专利名称：用于固定灭火器的带有脱扣装置的容器阀的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于固定灭火器的带有脱扣(tripping)装置的容器阀。
背景技术：
目前人们已经对用于固定灭火器的带有脱扣装置的容器阀提出了许多要求。其包括(1)必须牢固地堵住灭火物质容器内的气压直到该装置被释放为止(在高压装置中，该容器内的气压可能高于300巴)；(2)必须能通过尽可能简单的脱扣机构进行可靠地释放，(3)使得喷射灭火物质具有较低的流动阻力(即含有一个带有较大横断面的阀座)；以及(4)在释放之后保持固定的开启状态。
大多数固定灭火器的带有脱扣装置的容器阀目前都被做成所谓的铰接杠杆阀。但是，这些阀的缺点在于它们需要相对较高的用于致动铰接杠杆的脱扣力。因此，已经提出需要制造一些用于固定灭火器的象差压阀一样的带有脱扣装置的容器阀。这种差压阀包括一个安装在阀体中沿着轴向方向滑动的、且其第一末端具有一密封面的封闭活塞，该活塞通过该密封面压靠在一阀座上。封闭活塞的另一末端伸入一脱扣腔，以便密封脱扣腔并在此形成一个大于阀座的自由横断面的压力表面。一压力补偿通道垂直于封闭活塞并将脱扣腔与一输入通道连接起来。当阀被关闭时，脱扣腔中的压力因此也就和输入口处的压力相同。这就意味着压力沿着阀座的方向施加在封闭活塞上，以便保持阀处于牢固封闭状态。该阀还包括一个脱扣装置，该装置在完成一次释放时会使得脱扣腔中产生压力降。在脱扣腔中的平衡压力下降后，一压力作用在封闭活塞上，该压力将活塞推离其阀座而压靠在一限位挡块上。通过这种作用将阀开启，使得高压介质能够流过阀座进入输出口。封闭活塞的限位挡块采用密封板构成，压力补偿通道的通道口压靠在密封板上。那样就意味着在该位置压力补偿通道与脱扣腔密封隔开，使得脱扣腔中不能再形成平衡压力，即使压力不再通过脱扣装置而降低也不会进一步形成平衡压力。换句话说，该阀在释放后牢固地保持开启状态。为了关闭排空容器的阀门，通过脱扣装置将脱扣腔排空，使得封闭弹簧能够将封闭活塞压靠到阀座上。
但是，在固定灭火装置中，这种差压阀作为铰接杠杆阀的一种替代品还不成功。这其中尤其在于这样一个事实，即采用这种差压阀来填充这种压力容器相对比较困难。事实上，通过该阀的连接件是不能实现填充的，因为在该过程中封闭活塞会被推压到其封闭末端位置，而人们就不可能再封闭该阀。因此而提出在阀座之下布置一个单独的填充器孔口。不过即使采用这种单独的填充器孔口，填充时也必须极其小心地进行，因为如果填充器孔口中的压力增加较快的情况下，封闭活塞就会从其阀座上提升。
发明内容
因此，本发明的目的是为了提供一种用于固定灭火器的带有脱扣装置的容器阀，该容器阀具有一种差压结构，该差压结构能够使得容器的填充变得容易。
根据本发明，该目的可以通过如权利要求1所述的阀来实现。如在开头部分所描述的差压阀的结构一样，本发明的阀还包括，一个密封元件，该元件能够在封闭活塞处于其末端位置时密封封闭活塞中的压力补偿通道。但与现有的阀相比，该密封元件不会固定在阀中，而是可以在密封位置和填充位置之间从外侧进行致动，其中，在密封位置，其密封处于末端位置的封闭活塞中的压力补偿通道，而在填充位置，其使得处于末端位置中的封闭活塞的压力补偿通道脱扣。目前，该阀能够通过输出孔口直接进行填充。根据一种优选工序，密封元件在填充操作之前到达其填充位置。由输入填充流动施加在封闭活塞上的动力，实际上在大多数情况下都足以克服封闭弹簧的作用而将封闭活塞保持在开启状态。但是，如果填充流动被中断，作用在封闭活塞上的动压力就会消失。因为密封元件处于填充位置并由此通过脱扣腔中的开启的压力补偿通道构成容器压力，因此作用在封闭活塞上的静压力的结果也等于零。该封闭活塞因此处于压力平衡状态从而被封闭弹簧的弹力压靠到阀座上。简而言之，人们可以这样说，如果该密封元件在填充操作之前已经达到其填充位置的话，该阀在填充流动中断后立即关闭。还可以在密封元件处于密封位置时进行填充，而不是在填充之前就使得密封元件处于其填充位置。为了使得阀关闭，密封元件在填充流动中断之后接着必须到达填充位置。如果在填充期间流动力不足以将封闭活塞保持在开启状态，那么就必须采用该工序。对于这两种工序，密封元件在填充之后都要返回其密封位置，以便为该阀的下一次释放做好准备。
密封元件还可以是一个密封板，压力补偿通道的开口压靠在该密封板上。但在该实施例中，又一个问题是密封板还必须具有对加速的封闭活塞起到缓冲作用的功能。在该过程中，密封板在大多数情况下在压力补偿通道的开口周围相对较小密封表面的作用下变形，因此必须在第一次释放该阀之后已经更换密封板。本发明还解决了这种问题。也就是说，提出通过一个位于脱扣腔中的销子形成密封元件，该销子可以插入压力补偿通道中，通过一O形圈沿径向方向进行密封。在采用一径向密封件的实施例中，密封件不再必须具有缓冲功能，因此其不必在每次释放之后进行更换。一个具有基本上和脱扣腔相同的外径、并因此具有相对较大的缓冲表面的独立的环形缓冲元件，因此能更有效地缓解封闭活塞作用在限位挡块上的冲击。
脱扣装置优选包括一个整体安装在容器阀中的控制阀，并优选具有下述结构。通气通道终止于脱扣腔中，控制阀座面向脱扣腔。封闭体用于控制阀座，使得脱扣腔中的压力将封闭体轴向地压靠在通气通道的控制阀座上，其中封闭体密封着通气通道。从外部进入的操作推杆能够将封闭体推离其控制阀座，以便使脱扣腔通气。
通过将控制阀安装在压力补偿通道的轴向延伸部分，和通过位于控制阀的封闭体处的销子形成密封元件，可以获得一种特别紧凑而简单的阀结构。如前面已经描述的那样，该销子可以轴向地伸进封闭活塞的压力补偿通道中，销子和压力补偿通道之间的密封可以通过O型环进行。
在一个优选的特别简单的实施例中，控制阀还包括一个控制阀体，通气通道和控制阀座安装在该控制阀体中，控制阀体在第一和第二位置之间从外部被拧进。在第一位置处，当封闭体抵靠控制阀座且封闭活塞处于其末端位置时，该销子通过O型环密封压力补偿通道。在第二位置处，在封闭体抵靠控制阀座且封闭活塞处于其末端位置时，该销子开启压力补偿通道通向脱扣腔。
脱扣装置还包括一个用于控制阀的操作装置，在一个优选实施例中，该操作装置能够简单地钉在该阀体上。控制阀体在这种情况下优选地这样实施，即在第二位置，其从阀体进一步凸伸进入第一位置。只要阀体不被回拧到其第一位置这就避免了操作装置钉在阀体上，以便为阀的下一次释放作准备。
下面，将参见附图对本发明的一个方面进行描述，在附图中图1所示的是本发明的一个带有控制阀的阀的纵剖图，该阀被关闭且控制阀没有处于工作状态；图2显示紧接着释放后的如图1的纵剖图，该阀被打开且控制阀处于工作状态；图3所示的是在灭火物质排空期间如图1的纵剖图，该阀被打开且控制阀再次处于暂时工作状态；图4所示的是在填充期间如图1的纵剖图，该阀被打开且控制阀处于填充位置；图5所示的是在填充之后如图1的纵剖图，该阀再次被关闭且控制阀依然处于填充位置；图6所示的是控制阀的操作装置的纵剖图。
具体实施例方式
图1-5中所示的阀10是一个用于使固定灭火器脱扣的容器阀。对于以惰性气体或二氧化碳作为灭火物质的情况，其特别适于较高的压力范围(即约60-300巴)。
阀10具有一种差压结构。其包括一阀体12，该阀体带有输入通道14和输出通道16。该输入通道14加工成一种螺旋套节18，该螺旋套节被拧进灭火物质容器(未示出)中。该输出通道16容纳在阀体12的横向连接套节20中。在输入通道14和输出通道16之间，布置有一个阀座22。脱扣腔(trippingchamber)24沿轴向与阀体12中的阀座22相对。
参考标记26指的是一个封闭活塞，该活塞以其后端插在脱扣腔24中以便进行密封。在此，通过O型环28进行密封，该O型环嵌入封闭活塞26的环形槽中。在其前端，封闭活塞26包括一个前部密封环30，活塞随着该密封环一起被推压到阀座22上。在脱扣腔24中，封闭弹簧32用于封闭活塞26，该弹簧沿着阀座22的方向向活塞施加一个弹力，同时支承在螺旋塞34上，该螺旋塞34拧进阀体12中以便密封阀体并轴向限定脱扣腔24。压力补偿通道36沿轴向横过封闭活塞26，脱扣腔24通过压力补偿通道26与输入通道14压力联通。
在压力补偿通道36的轴向延伸部分中，有一个销子布置在脱扣腔4中。该销子轴向地插进压力补偿通道36中(见图2和3)，一O型环40确保销子38径向密封在补偿通道36中。(销子38因此形成压力补偿通道36的一个密封元件，并在下面称之为“密封销38”)。需要指出的是，O型环40借助于环形件42固定在封闭活塞26中，该环形件42在其前端形成有一个锥形空腔44，该空腔用于将密封销38的倒圆的尖端以一种自定位方式引入压力补偿通道36中。
参考标记46指的是一个控制阀，该控制阀沿着压力补偿通道36的轴向延伸部分形成于螺旋塞34中。控制阀46包括控制阀套48，该阀套被拧进螺旋塞34的轴向螺纹孔50中，并在螺纹孔50之下由O型环52径向密封在螺旋塞34的圆柱腔中。一通气通道54沿轴向横过控制阀套48，且阀套包括一面向脱扣腔24的控制阀座56，通气通道54末端终止于脱扣腔24。在通气通道54中，带有一定的径向间隙安装操作推杆58。操作推杆58将封闭体60支承在脱扣腔24中，该封闭体60用于控制阀座56，以便脱扣腔24内的压力能将封闭体60轴向地压靠在控制阀座56上。在该过程中，在封闭体60处的O型环62将通气通道54密封靠在脱扣腔24上。操作推杆58能够将封闭体60从外部压进脱扣腔24中，即离开控制阀座56，导致脱扣腔24通过通气通道54进行通气。需要指出的是，密封销38是封闭体60的凸出部分。由于操作推杆58安装在通气通道54内具有一定径向间隙，该密封销38能够充分地自由运动，以便使自身很容易地对中在压力补偿通道36中。
现在将借助于附图1-5对阀10的功能进行描述。
在图1中，该阀是处于非释放的静止位置。主要存在于输入通道14内的容器压力也于脱扣腔24中构成。由于由O型环28密封在脱扣腔24中的横断面基本上大于在阀座22处密封的横断面，并且在输出孔口16处为大气压力，因此一正压力沿着阀座22的方向作用在封闭活塞26上。容器压力越大，该正压力就越大，因此总能确保阀10可靠地封堵住容器中的高气压，直到该灭火器释放为止。需要指出的是，该容器压力还将控制阀46保持在关闭位置。
如果阀10需要释放，阀推杆58就必须向内加压，使其将封闭体60压离控制阀座56，导致脱扣腔24经通气通道54进行通气。需要指出的是，由于控制阀座56的横断面非常小因此释放所需的力相对较小。一旦脱扣腔24经控制阀46进行通气，脱扣腔24中的压力就会下降。作用在封闭活塞26上的正压力因此就会变得更小并最终甚至变成负压，即该压力会向螺旋塞34的方向起作用。如果该负压变得大于沿着阀座22的方向作用的弹簧力，那么封闭活塞26就从阀座22上提升，并沿着螺旋塞34的方向加速运行。在该过程中，密封销38穿过压力补偿通道36并密封该压力补偿通道。现在，压缩气体不再经过压力补偿通道36流进脱扣腔24中，并且封闭活塞26向着螺旋塞34的方向加速运行。图1中的参考标记61指的是一个由弹性材料制成的环形缓冲元件，该元件固定在封闭活塞26的前部，并且其外径基本上与脱扣腔24相同。这种表面相对较大的缓冲元件能有效地缓冲加速运行的封闭活塞26作用在螺旋塞34上的冲击，而不会在该过程中对密封表面造成损害。
在图2中，所示的阀处于在末端位置处的封闭活塞26抵靠螺旋塞34的位置，控制阀46依然处于工作状态，即开启状态。箭头62表示将操作推杆58向下压的的操作力。还需要指出的是密封销38伸进压力补偿通道36中，并在O型环40中密封压力补偿通道36，使得压缩气体不能流进脱扣腔24中。
在图3中，所示的阀处于在末端位置处的封闭活塞26抵靠螺旋塞34的位置，但是该控制阀46处于非工作状态，即关闭状态。现在没有操作力作用在操作推杆58上，使得压力补偿通道36中的压力将密封销38向上推压，造成封闭体60再次被压靠在带有O型环62的控制阀座56上并关闭控制阀46。但需要指出的是，阀10依然保持可靠地开启状态，因为在脱扣腔24中不能通过由密封销38关闭的压力补偿通道形成主要的平衡压力。
当排空容器时，在螺旋塞34方向作用在封闭活塞26上的压力逐渐变小。如果该压力最终变得小于封闭弹簧32的弹力时，封闭弹簧32就使得封闭活塞26向着阀座22方向移动。由此，在脱扣腔24中形成轻微的负压，这将依次开启控制阀46，使得更多的外部空气流进脱扣腔24中，并且封闭活塞26能够继续其封闭运动直到其到达阀座22。
在图3中，所示的阀10处于容器填充期间。需要指出的是，控制阀套48从螺旋塞34中拧出一段距离X。在该位置在，封闭体60的抵靠在控制阀座56上的密封销38处于填充位置，即该密封销不再密封压力补偿通道36。现在通过输出通道16对容器进行填充。在填充操作的初始阶段，填充压力在此作用在封闭活塞26的包围着阀座22(见图1)的环形表面64上。由此导致的压力大于向着阀座22的方向作用的弹力，使得封闭活塞26从阀座22上提升并向着螺旋塞34的方向加速。与此同时，自由悬挂进脱扣腔24中的封闭体60向着控制阀座56的方向加速，并在由脱扣腔中的压力补偿通道36形成的压力作用下压靠在控制阀座56上，使得通气通道54密封。只要填充流动以较高的速度流过输出通道16，显著的流动力就作用在封闭活塞26上，并使其克服封闭弹簧32的弹力而保持与阀座22分离。但是，如填充流动中断，作用在封闭活塞26上的动压力就会消失。作用在封闭活塞26上的静压力的结果也等于零，因为密封销38处于填充位置，且容器压力因此能够通过脱扣腔24中的打开的压力补偿通道36形成。封闭活塞26因此处于压力平衡状态，并因此被封闭弹簧32的弹力压在阀座22上。简而言之，人们可以说，当密封销38在填充过程之前已经通过部分拧出控制阀套48到达其填充位置时，阀10在填充流动中断后立即关闭。
还可以在密封销38处于密封位置时进行填充，而不是在填充操作之前就通过部分拧出控制阀套48使得密封销38处于其填充位置。通过该工序，在填充流动中断之后阀10仅通过部分拧出控制阀套48而被关闭。在用以将封闭活塞26保持在开启位置的填充期间，尤其在密封销38处于填充位置时流动力不充足时需要采用该工序。
图5所示的是阀在填充流动中断后所处的位置。为了达到图1中的准备释放的静态位置，控制阀套48仅仅必须拧回到其启动位置，密封销38在该位置处于其所谓的密封位置。
在所示的阀10中，通过在第一和第二位置之间拧动控制阀套48可以使得密封销38在密封位置和填充位置之间运行。在这种情况下比较有利的是将一手轮(未示出)放置在突出于螺旋塞34之外的控制阀套48的末端上，因此密封销38在密封位置和填充位置之间的运行能够如同普通阀的开启和关闭一样进行。如图4和5中所示，控制阀套48不是凸伸进第一位置，即密封销38的密封位置(见图1、2以及3)，而是从螺旋塞进一步凸伸到其第二位置，即密封销38的填充位置。这就防止了操作装置在密封销38没有处于其密封位置时被置于阀体上。
图6中所示的是这样一种操作装置70。其包括一基座72，该基座在阀体12的表面上可以轴向地插进一互补结构的保持架74中，并通过锁紧垫圈76固定在其中，该锁紧垫圈锁定在基座72上的环形槽78中。很显然，只要控制阀套48没有螺旋拧在螺旋塞34中直到到达其第一位置，基座72就不能固定在保持架74中。
图6中的参考标记80指的是一个推杆。如果操作装置70用其基座72在阀体12的表面固定在保持架74中，推杆80就能将操作推杆58向下压进控制阀套48中，以便打开控制阀。
在图6的操作装置70中，推杆80与压力活塞82相连，该压力活塞可以供给压力介质。在此，调节弹簧84固定推杆80的静态回缩的位置。
然而，所描述的阀的一个优点在于，其可以很容易地装配各种操作装置，该操作装置可通过其标准基座在阀体12的前部简单地插进保持架74中。需要特别指出的是，操作装置的更换甚至可以在其上作用有压力的阀10中毫无问题地进行。至于控制阀46的开启，只需要相对较小的脱扣力，因此即使操作装置相对较弱，例如电磁或热操作装置，也能很容易地采用阀10。
权利要求
1.一种用于固定灭火器的带有脱扣装置的容器阀，包括一阀体(12)，该阀体具有一输入通道(14)和输出通道(16)；一阀座(22)，该阀座布置在输入通道(14)和输出通道(16)之间；以及一脱扣腔(24)，该脱扣腔轴向地与阀座(22)相对；一封闭活塞(26)，该封闭活塞可以在阀体(12)中相对于阀座(22)沿着轴向方向滑动，该封闭活塞(26)其一端插进该脱扣腔(24)中，以便密封脱扣腔，并在此形成一个压力表面，且其在相反一端包括一密封面，该活塞通过该密封面压靠在阀座(22)上，其中封闭活塞(26)包括一压力补偿通道(36)，脱扣腔(24)在封闭活塞(26)位于阀座(22)上时通过该压力补偿通道(36)与输入通道(14)压力相通；一封闭弹簧(32)，该弹簧用于封闭活塞(26)，以便其向着阀座(22)的方向向封闭活塞施加弹力；一个与脱扣腔(24)相连通的脱扣装置(46，47)；其中在脱扣腔(24)中可以通过脱扣装置(46，47)产生压力降，因此封闭活塞(26)从其阀座(22)上提升，并在差压的作用下从阀座(22)上移离到顶靠一限位挡块的一末端位置；一密封元件(38)，用于在封闭活塞(26)处于其末端位置时密封压力补偿通道；其特征在于可以在密封位置和填充位置之间从外侧致动密封元件(38)，其中在密封位置，其密封处于末端位置的封闭活塞(26)中的压力补偿通道(36)，而在填充位置，其使得处于末端位置中的封闭活塞(26)的压力补偿通道(36)开启。
2.如权利要求1所述的容器阀，其特征在于，可以在其密封位置和其填充位置之间从外侧拧旋密封元件(38)。
3.如权利要求1或2所述的容器阀，其特征在于，密封元件(38)由一个位于脱扣腔(24)中的销子构成，该销子能被插进压力补偿通道(36)中，且在径向方向上通过一O型环进行密封。
4.如权利要求3所述的容器阀，其特征在于，具有一环形缓冲元件(61)，该元件的外径基本上等于脱扣腔(24)。
5.如权利要求1-4中的任意一项所述的容器阀，其特征在于，脱扣装置(46，47)包括一控制阀(46)。
6.如权利要求5所述的容器阀，其特征在于，控制阀(46)包括一终止于脱扣腔(24)中的通气通道(54)；一面向脱扣腔(24)的控制阀座(56)；一用于控制阀座(56)的封闭体(60)，以便使得脱扣腔(24)中的压力将封闭体(60)轴向地压靠在通气通道(54)的控制阀座(56)上，其中封闭体(60)密封该通气通道(54)；以及一操作推杆(58)，用于将封闭体(60)推离其控制阀座(56)。
7.如权利要求6所述的容器阀，其特征在于，控制阀(46)布置在封闭活塞(26)的压力补偿通道(36)的轴向延伸部分，以及密封元件(38)由一位于控制阀(46)的封闭体(60)上的销子(38)构成，其中该销子(38)可以轴向地被导入封闭活塞(26)的压力补偿通道(36)中，且销子(38)和压力补偿通道(36)之间在径向方向上通过一O型环(40)进行密封。
8.如权利要求7所述的容器阀，其特征在于，控制阀(46)包括一控制阀套(48)，通气通道(54)和控制阀座(56)布置在其中，该控制阀套(48)可以在第一和第二位置之间从外侧旋拧，其中在第一位置，销子(38)在封闭体(60)抵靠控制阀座(56)和封闭活塞(26)处于其末端位置时，通过O型环(40)密封压力补偿通道(36)；以及在第二位置，销子在封闭体(60)抵靠控制阀座(56)和封闭活塞(26)处于其末端位置时，开启压力补偿通道(36)通向脱扣腔(24)。
9.如权利要求8所述的容器阀，其特征在于，脱扣装置(46，47)还包括一个操作装置(70)，以便控制阀(46)被置于阀体(12)上；以及处于第二位置的控制阀套(48)进一步从阀体(12)突出超过第一位置，因此防止操作装置(70)置于阀体(12)上。
10.如权利要求9所述的容器阀，其特征在于，操作装置(70)包括一基座(72)，该基座能够轴向地插进一位于阀体(12)表面上的互补结构保持架(74)中，并借助于锁紧垫圈(76)固定在其中。
全文摘要
一种用于固定灭火器的带有脱扣装置的容器阀，包括阀体(12)，封闭活塞(26)，其一个密封端插进该释放腔(24)中，其相反的一端具有一密封表面，活塞通过该密封面压靠在阀座(22)上。封闭活塞(26)包括一压力补偿通道(36)。封闭弹簧(32)沿阀座(22)的方向向封闭活塞(26)施加弹力。一致动装置(46)能够在释放腔(24)中产生一压力降，通过这种方式，封闭活塞(26)从其阀座(22)离开，达到抵靠一末端挡块的静止位置。密封元件(38)用于在封闭活塞(26)抵靠在末端挡块上时密封压力补偿通道(38)。可以在密封位置和填充位置之间从外侧移动密封元件(38)，在密封位置，其密封处于末端位置的封闭活塞(26)中的压力补偿通道(36)，而在填充位置，其使得处于该末端位置中的封闭活塞(26)的压力补偿通道(36)开启。
文档编号F16K31/36GK1424929SQ01808198
公开日2003年6月18日 申请日期2001年4月18日 优先权日2000年4月20日
发明者卡尔·伯米斯 申请人:卢森堡专利公司