專利名稱：隔膜鎖銷閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于控制流體流動的閥，特別涉及用于自動噴水滅火系 統(tǒng)中的閥。
背景技術(shù)：
當(dāng)在建筑物中存在大量的易燃物品時，需要用于建筑物例如辦公 樓，倉庫，旅館，學(xué)校以及類似建筑物的火災(zāi)防護(hù)的自動噴水系統(tǒng)。這 些易燃物品可能在建造建筑物本身的材料中，以及建筑物的內(nèi)容物，例 如家具或貯藏品中發(fā)現(xiàn)。
圖1顯示了自動噴水滅火系統(tǒng)10的示意圖，系統(tǒng)10包括連接到管 道網(wǎng)14的噴水頭12 ，管道網(wǎng)14延伸通過要被保護(hù)的建筑物(圖中未 示)。管道網(wǎng)14通過控制閥18連接到加壓水源16或其它滅火流體。響 應(yīng)指示火災(zāi)的一個或多個物理參數(shù)的變化，例如管道網(wǎng)中的壓力變化， 或如下所述的建筑物內(nèi)的溫度升高，啟動器20控制著閥18的打開。可 使用各種類型的啟動器，例如在美國專利No. 6378616，美國專利 No. 6666277和美國專利No. 6708771中公開的那些啟動器，所有這些專 利包含在此作為參考。
此處所述的滅火系統(tǒng)10可以是任意類型的，但干式噴水滅火系統(tǒng)是 優(yōu)選的，因為它應(yīng)用更廣泛，更有效。干式系統(tǒng)使用啟動器20，其響應(yīng) 來自不同的檢測器的一個或多個信號而打開閥18并向管道網(wǎng)14提供 水。與所謂的"雨淋滅火"或"預(yù)動作"系統(tǒng)相比，在啟動之前，管道 網(wǎng)14通常從加壓氣體源22,例如壓縮機(jī)或儲氣罐充滿加壓空氣或氮。因 而干式系統(tǒng)可以在未加熱的環(huán)境中使用，其承受比冰凍溫度更低的溫 度，而不用害怕管子由于管子中的水在冰凍后膨脹而破裂。
當(dāng)充分加壓時，管道網(wǎng)內(nèi)的氣體的狀態(tài)可以用來指示火災(zāi)的狀態(tài)并 觸發(fā)干式系統(tǒng)的啟動。火的熱量將引起噴水頭打開，使得加壓氣體從管 道網(wǎng)中溢出，并導(dǎo)致系統(tǒng)內(nèi)的壓力降低。啟動器20通過導(dǎo)管24連接到 管道網(wǎng)，其使得啟動器能夠感應(yīng)到壓降，同時作為響應(yīng)通過打開閥18觸 發(fā)系統(tǒng)。在它打開閥18之前，啟動器還可以需要一附加的、指示火災(zāi)狀 態(tài)的獨(dú)立信號，例如來自溫度傳感器26的信號。這種系統(tǒng)稱為雙互鎖預(yù)
動作系統(tǒng)，因為它們可以防止水由于故障，破損或噴水頭的意外打開而 無目的的排出。
圖2顯示了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的、用于自動噴水滅火系統(tǒng)的控制閥28。 閥28具有一連接到加壓水源16的入口 30和一連接到管道網(wǎng)14的出口 32。閥瓣34轉(zhuǎn)動安裝在閥內(nèi)。閥瓣的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動打開和關(guān)閉控制到系統(tǒng)的 流體流動的入口。當(dāng)對入口加壓時，岡瓣將響應(yīng)該壓力而打開，因此必 須通過轉(zhuǎn)動安裝在閥內(nèi)的鎖銷36保持處于關(guān)閉狀態(tài)。鎖銷36通過可在 氣缸40內(nèi)往復(fù)運(yùn)動的活塞38保持與閥瓣34接合?；钊?8優(yōu)選通過彈 簧42偏壓，以遠(yuǎn)離并釋放鎖銷36，但是活塞通過由將入口連接到氣缸的 導(dǎo)管44提供的水壓保持與該鎖銷接合。 一導(dǎo)管46將氣缸40連接到啟動 器20。當(dāng)啟動器接收到指示火災(zāi)的信號時，它釋放氣缸40內(nèi)的壓力，使 得活塞38能夠在彈簧42的偏壓力下移動并釋放鎖銷36。這使得閥瓣34 能夠打開，并且將水供給到管道網(wǎng)l4。應(yīng)注意如果岡瓣34和彼此相對的 鎖銷36的幾何形狀以及它們的旋轉(zhuǎn)軸設(shè)置為使得在氣缸內(nèi)沒有足夠的反 作用壓力的情況下，作用在閥瓣上的入口 30中的水壓將使該鎖銷轉(zhuǎn)動， 并驅(qū)動活塞38進(jìn)入氣缸40，那么彈簧42可以省去。
根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的控制閥28存在的缺點(diǎn)在于對于制造和維護(hù)來說它 們#^復(fù)雜并且昂貴。對于更簡化的、具有更少的可用于自動噴水滅火系 統(tǒng)的移動部件的閥設(shè)計存在著明顯的需要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及一種用于控制流體流動的閥。該閥包括一腔，其具有一 入口和出口以及可移動安裝在該腔內(nèi)的關(guān)閉件。該關(guān)閉件可在阻擋入口
的關(guān)閉位置和遠(yuǎn)離入口的打開位置之間移動。該腔具有一柔性隔膜，其 可根據(jù)施加到其上的壓力而變形。 一鎖銷可移動安裝在腔內(nèi)。該鎖銷具 有可與隔膜接合的第一部分和可與該關(guān)閉件接合的第二部分。該鎖銷通 過響應(yīng)流體壓力的隔膜的變形與關(guān)閉件接合。只要存在施加到隔膜上使 其產(chǎn)生變形的壓力，那么鎖銷就保持該關(guān)閉件處于關(guān)閉位置。響應(yīng)施加 到其上的壓力的釋放，隔膜產(chǎn)生變形時，該鎖銷發(fā)生移動脫離與關(guān)閉件 的接合，從而允許關(guān)閉件移至打開位置。
優(yōu)選閥包括第二腔。隔膜在第一和第二腔之間形成一流體密封的界 面。通過向第二腔加壓，壓力施加到隔膜上。
閥還可包括一與第二腔處于流體連通的啟動器。響應(yīng)預(yù)定的信號，
例如指示火災(zāi)狀態(tài)的信號，該啟動器向笫二腔加壓和減壓。
本發(fā)明還包括一自動噴水滅火系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括多個與管道網(wǎng)處于
流體連通的噴水頭。加壓水源通過如上所述的控制閥也與管道網(wǎng)處于流
體連通。該系統(tǒng)還包括控制隔膜加壓的啟動器，用于響應(yīng)一個或多個指
示火災(zāi)的狀態(tài)的信號而打開該閥。


圖l是用于滅火的自動噴水系統(tǒng)的示意圖； 圖2是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的活塞鎖閉閥的縱向剖視圖； 圖3是根據(jù)本發(fā)明的隔膜鎖銷閥的縱向剖視圖，所示閥處于關(guān)閉位 置；以及
圖4是圖3中所示的、但處于打開位置的隔膜鎖銷閥的縱向剖視圖。
具體實施例方式
圖3顯示了根據(jù)本發(fā)明、用于圖1中所示的自動噴水滅火系統(tǒng)10的 控制閥18。閥18包括一腔52，其具有可連接到加壓水源16的入口 54， 和可連接到管道網(wǎng)14的出口 56。底圈58環(huán)繞該入口54。閥關(guān)閉件60 可移動安裝在腔52內(nèi)。優(yōu)選地，該閥關(guān)閉件包括可轉(zhuǎn)動安裝、用于繞軸 64旋轉(zhuǎn)的閥瓣62。閥瓣62可在圖3中所示的、與底圏58接合并阻擋入 口 54的關(guān)閉位置和圖4中所示的、遠(yuǎn)離底圏和入口旋轉(zhuǎn)的打開位置之間 轉(zhuǎn)動。
閥瓣62優(yōu)選通過彈簧66偏壓至關(guān)閉位置，彈簧剛性足夠大，使得 在入口內(nèi)沒有水壓的情況下，使閥瓣轉(zhuǎn)動至與底圈58形成接合的位置， 另外響應(yīng)入口內(nèi)的水壓，彈簧允許閥瓣打開。閥瓣62的彈簧偏壓對于如 下文詳細(xì)說明的重新啟動閥是很有利的。
鎖銷68還可移動地設(shè)置在腔52內(nèi)。鎖銷68優(yōu)選可繞軸70旋轉(zhuǎn)， 并具有可與該閥瓣62接合的臺肩72。鎖銷68可在圖3中所示的鎖閉位 置和圖4中所示的未鎖閉位置之間移動，其中在鎖閉位置，臺肩72與閥 瓣62接合，在未鎖閉位置，鎖銷遠(yuǎn)離閥瓣旋轉(zhuǎn)并脫離與岡瓣的接合。優(yōu) 選地，鎖銷68通過如下文說明的偏壓彈簧74偏壓至未鎖閉位置。
鎖銷68具有一與柔性隔膜78接合的面76。隔膜78優(yōu)選由纖維補(bǔ) 強(qiáng)橡膠制成，并且設(shè)計為可承受持續(xù)兩小時的600psi的最小壓力。隔膜 優(yōu)選在腔52和第二更小的腔80之間形成一流體密封界面。第二腔80使 得可以方便地對隔膜加壓和減壓。這種加壓和減壓使隔膜產(chǎn)生變形，這使得鎖銷在鎖閉位置和未鎖閉位置之間旋轉(zhuǎn)，從而或者保持閥瓣處于關(guān) 閉位置或者釋放它使它可轉(zhuǎn)動至打開位置。
優(yōu)選地，通過將源連接到腔的導(dǎo)管82，腔80通過來自加壓水源16 的水加壓。該腔還通過導(dǎo)管84(同樣見圖1 )與啟動器20處于流體連通。 如下面關(guān)于系統(tǒng)操作的上下文所述，閥18的控制通過啟動器20實現(xiàn)。
作為自動噴水滅火系統(tǒng)10的部件的閥18通過導(dǎo)管86連接到加壓水 源16。閥88設(shè)置在源和控制閥18之間的導(dǎo)管86中，以允許將控制閥 設(shè)置到如下文所述的準(zhǔn)備狀態(tài)。導(dǎo)管82連接到閥88和源16之間的導(dǎo)管 86。閥90設(shè)置在源16和第二腔80之間的導(dǎo)管82內(nèi)。當(dāng)岡18設(shè)置到準(zhǔn) 備狀態(tài)時，閥90用于對腔80加壓。導(dǎo)管82還具有限制元件92，其限 制流體從源16到腔的流動，以確保如下所述的閥18的恰當(dāng)工作。
閥18通過第一關(guān)閉閥88和90 (同樣見圖1)被設(shè)置為準(zhǔn)備狀態(tài)， 如圖3所示，然后通過閥中的排水口 (圖中未示)將閥和管道網(wǎng)14中的 水排出。閥88的關(guān)閉撤銷了來自閥入口 54的水壓，使得在偏壓彈簧66 的力的作用下，閥瓣62能夠移動至所示的關(guān)閉位置。偏壓彈簧66的使 用使得閥可以在沒有入口壓力的情況下自動關(guān)閉。當(dāng)系統(tǒng)在其被觸發(fā)之 后重新啟動時，這是很方便的，因為它不需要手動關(guān)閉閥瓣。需要注意 地是鎖銷68通過彈簧74偏壓至打開位置，以允許閥瓣不受阻礙地關(guān)閉。 一旦閥瓣關(guān)閉，閥90就打開。這使得水可以從加壓源16通過導(dǎo)管82流 入腔80，對腔加壓并使隔膜78變形。由所施加的壓力對隔膜產(chǎn)生的變形 使鎖銷68旋轉(zhuǎn)至鎖閉位置(如圖所示)。隨著鎖銷的轉(zhuǎn)動，臺肩72與 閥瓣接合。然后閥88打開，從而向入口54加壓。與閥瓣接合的鎖銷臺 肩72保持它對入口壓力的密閉。閥18因而處于準(zhǔn)備狀態(tài)。入口壓力還 通過導(dǎo)管84傳遞至啟動器20。排空水的管道網(wǎng)14受到來自源22的氣 體加壓，然后管道網(wǎng)的氣體壓力通過導(dǎo)管24傳遞至啟動器。如果存在， 附加的傳感器26也可被啟動，由此系統(tǒng)IO處于準(zhǔn)備模式。
如果火災(zāi)的狀態(tài)發(fā)生在一個或多個噴水頭12附近，那么這些噴水頭 打開，使得管道網(wǎng)14中的壓力下降。如果存在，傳感器26還檢測火的 存在，例如，通過溫度的升高或者燃燒氣體的存在。管道網(wǎng)14中的壓降 通過導(dǎo)管24傳遞至啟動器20,來自傳感器26的其它信號也通過通信線 路94傳輸?shù)絾悠?。啟動?0接收由下游壓降和傳感器信號傳達(dá)的信 息，并且確定實際的火災(zāi)的狀態(tài)是否存在。如果參數(shù)表明火災(zāi)存在，那
么啟動器20通過使水從腔80通過導(dǎo)管84流動的速度大于從加壓水源16 通過導(dǎo)管82供給的水的速度而使腔80減壓。導(dǎo)管82中的節(jié)流孔92通 過該導(dǎo)管提供一降低的流速，確保當(dāng)啟動器減壓時，水從腔80中流出。 如圖4所示，腔80的加壓使得隔膜78發(fā)生變形。暴露于來自源16 的壓力的閥瓣62在鎖銷68的臺肩72上施加一力。因為臺肩與鎖銷轉(zhuǎn)軸 70是有偏移的，所以產(chǎn)生一個扭矩，其使該鎖銷轉(zhuǎn)動至打開位置。不再 加壓的隔膜78向腔80內(nèi)變形，允許鎖銷轉(zhuǎn)動。當(dāng)鎖銷68轉(zhuǎn)動時，臺肩 72與閥瓣62脫開，此時閥瓣62基本是不受約束地從關(guān)閉位置轉(zhuǎn)動到打 開位置，從而允許水從源16流到管道網(wǎng)14，其在這里通過打開的噴水頭 12排出。
根據(jù)本發(fā)明、使用一用于閥啟動的可變形隔膜的控制閥提供了一種 筒單的閥設(shè)計，其具有更少的需要更少維護(hù)的移動部件，并且制造的成 本更低。
權(quán)利要求
1、一種用于控制流體流動的閥，所述閥包括具有入口和出口的腔；可移動安裝在所述腔內(nèi)的關(guān)閉件，所述關(guān)閉件可在阻擋所述入口的關(guān)閉位置和遠(yuǎn)離所述入口的打開位置之間移動；柔性隔膜，其可響應(yīng)施加到所述隔膜上的流體壓力而產(chǎn)生變形；以及可移動安裝在所述腔內(nèi)的鎖銷，所述鎖銷具有可與所述隔膜接合的第一部分和可與所述關(guān)閉件接合的第二部分，所述鎖銷通過響應(yīng)所述流體壓力的所述隔膜的變形與所述關(guān)閉件接合，從而保持所述的關(guān)閉件處于所述關(guān)閉位置，所述鎖銷在所述隔膜響應(yīng)所述流體壓力的釋放而產(chǎn)生變形時產(chǎn)生移動而脫離與所述關(guān)閉件的接合，從而允許所述關(guān)閉件移至所述打開位置。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的閥，還包括第二腔，所述隔膜在所述笫一 和第二腔之間形成流體密封的界面。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的閥，還包括與所述第二腔處于流體連通的 啟動器，所述啟動器響應(yīng)預(yù)定信號對所述第二腔進(jìn)行加壓和減壓。
4、 一種用于控制流體流動的閥，所述閥包括 具有入口和出口的第一腔；安裝在所述第一腔內(nèi)的關(guān)閉件，所述關(guān)閉件可在阻擋所述入口的關(guān) 閉位置和遠(yuǎn)離所述入口的打開位置之間移動；具有柔性隔膜的第二腔，所述隔膜包括在所述第一和第二腔之間形 成的流體密封界面，所述隔膜在所述第二腔的加壓和減壓時可產(chǎn)生變 形；以及可移動安裝在所述第一腔內(nèi)的鎖銷，所述鎖銷具有可與所述隔膜接 合的第一部分和可與所述關(guān)閉件接合的第二部分，當(dāng)對所述第二腔加壓 時，所述隔膜變形并移動所述鎖銷與所述關(guān)閉件形成接合，從而保持所 述關(guān)閉件處于所述關(guān)閉位置，當(dāng)對所述笫二腔減壓時，所述隔膜變形并 允許所述鎖銷移動脫離與所述關(guān)閉件的接合，從而允許所述關(guān)閉件移至 所述打開位置。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的閥，其特征在于所述關(guān)閉件可在所述打 開和所述關(guān)閉位置之間轉(zhuǎn)動移動。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的閥，包括將所述關(guān)閉件偏壓至所述關(guān)閉位 置的偏壓元件。
7、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的閥，其特征在于所述鎖銷可在與所述關(guān) 閉件接合的第一位置和與所述關(guān)閉件脫離的第二位置之間轉(zhuǎn)動移動。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的閥，包括將所述鎖銷偏壓至與所述關(guān)閉件 脫離的所述位置的偏壓元件。
9、 一種用于控制流體流動的閥，所述閥包括 具有入口和出口的第一腔；可轉(zhuǎn)動安裝在所述第 一腔內(nèi)的關(guān)閉件，所述關(guān)閉件可在阻擋所述入 口的關(guān)閉位置和遠(yuǎn)離所述入口轉(zhuǎn)動的打開位置之間移動；具有柔性隔膜的第二腔，所述隔膜設(shè)置在所述第一和第二腔之間， 所述隔膜在所述第二腔的加壓和減壓時可產(chǎn)生變形；以及可轉(zhuǎn)動安裝在所述第一腔內(nèi)的鎖銷，所述鎖銷具有可與所述隔膜接 合的第一部分和可與所述關(guān)閉件接合的第二部分，當(dāng)對所述第二腔加壓 時，所述鎖銷與所述關(guān)閉件接合，并保持所述關(guān)閉件處于所述關(guān)閉位置， 當(dāng)對所述第二腔減壓時，所述鎖銷移動脫離與所述關(guān)閉件的接合，從而 允許所述關(guān)閉件移至所述打開位置。
10、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的閥，還包括在所述入口和所述第二腔之 間延伸的導(dǎo)管，所述導(dǎo)管對所述第二腔加壓到與所述入口中的壓力基本 相同的壓力。
11、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的閥，還包括與所述第二腔處于流體連通 的啟動器，所述啟動器響應(yīng)指示火災(zāi)狀態(tài)的預(yù)定信號對所述第二腔加壓 和減壓。
12、 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的閥，其特征在于所述信號包括所述啟 動器內(nèi)的壓力變化。
13、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的岡，還包括將所述關(guān)閉件偏壓至所述關(guān) 閉位置的偏壓元件。
14、 根據(jù)權(quán)利要求13所述的閥，其特征在于所述偏壓元件包括與 所述關(guān)閉件接合的彈簧。
15、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的閥，還包括偏壓所述鎖銷與所述關(guān)閉件 脫離接合的偏壓元件。
16、 根據(jù)權(quán)利要求15所述的閥，其特征在于所述偏壓元件包括與所述鎖銷接合的彈簧。
17、 一種自動噴水滅火系統(tǒng)包括 多個噴水頭；與所述噴水頭處于流體連通的管道網(wǎng)； 與所述管道網(wǎng)處于流體連通的加壓水源；與所述管道網(wǎng)和所述加壓水源處于流體連通的閥，所述閥控制到所述噴水頭的流體流動，并包括 具有入口和出口的第一腔；設(shè)置在所述第一腔內(nèi)的關(guān)閉件，所述關(guān)閉件可在阻擋所述入口的關(guān) 閉位置和遠(yuǎn)離所述入口的打開位置之間移動；柔性隔膜，其可響應(yīng)施加到所述隔膜上的流體壓力而產(chǎn)生變形；可移動安裝在所述腔內(nèi)的鎖銷，所述鎖銷具有可與所述隔膜接合的 第一部分和可與所述關(guān)閉件接合的第二部分，所述鎖銷通過響應(yīng)所述流 體壓力的所述隔膜的變形與所述關(guān)閉件接合，從而保持所述關(guān)閉件處于 所述關(guān)閉位置，所述鎖銷在所述隔膜響應(yīng)所述流體壓力的釋放而產(chǎn)生變 形時產(chǎn)生移動而脫離與所述關(guān)閉件的接合，從而允許所述關(guān)閉件移至所 述打開位置；以及控制所述隔膜的加壓的啟動器，用于響應(yīng)指示火災(zāi)狀態(tài)的參數(shù)，打 開所述閥。
18、 根據(jù)權(quán)利要求17所述的自動噴水滅火系統(tǒng)，其特征在于所迷 閥還包括第二腔，所述隔膜在所述第一和第二腔之間形成一流體密封的 界面。
19、 根據(jù)權(quán)利要求18所述的自動噴水滅火系統(tǒng)，還包括在所述加壓 水源和所述第二腔之間實現(xiàn)流體連通的導(dǎo)管，所述導(dǎo)管用來自所述加壓 水源的水對所述第二腔加壓。
20、 根據(jù)權(quán)利要求18所述的自動噴水滅火系統(tǒng)，還包括在所述管道 網(wǎng)和所述啟動器之間延伸的導(dǎo)管，所述管道網(wǎng)用氣體加壓，所述啟動器 響應(yīng)所述管道網(wǎng)內(nèi)的氣體壓力的降低對所述第二腔減壓。
全文摘要
公開了一種用于自動噴水滅火系統(tǒng)的閥。該閥具有一帶有入口和出口的腔。設(shè)置在該腔內(nèi)的關(guān)閉件是可移動的，以關(guān)閉和打開該入口。一鎖銷與關(guān)閉件接合以保持它處于關(guān)閉位置。該鎖銷還與一可變形的隔膜接合。該隔膜響應(yīng)施加到其上的壓力而產(chǎn)生變形，并允許該鎖銷在與所述關(guān)閉件接合的鎖閉位置和遠(yuǎn)離該關(guān)閉件的未鎖閉位置之間移動。當(dāng)隔膜被減壓時，它允許鎖銷移動并脫離與該關(guān)閉件的接合，其在來自入口的流體壓力的作用下打開并允許流體流過該閥。
文檔編號A62C35/00GK101208136SQ200680023251
公開日2008年6月25日 申請日期2006年6月21日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月30日
發(fā)明者J·K·巴尼斯, K·J·布利斯, W·J·雷利 申請人:維克托里克公司