專利名稱：自調(diào)節(jié)惰性氣體滅火系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于保護(hù)諸如計算機(jī)設(shè)備房之類的區(qū)域或房間免受危險、特別 是火災(zāi)的惰性氣體危險抑制組件。更具體地說，本發(fā)明涉及這樣的系統(tǒng)以及構(gòu) 成為其一部分的壓力調(diào)節(jié)惰性氣體閥，在所述系統(tǒng)中，使用多個高壓惰性氣體瓶，且每個氣瓶設(shè)有一閥單元，所述閥單元可工作以在輸送氣體的大部分時間 內(nèi)以大體恒定的壓力輸送相對較低壓力的惰性氣體，從而提供有效的危險抑 制，而無需現(xiàn)有技術(shù)的惰性氣體危險抑制系統(tǒng)通常所需要的高壓氣體處理和分 配設(shè)備或壓力降低孔板。各閥單元包括將閥單元偏壓向允許氣體流動的打開位 置的彈簧組件以及氣體流動調(diào)節(jié)回路，該調(diào)節(jié)回路在氣體輸送循環(huán)的大部分時 間內(nèi)將氣體壓力保持在大致所要的輸出壓力作用。
背景技術(shù)：
人們一直采用危險抑制系統(tǒng)來保護(hù)諸如計算機(jī)機(jī)房之類的安置有貴重設(shè)備 或部件的房間或區(qū)域。傳統(tǒng)上，這些系統(tǒng)采用一種或多種鹵代烷〔哈龍〕抑爆 劑。這些鹵代垸抑爆劑從危險抑制的角度來看是很理想的，亦即它們能十分快 速地抑制危險，可以相對較低的壓力來存放，并且所需的抑制劑量相對較少。不過，近年來鹵代垸對環(huán)境的不利影響變得更加明顯并引起了相當(dāng)大的關(guān) 注。實際上，這些問題是很重要的，許多政府機(jī)關(guān)已禁止繼續(xù)使用鹵代垸。例 如在歐洲，即便現(xiàn)有的鹵代烷系統(tǒng)也要用使用其它惰性氣體(如氮氣、氬氣、 二氧化碳及其混合物)的系統(tǒng)來更換。在使用鹵代烷為抑爆劑的示例性歐洲滅火系統(tǒng)中，標(biāo)稱容量為150升的、 充有液態(tài)鹵代垸的容器估計可保護(hù)大致17,000立方英尺的容積。鹵代烷系統(tǒng)
的整個管系需要不超過40號壁厚規(guī)格管。當(dāng)想要用惰性氣體系統(tǒng)來替代卣代 垸設(shè)備，或者在使用惰性氣體的新設(shè)備中，相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)就要求有充足的惰性氣 體輸送到預(yù)定的要保護(hù)的區(qū)域，以使惰性氣體占據(jù)房間容積的大致40%。這就將房間內(nèi)的氧含量降低到大約10—15%的水平，從而使燃燒缺乏氧氣。必 須將至少95%的需要量的惰性氣體在60秒的時間內(nèi)輸送到所要保護(hù)的房間。 與此同時，較佳的是應(yīng)對惰性氣體加以選擇，以使在輸送氣體后人們可以該房 間中待上長達(dá)五分鐘的時間。當(dāng)歐洲的惰性氣體滅火系統(tǒng)構(gòu)造成替代先前的卣代烷系統(tǒng)或作為新的設(shè) 備、且可等效于上述的示例性17,000立方英尺鹵代烷保護(hù)系統(tǒng)時，該系統(tǒng)將 需要IO個高壓惰性氣體容器來替代單個鹵代烷容器。與鹵代烷系統(tǒng)所需要的 存儲容器相比，之所以在惰性氣體滅火系統(tǒng)需要多得多的惰性氣體存儲容器， 是因為每一惰性氣體容器必須具有明顯增大的壁厚，因而實際的容積就明顯要小得多。例如， 一典型的80升的惰性氣體瓶的壁厚約為16毫米，直徑約25 厘米，長約190厘米。在該情況下，該示例的單個150升的鹵代烷容器將具有 40厘米的直徑和IOO厘米的長度。因此顯然，對于特定的設(shè)備而言，與所需 要的鹵代垸容器的數(shù)量相比，需要IO倍之多的惰性氣體容器，所以惰性氣體 容器所需的空間要大得多。因為與傳統(tǒng)的鹵代烷存儲容器中低得多的5巴的壓力相比，是以很高的壓 力(例如300巴)作為氣體而非液體狀態(tài)來存儲惰性氣體的，所以必須設(shè)置連 接到所有惰性氣體瓶歧管，所述歧管能承受從存儲氣瓶中同時釋放高壓氣體， 以將氣體引導(dǎo)到滅火系統(tǒng)的管系分配系統(tǒng)。歧管必須至少為160號壁厚規(guī)格的 管系以適應(yīng)高壓。在歧管的端部處設(shè)有壓力降低孔，所述端部也必須能承受 300巴的惰性氣體壓力。因此，在利用高壓惰性氣體對現(xiàn)有的鹵代烷系統(tǒng)進(jìn)行改型的時候，不僅如 上所述地需要明顯增多的抑爆劑存儲容器，而且還需要連接到所有存儲氣瓶 的、160號壁厚規(guī)格歧管，并且與高壓孔板結(jié)合以將氣體壓力降低到現(xiàn)有的40 號壁厚規(guī)格的管可以處理的壓力水平。所需的160號壁厚規(guī)格的管顯然比40 號壁厚規(guī)格的管要昂貴得多，并且每個惰性氣體容器需要大致0.3米的160號 壁厚規(guī)格的管。類似地，在新裝設(shè)備中也有相同的要求。 因此，在本技術(shù)領(lǐng)域中存在著確實未被滿足的、改進(jìn)危險抑制系統(tǒng)的需要， 所想要的系統(tǒng)要能夠?qū)F(xiàn)有的鹵代垸系統(tǒng)管系(或在新系統(tǒng)情況下利用成本低 廉的總體低壓的管系)用于相對低壓的非鹵代垸惰性抑制氣體，并同時具有快 速抑制危險所要求的性能特性。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明克服了上面概要所述的問題并提供一種改進(jìn)的危險抑制系統(tǒng)，該系 統(tǒng)能通過與專門設(shè)計的安裝于氣瓶的排放閥一起使用相對較低壓力的惰性氣 體瓶來有效地抑制諸如火災(zāi)之類的危險，所述排放閥能在氣體輸送的大部分時 間中以大體恒定的壓力水平輸送氣體。以這種方式，就可以使用現(xiàn)有的設(shè)計為 用于鹵代烷抑爆劑的管道系統(tǒng)，或者在建立新系統(tǒng)的情況下，可以采用相對成 本低廉的管系和分配硬件。在現(xiàn)有技術(shù)的采用高壓降低孔板的高壓惰性氣體系統(tǒng)中，從存儲氣瓶中釋 放出氣體以從歧管貫穿孔板排放，這會造成很高的初始?xì)怏w流率，且該很高的 初始?xì)怏w流率快速地下降到很低的氣體流率。作為流入保護(hù)區(qū)域的惰性氣體的 初始高排放流率的輔助設(shè)置，房間的通氣口必須提供充足的面積以適應(yīng)初始的 氣體流動。在本示例中，氣體排放速率的放慢允許設(shè)置縮小接近30%流動面 積的通氣面積。一般來說，根據(jù)本發(fā)明的用于在房間或類似區(qū)域中抑制危險(例如通常為 火災(zāi))的危險抑制系統(tǒng)包括多個加壓氣體瓶，各加壓氣體瓶包括危險抑制氣體 供應(yīng)源并設(shè)有與各所述氣瓶可工作地相連的閥單元。分配組件與安裝于氣瓶的 閥單元相連以將氣體輸送到被保護(hù)的房間或類似的區(qū)域。各閥單元具有闊體， 所述閥體設(shè)有適于與加壓氣體源(亦即對總的抑制系統(tǒng)而言為氣瓶)相連的入 口和適于與限制氣流接受裝置(在整個系統(tǒng)中為分配組件)相連的出口。此外， 其中設(shè)有通道的可移動閥件位于閥體的所述入口和出口之間，并可在阻塞氣流 的關(guān)閉位置和允許氣體從所述氣體源流到所述接受裝置的打開位置之間移動。各閥單元設(shè)有彈簧，所述彈簧與可移動的閥件可工作地相連以將閥件偏壓向閥單元的打開位置。此外，分開的第一和第二工作表面區(qū)域形成閥件的一部 分，所述第一區(qū)域暴露于加壓氣體，而所述第二區(qū)域則暴露于穿過閥件通道的 加壓氣體。這些第一和第二表面區(qū)域相對閥體定向、并相關(guān)地設(shè)置成在一般情 況下抵抗彈簧的偏壓而將閥件保持在其關(guān)閉位置。閥單元設(shè)計成設(shè)有氣體調(diào)節(jié) 室，所述氣體調(diào)節(jié)室形成在第二表面區(qū)域的至少一部分和閥體的相鄰部分之 間。此外，在閥體中形成氣體調(diào)節(jié)通路，并且該氣體調(diào)節(jié)通路與閥單元出口和 氣體調(diào)節(jié)室連通。致動器與氣體調(diào)節(jié)通路可工作地相連以在一般情況下阻塞閥 單元出口與氣體調(diào)節(jié)室之間的連通，所述致動器在致動時可工作以打開所述通 路，并藉此通過所述通路從所述調(diào)節(jié)室排出氣體，以降低氣體調(diào)節(jié)室內(nèi)的氣體 壓力并使所述閥件在施加在第一表面區(qū)域上的氣體壓力的作用下移動到其打 開位置。在通路中設(shè)置氣流限制裝置，該氣體限制裝置可工作以基本上限制氣 體調(diào)節(jié)室與通路之間的氣體流率?？梢苿娱y件的第一和第二表面區(qū)域、調(diào)節(jié)室、 調(diào)節(jié)氣流通路以及彈簧相關(guān)地設(shè)置成在氣體從氣體源流到接受裝置的大部分時間內(nèi)以大體恒定的壓力將氣體從氣體源輸送到接受裝置。這是通過使氣體通 過氣體調(diào)節(jié)通路反復(fù)地流入和流出調(diào)節(jié)室來實現(xiàn)的。該完整的危險抑制系統(tǒng)一般還包括傳感器組件，該傳感器組件可工作以感知被保護(hù)房間或類似區(qū)域內(nèi)的危險并響應(yīng)其而致動各閥單元的致動器。在滅火系統(tǒng)的情況下，傳感器通常呈感煙探測器的形式。它將與控制導(dǎo)引氣體(pilot gas)源的電磁閥電氣連接。當(dāng)感知到著火時，電磁閥打開以允許導(dǎo)引氣體流 入閥單元以致動閥單元。以標(biāo)稱300巴的壓力存儲的氣瓶內(nèi)的氣體壓力通過相應(yīng)的調(diào)節(jié)閥以約20 至50巴的恒定壓力和相對較為恒定的流率釋放。盡管控制釋放壓力和流率相 對較低，但本發(fā)明的系統(tǒng)仍能在規(guī)定的時限內(nèi)將充足的抑制氣體供應(yīng)到被保護(hù) 的區(qū)域。這樣的方案在經(jīng)濟(jì)性方面具有明顯的優(yōu)點。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的危險抑制系統(tǒng)的示意圖，該系統(tǒng)所示為保護(hù)計算機(jī)機(jī) 房或類似空間的配置；圖2是根據(jù)本發(fā)明的、裝設(shè)有閥單元的惰性氣體瓶的局部立體圖； 圖3是較佳的閥單元的俯視圖； 圖4是較佳的閥單元的側(cè)視圖 圖5是沿著圖3的線5 — 5截取的豎向剖視圖，示出了較佳閥單元的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)；圖6是沿著圖5的線6 — 6截取的剖視圖； 圖7是沿著圖5的線7 — 7截取的剖視圖； 圖8是沿著圖5的線8 — 8截取的剖視圖；圖9是與圖5相似的豎向剖視圖，但示出閥單元處于其打開的排放位置；圖10是沿著圖9的線10—10截取的剖視圖；圖11是形成較佳的閥單元的一部分的閥體一部分的局部剖視圖；圖12是示出傳統(tǒng)的、不經(jīng)調(diào)節(jié)的閥單元在排放高壓惰性氣體過程中的壓力 衰減特性的壓力一時間曲線圖；圖13是示出在相對較低壓力的惰性氣體的排放過程中用根據(jù)本發(fā)明的閥 單元獲得的典型壓力波形的壓力一時間曲線圖；以及圖14是示出較佳閥單元的操作的流程圖。
具體實施方式
現(xiàn)請參見附圖，在圖1中示意地示出了危險抑制系統(tǒng)20。系統(tǒng)20設(shè)計成 保護(hù)可能安置有計算機(jī)設(shè)備或其它貴重設(shè)備的封閉房間22。 一般來說，系統(tǒng) 20包括多個高壓惰性氣體瓶24，每個氣瓶都裝有一閥單元26。每個閥單元26 通過管道28連接到歧管組件30。如圖所示，組件30延伸到房間22中并裝有 多個噴嘴32用于將惰性氣體輸送入房間22以抑制危險。組成系統(tǒng)30的管系 可以是傳統(tǒng)的40號壁厚規(guī)格的管子，這與這種類型的現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)所要求的 重型的160號壁厚規(guī)格的歧管和壓力降低孔板截然不同。整個系統(tǒng)20還包括 危險探測器34，所述危險探測器34通過電纜36連接到電磁閥38。電磁閥38 可工作地連接到通常容納加壓的氮氣或其它合適導(dǎo)引氣體的小氣瓶40中。閥 38的出口呈導(dǎo)引管線42的形式，該導(dǎo)引管線42串聯(lián)地連接到各個閥單元26。 如圖1所示，諸氣瓶24可以放置在相鄰的房間或房間22附近的存儲區(qū)域44 中。圖2示出了一個氣瓶24，該氣瓶24—般是厚壁的直立金屬瓶，并具有出 口頸部46。氣瓶內(nèi)的惰性氣體(通常為氮氣、氬氣、二氧化碳和/其混合物) 處于相對較高的壓力下，大約為150 — 300巴，較佳的是大致為300巴。閥單 元26螺紋連接于頸部46 (參見圖5)，并包括支承致動器50的直立閥體48、 壓力計52以及破裂片組件54，此外，閥單元還包括位于內(nèi)部的可移動的活塞 型密封件56 (參見圖5)。如下文將更加完整地說明的那樣，閥單元26設(shè)計 成，在氣體從氣瓶流出的大部分時間中，將惰性氣體以低于相關(guān)氣瓶內(nèi)壓力的 一大體恒定的壓力從氣瓶24輸送到歧管組件30。更具體地說，閥體48為管狀設(shè)計，并具有可被頸部46螺旋接納的外部帶 螺紋的管狀入口 58、適于連接與管道26的排放口 60、鄰接排放口 60的通氣 口 61以及階梯形通孔62,該通孔62與口 58、 60以及61連通。通孔62從底 部到頂部依次設(shè)有(參見圖5)環(huán)形密封脊部66、徑向加大區(qū)域68、環(huán)形肩 部70、環(huán)形減壓區(qū)、肩部74以及螺紋76，并通向腔室64。閥體48還設(shè)有延伸部分78，該延伸部分設(shè)有用來接納致動器50的內(nèi)端的 孔80。為此，在孔80內(nèi)設(shè)置O形圈82以及用于在其中保持致動器50的螺栓 連接器84。如圖6中最清楚地示出的， 一對通道86和88與孔80連通。通道 86從孔80延伸成與排放口 60連通(圖11)?？?8是盲孔但與延伸到接納插 塞93的螺紋孔92的通路90連通。構(gòu)成總的致動器50的一部分的傳統(tǒng)Shrader 閥94安置在通道內(nèi)并且通常相對通路卯進(jìn)行阻塞。閥94包括最上的致動銷 96。另一通路95設(shè)置成從開口 92延伸到減壓區(qū)72。閥體48還包括適于接納壓力計52的連接端的螺紋孔98?？?8容納Shrader 閥99，當(dāng)安置了壓力計52時該閥99處于總是打開的狀態(tài)?？?3還與另一螺 紋孔100連通，該孔100接納破裂片組件54。傳感孔102設(shè)置在閥體48內(nèi)， 并從孔98延伸到入口 58，從而致使氣瓶24內(nèi)的壓力與壓力計52以及孔100 連通。組件54包括帶有螺紋的、稍呈T形的零件104，且該零件104設(shè)有在孔 100中的減壓通路105。零件100的內(nèi)側(cè)端包括傳統(tǒng)的圓拱形破裂片106，該 破裂片106通常阻塞住減壓通路105。不過，將會認(rèn)同的是，如果氣瓶24經(jīng) 受過壓狀態(tài)，它就會與傳感孔102連通并用于使破裂片106破裂，這就立即使 氣瓶可通過通路105放氣。致動器50包括致動器主體108、致動器蓋110以及內(nèi)部的可移動活塞112。
主體108設(shè)有安置在孔80內(nèi)的最下部的頸縮部分114和設(shè)有內(nèi)側(cè)徑向擴(kuò)脹的 區(qū)域117的中心孔116。通氣通道118與孔116連通，如圖所示。主體108在 120處設(shè)有內(nèi)螺紋。蓋110旋入主體108的上端，并設(shè)有活塞室122以及橫穿 通路124，后者接納導(dǎo)引管線42，如圖6所示?；钊?12橫截面大體呈T形， 設(shè)有后部(latterly)延伸的柄126和外活塞頭128。柄126帶有密封圈130和 位置保持件132，后者伸入?yún)^(qū)域117以限制活塞112的活動范圍?；钊^128 也帶有密封圈B4。柄126的內(nèi)惻端構(gòu)造成接合Shrader閥的致動銷96的上端， 如下文所述的那樣。密封件56設(shè)置在閥體48內(nèi)并在閥單元26工作的過程中在閥體48中有選 擇地移動。參見圖5，密封件56包括從底部到頂部包括四個主要的部件，亦 即活塞密封保持件136、底部插入件138、內(nèi)本體段140以及上方的外本體段 142。活塞密封保持件136包括與孔62相面對的下段144以及環(huán)形肋146。在下 段144與肋146之間設(shè)有密封圈148。穿過保持件136設(shè)置一組孔149，這些 孔149合并以形成貫通通路149a。底部插入件138呈設(shè)有徑向向外伸出的上 凸緣150的環(huán)形體的形式，所述凸緣150鄰接閥體48的肩部70。插入件帶有 周邊密封圈152。內(nèi)本體段140螺紋連接于保持件136的向上凸伸段，并支承 一組豎向間隔開的密封圈154—158。此外，內(nèi)本體段140有一對豎向間隔開 的凸緣狀的節(jié)段160、 161和設(shè)有內(nèi)螺紋孔162的上端。內(nèi)本體段140的中心 通道164與通路149a連通?？?166從通道164延伸到恰好位于凸緣節(jié)段160 上方的一部位，另一上口 168從通道164延伸到恰好凸緣節(jié)段161附近的一位 置。平頭螺絲169設(shè)置在口 168內(nèi)，并用于使氣體能從通道164穿過其緩慢地 通過，并同時阻塞流入通道164的反向流動。外本體段142呈管狀結(jié)構(gòu)，并旋入閥體螺紋76以保持固定不動。外本體段 142設(shè)有中心通孔165，該中心通孔165接納內(nèi)本體段140和外密封圈170、 172。還將看到的是，外本體段142設(shè)有一對肩部174、 176，并具有與減壓區(qū) 域72連通的側(cè)向通道178。內(nèi)、外本體段140、 142的互補設(shè)計形成一對環(huán)形腔室，這對環(huán)形腔室對于 閥單元24的操作是很重要的。因此，在凸緣節(jié)段160的上表面與肩部174之
間設(shè)有均衡室180，在凸緣節(jié)段161的上表面與肩部176之間形成調(diào)節(jié)腔室 182。密封件56的可移動節(jié)段(亦即活塞密封保持件136和互連的內(nèi)本體段140) 通過位于彈簧腔室64中的彈簧組件184來支承。具體來說，波狀彈簧186安 置在該腔室內(nèi)，并且其上端設(shè)有環(huán)形保持盤188，所述盤形保持盤188帶有周 邊密封圈190。安置在墊圈194上的螺栓192向下延伸穿過盤188并可螺紋接 納在孔162內(nèi)。將會理解的是，彈簧組件184用來向上推壓或偏壓保持件136 和內(nèi)本體段140 (如圖5所示)，也就是朝向閥單元26的閥打開位置。操作應(yīng)予理解的是，閥單元26通常處于其靜止待命的閥關(guān)閉位置，如圖5 — 8 所示。在這種狀態(tài)下，密封件56如圖5所示地向下移動，以使密封圈148與 脊部66密封接合。這是通過密封保持件136所提供的第一工作表面區(qū)域Sl、 均衡室有效表面區(qū)域S2E (參見圖8， S2E是凸緣160表面的露出部分)和調(diào) 節(jié)室并效表面區(qū)域S2M (參見圖7， S2M是凸緣161的露出表面)之和所提 供的第二工作區(qū)域S2與彈簧組件184所施加的力之間的相互關(guān)系來實現(xiàn)的。 也就是說，當(dāng)閥單元26處于關(guān)閉的靜止位置時，以來自氣瓶24的壓力的形式 施加在密封件56上的一閥打開力通過入口 58施加在工作表面區(qū)域S1上，并 且還有彈簧組件184的作用。不過，通過使加壓氣體經(jīng)由通路149a、通路164 以及孔166、 168穿過閥件分別流到均衡和調(diào)節(jié)室180、 182，該打開力被施加 在工作表面S2 (S2E和S2M之和)上的閥關(guān)閉力抵消和超過。將會理解的是， 在這方面，孔168內(nèi)的平頭螺絲允許氣體緩慢地通過孔168，同時基本上阻止 氣體從調(diào)節(jié)室182快速地逆流回到通道164。在閥關(guān)閉位置，致動器50 (圖6)處于其待命狀態(tài)，也就是說，活塞112 是升高的，并且Shmder閥94阻塞穿過通路90的流動?，F(xiàn)將描述在危險抑制過程中系統(tǒng)22的操作。在這里所討論的內(nèi)容中，將參 照該系統(tǒng)的具體部件并參照圖14，圖14是系統(tǒng)操作的流程圖，它用來便于更 好地理解本發(fā)明。當(dāng)出現(xiàn)諸如房間22中著火之類的危險狀況時，傳感器34 (例如感煙探測
器)工作(步驟196)并向電磁閥38 (步驟198)發(fā)送打開信號。然后，壓縮 氣體(通常為氮氣)通過導(dǎo)引管線42 (步驟200)致動分別連接到相應(yīng)氣瓶 24的各個閥單元26 (步驟202)。現(xiàn)參見圖10，當(dāng)引導(dǎo)導(dǎo)引氣體穿過管線42 時，活塞112向下移動以使其內(nèi)側(cè)平頭端接合Shrader閥94的致動銷％并致 使其移動。結(jié)果，通路90打開。當(dāng)通路卯打開后，氣流從調(diào)節(jié)室182流入并 穿過由環(huán)形減壓區(qū)域72、通路95、孔92以及通路90組成的調(diào)節(jié)通路并流到 排放口60 (步驟204)。此時，氣體壓力在表面區(qū)域S1上所施加和彈簧組件 184所施加的閥打開力足以將密封件56移動到如圖9一10所示的閥打開位置。 因此，氣體就從氣瓶24從入口 58流出并穿過排放口 60、管道28、歧管30 和噴嘴32 (步驟206)。如前所述，現(xiàn)有技術(shù)排放閥在高壓危險抑制系統(tǒng)環(huán)境中的一個問題是這種 閥會呈現(xiàn)明顯的壓力衰減圖形，如圖12所示。該特性衰減圖形會由于氣體的 高壓(約為200巴或大致3000磅/平方英寸)而導(dǎo)致惰性氣體輸送的初始"爆 發(fā)"，且在剩余氣體的排放過程中壓力呈指數(shù)函數(shù)地下降。盡管這些現(xiàn)有技術(shù) 的系統(tǒng)能在危險抑制時限內(nèi)輸送足夠體積的惰性氣體，但使用高壓氣瓶必定會 造成在管系和相關(guān)的氣體處理和分配硬件方面成本相當(dāng)昂貴。本發(fā)明克服了這個問題，本發(fā)明的總體壓力波形如圖13所示，亦即在閥單 元26排放氣體大部分時間(至少約50%，更佳的是至少約75%)內(nèi)，以低于 氣瓶24內(nèi)氣體壓力且大體恒定的壓力來輸送氣體。這種類型的壓力波形使氣 體能以低得多的惰性氣體壓力釋放，所述壓力大致為約10巴到約100巴，或 者大致150磅/平方英尺到1500磅/平方英尺，結(jié)果就可以使用價格低廉的 氣體處理和分配設(shè)備，且這些設(shè)備經(jīng)常是迄今還采用鹵代垸作為抑爆劑的系統(tǒng) 中所現(xiàn)有的設(shè)備。在較佳的系統(tǒng)中，釋放壓力約為50巴。具體地說，當(dāng)氣體從氣瓶24初始地輸送到排放口 60時，在閥單元內(nèi)產(chǎn)生 背壓，致使來自氣瓶的氣體通過上述包括通路90、孔92、通路95、減壓區(qū)域 72的調(diào)節(jié)通路回流并流入調(diào)節(jié)室182。這用來朝向閥單元的關(guān)閉位置移回密封 件56。這又對來自氣瓶24的氣流產(chǎn)生限制，這樣的情況繼續(xù)發(fā)生直至排放口 60內(nèi)的壓力降低為止。這時，來自調(diào)節(jié)室182的氣體沿著所述的調(diào)節(jié)通路流 到排放口。這種沿著調(diào)節(jié)通路的來回流動方式在氣體從氣瓶24流出的大部分
時間中反復(fù)進(jìn)行。結(jié)果，就對來自氣瓶24的氣體流動進(jìn)行了壓力調(diào)節(jié)，從而產(chǎn)生圖13所示波形的大體水平的部分。在從氣瓶24的氣體排放要結(jié)束時，由 組件184所施加的彈簧力變得比施加在均衡室和調(diào)節(jié)室中的力之和大，從而彈 簧就變成在閩單元中唯一進(jìn)行工作的部件，且所述閥單元保持打開直至氣體完 全排放為止。將會理解的是，在這個方面，盡管圖13示出基本呈直線的恒定 壓力狀態(tài)且在氣體排放結(jié)束時有快速的壓力降低，但實際上，波形會呈現(xiàn)大體 在直線的直線段周圍的波動。圖14在虛線框208中以邏輯圖的形式示出了單元26的調(diào)節(jié)操作。這樣， 在步驟210中，如果氣瓶力(亦即氣瓶氣體施加在表面區(qū)域Sl上的力)加上 彈簧力(亦即彈簧組件184所施加的力)等于在均衡室和調(diào)節(jié)室180、 182中 在第二表面區(qū)域S2 (S2E和S2M表面區(qū)域之和)上所施加的對抗力，系統(tǒng)就 平衡了 (步驟212)。如果氣瓶力加上彈簧組件力小于對抗力(步驟214)， 則密封件就朝向其閥關(guān)閉位置移動(步驟216)，以限制氣體從氣瓶流出。如 果氣瓶力加上彈簧力大于對抗力(步驟218)，那么密封件就朝向閥打開位置 移動(步驟220)。通過有效地確定氣瓶力、彈簧力和對抗力繼續(xù)進(jìn)行這種調(diào) 節(jié)操作(步驟222)，直至在步驟218中彈簧力大于通過均衡室和調(diào)節(jié)室(步 驟224)施加的對抗力為止。此時，彈簧組件完全伸展(步驟226)，這大體 對應(yīng)于圖13波形的指向下的"膝"部分。這就完成了系統(tǒng)的操作(步驟228)。
權(quán)利要求
1.一種閥單元(26)，具有閥體(48)，所述閥體設(shè)有適于與加壓氣體源(24)相連的入口(58)和適于與氣流接受裝置(30)相連的出口(60)；可移動的閥件(56)，所述閥件(56)位于所述入口(58)和所述出口(60)之間的所述閥體(48)內(nèi)，并可在阻塞氣體流動的關(guān)閉位置和允許氣體從所述氣體源(24)流到所述接受裝置(30)的打開位置之間移動；彈簧(186)，所述彈簧(186)與所述閥件(56)可工作地相連并將閥件偏壓向其打開位置；形成所述閥件(56)的一部分的第一和第二工作表面區(qū)域(S1，S2)，所述第一表面(S1)暴露于來自所述氣體源(24)的加壓氣體且所述閥件(48)在一般情況下抵抗所述彈簧的偏壓保持所述關(guān)閉位置，設(shè)有形成在所述第二工作表面(S2)的至少一部分和所述閥體(48)的相鄰部分之間的調(diào)節(jié)室(182)，以及使所述氣體源(24)與所述調(diào)節(jié)室(182)連通的通路(168)致動器(50)，所述致動器在致動時使氣體源(24)的加壓氣體流入及流出所述所述調(diào)節(jié)室(182)所述通路(168)設(shè)有氣流限制裝置(169)，可工作以限制所述氣體源(24)和所述調(diào)節(jié)室(182)之間的氣體流率，所述第一和第二工作表面(S1，S2)、調(diào)節(jié)室(182)以及彈簧(186)相關(guān)地設(shè)置成當(dāng)所述閥件(56)移動到其打開位置時，通過使氣體流入和流出所述調(diào)節(jié)室(182)，在氣體從所述氣體源(24)流到所述接受裝置(30)的大部分時間內(nèi)，以1Mpa到10Mpa(10-100巴)之間的壓力將所述氣體從所述氣體源(24)輸送到所述接受裝置(30)。
2. 如權(quán)利要求1所述的閥單元，其特征在于，包括與所述加壓氣體源(24) 連通的氣體均衡室(180)。
3. 如權(quán)利要求2所述的閥單元，其特征在于，所述氣體均衡室構(gòu)造成來自 氣體源(24)的加壓氣體在所述氣體均衡室(180)內(nèi)施加力，朝著關(guān)閉位置偏壓所述閥件(56)。
4. 如權(quán)利要求1所述的閥單元，其特征在于，包括使所述氣體源(24)與 所述致動器(50)連通的通路(90)。
5. 如權(quán)利要求1所述的閥單元，其特征在于，所述致動器(50)包括可移 動活塞(112)。
6. 如權(quán)利要求1所述的閥單元，其特征在于，設(shè)有與所述活塞(112)可 工作地相連并適于連接到導(dǎo)引氣體源(40)的導(dǎo)引氣體管線(42)，所述活塞 可在將導(dǎo)引氣體引入所述導(dǎo)引氣體管線(42)時移動。
7. 如權(quán)利要求l所述的閥單元，其特征在于，包括暴露于所述加壓氣體的 壓力計(52)。
8. 如權(quán)利要求1所述的閥單元，其特征在于，包括用于響應(yīng)所述氣體源(24) 內(nèi)的過壓而放出所述加壓氣體的破裂片組件(54)。
9. 一種用于抑制房間中的危險的危險抑制系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括 多個加壓氣體瓶(24)，各氣體瓶裝有危險抑制氣體供應(yīng)源； 如權(quán)利要求l所述的閥單元(26)，所述閥單元可工作地與每個所述氣體瓶(24)相連；并且；分配組件(30)，所述分配組件與各所述閥單元(26)相連以將氣體從所 述閥單元輸送到所述房間，
10. 如權(quán)利要求9所述的危險抑制系統(tǒng)，其特征在于，還包括傳感器組件 (34)，所述傳感器組件可工作以感知房間內(nèi)的危險并響應(yīng)其而致動各致動器。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種相對低壓的惰性氣體危險抑制系統(tǒng)(20)，該系統(tǒng)設(shè)計成保護(hù)房間(22)或類似區(qū)域使其免受火災(zāi)等的危險。系統(tǒng)(20)包括多個加壓惰性氣體瓶(24)，各氣體瓶裝有閥單元(26)；各閥單元(26)又通過管道(28)連接到輸送歧管(30)。相應(yīng)的閥單元(26)可工作，以貫穿氣體輸送的大部分時間以大體恒定的壓力(通常約10-100巴)從氣體瓶(24)輸送氣體，從而提供有效的危險抑制而無需昂貴的高壓氣體處理和分配硬件，并且由于降低了房間過壓而減小了所需的房間通氣區(qū)域。
文檔編號F17C13/04GK101162050SQ20071019344
公開日2008年4月16日 申請日期2003年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2003年2月27日
發(fā)明者B·T·斯蒂威爾, D·N·帕特爾, K·L·古多爾, M·J·肯特 申請人:法克有限公司