高压灭火器的制作方法

背景技术：
和

技术实现要素：

本发明提供了一种改进的灭火设备和操作方法。

本发明相对于现有技术的灭火系统提供了以下益处和优点。本发明使用气体发生器作为至少一个压力源，该气体发生器被证实能保持其加压流体至少10－15年。该系统提供了灭火的宽范围扩散。

更具体地，本发明包括：一种系统，该系统包括能够递送高速流体和灭火剂的流的灭火设备，其中，流体和灭火剂两者都朝向火递送，该设备至少包括：第一管，第一管具有第一端和第二端，第一管具有预定的长度l、内直径和外直径，以及空气可渗透的柔性管、软管、袋、管、兜，其位于第一管内，袋子、软管、管或兜具有第一管端部和第二管端部；该袋从沿第一管端部的第一位置延伸至沿第一管的第二位置，并在接近第一管的第二端处或在第一管的第二端处终止；位于袋与第一管的内直径之间的灭火剂；在软管、管、袋等的初始状况下，软管、管、袋等是扁平的，可移开的或可破碎的塞被固定至第一管的第二端，以防止污染物进入第一管；高压流体源，高压流体源诸如通过歧管直接或间接地连接至第一管的第一端，该高压流体源构造成在接收到启动信号时递送高压流体，从而引起加压流体进入软管、管、兜、套或袋的第一端，气体流动引起塞移开或流出软管，以将灭火材料推出第一管的现打开的第二端。术语软管、管、袋、套和兜可交换地使用。

附图说明

图1图示地示出本发明的灭火系统。

图2示出了本发明的一些主要部件。

图2a示出了外管和内管或袋、套或兜的端视图。

图2b是平面图，示出了放置在外管的端部上的内管或袋的一部分。

图3示出了替代的不锈钢管的截面。

图4、4a和4b示出了用于制作可用作本发明的一部分的一个套的步骤。

图4c示出了外管中的内管或套，其中，套的端部围绕外管的端部放置。

图4d示出了将要被推入外管和套中的歧管或一个歧管。

图4e示出了固定在外管内的套。

图5示出了位于竖直定向中的外管和套或软管。

图6示出了管中的灭火材料的颗粒。

图6a是沿图6中的截面6a－6a剖得的剖视图。

图7示出了典型的歧管。

图7a示出了附连至歧管的入口的充气机。

图7b示出了附连至图7中的歧管的多个外管和套。

图7c示出了使用多个气体发生器/充气机的本发明的另一实施例。

图7d包括在另一实施例中的可控的螺线管。

图8示出了可用于本发明的现有技术的气体发生器的细节。

图9示出了终止金属管的出口端的方法。

图9a分离地示出了图9中的每个元件。

图10、10a、10b和10c示出了终止塑料外管的出口端的另一方法。

图11示出了在典型的车辆发动机舱中的灭火系统的示例性安装。

图11a示出了可采取许多构造的安装在柜中的灭火系统。

图12示出了本发明的替代实施例。

图13示出了呈t连接的形状的歧管的放大图。

图14是图12的替代表示，其中，外部的或外保护管或壳体从系统的一侧移除。

图15是图14中的一部分的放大图。

图16是内部柔性的可渗透的管或软管的端部的放大图。

图17和18示出了可渗透软管、管、套、袋或兜如何固定至歧管。

图19示出了分段的环。

图20示出了系统的一个终端如何形成。

图21示出了外金属管如何固定至歧管。

图22是剖视图，示出了灭火剂、外软管和内软管。

图23是纵向剖视图，示出了在外管的喷嘴端处的主要部件。

具体实施方式

图1示出了利用本发明的教导的灭火系统20的基本元件。在优选的实施例中，系统20设计成感测并熄灭车辆的发动机舱22内的火。本系统可用于感测并熄灭建筑、库房、文件柜、电子储存柜、电池、变压器、服务器、图书馆柜、博物馆玻璃架、药柜等中的火。

系统20包括灭火设备30，当灭火设备30被启动时，灭火设备30熄灭诸如在发动机舱22内(或指定的位置或空间)的火。系统包括一个或多个传感器，诸如火传感器32、热传感器34、碰撞传感器36、和/或烟雾传感器或探测器37，每个传感器可产生启动信号38，启动信号被传达至电子逻辑模块50。当已存在的或即将开始的火被电子逻辑模块50和传感器感测或预测到时，模块50产生启动信号52，以开始通过灭火设备30进行火灾抑制。系统20还可通过通信装置60发送通信信号62，以将火情通知警方或消防部门，通信装置60是车辆的一部分(火灾抑制设备的位置或空间)。

图2示出了本发明的一些主要部件：管、袋、软管或兜120(可交换地使用袋或兜)。外软管或外管100优选地具有柔性壁。例如，软管或管100可由金属或诸如自灭火塑料之类的塑料制成，自灭火塑料还可包含玻璃纤维充填的尼龙，或者金属包括不锈钢波纹管。管100包括开口端102和104。对于汽车应用的优选“内”管直径d3落在约25－28mm的范围内，而目前优选的内直径约为20mm。总体上，外管直径由用于生产管的材料和/或技术确定。如果管是塑料或成卷的不锈钢，则两者的外直径都在25－28mm的范围内。不锈钢具有在发动机环境中与大多数其他材料相比较小的劣化。

图2中所示的外软管或外管100具有大多数管状材料的典型的平直侧边。图2a是外管和内软管、袋(兜)的端视图。至少部分的外管100可为圆形。内软管、管或套的一部分的卵形是用于强调软管、套120的大部分一旦被放置在管中就会平放(扁平地放置)。已确定了对于本发明不锈钢卷绕管、也被称作波纹管100a具有改善的性能，其带有由如图3中所示的恒定管状截面108连结的平行的波纹或起伏106。在该构造中，起伏部分106的直径d约为3－7mm。而恒定管状截面的直径d1约为20－28mm。如将从以下论述中理解的，对于相同长度的管，与管100相比，更大量的灭火粉末或灭火剂可被装至管100a中。如上所述，由于不锈钢在发动机舱中具有比其他材料较低的劣化，不锈钢是管道材料的优选选择。替代的管材料可为塑料、钢、铁、增强橡胶、甚至铜或其他金属。该管构造可被标准的金属波纹管所取代。

第二主要部件是带有端部122和124的空气可渗透的内软管、套、兜或袋120。内软管的可渗透度要防止灭火材料轻易地进入兜中。用于袋或兜的材料的当前选择是无涂层的编织材料。一种合适的材料具有以下特性：丝线尺寸pa6.6、235dtex(分特克斯)、未涂敷；且织物编织密度是经线和纬线每分米285+/-15。

内管或袋120的长度可短于外管100的长度、等于管100的长度、或甚至长于管100。在图2中，内软管或袋和外管被示出基本具有相等长度；图1还通过虚线示出了较长的内软管或袋120b，而图4d示出了短于管的内管或袋。端部122和兜120的短部段的直径比兜120的剩余较窄部分132的大部分更宽。直径d3大到足以允许例如图4c和4d中所示那样翻转到端部102上并放置在端部102上。过渡表面124示出了从内管的宽部分122至窄部分132的过渡。在图2b中，内软管、袋(兜)的翻转端部被示出为122a。可选的粘合层128以虚线示出在兜120的翻上部分122下，以产生与外管的稳固连接。简要回到图2a，一旦内软管端部122被放置于外管的端部102周围，则内软管端部122的形状将为外管的外部的形状。在图2a的情形下，该形状是圆形。如所述的，当内软管或套120被放置在外管中时，内软管120的较大长度的窄部分132将趋于是平的。当外管充填有灭火材料时，窄部分132将放平，且过渡部分的大部分也将放平。还可使用端部夹紧件131来将袋固定至内软管或管，该夹紧件在图4d中以假象线示出。

如在许多图中可见的，内管或套120包括连接接缝，连接接缝是缝合缝134。取决于所选的内软管或套的材料，该接缝可为焊接或热接缝。如同样可见的，缝合缝或接缝在套120的端部124处闭合了套120的窄部分132。图4示出了形成为或以其它方式切割成如所示的形状的编织材料140的平片。当放平时，该材料将具有宽端122a和窄部132a。材料的中心线142还作为折叠线。在图4a中，编织材料的绳或细件146或如用作内管140的翻转的或小切割折叠的材料部段被示出通过缝144缝合至材料140。材料140接着在中心线(折叠线)上被折叠，以获得图4b中所示的形状。此后，材料的两个半部在接缝130处被缝合或以其他方式被连结在一起，以形成内管或软管。

再次参考图4c。如前所述，该图示出了放置在外管100中的内软管或套120。以下是实现此放置的一种方法。将内软管或套沿外管滑动，直至内管如图4c中所示定位。在内软管或套120如图4c所示定位时，将软管或套120的端部122a如前所述翻转在外管的端部102上。为了保持内软管或套的宽部122固定至外管100的端部102，将歧管150放置到外管内。在图4d中，歧管150被示出与外管和内软管或套间隔开。箭头152示出了当歧管运动至外管中时歧管的运动方向。在图4d中，歧管150已运动至锁定接合，从而将套的相邻部分夹持抵靠在外管100的内壁上。此后，将绳拉紧，从而拉伸内软管或套120。将绳146弯到外管的端部104之上，并将内管或套张紧并固定至管。绳146的弯出来的部分可被塑料或金属夹紧件或捆扎件148永久地或暂时地固定。如果外管非常长，则绳的尺寸可增加到至少稍长于外管。当外管沿竖直定向时，绳146可配重并落入外管100中。此后，拉动绳，从而使内管或套120运动进入外管，并将内管或套的端部如所示放置在外管上。

在外管中张紧内管或套120之后，将灭火材料186置于外管中。参考图5，图5示出了处于竖直位置中的图4e的构造，其中，开口端104直立。箭头154代表了将灭火材料186放置在外管中(的方向)。灭火材料186将充填内管或套120与管100的内壁158之间的空间156，并将内管保持在其优选的平坦(扁平)构造中。

图6示出了一种类型的灭火材料160，灭火材料160充填内管或套与外管100之间的空间156。灭火材料可为颗粒或液体(如果是液体，内管应具有沿其长度的易碎且不可渗透的覆盖件)。可用于本发明的一种类型的颗粒灭火材料是由卡尔迪克弗雷克斯(caldicfurex)制造的abc40。如果推进剂不具有排斥水的组分，则可添加少量的硅用于疏水效应。替代地，可添加干燥剂以吸水。如本领域中已知的，磷酸铵是有时呈热塑性组分的阻燃剂。

图6a是通过充填管100的剖视图，并示出了压缩内管或套120的窄端124和内管的较宽部分的一部分并充填空间156的灭火材料。

图7示出了具有单个入口172和多个出口174a、174b和174c的多端口歧管170。在图4d和4e中示出了带有单个入口和出口的简单歧管150。歧管150和170在功能上是等同的。在图7a中，气体发生器180被固定至入口172。入口172具有初始扩大的直径，以接纳气体发生器180的出口端口。出口172a－c包括球根状端部，以增强将套的端部122夹持抵靠于管。气体发生器180插入入口172中。气体发生器可为任何可购得的电点燃气体发生器，其中许多用于安全气囊和安全带领域。如所述的，在优选的实施例中，气体发生器是冷气体发生器，其中储存有一定量的加压惰性气体204，诸如氩气、氦气、氮气或某些组合。为了用作灭火系统的一部分，储存压力为约400巴，且具有递送约30升惰性气体的能力。这种气体可为95－97％的氩和3－5％的氦。如可理解的，储存压力的等级、储存气体的量、气体混合物、灭火材料的量将根据每次安装而变化。图8中示出了一个这种气体发生器。该类型的气体发生器的操作是所熟知的。一旦接收到来自火、热量、烟雾和/或碰撞传感器中的一个或全部的启动信号，启动点火器220。点火器的启动引起储存在压力容器202中的气体204流出两个相对定向的径向流动离开端口230。图8中所示的气体发生器180的其他部件是：封盖206、节流阀208、压力容器密封球210、短路夹220b、点火器壳体220a、保持环222、活塞224、筛网226d、径向流动壳体228、以及径向流动离开端口230。为了控制进入管中的气体流量，节流阀可简单地为带有孔的垫圈。已发现约1－1.5mm的孔尺寸向管提供受控的流量。

为了终止管100的端部104且还为了固定绳146，使用图9和9a中所示的附加硬件。如果管是金属的，诸如是恒定直径的不锈钢管100或波浪状管或波纹管100a，则通过同样由不锈钢线材制成的筛网190终止端部104，以形成约间隔1.5mm的线材网阵。筛网线材的直径为约0.2mm的直径。当然，筛网尺寸将根据灭火材料的选择而变化。筛网产生了更宽且更长的粉末流，并还粉碎了可能已形成于颗粒状灭火材料中的任何块。

实质上，筛网190作用为过滤器和粉碎器。筛网190放置在开口管端部102的中心中，并被推入管中，以产生凹陷。筛网的端部由绳146牢固地保持。硅塑料盖192被推入由筛网形成的凹陷中。已发现：硅盖可被保持在位，从而足以保护灭火材料，且当管被压缩时，硅盖将快速移开，以防止压力的积聚。硅盖192可用于塑料或金属管。如果期望，则管100或100a的远端104可金属成形为比管的中心更窄的直径，从而形成窄的出口喷嘴(未示出)。

图7a和7b中所示的灭火系统20使用两个管。第三管以虚线示出。显然，如果仅期望两个管100，则歧管170将仅具有三个出口，或所示三个出口中的中间出口将被封堵。图7c示出了包括由歧管150a连结的多个发生器/充气机180和180a的本发明的另一实施例。发生器/充气机可一起运行，或辅助充气机可在火重新燃起时被启动。图7d示出了连通至诸如可控的螺线管181之类的控制阀的发生器/充气机180。当感测到火时，螺线管将处于允许火被终结的打开状况中。当传感器指示火已被熄灭时，螺线管181被关闭。如果火重新燃起，则螺线管打开，以允许灭火材料再次将重燃之火熄灭。

图10－10c示出了具有恒定直径的塑料外管100的终止。在图10中示出了管的一段。图10示出了塑料管100的出口端104。具有端部252和254的中空圆柱形金属扩散器250由中空本体156连结。端部252和254形成为凸缘。在图10a中隔离地示出了扩散器。扩散器的内直径将近似于金属管的内直径，如上所述，金属管在25－28mm的范围内。在将扩散器插入管100内之前，如图10b中所示的筛网190绕扩散器的端部254包裹，且扩散器250和筛网180被推入管100的开口端104中。此后，盖192被插入扩散器的中心；该定向以虚线示出。夹紧件148固定筛网、盖、扩散器和绳。套120将呈如在其他灭火器中所示的相同的定向，而在该图10b中被消除(未示出)。图10c是管的组装的端部104的正交视图。

图11示出了两管灭火系统20在车辆的发动机舱200中的示例性放置。所示的发动机舱是许多车辆中典型的发动机舱，且包括发动机202、防火墙204、散热器207和其他部件。阻燃系统20位于舱室200内。气体发生器180被固定至防火墙204。在该示例性系统20中使用两个管100，且如所示的，两个管都是弯曲的。管是被弯曲一次或多次抑或是平直的，这取决于每个管的出口端104的期望位置。图11a示出了柜中的灭火系统。

系统的运行如下：a)一旦感测到或火的状况，产生启动信号，以启动气体发生器180。更具体地，启动信号被气体发生器的点火器接收；b)气体由气体发生器180释放入歧管150或170，进而流入套或兜120的大开口端122中。参考图6。在图6中，管100的终止端104未完全示出。在管的端部104中仅示出了盖192。随着气体进入内管、软管或套120的端部122，气体将倾向于快速将两个材料层230a和230b分离，从而产生从套120的端部122至端部124的流动路径。借助在套120的端部124处的加压气体，压力气体将盖或塞192推出管。盖192的远离管的运动由箭头234所示。气体还将流出形成套120的编织材料，参见箭头136，从而将灭火材料推出每个管的出口端104。灭火材料颗粒的流动由图11中的虚线340所示。简要参考图11a，图11a示出了本发明的可能的通用用途。在图11a中，系统20位于柜、建筑、库房、文件柜、电子储存柜、电池、变压器、服务器、图书馆柜、博物馆玻璃架、药柜342等代表可使用本发明的所有其他空间的内部或周围。

再次参考图5、7a和7b，如可见的，内部管或内管、管袋或兜120以及外部柔性管100或100a在歧管100或170的相同出口处终止。更特别地，内管或软管120首先放置在出口上，并将外管100、100a放置在袋120的端部上。在以下实施例中，内管或软管120和外管100各自单独地终止。

参考图12，图12示出了替代的灭火系统300。该系统的主要部件包括充气机或气体发生器180，使用支架180b将充气机或气体发生器180安装在诸如防火墙之类的车辆的适当部件(未示出)。充气机180与t形歧管310流体连通。歧管包括第一管312和第二管或交叉管314。管312连接至充气机和管314两者。管314具有两个端部316和318。端部316支承中空螺纹连接件320，端部318支承另一中空螺纹连接件322。歧管310包括短管324，每个短管324从相应的螺纹连接件320和322的中心起延伸，每个管与交叉管314流体连通。扁平的圆形密封件326位于每个管324周围并抵靠于连接件320、322的匹配表面328。

该实施例的其他主要部件包括与管100较为相同的一个或多个保护性外管或壳体340，保护性外管或壳体340保护一个或多个柔性的可渗透内管350(与内管或软管120较为相同)和如上所述的灭火剂。在该替代的实施例中，管或壳体是不锈钢波纹管。这些波纹的示例由附图标记341所示。波纹形状的一个益处是其可轻易地被弯曲成期望的形状。还可能需要多个支架390。替代地，可使用带有合适的角部连接件的实心塑料或金属管道。在各图中，管道342的弯曲部段也可被看作分离的角部连接件。如以上所使用的，可渗透管或软管350也被称作软管、管、套、兜。如图2b和6中一般地示出的管120那样，管350多半是扁平的，且位于保护管340内。系统300还包括多个单侧螺纹联接件360和双侧螺纹联接件362。此外，系统包括喷嘴370，喷嘴370在一个端部处包括单侧联接件360。喷嘴包括多个孔或出口或孔口372。如之后将见到的，每个保护性外管340的相应端部包括易碎密封件418，易碎密封件418防止灭火剂离开管340。以填充外管100的方式来将管340充填有灭火剂。喷嘴包括销416来辅助密封件的破碎，以增强灭火剂的快速流动，从而将火熄灭。如所述的，可使用多个支架390来进一步将管340固定至相邻的安装表面。

图14很大程度上与图12相同，但左边的管340已被移除，以露出内部可渗透管、软管、套、兜350的细节。图14还示出了左侧上的管350，以及某些联接件、充气机和喷嘴。内部可渗透管350具有第一端352和相对的第二端354。当管350被平放时，管350优选是扁平管。如图14中可见的，端部352被迫使成为圆形构造，故而端部352可连接至歧管310的管324。在图15中也示出了该关系。考虑到端部352处所传递的高等级流体压力，期望的是以稳固的方式将端部352紧固至管324。图17示出了管350的一段的端部352相对于圆柱形中空连接件(也被称作管衬套)380的定位，中空连接件380可包括较大直径的环形凸缘或唇部381。附图标记382示出了连接件380的中空端部382。位于管350的该段附近的是压接环386。图17中的各个箭头示出了组装期间每个部分如何运动到一起。

图18示出了环、软管和连接件380的组装后构造。在图18中，软管的开口端352已滑到连接件380上并抵靠肩部。箭头388标示了管和管衬套如何滑动到作为歧管310的一部分的短管324上。随后上紧压接环386，从而将软管350、管衬套380和压接环386固定至歧管的管324。在图14和15中也示出了固定的管352和管衬套380。如所述的，每个管350基本扁平并持续至其相应端部354。图16示出了管350的端部354。尽管端部354可为打开的，但优选的是该端部是闭合或部分闭合的。图16示出了由缝392部分闭合的端部354。当充气机启动时，管部分地打开或全部打开，加压气体被快速连通至管350的端部，并接着抵靠在易碎密封件上。绳或线146被示出缝合或以其他方式固定至管的端部354。绳或线146用于将柔性软管350定位在外管340中。一旦柔性管已被插入外管340中，当喷嘴和与喷嘴相关联的联接件360固定至外管的端部394时，线或绳146就可被固定，其中，外管可能是波纹管。还可在终端412附近看见软管350的终端。

如所提及的，在图12中所示的实施例中，外管或壳体340是波纹管，而管的仅一部分被示出为波纹的。简单的螺纹连接件/联接件不适于将联接件连结至波纹管。图20示出了在管340的喷嘴端部处的各种部件并示出了各部件至波纹管的典型连接。管340包括任何数量的相邻峰400和谷402(高点和低点)。如图20中所示，单侧联接件360滑动到管340的终端412上。分段的环或垫圈414被操纵使得其可被放置入谷402内。双侧联接件362抵靠端部412放置，而单侧联接件连接至连接件362的螺纹的面对的端面并被上紧，从而在端部412处产生了流体密封接头，且分段的环被夹在单侧联接件360的肩部420与面对的螺纹的端部之间。与喷嘴370相关联的单侧联接件固定至双侧联接件362的螺纹的端面，且易碎密封件夹在单侧联接件与双侧联接件362之间。如果密封件足够柔性，则当管340被加压从而释放阻燃剂160或一旦与销416的端部接触时，密封件可能在压力下破碎。图21示出了歧管310如何固定至软管340的歧管端。如前所述，使用分段的环414和单侧联接件360。单侧联接件被固定至螺纹连接件322的螺纹315。分段的环被夹在肩部420与螺纹连接件322的平坦端部之间。

图22是通过管和压扁的管350的剖视图，示出了灭火剂160，且很大程度上与图6a相同。图23是沿管340的纵轴线延伸的剖视图，且在喷嘴370和联接件360和362之外示出了位于管350的平坦长度上的灭火剂160。箭头430代表了从充气机180接收的充气气体。箭头432示出了(如果)被允许流过可渗透管350并对管340的内部加压的气体。在可确定的压力等级下，易碎密封件418破裂，从而允许灭火剂流出喷嘴。箭头434示出了压在易碎破裂盘418上的气体压力。箭头436示出了离开喷嘴的灭火剂。

当然，可执行对本发明的上述实施例的许多变化和修改，而不离开本发明的范围。由此，该范围意在仅由所附权利要求限定。