹簧69导致释放件70位于逆时针极端位置，同时，扣机弹簧69的末端伸出释放件开口103，杆72搁置(由于重力)在槽74中，但由于扣机弹簧69没有沿顺时针方向推动释放件70，所以杆72未与释放件70的承载面104接触。
图5示出了阀正在打开或关闭过程中的断开机构60。当阀手柄40移到左边(如图所示)，扣机舌82从阀手柄凹陷84移动到带有掣子80的突起部分。这个动作使扣机66沿顺时针方向转动，压迫复位弹簧71，迫使扣机弹簧69的末端与释放件枢轴张紧接片100接触。扣机弹簧69使释放件70沿顺时针方向转动，导致承载面104和杆72之间的承载接触。由于杆72的组合长度，释放件70以有限量转动。反过来，扣机弹簧69顶着弹簧加载片100的端头形成弯曲(或加载)。
图6示出阀在一个开口掣止位置的断流机构60。
图7示出断流机构被致动或“断开”瞬间的断流机构60。当杆72从它们通常搁置的槽74中移位时，该机构60断开。当喷水枪加速或减速时，则发生杆72的移位。由于没有力克服重力和由释放件70引起的杆72的压力，所以恒速运动不能使杆72移位。
一旦杆72由于喷水枪外壳32的加速度而发生位移，对释放件70不再有任何承载支承，而所述释放件70由于扣机69对释放件弹簧加载片100的作用趋向于沿顺时针方向转动。因此，弹簧加载片100转动从而与片簧69末端脱开，由此释放在扣机弹簧69上的荷载。当扣机弹簧69释放时，仅有来自复位弹簧71的微小的力保持扣机66与阀手柄掣子80的结合。在保持阀手柄40就位的唯一的微小力的作用下，通过推动关闭弹簧68和由流过阀48的水引起的力，阀将自动移向关闭位置。这就是说，机构60中没有东西保持阀门打开，但如果一消防人员控制该喷水枪30，可握持手柄40打开，直到机构60方便地复位。在该位置上，释放件70与支承壁108合作以形成一尺寸，该尺寸限定得很小而不能使杆72重新进入槽74。因此，机构60不会意外地复位，直到阀48已经完全关闭。
如图8所示，如果消防队员心不在焉的操控，阀手柄40将拉向关闭(图示中朝向右边)。在该位置上，扣机66将逆时针转动，推动复位弹簧71，直到扣机舌82搁在阀手柄凹陷部分84。当这种情形发生时，扣机弹簧69逆时针转动并与释放件支台102接触，所述支台102也造成释放件70的逆时针转动。一旦这种转动完成，释放件承载面104与支承壁108合作以形成一大的尺寸，足以容纳两杆72端头对端头排列在槽74中。由于重力杆72落回到槽74中，杆72被限制在一区域110内，该区域大得足够允许杆从槽74中移位，但小得足够确保杆72落入槽74中，只要在承载面104和壁108之间有充分的空间。
在存在有不可接受的喷水枪的加速度的情况下，快速关闭阀48是减小伤亡或财产损坏风险所必须的。然而，由于当阀太突然关闭，会引起水锤的缘故，过分迅速关闭阀会造成阀48，喷水枪30，水泵(未示出)，或供给喷水枪30的水龙带的损坏。此外，由于流体迅速地减速造成喷水枪30向前滑动，同时水龙带伸展以吸收能量，所以过分快地关闭阀是人们所不希望的。由快速关闭阀所引起的滑动可使喷水枪移动两或三英寸。喷水枪30快速向前滑动足以击到附近的人员。
在现有技术的Crossfire的喷水枪的销售型式中，阀比流体通道小且不能完全关闭喷水枪。一部分水将仍然流过喷水枪，这使操作人员能够重新获得对喷水枪的控制，不致产生可能的危险的水锤现象，水锤可损坏喷水枪或供给喷水枪的水龙带。
为避免由水锤造成的损害，如图9所示，本发明较佳地安装有阻尼机构120。阻尼机构120安装在喷水枪外壳32上，其包括一腔室122和一直接与阀手柄40连接的桨叶124，阀手柄40可在外壳32的两侧枢转。
腔室122包括两个主要槽穴128，它们通过一中心部分130连接在一起。设置在腔室122内的是桨叶124，由于阀手柄40和桨叶124两者连接在一起，所以随着阀手柄40打开和关闭，桨叶124连同阀手柄40一起枢转。桨叶124是关于中心轴126对称，且每半个包括一具有外半径的倒圆部分136。每个槽穴128的半径132形成的轮廓使桨叶124和槽穴之间的间隙在阀48完全打开时大于阀48完全关闭时。以这种方式，阀将快速移动到一中间位置，然后减慢直到最后关闭。通过几何形的修琢以及调整流体粘度，可实现任何要求的阀关闭特性。在优选的实施例中，桨叶124的外半径为1.5英寸，它与腔室122的内半径的间隔在从0.050英寸至0.080英寸的逐渐变化的范围内，以提供桨叶124的逐渐的关闭。另外，腔室122最好为5/8英寸深，以提供足够的深度和桨叶124的控制。
如上所述，为对阀的关闭提供必须的阻尼效果，腔室122内填充具有一定粘度的流体，所述粘度至少大于空气，最好是经锂皂稠化的硅酮润滑脂。能在本发明中行得通的替代的流体，其应有60,000厘沲(“CS”)的动力粘度，例如用高粘度的聚二甲基硅氧烷聚合物加工生产出的线性聚合物。可从Dow Corning公司购得商标为44Light High Temperature Bearing Grease或200Fluid，60,000CS的合适的流体。因此，当阀48企图快速关闭时，桨叶124的运动通过粘性流体流过桨叶124而减缓。桨叶124和阀48运动得越快，润滑脂的阻力就越大，这是因为润滑脂的剪切取决于移动分量的速度。因此，流体的粘度越大，阀48关闭得越慢。在优选的实施例中，关闭速度最佳约为0.5秒。
在选择一种合适的流体时，应考虑喷水枪30周围的条件，例如火场的苛刻的环境，极端的温度、脏物、碎片，或其它因素均可影响阻尼器的操作。
图10至14示出了根据本发明的加速度敏感的断流机构的另一实施例。加速度敏感的断流机构200包括一带有掣子204的阀手柄202，一枢转的扣机206，一片簧208，一释放件210，一释放件磁体212，一枢转的解扣机214，一第一桩216，以及一对解扣桩218。
阀手柄202和掣子204的操作如同上述第一实施例的断流机构。同样地，扣机206和片簧208如同上述一样操作。
这种加速度敏感的断流机构200的唯一特征在于加速度传感器部分，其包括释放件磁体212和枢转的解扣机214，解扣机由诸如钢之类的磁吸引材料制成。这种类型的加速度传感器检测出加速度(或减速度)，加速度的强度足以克服释放件磁体212和解扣机214之间的磁吸引力。
阀手柄202包括诸如手柄凹陷222和手柄平台224的另外的操作部件。扣机206包括一枢轴226，一舌230，以及一杠杆臂232。片簧208在近端236处悬臂于扣机206，并包括一末端238。释放件210包括释放件磁体212，一枢轴242以及一凹陷244。解扣机214包括一枢轴250。最后，一释放件阻挡块254限制释放件210的逆时针方向行程。
首先，在图10中，该断流机构200表示为“断开”位置，阀手柄202处于关闭位置(极右端)，扣机舌230设置在手柄凹陷处222，扣机杠杆臂232搁置在手柄平台224上，片簧208未张紧，释放件210枢转到逆时针方向极端位置而抵靠在释放件阻挡块254上，解扣机214被吸引而释放支承磁体212。在该位置上无水流动。图11示出了机构200在“调整”位置，手柄正在返回。阀手柄202处于一打开位置(部分朝左)，扣机舌230接合到阀手柄掣子204中，片簧208由于其末端238被设置在释放件凹陷处244内而被加载，扣机向逆时针方向枢转，释放件210枢转到逆时针方向的极端位置并抵靠在释放件阻挡块254上，解扣机214被吸引到释放件磁体212上。在该位置上，流体流过喷水枪。图12示出了机构200位于中间位置，而该阀正在移动。舌230未接合在掣子204内。图11示出了舌230在掣子204(阀在“调整”位置上)的“底部”。图12示出了舌230在掣子204(由于阀移动)的“顶部”。
图13示出机构200在解扣的瞬间。在该位置上，阀手柄202处于打开位置(朝左)，扣机舌230接合在阀手柄掣子204中，但由于片簧末端238已被释放件凹陷244释放，所以不再有力将舌230保持在掣子204中。释放件210已枢转到顺时针方向的极端位置而抵靠在第一桩216上，解扣机214已逆时针枢转到与两解扣桩218中之一接合。解扣机214和释放件磁体212被喷水枪外壳(未示出)的加速度拉开，该加速度克服了解扣机214和释放件磁体212之间的磁吸引力。解扣桩218限制了解扣机214的枢转距离。在图13的位置中，流体仍然流过喷水枪，但由于阀手柄202将返回如图10所示的位置，所以很快被阻住。
图14，15，16和17示出了加速度敏感阀断流机构300的第三实施例。该机构300包括一手柄40，一弹簧304，其偏压手柄40朝向一关闭位置，一释放杆308，以及一摆310。
如同上述实施例，手柄40在打开位置和关闭位置之间移动阀48，并使机构300处于待击发。在该图示中，阀48不是滑动阀，但图示为具有蝶形阀板311的蝶阀。
释放杆308在枢轴312处与喷水枪外壳32连接。释放杆308包括一内半径槽316和一外半径槽318，两槽由一壁320隔开，并在壁320的端头处由一开通部分321相连。偏离枢轴312的是一向上延伸的锁定销322。
摆310在摆的枢轴328处与喷水枪外壳32连接。摆310包括一向上延伸的解扣销334，它延伸入槽316，318，以及释放杆308的开通部分321。解扣销334偏离摆枢轴328，这样，摆310的运动将使解扣销334以下文所述方式在圆弧的槽316，318以及释放杆308的开通部分321内移动。
如图15所示，机构300处于“调整”位置，其中，手柄40处在一打开位置，流体流动，释放杆308处在一不定稳定位置，解扣销334承载在壁320的端头，锁定销322在凸轮槽330的台阶部分。这种位置被描述为“不定稳定”，因为解扣销334承载在壁320的端头以阻止释放杆308因弹簧304的偏压而沿顺时针方向的枢转。在该位置上，摆310静止且未经受加速度。
在图16中，摆310由于外壳32相对于摆310的加速度或减速度而摆动到右边。这种向右的运动使解扣销334从壁320的端头滑落下去，这造成释放杆308在弹簧304的推动下顺时针方向枢转。结果，解扣销334滑入内圈弧槽316，锁定销322移入手柄40的凸轮槽330，允许手柄40和蝶形阀体311移向关闭位置。锁定销322在凸轮槽330内的接合阻止机构300返回调整位置(图14)，而操作人员不必移动手柄40到打开位置。
图17示出一类似的解扣位置，只是下列情况除外在本例中摆310已摆向左边使解扣销334滑入外圆弧槽318内。再者，机构300不会自动复位，相反，只有手柄40的操作能重新打开阀48和复位机构300。
手柄40顺时针运动到略微经过图15的调整位置的一位置使释放杆308和摆310转动到一位置，在该位置上解扣销334借助于开通空间321的“V”形相对壁320对齐。手柄40的释放使机构300返回到图15的调整位置。
本技术领域的熟练人士会认识到其它类型的加速度传感器也可用于本发明中，包括但不限于下列类型电子的或测压的传感器，摆传感器，或逼近传感器。
尽管优选实施例的装置包括的仅是机械元件来提供动力关闭阀门，但应予理解电的、化学的、液压的、气动的，或其它方法可以相同的效果应用于本发明。
上述附图的详细描述旨在仅仅为了理解的清晰，其必要的限制应从下列权利要求中去理解。
权利要求
1.具有一打开位置和一关闭位置的阀，该阀偏置于关闭位置并且包括一形成有一凹陷的外壳；一可操作地安装于外壳的手柄，用来将阀移动到打开位置；一扣机，当阀处于打开位置时，用来接合手柄；一扣机弹簧，当阀处于打开位置时，用来推动扣机与手柄接合；一释放件，用来将扣机与手柄脱开；以及一承载件，其设置在外壳的凹陷处，当阀处于打开位置时，位于释放件的承载支承上，由此，承载件从凹陷处的移位将承载件从释放件的承载支承上移去，移动释放件使扣机脱开手柄，并将阀移向关闭位置。
2.如权利要求1所述的阀，其特征在于，外壳凹陷为一槽，承载件为一杆。
3.如权利要求1所述的阀，其特征在于，凹陷为一槽，承载件为一对杆，当阀处在打开位置时，两杆端头对端地设置在槽中。
4.如权利要求1所述的阀，其特征在于，阀具有多个打开位置，手柄适宜于将阀在关闭位置和任何打开位置之间移动。
5.如权利要求1所述的阀，其特征在于，扣机弹簧可以是一片簧。
6.如权利要求1所述的阀，其特征在于，扣机弹簧可以是一片簧，片簧第一端固定在扣机上，第二端用来与释放件接合。
7.如权利要求1所述的阀，其特征在于，释放件可枢转地安装在外壳上。
8.如权利要求1所述的阀，其特征在于，当阀处于关闭位置时，重力使承载件返回到凹陷处。
9.如权利要求1所述的阀，其特征在于，还包括一阻尼器，在扣机释放手柄之后，减慢阀门的关闭。
10.如权利要求1所述的阀，其特征在于，还包括一阻尼器，在扣机释放手柄之后，减慢阀门的关闭，该阻尼器包括一固定于外壳上的腔室；一连接于阀上的桨叶，用来连同阀一起在打开位置和关闭位置之间的移动，枢轴设置在腔室内；以及设置在凹陷内的流体，其围绕着桨叶，流体的粘度大于空气的粘度。
11.如权利要求1所述的阀，其特征在于，释放件包括一安装在外壳上的枢轴；一在枢轴一侧的第一端和在枢轴的相对侧的一第二端；第一端用来与扣机弹簧接合；以及第二端包括一承载面，当阀处于打开位置时，用来承载在承载件上。
12.一喷水枪，包括一形成有一水通道的外壳；一设置在水通道内的阀，其可在一打开位置和一关闭位置之间移动，并偏置于关闭位置；一阀手柄，用来在打开位置和关闭位置之间移动阀；一扣机，用来在打开位置时接合阀手柄；一扣机弹簧，用来在打开位置时推动扣机与手柄接合；一安装于外壳上的释放件，具有一释放部分，移动扣机与手柄脱开；以及一设置在外壳上的加速度传感器，当外壳经受加速度时，外壳与释放件接合，移动扣机与手柄脱开，由此移动阀朝向关闭位置。
13.如权利要求12所述的喷水枪，其特征在于，加速度传感器包括一在外壳上的凹陷，以及用于支承释放件的可移动的承载件。
14.如权利要求12所述的喷水枪，其特征在于，加速度传感器包括一对杆，当阀处在打开的位置时，一对杆端头对端头地设置在槽中。
15.如权利要求12所述的喷水枪，其特征在于，阀具有多个打开位置，且手柄适宜将阀在关闭位置和任何打开位置之间移动。
16.如权利要求12所述的喷水枪，其特征在于，扣机弹簧是一片簧。
17.如权利要求12所述的喷水枪，其特征在于，扣机弹簧是一片簧，其第一端固定于扣机，第二端用来与释放件接合。
18.如权利要求12所述的喷水枪，其特征在于，释放件可枢转地安装在外壳上。
19.如权利要求13所述的喷水枪，其特征在于，当阀处于关闭位置时，重力使承载件返回到凹陷内。
20.如权利要求12所述的喷水枪，其特征在于，外壳是消防喷水枪的一部件。
21.如权利要求12所述的喷水枪，其特征在于，还包括一阻尼器，在扣机释放手柄之后，减慢阀门的关闭。
22.如权利要求12所述的喷水枪，其特征在于，还包括一阻尼器，在扣机释放手柄之后，减慢阀门的关闭，该阻尼器包括一固定于外壳的腔室；一连接于阀的桨叶，用来连同阀一起在打开位置和关闭位置之间的移动，桨叶设置在腔室内；以及设置在腔室内的流体，其围绕着桨叶，流体的粘度大于空气的粘度。
23.如权利要求12所述的喷水枪，其特征在于，释放件包括一安装在外壳上的枢轴；一在枢轴一侧的第一端和一在枢轴的相对侧的第二端；第一端包括一用来接纳扣机弹簧第二端的凹陷；以及第二端包括一承载面，当阀处于打开位置时，用来承载在承载件上。
24.一便携式喷水枪包括一形成一水通道的外壳；一设置在水通道内的阀，阀在打开位置和关闭位置之间移动；一阀手柄，用来在打开位置和关闭位置之间移动阀；以及一连接于外壳的加速度敏感装置，当外壳经受加速度时，该装置致动，将阀移向关闭位置。
25.如权利要求24所述的便携式喷水枪，其特征在于，阀偏置于关闭位置。
26.如权利要求24所述的便携式喷水枪，其特征在于，加速度敏感装置包括一扣机，用来在打开位置时接合阀手柄；一扣机弹簧，用来推动扣机在打开位置时接合手柄；一安装于外壳上的释放件，它具有用来移动扣机与手柄脱开的释放部分；以及一加速度传感器，其设置成与释放件接合，推动扣机脱开手柄，由此，移动阀朝向关闭位置。
27.如权利要求24所述的便携式喷水枪，其特征在于，加速度敏感装置包括一在外壳上的凹陷，以及一用来支承释放件的可移动的支承件。
28.如权利要求24所述的便携式喷水枪，其特征在于，加速度敏感装置包括一对杆，在阀处在打开的位置时，一对杆端头对端头地设置在槽中。
29.如权利要求24所述的便携式喷水枪，其特征在于，阀具有多个打开位置，且手柄适宜将阀在关闭位置和任何打开位置之间移动。
30.如权利要求26所述的便携式喷水枪，其特征在于，扣机弹簧是一片簧。
31.如权利要求26所述的便携式喷水枪，其特征在于，扣机弹簧是一片簧，片簧的第一端固定于扣机，第二端用来与释放件接合。
32.如权利要求26所述的便携式喷水枪，其特征在于，释放件可枢转地安装在外壳上。
33.如权利要求27所述的便携式喷水枪，其特征在于，当阀处于关闭位置时，重力将承载件返回到凹陷中去。
34.如权利要求24所述的便携式喷水枪，其特征在于，喷水枪是一种消防喷水枪。
35.如权利要求26所述的便携式喷水枪，其特征在于，还包括一阻尼器，在扣机释放手柄之后，减慢阀门的关闭。
36.如权利要求26所述的便携式喷水枪，其特征在于，还包括一阻尼器，在扣机释放手柄之后，减慢阀门的关闭，该阻尼器包括一固定于外壳的腔室；一连接于手柄的桨叶，用来在打开位置和关闭位置之间移动阀，枢轴设置在腔室内；以及设置在凹陷内的流体，它围绕着桨叶，流体的粘度大于空气的粘度。
37.如权利要求26所述的便携式喷水枪，其特征在于，释放件包括一安装在外壳上的枢轴；一在枢轴一侧的第一端和一在枢轴的相对侧的第二端；第一端用来接纳扣机弹簧的一端；以及第二端在阀位于打开位置时承载在承载件上。
全文摘要
一种消防用的喷水枪，它具有一加速度敏感断流阀，该阀响应于喷水枪的加速度而减少通过喷水枪的水流。加速度敏感断流阀是自备的，不需要与外界表面或装置接触。阀的关闭速度可由一阻尼器装置调节，该装置减慢阀关闭的速度，从而避免水锤造成的破坏。
文档编号A62C31/00GK1437496SQ00819252
公开日2003年8月20日 申请日期2000年5月31日 优先权日2000年3月1日
发明者D·J·科拉奇, R·麦克, S·麦克米伦, R·W·斯泰因加斯 申请人:特别信息股份有限公司