专利名称:具有阀门的系统,特别是消防系统的制作方法
技术领域:
本发明不仅涉及阀门领域特别是用于消防系统的阀门领域,而且涉及医疗领域采用的阀门,例如用于注入和计量药品、调节压力、处理血液等等系统中的阀门。
现有技术人们已经熟知现有技术中的喷水型消防系统。这些系统用作自动消防系统。其使得通过响应热检测触发而迅速浇洒火焰爆发的位置。一旦温度达到某值(通常处于68℃的量级),喷头即破裂并且水喷洒到所关心的位置。认识到了这种系统的有效性并且其得到了极为广泛的应用。
主要的喷洒系统有三种,如下所述·湿式系统这种最便宜而且最有效。管道中永远充满高压水。当喷头破裂时,水立即喷出并迅速扑灭火焰;·泡沫灭火装置;·干式系统这种系统的原理和湿式系统相似,但当管道凝固时使用,因此充满高压空气而不是水。其主要优点在于水到达喷水装置所需要的时间。
图1中示意性描述了一种常规干式灭火系统。在一侧,水压达到16巴,差压止回阀1使水停止。在止回阀1的另一侧,管道2、2′、2″、2处于大约1.5到4巴的气压下。可补偿泄漏损失的压缩机4使止回阀1和喷头3′、3″、3(以组的形式)之间的气压保持在期望的值。在出现火焰的情况下系统的运行方法如下当喷头3破裂时,其开口使得管道2、2′、2″、2中的高压空气通过喷头释放。因为气压下降,其太低以至于不能保持止回阀1关闭。在打开状态,止回阀使水进入管道2、2′、2″、2并浇洒所检测到的火焰。与不同组喷头相连的警报器可精确定位是哪一组引起了警报并因此找到火焰的位置。
现在的安全标准要求喷头3聚集在一起(每组最大表面积为5000m2),从而可精确确定事件的位置。至今已知的唯一方法是每组喷头3′、3″、3采用不同的油气组合体。如果消防系统安装的位置覆盖若干层,那么因此有必要按比例提高油气组合体的数量。
这种单元的成本高达CHF10,000,而且根据待保护建筑物的结构,多个管平行地引至需要的各个位置。而且,组合体的数量还使得必须对此系统常规进行的测试更加复杂并且增加了潜在问题的起源。
此外,所有连接到一个油气组合体的二次管网2、2′、2″、2及其止回阀1必须在所关心喷头组中的压力达到最大值之前彻底填充,由于这种系统的尺寸这一点造成时间损失并且此延迟对消防非常严重,消防是一种前几分钟甚至几秒非常重要的情况。因此,官方标准还限定了水从止回阀1到达最远的喷头组3′、3″、3所需要的最大容许时间。
干式系统面临的另一个问题为当火焰爆发时空气从管网中释放所需要的时间。当然,当考虑这种管网的长度时,有必要在止回阀1下游管网部分中尽可能低的压力下工作,以尽量降低此释放时间。为解决此问题,增加了一种管网端部阀门形式的放气加速装置。此阀门使得系统更复杂并且需要个人控制。此外,整个管网仍然充满水,即一种由此看来对不具有放气加速装置的系统没有改进的情况。
最后,在这种可能延伸数千米具有弯头和管接头的管网中,在止回阀1的下游部分总是存在压力下降的问题。为补偿此压降和维持使止回阀1关闭的压力,需要时采用将高压空气注入管网的压缩机4(参见图1)。
发明概述本发明的一个目标在于改进已知的系统并克服上述缺陷。
更具体地,本发明设法提供一种在可接受成本下比已知系统更好工作的干式消防系统。
以更概括的观点,本发明的目标在于提供一种除了消防系统领域可用于各种技术领域特别是医疗领域的系统。
本发明的一个思想在于将止回阀下游的管网细分为若干个子管网,每个子管网由单个阀门分离,因此可能防止水进入不需要的管网部分,从而改善性能。
本发明的另一个思想在于提供一种既能补偿管网中压力下降又能在检测到火焰时完全打开的中间阀门。
下文通过附加于本申请的附图所示出的实例更详细地说明本发明。
附图简介图1是根据现有技术的消防系统的结构图。
图2是根据本发明的消防系统的结构图。
图3是根据本发明的阀门的结构图。
图4和4A描述了中止的本发明系统。
图5和5A描述了设置并准备运行的本发明系统。
图6和6A描述了补偿期间本发明的系统。
发明详述图1已经在上文相对于现有技术进行了描述。
图2描述了根据本发明消防系统的结构图。此系统再次具有被止回阀1切断的水源5(通常处于16巴的压力下)。在此止回阀1下游,在管网2的每个二次管网2′、2″、2上存在引向喷头组3′、3″、3的中间阀门6、6′、6″。当喷头组3′、3″、3不受火焰影响时为保持止回阀1关闭,压缩机4保持二次管网2、2′、2″、2中的空气处于压力下。通常,此空气处于1.5到4巴的压力下。
为补偿止回阀1和阀门6′、6″、6之间的压力下降,采用常规压缩机4。相反,因为非常昂贵,在二次管网2′、2″、2的管道中没有实现这一点的特殊压缩机。因此,根据本发明的阀门能够补偿阀门6、6′、6″和喷头组3′、3″、3之间的在管网分支2′、2″、2中出现的压力下降。
阀门6、6′、6″和喷头组3′、3″、3之间维持的压力通常为0.5到3巴之间。相反,止回阀1和阀门6、6′、6″之间维持的压力通常为1.5到4巴,因此比上述压力高1巴。
阀门6′、6″、6的运行相同,并且参照附图3和图4到6和4A、5A和6A分别非限制性描述的实例解释了其控制工作的方法。
在图3到6、4A到6A中,已经相对于附图1和2在上文描述过的元素采用相同的标记。因此管2(上游侧)再次到达阀门6一侧,而管2′留下阀门6另一侧(下游侧)。附图还示出了补偿阀门6下游泄漏的机制。
该机制特别包括具有三个位置A、B和C的三通阀7,其一侧连到管2′另一侧通过节流器9连至圆筒8。圆筒包括推动阀门6的活塞10(因而使其可打开或者关闭)和驱动活塞10朝向圆筒8中附图左手侧的弹簧11。
另外通过启动管12将圆筒8连至管2′,启动管12包括止回元件13并使压力从活塞没有延迟地下降。
使用此系统,能够通过采用上游管2中更高的压力以下文所述的方法补偿下游管2′中的压降。
阀门7的位置A(参见附图3、4和4A)对应排空系统的静止位置。阀门V2是排出阀。其在根据本发明向阀门发送压力之前排出所有上游杂质的管。
在位置B(参见附图3、5和5A)可启动系统。在此步骤开始,如图4所示,没有高于大气压(1巴)的压力,本申请中附带表示的所有压力值为表压(需要加上常压)。因此,弹簧11将活塞10向右驱动到圆筒8底部(在图4中向左或者在图4A中向右)。在此位置,致动装置14(例如杆)作用于阀门6以使其打开。压缩机1开启将高压空气注入管网2,经过阀门6(开启)进入管网2′一直到喷头3′、3″、3。高压空气还经过阀门7(在位置B)进入管12并经通道15填充活塞10前的圆筒8。阀门7保持为此配置并维持此运行模式以将活塞10推回圆筒8的顶部(在图5中向右或者在图5A中向左),并压缩弹簧11。在启动结束时,设置系统并准备运行。
一旦活塞经过连至节流器9的第二通道16,则可能进入供补偿并对应阀门7的位置C的标准运行模式。
图6和6A中描述了运行的补偿模式。位于活塞10前面的圆筒8(在图6向左或者在图6A向右)的容积使得可能设置活塞10的位置并因此设置阀门6的开度。实际上,在启动结束时,阀门的整个下游部分在预先确定的相同压力(图中P2)下平衡。泄漏将造成管2′和12中的压力下降(通过止回元件13),因此圆筒容积中的压力将通过经过通道15的空气泄漏而降低。容积的减小使弹簧11向左(图6)或向右(图6A)移动活塞10,这会打开阀门6。当然,因为通过高压空气管网泄漏产生,这些移动是小幅的。
随着阀门6稍微打开,由压缩机4将压力保持为超过大约1巴的阀门6上游的空气将通过阀门6进入管2′。因为止回元件13此空气不能通过通道15进入圆筒的容积,相反经过阀门7和节流器9最终进入圆筒8的容积并向回驱动活塞10(在图6向右或者在图6A向左),这会再次关闭阀门6。这样可能补偿阀门6下游管网中的压降,而不增加压缩机但只是使用作用于上游管2的压缩机。
因为其阻止系统立即返回到平衡状态,节流器9存在延迟效应并可能通过将下游管网的容积用作蓄压器而保证正确关闭阀门6。
在火灾情况下,操作如下。一个喷头破裂,例如3′从而释放阀门6下游管2′中的空气。圆筒压力下降,使活塞在图4到6中向左移动或者在图4A到6A中向右移动。因为阀门6不能补偿此压降,活塞继续移动超过点16,因此不再允许进一步的补偿。活塞结束其相邻的移动。然后系统处于警报状态,活塞大开。转动的压缩机4因为空气释放不能补偿压降。上游压力下降止回阀1打开,从而允许水涌进管以到达引起警报的喷头组3′。因为存在分离支管2″和2的阀门6′、6″,水不进入供应喷头组3″和3的管的支管,因此由于不再需要升高所有支管2′、2″和2中的压力,所以大大节省了水到达喷头组3′的时间。
上文给出的实施例通过实例进行,而可以使用本发明的元件和原理推广这些概念以进行其它需要相似操作的应用,即下面的一种系统,其中在一种状态下,通过较低下游给定压力在止回阀切断的流体使流体保持在上游压力,在另一种状态下,如果下游压力降至预定压力下通过启动止回阀而允许流体经过。
喷头管网主要管道开启和关闭中涉及的元件,即止回阀如下-球阀-楔形阀-球形阀-楔形闸门阀-楔形浇口阀-蝶形阀-机械维护或者具有不同面积的止回阀-等等由本发明的系统进行的下游压力补偿可在开口和封闭元件内部或外部进行。而且,可以延迟或者不延迟打开/关闭实现补偿并在打开/关闭调节控制之前或以别的方式进行。
提供补偿或者引入警报状态(打开或关闭系统)的调节控制如下-气动控制-电控制-机械控制-等等例如,可能实现一种包括电子控制的致动器,作为其调节参数其采用上游和下游压力,并在这些阀门的基础上以下面的方法控制阀门的打开/关闭。
通过启动元件,在上文描述的实施例中为喷头,可以想象执行相同功能的其它种类传感器。除了热检测器,还利用对所讨论申请有利的压力传感器或者其它种类的传感器。
当然,根据本发明的系统可采用下面系统耦合至管道系统-焊接-法兰-螺旋接合-快速耦合或波纹耦合系统当打开和关闭时,本发明的系统需要发送警报。使用电、气动、机械或其它接触器进行报警。
开/关控制允许通过包括电动机、气动致动器、液压执行元件、油气致动器或者可选择的机械致动器的系统对本发明的主阀门作用。
当然,可通过应用本发明的原理根据应用自由选择上述元件。
附图标记列表1止回阀2主管网2′、2″、2二次管网3′、3″、3喷头组4压缩机5水源6、6′、6″阀门7三态阀门8圆筒
9节流器10活塞11弹簧12管网13止回元件14致动装置14(例如杆)15第一通道16第二通道V2阀门
权利要求
1.一种用于具有上游部分(2)和下游部分的高压管网的阀门(6、6′、6″),包括能够维持所述上游部分和所述下游部分之间差压的调节装置,一方面,如果后者下降而同时通过使用所述上游部分的压力保持高于预定值,则所述装置可补偿所述下游压力,另一方面,如果下游压力低于所述设定值则所述装置完全打开所述阀门。
2.如权利要求1所述的阀门,其中所述调节装置包括至少一个用于打开和关闭所述阀门(6、6′、6″)的致动器,所述致动器设置为给出所述上游和所述下游部分之间的压差。
3.如权利要求2所述的阀门,其中所述致动器包括圆筒(8)中的活塞(10),所述活塞受到弹簧(11)的力。
4.如权利要求3所述的阀门,其中所述调节装置还包括三通阀(7)。
5.如权利要求4所述的阀门,其中所述调节装置还包括节流器(9)。
6.一种管网系统,特别是一种消防管网,包括至少一个高压液体源(5),止回阀(1),一侧连至所述止回阀(1)另一侧连至多个支管(2、2′、2″、2)的主管网、每个支管连至至少一个对预定参数敏感的启动元件(3′、3″、3),以及向所述主管网供应高压流体(4)的元件,所述启动元件使得所述管网打开并排泄至大气压,此排泄至大气压以下面的方法打开止回阀(1),即允许所述液体填充所述管网(2)及其支管(2′、2″、2)一直到所述启动元件(3′、3″、3),其中经过允许不填充支管的阀门(6、6′、6″)连接每个支管(2′、2″、2)和管网(2)之间,所述阀门为前述权利要求中所限定的阀门。
7.如权利要求6所述的系统,其中所述液体为水或者另一种液体。
8.如权利要求6或7所述的系统,其中所述流体为空气或另一种流体。
9.如权利要求6、7或8所述的系统,其中所述启动元件为喷头(3′、3″、3)。
10.如权利要求6、7或8所述的系统,其中所述启动元件为传感器。
全文摘要
系统包括位于止回阀(1)下游为传感器供水的主管网(2),例如以喷头形式。此主管网(2)细分为次管网(21,2″,2″′),由阀(6,6′,6″)隔离每个次管网和主管网(2),阀(6,6′,6″)可防止水进入管网中不需要水的部分。此阀不仅可以补偿管网中的压力损失而且当检测到火焰时会自己完全打开。
文档编号A62C35/68GK101076378SQ200580040848
公开日2007年11月21日 申请日期2005年11月29日 优先权日2004年11月29日
发明者阿莱恩·马里勒 申请人:菲尼克斯消防科技有限公司