帶有緊湊的幾何形狀的自調(diào)節(jié)閥組件的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種自調(diào)節(jié)閥組件，包括：閥本體，在下方部分包括入口區(qū)，所述入口區(qū)用于連接容納受壓流體的容器，且在上方部分包括用于與管道系統(tǒng)連接的出口；活塞，該活塞在閥本體內(nèi)沿第一軸線在打開位置和閉合位置之間移動，打開位置允許在入口區(qū)和出口之間流體連通，閉合位置中斷流體連通，活塞具有上方端部區(qū)，和下方阻塞區(qū)；彈簧型構(gòu)件，其與活塞和閥本體聯(lián)接，且至少在閥致動后與活塞動態(tài)地相互作用，且在閥的整個自調(diào)節(jié)周期期間，在其打開位置和閉合位置之間實施活塞定位，從而允許在受控出口壓力下入口區(qū)和出口之間的流體連通。根據(jù)本發(fā)明的閥組件的特征在于，彈簧型構(gòu)件被設(shè)置在活塞的下方阻塞區(qū)的下方。通過該方法，閥組件的尺寸可大大縮小。
【專利說明】帶有緊湊的幾何形狀的自調(diào)節(jié)閥組件
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分所述的自調(diào)節(jié)閥組件。
【背景技術(shù)】
[0002]已知文獻(xiàn)W02006/108931A1已經(jīng)介紹并描述了一種自調(diào)節(jié)閥。主要且示意性地根據(jù)本發(fā)明的圖1，該自調(diào)節(jié)閥I包括:
[0003]-閥本體2，其在下方部分包括入口區(qū)6，所述入口區(qū)6用于連接用于容納受壓流體F的容器3，且在上方部分包括用于與管道系統(tǒng)連接的出口 4，
[0004]-活塞26，其在閥本體2內(nèi)沿第一軸線7在打開位置和閉合位置之間移動，所述打開位置允許在入口區(qū)6和出口 4之間流體連通，在所述閉合位置中斷所述流體連通，活塞26具有上方端部區(qū)34，以及下方阻塞區(qū)42，
[0005]-彈簧型構(gòu)件28，其與活塞26和閥本體2聯(lián)接，且至少在閥致動Act之后與活塞動態(tài)地相互作用，且在閥的整個自調(diào)節(jié)周期期間，在其打開位置和閉合位置之間實施活塞定位，從而允許在受控出口壓力下在入口區(qū)6和出口4之間流體連通。
[0006]因此，這種自調(diào)節(jié)閥組件目前被供給時帶有容器蓋，尤其在墜落的情況下，且最終為了適應(yīng)ISO型安全標(biāo)準(zhǔn)，該容器蓋應(yīng)包含允許保護(hù)閥本體及其聯(lián)接構(gòu)件的所有元件。目前，這種蓋件制成被測量且其尺寸為至少其內(nèi)部高度超過約155毫米。因此，總是不可能設(shè)計例如用于壓縮氣型常用容器的標(biāo)準(zhǔn)型蓋件。因此蓋件的成本目前相當(dāng)高，因為其也需要更多的材料用于制造。
[0007]此外，W02006/108931A1中提出的自調(diào)節(jié)閥組件在啟動之后包括約2秒的致動階段，該階段非常短暫，但理想地，更好地是將該期限降至最小。
[0008]最后，還是根據(jù)W02006/108931A1提出的示例，在自調(diào)節(jié)階段，更好地，閥組件允許在至少約35秒的時間內(nèi)獲得約50巴的受控出口壓力，隨后在約25秒的期限內(nèi)，該受控壓力慢慢降低至約20巴。理想地，希望在至少60秒的完整期限內(nèi)，使受控出口壓力的恒定保持期限最大化。同樣也允許顯著降低該恒定壓力至50巴以下。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0009]本發(fā)明的目的之一因此在于提出一種具有更緊湊的幾何形狀的自調(diào)節(jié)閥組件，從而使設(shè)置在如上描述的容器上的閥組件可以重新被標(biāo)準(zhǔn)蓋件覆蓋，特別是內(nèi)部高度等于或小于155毫米的蓋件。
[0010]最后，理想地，根據(jù)本發(fā)明的自調(diào)節(jié)閥應(yīng)在給定時間區(qū)間上，使受控出口壓力的特征接近如本文【背景技術(shù)】部分描述的標(biāo)準(zhǔn)。
[0011]為此，通過權(quán)利要求1的特征部分，因而提出一種包括可插入容器的自調(diào)節(jié)閥的自調(diào)節(jié)閥組件，所述容器容納有高壓流體(液體/氣體)，例如300巴下的滅火劑。所述組件的尺寸小于圖1的組件，且在優(yōu)選的實施方式下，其具有在一時間間隔上使受控出口壓力優(yōu)化的特征。[0012]一組從屬權(quán)利要求同樣具有本發(fā)明的優(yōu)點。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013]借助圖2，提出根據(jù)本發(fā)明的自調(diào)節(jié)閥組件的實施示例。
圖1示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)W02006/108931A1的閥組件I的示例實施方式的示意性截面示
圖；
圖2示出根據(jù)本發(fā)明的閥組件I的另一實施方式的示意性截面示圖。
【具體實施方式】
[0014]與圖1類似且根據(jù)W02006/108931A1所描述的閥(或閥門)組件，根據(jù)本發(fā)明(圖2)的閥組件基本符合相同的運行規(guī)則。鑒于在閥組件不同功能階段(啟動、致動、自調(diào)節(jié)、終止)上的清晰度的原因，因而參考文獻(xiàn)W02006/108931A1以及圖4到圖8的運行模式/階段的描述，尤其用于理解閥組件自調(diào)節(jié)機(jī)制的獲得。
[0015]實際上，圖1和圖2示出閥組件I的兩個變型的剖面示意圖。對于有關(guān)滅火安全系統(tǒng)的使用示例，示意圖示出閥組件I的不同特征。在滅火安全系統(tǒng)的這些變型中，閥組件I被連接(入口區(qū)6)至流體的容器3以及管道系統(tǒng)(與出口 4聯(lián)接，但未示出在目前的視圖)上，所述管道系統(tǒng)被構(gòu)造成為將流體F分配至一個或多個地點，例如建筑內(nèi)部的場所。容器3可以是帶有牢固壁的圓柱形金屬瓶，其容納有介于約200巴和500巴之間，例如300巴壓力下的流體。流體F可以是抑制和/或撲滅火的制劑。例如，流體可包括惰性氣體(例如氮、氬)，或兩種或多種惰性氣體的混合物，或其它任何具有抑制或撲滅火的特性的流體。
[0016]在操作時，例如在檢測到過多的熱、煙或火時，閥組件I被致動，從而在預(yù)設(shè)時間內(nèi)，以基本恒定的且小于瓶3內(nèi)的流體壓力的壓力發(fā)射流體F。閥組件I可在約一分鐘或幾分鐘內(nèi)，以介于約10巴和100巴之間的基本恒定壓力輸送流體F。在根據(jù)本發(fā)明的變型中，更好地，閥組件I在40-50秒的時間內(nèi)以約40巴的基本恒定壓力輸送流體，且這將在以下更詳細(xì)地描述。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將意識到，閥組件I可不僅與滅火安全系統(tǒng)相連使用，也可以運用于其它任何系統(tǒng)中，在該系統(tǒng)中，高壓流體應(yīng)在預(yù)設(shè)的時間內(nèi)以比容器3更低且基本恒定的壓力下被輸送。
[0017]為了說明圖1和圖2的共同部分，在以下段落中，與瓶3相連的閥組件I沿其直徑之一及其旋轉(zhuǎn)軸線7的豎直剖面被示出，且包括閥本體2。為了不使圖示過于復(fù)雜，圖1和圖2的剖面圖示不含有剖面線。圖1和圖2具有基本相同的比例，從而明顯地，可覆蓋圖2的閥組件的蓋C比覆蓋圖1的閥組件的蓋C的尺寸大大縮小。僅在圖1和圖2兩個圖上示出組件的閉合位置，但正如上文所述，啟動運行階段，以及隨后的打開運行階段與文獻(xiàn)W02006/108931A1類似。閥本體2大體呈長方形，帶有相對的下方區(qū)和上方區(qū)。在本文獻(xiàn)的所有描述中，例如“下方”、“上方”、“在下面”、“在底部”或類似的相關(guān)術(shù)語，用于表示閥組件I的特性并無使用限制，該閥組件I被豎立且以基本豎直的位置上被顯示。然而，顯然在本領(lǐng)域技術(shù)人員可知，當(dāng)閥組件I被沿其它方向放置時，也可以應(yīng)用這些術(shù)語。閥本體2的下方部分包括外螺紋，由此在服務(wù)時允許將閥組件I擰緊在瓶3上，所述擰緊免除了向瓶3外部的任何壓力泄漏。
[0018]還是在圖1和圖2的共同部分，閥組件的驅(qū)動機(jī)構(gòu)由位于閥本體2的一側(cè)的致動鍵Act執(zhí)行，且可通過來自中樞站或火災(zāi)檢測系統(tǒng)的信號獲得致動，所述中樞站或火災(zāi)檢測系統(tǒng)致動(例如氣動、電動或機(jī)械)致動機(jī)構(gòu)，并在致動機(jī)構(gòu)上施加力，且由此開始閥組件的致動階段。
[0019]在致動階段，所謂靜態(tài)壓力管C2在容器3、閥本體2的下部室Ci和閥本體2的上部室Cs之間建立壓力平衡。該靜態(tài)壓力平衡的目的在于將活塞26從其閉合位置釋放，使下方阻塞區(qū)42在下部室Ci中基本向閥本體的下方部分移動。同樣在該致動階段，閥本體2的出口壓力4應(yīng)盡可能快地被確立，直至達(dá)到希望的恒定水平(例如40巴)，從而能將流體F釋放到閥組件的外部。該壓力的確立，通過經(jīng)由所謂動態(tài)壓力管Cl的出口 4以及通向出口 4的閥本體2的中部室Cint和容器3之間的動態(tài)壓力平衡獲得。中部室Cint位于閥本體的上部室Cs和下部室Ci之間。活塞本體26的圓柱形部分橫穿中部室Cint且局部呈最小直徑截面，該最小直徑在確立動態(tài)壓力的過程(也稱為自調(diào)節(jié)階段)中被保持為與閥本體一體的擋塊的環(huán)狀區(qū)所要求的距離，從而可允許流體F在所規(guī)定的自調(diào)節(jié)條件下在活塞26的最小直徑區(qū)和閥本體2的擋塊的環(huán)狀區(qū)之間通過。在該致動和自調(diào)節(jié)階段，彈簧型構(gòu)件28允許閥本體2中的活塞26保持機(jī)械上的彈性就位，這與靜態(tài)和動態(tài)壓力平衡形成互補。至少直到包含上述特征的該運行階段，根據(jù)圖1和圖2的閥組件可以用類似方式描述。
[0020]圖2因此示意性示出根據(jù)本發(fā)明的自調(diào)節(jié)的閥組件1，包括:
[0021]-閥本體2，其在下方部分包括入口區(qū)6以用于連接用于容納受壓流體F的容器3，且在上方部分包括用于與管道系統(tǒng)連接的出口 4，
[0022]-活塞26，其在閥本體2內(nèi)沿第一軸線7在打開位置和閉合位置之間移動，所述打開位置允許在入口區(qū)6和出口 4之間流體連通，在所述閉合位置中斷所述流體連通，活塞26具有上方端部區(qū)34，以及下方阻塞區(qū)42，
[0023]-彈簧型構(gòu)件28，其與活塞26和閥本體2聯(lián)接，且至少在閥致動(Act)之后與活塞動態(tài)地相互作用，且在閥的整個自調(diào)節(jié)周期期間，在其打開位置和閉合位置之間實施活塞定位，從而允許在受控出口壓力下在入口區(qū)6和出口 4之間流體連通。
[0024]所有這些特征同樣也被示出在根據(jù)W02006/108931A1的現(xiàn)有技術(shù)的圖1中。與該現(xiàn)有技術(shù)不同的是，根據(jù)本發(fā)明的自調(diào)節(jié)閥組件規(guī)定:彈簧型構(gòu)件28被設(shè)置在活塞的下方阻塞區(qū)42的下方。
[0025]優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的閥組件規(guī)定:彈簧型構(gòu)件28可插入容器3。實際上，彈簧型構(gòu)件28被設(shè)置在閥本體2的下方部分，位于下部室Ci的下方，所述閥本體的下方部分本身可至少局部地插入容器3的連接部，用于浸入流體F中。與根據(jù)圖1的W02006/108931A1相比，根據(jù)圖2的彈簧型構(gòu)件28因此不再位于閥本體2的上部室Cs內(nèi)部，同時其被構(gòu)造成用于在活塞上施加回動力，以此將活塞重新置于打開位置。因此，根據(jù)圖2的上部室Cs不再容納彈簧型構(gòu)件，相對于圖1，其可在尺寸上大大縮小。結(jié)果，更好地，閥本體2以及由此自調(diào)節(jié)閥組件同樣也有效小型化，從而可被更小的蓋C覆蓋。
[0026]根據(jù)本發(fā)明的閥組件也規(guī)定，活塞26在其下方阻塞區(qū)42的下方，包括呈附加的圓柱形部分形式的活塞延長部分，該延長部分可被插入容器3中且可在閥的下方部分移動。因此，例如圓柱形彈簧的構(gòu)件能夠穿過被設(shè)置/插入容器3中的該補充部分，橫穿連接部6。相對于圖1，其優(yōu)點在于，在活塞或閥本體上方部分的室內(nèi)被保留以用于設(shè)置彈簧的空間因而可縮小，這是因為根據(jù)圖2，該空間此后被轉(zhuǎn)移至容器3中。因此，閥本體2的上方部分以及相關(guān)的壓力上部室Cs的尺寸也可被縮小,這意味著蓋C最終在尺寸上也可縮小。
[0027]為了能使彈簧型構(gòu)件28保持可沿附加的圓柱形部分插入容器3，所述彈簧型構(gòu)件具有這樣的兩端，所述兩端被分別保持在閥本體的下方部分的邊緣2b和可動保持元件EM之間，優(yōu)選地，相對于所述邊緣2b，該可動保持元件EM的位置可沿第一軸線7平移變化，尤其借助在與活塞聯(lián)接的螺紋軸上定位的螺母型移動元件。這種帶有可變間距的保持類型因此允許在閥組件運行階段所要求的條件下靈活確定彈簧的校準(zhǔn)。為此，螺母可以是保持元件EM，也可以選擇性地或補充地是校準(zhǔn)螺母ET，所述校準(zhǔn)螺母ET的邊緣構(gòu)成閥本體的下方部分的邊緣2b。在校準(zhǔn)螺母ET因此構(gòu)成移動邊緣2b的情況下，可設(shè)想，通過閥本體中的嚙合系統(tǒng)或內(nèi)部推力系統(tǒng)來設(shè)置所謂螺母的螺紋調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，且因此調(diào)節(jié)器被設(shè)置在容器3的連接部的外部，從而可由操作員實現(xiàn)校準(zhǔn)，而此時受壓容器和閥本體被牢固聯(lián)接。例如壓力計的壓力測量裝置可以被設(shè)置在容器和閥本體的外部，但由于清晰原因并未示出在附圖中。
[0028]同樣，圖2中根據(jù)本發(fā)明的閥組件規(guī)定閥本體2在上方部分具有靜態(tài)壓力上部室Cs，輔助活塞Pa被設(shè)置在所述靜態(tài)壓力上部室的下方，所述輔助活塞具有彎曲的下表面Si，以用于保證以縮小的面積與活塞的上方端部區(qū)34的上邊緣34a接觸。該輔助活塞因此可以說是替代了圖1活塞28的上方部分。換言之，圖1的活塞此后被分割成在閥本體2內(nèi)滑動的兩個活塞塊。因此，設(shè)置在輔助活塞下方的活塞26的主要部分最多僅具有抵靠閥本體2的兩個圓形引導(dǎo)發(fā)生器。在圖1中，活塞具有三個抵靠閥本體2的圓形引導(dǎo)發(fā)生器。所得到的技術(shù)優(yōu)點在于能減少甚至消除在閥本體2內(nèi)的移動活塞的超靜定狀態(tài)。
[0029]圖2上根據(jù)本發(fā)明的閥組件還規(guī)定，閥本體2在活塞26的阻塞區(qū)42的下邊緣的下方具有靜態(tài)壓力下部室Ci，通過致動所述閥，所述下部室與優(yōu)選地具有最小容積的所述靜態(tài)壓力上部室Cs形成壓力平衡。由于該上部室從此具有最小的容積，因而可更快速且更方便地與下部室一起受壓，從而允許縮短閥組件致動階段的持續(xù)期限。因此更快速地達(dá)到希望的自調(diào)節(jié)。
[0030]根據(jù)本發(fā)明的閥組件具有活塞26的中部區(qū)38，其位于端部區(qū)34和阻塞區(qū)42之間且被設(shè)置在閥本體的動態(tài)壓力中部室Cint內(nèi)，該中部室的容積大于靜態(tài)壓力上部室和下部室的容積，尤其，比例至少為3:1。所述室之間的這一比例是閥本體2的一項尺寸標(biāo)準(zhǔn)，其在所述本體小型化過程中需要被考慮，以便使致動階段和自調(diào)節(jié)階段所要求的條件在一定期限下且在受控出口壓力下為最優(yōu)。以這種標(biāo)準(zhǔn)，能夠在出口 4，在穩(wěn)定壓力下的40到60秒期限內(nèi)，獲得例如介于30巴和60巴之間，理想地接近40巴的壓力區(qū)間。
[0031]出于與上述相同的目的，根據(jù)本發(fā)明的閥組件規(guī)定，動態(tài)壓力中部室Cint通過第一管Cl與容器3的連接部聯(lián)接，且靜態(tài)壓力上部室Cs和下部室Ci通過第二管C2與容器3的連接部聯(lián)接，第一管Cl具有比第二管C2更大的直徑，尤其，比例至少是5:1。依然在此，這一尺寸在呈小型化的閥本體形式下，允許達(dá)到符合以上給出的結(jié)果的優(yōu)化的致動和自調(diào)節(jié)條件。
[0032]最后，根據(jù)本發(fā)明的閥組件允許在容器3的外部實現(xiàn)這樣的閥本體，該閥本體具有沿第一軸線7的小于125毫米的高度，以及橫向于所述軸的小于83毫米的直徑。
【權(quán)利要求】
1.一種自調(diào)節(jié)閥組件(1)，包括: -閥本體(2 )，所述閥本體(2 )在下方部分包括入口區(qū)(6 )，所述入口區(qū)(6 )用于連接至用于容納受壓流體(F)的容器(3)，且在上方部分包括用于連接至管道系統(tǒng)的出口(4)， -活塞(26)，所述活塞(26)在所述閥本體(2)內(nèi)沿第一軸線(7)在打開位置和閉合位置之間移動，在所述打開位置允許在所述入口區(qū)(6)和所述出口(4)之間流體連通，而所述閉合位置中斷所述流體連通，所述活塞(26)具有上方端部區(qū)(34)，以及下方阻塞區(qū)(42)， -彈簧型構(gòu)件(28)，所述彈簧型構(gòu)件(28)與所述活塞(26)和所述閥本體(2)聯(lián)接，且至少在所述閥致動(Act)之后與所述活塞動態(tài)地相互作用，且在所述閥的整個自調(diào)節(jié)周期期間，在所述活塞的所述打開位置和所述閉合位置之間實施活塞定位，從而允許在受控出口壓力下在入口區(qū)(6)和出口(4)之間的流體連通，其特征在于，所述彈簧型構(gòu)件(28 )被設(shè)置在所述活塞的所述下方阻塞區(qū)(42)的下方。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的閥組件，其特征在于，所述彈簧型構(gòu)件(28)能夠被插入所述容器(3)中。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的閥組件，其特征在于，所述彈簧型構(gòu)件(28)被設(shè)置在所述閥本體的下方部分，所述閥本體的所述下方部分本身至少能夠局部地插入與所述容器(3)的連接部中。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的閥組件，其特征在于，所述活塞(26)在其下方阻塞區(qū)(42)的下方包括附加的圓柱形部分，該附加的圓柱形部分能插入所述容器(3)中且能在所述閥的下方部分中移動。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的閥組件，其特征在于，所述彈簧型構(gòu)件(28)具有兩個端部，所述兩個端部被分別保持在閥本體的下方部分的邊緣(2b)和可動保持元件(EM)之間，該可動保持元件的相對于所述邊緣(2b)的位置能夠沿所述第一軸線(7)平移變化，尤其借助在與所述活塞配合的螺紋軸上定位的螺母型移動元件。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的閥組件，其特征在于，所述螺母是保持元件(EM)，或者替代地或補充地是校準(zhǔn)螺母(ET)，所述校準(zhǔn)螺母的一個邊緣構(gòu)成所述閥本體的所述下方部分的所述邊緣(2b)。
7.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的閥組件，其特征在于，所述閥本體在所述上方部分具有靜態(tài)壓力上部室(Cs)，在所述靜態(tài)壓力上部室的下方設(shè)置有輔助活塞(Pa)，所述輔助活塞具有彎曲的下表面(Si)以保證以縮小的面積與活塞的上方端部區(qū)(34)的上邊緣(34a)接觸。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的閥組件，其特征在于，所述閥本體在所述活塞(26)的所述阻塞區(qū)(42)的下邊緣的下方具有靜態(tài)壓力下部室(Ci)，通過閥的致動，所述下部室與優(yōu)選地具有最小容積的所述靜態(tài)壓力上部室形成壓力平衡。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的閥組件，其特征在于，所述活塞(26)最多具有抵靠所述閥本體(2)的兩個圓形引導(dǎo)發(fā)生器。
10.根據(jù)上述權(quán)利要求7和8所述的閥組件，其特征在于，所述活塞(26)的位于所述端部區(qū)(34)和所述阻塞區(qū)(42)之間的中部區(qū)(38)被設(shè)置在所述閥本體的動態(tài)壓力中部室(Cint)內(nèi)，該動態(tài)壓力中部室的容積大于所述靜態(tài)壓力上部室和靜態(tài)壓力下部室的容積，尤其是比例至少為3:1。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的閥組件，其特征在于， -所述動態(tài)壓力中部室通過第一管(Cl)聯(lián)接至所述容器(3)的連接部； -且所述靜態(tài)壓力上部室和靜態(tài)壓力下部室通過第二管(C2 )聯(lián)接至所述容器(3 )的連接部； -所述第一管(Cl)具有比所述第二管(C2)更大的直徑，尤其是比例至少是5:1。
12.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的閥組件，其特征在于，在所述容器(3)的外部的所述閥本體具有沿所述第一軸線(7)的小于125毫米的高度和橫向于所述軸線的小于83毫米的直徑。`
【文檔編號】F16K1/32GK103791103SQ201310476049
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2013年10月12日 優(yōu)先權(quán)日:2012年10月12日
【發(fā)明者】斯特凡·伯謝, 杰里米·德格拉夫, 埃哈德·馬戈里, 威廉·沃格 申請人:西門子公司