用于灭火系统的可调延时器.pdf

公开了一种用于在连接加压气体源的气动入口和气动出口间产生时间延迟的机械式时间延迟装置，其包括从入口到出口的主气动流动通道。可移动的门与主气动流动通道连接并且可以在打开位置和关闭位置间移动。该门由偏置力推动至关闭位置。在关闭位置，该门设置成阻止气流通过所述主气动流动通道。在打开位置，该门允许此流动。时间延迟装置进一步包括与所述门连通的储料室，当所述储料室内的气压超过临界压力时，在所述储料室内的气压推动所述门抵抗所述偏置力而达到所述打开位置。辅助气动流动通道从入口延伸至储料室。提供一个调节机构，用于调节储料室的内部容积，由此调节进入所述储料室的气体超过临界压力所需的时间量。该装置可用于灭火系统中以便提供在火灾危险的探测和灭火剂的释放之间的时间延迟。

权利要求书
1.  一种用于在连接加压气体源的气动入口和气动出口之间产生时间延迟的机械式时间延迟装置，所述时间延迟装置包括：
从所述入口到所述出口的主气动流动通道；
可移动的门，其与所述主气动流动通道相关联并且可以在打开位置和关闭位置之间移动，所述门由偏置力驱动至所述关闭位置；
在所述关闭位置，所述门设置成阻止气流通过所述主气动流动通道，在所述打开位置，所述门允许所述气流通过所述主流动通道；
与所述门连通的储料室，当在所述储料室内的气压超过临界压力时，在所述储料室内的气压推动所述门抵抗所述偏置力而达到所述打开位置；
从所述入口至所述储料室的辅助气动流动通道；
调节机构，其用于调节所述储料室的内部容积，由此调节进入所述储料室的气体超过所述临界压力所需的时间量。

2.  根据权利要求1所述的装置，进一步包括：
流动阻滞器，用于阻止气流从所述辅助气动流动通道进入所述储料室。

3.  根据权利要求1所述的装置，其中通过可移动的壁至少部分地限定所述内部容积，所述调节机构包括适于移动至多个固定位置中的一个以改变所述内部容积的所述壁。

4.  根据权利要求3所述的装置，其中通过与外壳的表面相对，限定所述储料室以及所述主流动通道和辅助流动通道，所述可移动的壁与所述外壳螺纹接合，以便在旋转所述壁时在所述多个位置之间移动。

5.  根据权利要求4所述的装置，其中所述壁是设置在所述内部容积中的活塞的活塞头。

6.  一种灭火装置，包括：
灭火剂容器；
启动头，用于在响应于在所述启动头处接收到加压气体时从所述容器释放所述灭火剂；
用于探测升高的温度的热探测器；
响应所述热探测器用于释放加压气体的控制器；
时间延迟装置，用于在从所述控制器释放所述加压气体和由所述启动头接收所述加压气体之间产生时间延迟，所述时间延迟装置包括：
通过入口管路与所述控制器连接的气动入口；
通过出口管路与所述启动头连接的气动出口；
从所述入口到所述出口的主气动流动通道；
可移动的门，其与所述主气动流动通道相关联并且可以在打开位置和关闭位置之间移动，所述门由偏置力驱动至所述关闭位置；
在所述关闭位置，所述门设置成阻止气流通过所述主气动流动通道，在所述打开位置，所述门允许所述气流通过所述主流动通道；
与所述门连通的储料室，当在所述储料室内的气压超过临界压力时，在所述储料室内的气压推动所述门抵抗所述偏置力而达到所述打开位置，所述储料室对实现所述临界压力的所述气体产生一个给予的延迟；
用于调节所述给予的延迟的调节机构。

7.  根据权利要求6所述的装置，其中所述时间延迟装置包括：
从所述入口到所述储料室的辅助气动流动通道；
调节机构，其用于调节所述储料室的内部容积，由此调节进入所述储料室的气体超过所述临界压力所需的时间量。

8.  根据权利要求7所述的装置，进一步包括流动阻滞器，用于阻止气流从所述辅助气动流动通道进入所述储料室。

9.  根据权利要求7所述的装置，其中通过可移动的壁至少部分地限定所述内部体积，所述调节机构包括适于移动至多个固定位置中的一个以改变所述内部容积的所述壁。

10.  根据权利要求9所述的装置，其中通过与外壳的表面相对，限定所述储料室以及所述主流动通道和辅助流动通道，所述可移动的壁与所述外壳螺纹接合，以便在旋转所述壁时在所述多个位置之间移动。

11.  根据权利要求10所述的装置，其中所述壁是设置在所述内部容积中的活塞的活塞头。

说明书用于灭火系统的可调延时器
技术领域
本发明涉及用于延迟输送气动流体的装置。更具体地，本发明涉及一种用于延迟灭火系统的气压启动的装置。
背景技术
灭火系统广泛用于各种用途。常规的灭火系统包括灭火剂和用于启动输送灭火剂至危险位置的启动器。例如，灭火剂可容纳于加压容器中。启动机构可包括启动头，其驱动与容器结合的阀门，用于在阀门启动时释放灭火剂。通过管道系统等将灭火剂输送至喷嘴处，该喷嘴直接对准潜在的着火位置。灭火系统可设置在建筑物、运输设备例如汽车、船或其它有火灾威胁的设备中。
通常，灭火系统可包括在检测到火灾时的自动启动系统。例如，建筑物通常设置有具有机械式热传感器的自动启动系统，该传感器对热作出响应而裂解。这种传感器可以是低温可熔化的金属或热玻璃泡技术，其在暴露于设定温度时会裂解(例如熔化或破碎)。如果该元件发生裂解，则灭火剂可通过喷嘴释放。
遥控机械式热探测器在现有技术中是公知的。机械式热探测器的一个示例使用了一种与控制单元连接的机械式热传感器。该控制单元可以包含加压气体源，在通过机械式热探测器检测到火情时，该加压气体源释放加压气体到启动头。加压气体可以是小体积的加压氮气。该气体沿着管道系统被释放到与灭火剂容器的阀连接的压力启动的启动头处。作为使用有限体积的加压气体的一种可替代选择，控制单元可以与加压气体的非限定的气体源相连接。
在标注日期为2002年9月并且由本发明的受让人发行的“Kidde WHDRTMWet Chemical Fire Suppression System，Addendum No.6 to Installation，Operationand Maintenance Manual，Part No.87-12200-001，UL EX 3559，Design andInstallation Instructions for XV Control Systems”中描述了一种包括用于驱动气动控制启动器的热探测器、控制单元和气动回路的现有技术系统的示例。
在灭火系统中，公知地希望提供在由控制单元释放加压气体和用于从灭火剂容器释放灭火剂的启动头的启动之间的时间延迟。
有几个原因希望在灭火系统的应用中存在时间延迟。出于安全的原因，延迟灭火剂的释放可能是很重要的，以使维修技术人员或其他居住人员有时间撤出或者进行一些相关设备的关闭操作。例如，一旦检测到火灾，通常有控制系统输送信号以操作报警器、喇叭或闪光灯指示灭火剂的释放即将进行。时间延迟允许居住者撤出或进行其它准备。另外，在例如用于喷漆橱等的灭火剂的某些应用的情况下，灭火剂释放的延迟允许排风扇逐渐停止运转。在此示例中，延迟干式化学灭火剂的释放直到排风扇停止以最有效地释放干式化学试剂是很重要的。
图1示出了现有技术的装置10’，它包括灭火剂容器12’和气动启动的启动头14’。利用线缆22’，将遥控热探测器20’与控制单元30’连接。加压气体(例如氮气)源40’通过气动管道42’与控制器30’连接。气动管道44’将控制单元30’连接到时间延迟装置TDA。时间延迟装置TDA的出口通过气动管道51’与启动头14’连接。启动头14’驱动阀(未示出)用于从容器12’释放灭火剂。灭火剂通过管道15’流动到位于火险处附近的出口喷嘴16’。
在图2和图3中图示了一种现有技术的时间延迟装置TDA，其用数字50’表示。现有技术的装置50’包括由金属原料等制成的外壳52’，该外壳52’被机加工或铸造成型以形成在此将进行描述的各种腔体和通道。外壳50’包括上端52a’和下端52b’。
在上端52a’处，在外壳52’中机加工出带螺纹的孔63’，其具有中心定位并在端部52a’和52b’之间延伸的轴线Y’-Y’(图2)。具有外螺纹(示意性地由71’示出)的中空端盖70’螺旋地拧入孔63’中。端盖70’的内部限定了储料室68’。O型圈65’抵靠外壳52’密封该储料室68’。
在外壳50’内形成了细长的室54’，使其轴线X’-X’平行于轴线Y’-Y’并且偏离轴线Y’-Y’。在图3的剖视图中，轴线Y’-Y’位于轴X’-X’的后面，因此是不可见的。室54’的上端54a’与储料室68’连通。直径减小的下端54b’延伸穿过外壳下端52b’。
滑阀(spool)57’定位于室54’内用于沿着轴线X’-X’移动。除了直径减小的部分76’以外，滑阀57’加工成与室54’紧公差配合。室54’和直径减小部分76’的相对表面限定了由上面和下面的O型圈74’、62’密封的环形室76a’。直径减小的销55’从滑阀57’的下端延伸穿过下开口54b’。滑阀57’通过朝向下端52b’并且抵抗围绕销55’的弹簧60’的偏置而移动，从而沿着轴线X’-X’从阻挡位置(如图3所示)移动到打开位置。
参照图3，外壳52’具有适合与图1中的气动管道44’连接的进入端口56’。外壳52’进一步包括用于与图1中的出口气动管道51’连接的排出端口58’。
端口56’和58’通过主气动通道相连接，该通道包括从进入端口56’开始延伸的部分56a’和从排除端口58’开始延伸的部分58a’。这两个部分56a’和58a’与室54’连通，但二者彼此轴向偏置，如图3所示。
当在图3的关闭位置时，滑阀57’与第一气动通道部分56a’相对，并且通道部分56a’位于O型圈62’和64’之间。结果，在第一气动通道部分56a’内的加压流体不能驱动滑阀57’抵抗弹簧60’的偏置而移动。在打开位置，滑阀57’抵抗弹簧60’的偏置(正如将要描述的那样)而移动至气动通道部分56a’和58a’都与环形室76a’连通的位置。
辅助流动通道66’从第一气动部分56a’延伸到储料室68’。过滤器72’(图3)与辅助流动通道66’接合以阻止气体流入储料室68’中。
过滤器72’由烧结的金属或烧结的陶瓷材料制成。过滤器72’的多孔特性延迟了充满储料室68’的加压气体流动，由此延迟了抵靠上面的O型圈74’的压力的形成。在这样的延迟出现以后，储料室68’内的压力足以用来抵抗O型圈74’从而驱使滑阀57’抵抗弹簧60’的偏置而到达打开位置。在打开位置上，环形室76a’连接第一和第二部分56a’和58a’，从而打开端口56’和58’之间的主气动通道。这样就使得加压气体可以流动到启动头14’。
正如现有技术中所公知的，由延迟装置50’产生的延迟量随着过滤器72’的选择而变化。在灭火系统中，所希望的延迟量根据用于系统10’的具体用途可以在10至20秒或更长时间之间变化。
由于增加了扩大的储料室腔体而增加了额外的时间延迟，还可以改变现有技术的机械式延迟器50’的设计以增加额外的延迟。这种腔体68a’在图2中表示为与室68’流体流动连通，由此增加了储料室的容积。
在设计特定的延迟装置时可确定室68’的容积，以通过所需的量来增加或减少延迟量。此外，可以通过选择过滤器的空隙率来改变延迟量。但是，一旦已选择了过滤器的设计并且一旦已选择了室68’和68a’的容积，就很少有机会改变具体的现有技术的装置10’的延迟时间。
虽然现有技术的延迟装置10’对于增加气动系统延迟是很有用，但是这种设计的某些特征导致了不能精确控制由现有技术装置10’提供的延迟量。例如，烧结的过滤器72’和弹簧60’的制造公差以及所有内部腔体和通道、O型圈和其它组件的尺寸可导致所制造的现有技术装置的各自实际的延迟时间不同，尽管它们都设计成具有理想的延迟时间。另外，可调的时间延迟产生了适用于更广范围所需时间延迟用途的单独设计。
本发明的目的是提供一种允许更一致和可靠的时间延迟的设计，其允许对时间延迟进行调节。
发明内容
根据本发明的优选实施方案，公开了一种机械式时间延迟装置，其用于在连接加压气体源的气动入口和气动出口间产生时间延迟。时间延迟装置包括从入口至出口的主气动流动通道。可移动的门与主气动流动通道连接并且在打开位置和关闭位置间可移动。该门由偏置力驱动到关闭位置。在关闭位置处，该门设置成阻止气流通过主气动流动通道。在打开位置处，该门允许这种流动。时间延迟装置进一步包括与门连通的储料室，用于当气压超过临界值时使储料室内的气压驱动门抵抗偏置力而移动至打开位置。辅助气动流动通道从入口延伸到储料室。设置调节机构用于调节储料室的内部容积以便调节进入储料室的气体超过临界压力所需的时间量。本发明进一步包括包含该时间延迟装置的灭火系统。
附图说明
图1为具有时间延迟装置的灭火系统的示意图；
图2为现有技术的时间延迟装置的侧视图；
图3为相对于图2旋转90度的现有技术的时间延迟装置的侧视图；
图4为以与图2相似的截面截取的与图2相似的视图，并表示根据本发明的时间延迟装置；
图5为与图3相似地截取的视图，并表示根据本发明的时间延迟装置；
图6为在关闭位置的本发明的时间延迟装置的示意图；和
图7为在打开位置的本发明的时间延迟装置的示意图。
优选实施方案
现在参照各附图，其中相同的部件自始至终由相同的数字表示，现在将提供本发明优选实施方案的说明。在优选的实施方案中，本发明被设置成用于启动灭火系统。然而，可以理解的是，本发明广泛适用于各种用途，其包括车辆、建筑物或其它结构。在优选的实施方案中，本发明的延迟装置50是在图1的灭火系统10中的时间延迟装置TDA。
已经对图1至图3的视图进行了描述，其中图2和图3示出了现有技术的时间延迟装置。与现有技术的元件相同的本发明的元件使用去除了撇号(apostrophe)的类似数字表示以区别不同的实施方案。在前描述的现有技术在此引入作为参考。
与现有技术的装置50’类似，本发明的装置50(在图4和图5中示出并在图6和图7中示意生地表示)包括具有上端和下端52a和52b的外壳52。中空的端盖70通过由71示意性表示的螺纹拧入孔63中。
盖70限定了储料室68。O型圈65抵靠外壳52密封储料室68。装置50的储料室68相对于现有技术的装置50’的储料室68’放大显示。可以理解的是，储料室68可以与腔68’容积相同。
与在现有技术的装置50’中相同，改进的时间延迟装置50具有位于室54内沿着轴线X-X移动的滑阀57。室54的上端54a与储料室68连通。直径减小的下端54b延伸穿过外壳的下端52b。滑阀57下部的销55延申穿过下开口54b。围绕销55的弹簧60产生偏置力以促使滑阀57朝向外壳50的上端52a移动。
与现有技术中相同，外壳52具有入口端口56和出口端口58，用于分别连接图1的气动管路44’和51’。端口56和58由包括分别从端口56和58延伸的第一和第二部分56a和58a的主气动通道连接。气动通道部分56a和58a轴向偏置并与室54连通。
当位于图4和图5的关闭位置时，第一气动通道部分56a与滑阀57相对并且通过O型圈62和64与环形室76a密封。在打开位置，滑阀57抵抗弹簧60的偏置而移动至气动通道部分56a和58a都与环形室76a连通的位置。
辅助流动通道66(图5)从第一气动部分56a延伸到储料室68。过滤器72与辅助流动通道66接合以阻止气体流入到储料室68中。与现有技术中相同，过滤器72由烧结的金属或者烧结的陶瓷材料制成，并且过滤器72的多孔性延迟了填充储料室68的加压气体的流动，由此延迟了抵抗上面的O型圈74的压力形成。
在这样的延迟出现以后，储料室68内的压力达到临界压力而足以用来抵抗O型圈74以促使滑阀57抵抗弹簧60的偏置而到达打开位置。在滑阀57位于打开位置时，环形室76a连接第一和第二部分56a和58a，从而打开端口56和58之间的主气动通道。这样就允许加压气体流动到启动头14。
可以理解的是，如此描述的装置50说明在结构和功能上与现有技术的装置50’相同。此外，与现有技术的装置相同，本发明的时间延迟装置50可包括增大的储料室68a(图4)，用于增加储料室68的容积并进一步增加装置50的时间延迟。
本发明的时间延迟装置50包括了一种用于调节制造后装置50的时间延迟量的超越现有技术的改进。
如图4所示，装置50包括增大的室80，其通过管道83与储料室68a连接并由此与滑阀57的上端连通。由于室80直接与室68和68a连接，所以它有效地成为了储料室68的扩展(如图6和图7中所示意性表示的)。
活塞82容纳于室80内。活塞82具有与室80的壁螺纹接合的活塞头84。结果，通过将螺丝刀或类似物转动到在活塞头84的外表面中形成的凹槽87中，可以调节轴向地位于室80内的活塞82的位置。
活塞82的轴86延伸穿过室80(和穿过外壳52中的孔81并进入室68a中)以引导活塞82在室80内的定位和对准。利用O型圈88将活塞头84抵靠外壳52密封。
在用于特定应用的设计中，选择室68、68a和80以具有组合体积，其与烧结的过滤器72的选择一起赋予装置50额定的或所期望的时间延迟。在计算68、68a和80的容积时，室80的容积的计算可以通过假设活塞头54的位置位于室80的中间位置(例如中间)而进行。
在制造装置50之后，通过记录在入口56处应用加压气体和通过出口58释放加压气体之间的时间延迟，可以测量装置50的实际时间延迟。用于特定单元的实际时间延迟可以与其额定时间延迟相比较。
如果需要进一步的时间延迟，则可以向外拧活塞82以增大室80的容积并且增加额外的时间延迟。可选择的是，可以进一步将活塞82拧入室80中以减小室80的容积，由此减少装置50的时间延迟量。
作为本发明改进的结果，通过制造后在室80内调节活塞82的位置，可以消除时间延迟的可变性(其可能在制造过程中出现)。虽然这种调节在现场进行，但是目前优选的是，将此调节作为制造工艺的最后步骤进行。在此调节后，可以密封或者保护外壳52的下端52b以确保在该调节后活塞82在室80内的固定定位。
已经在优选的实施方案中说明了本发明的目的是如何实现的。所公开的原理的改变及其等同物也包括在权利要求的范围内。