用于惰性气体灭火系统的内稳压的低压稳流释放容器阀的制作方法

1.本实用新型涉及机械技术领域，具体为用于惰性气体灭火系统的内稳压的低压稳流释放容器阀。

背景技术：

2.常规惰性混合气体灭火系统由高压气瓶、容器阀、集流管、选择阀、减压孔板、管道、喷头等组成。灭火剂采用钢瓶高压存储(存储压力为15mpa@20℃)，常规容器阀的动作是启动后迅速打开，灭火剂由容器阀释放到达集流管，集流管内压力瞬间升高到达释放压力的峰值，然后快速下降。根据国家实验室研究结果，常规惰性混合气体灭火系统释放时管路的压力峰值,可达到12mpa以上，随着钢瓶数量增加，接近钢瓶的存储工作压力。如此高的释放压力带来了一系列的问题：灭火剂存储压力低；集流管耐压等级高；对管道材料的要求高，对施工安装精度的要求高；管网计算比较复杂，对设计计算的要求高；必须在集流管后干管入口处设置减压装置，以减压限流，目前常用减压孔板减压。减压孔板是通过节流孔来降低灭火剂压力，其功能只能是将进入干管的灭火剂压力降低，流量减小。但由于系统喷放时间的要求所限(如ig541混合气体灭火剂喷放至设计用量的95％时，喷放时间不应大于60s且不应小于48s)，减压孔板的孔口面积不能任意减小，面对灭火剂释放从开始到达到峰值再迅速降低及其剧烈的压力变化，收效不大，不能从根本上改变灭火过程初期，流量大，喷嘴端压力高，防护区压强迅速增大的问题，极易造成防护区墙体、门、窗、玻璃等围护结构的损坏，由于灭火过程中后期灭火剂压力迅速降低；进入防护区的灭火剂不足，又将导致系统灭火失败。ig541是一种洁净的惰性混合气体灭火剂，理论上是可以用于有人值守保护区域的，但由于常规系统的灭火释放压力的高峰值问题，存在着对人体伤害的安全隐患。在一定程度上限制了ig541灭火系统的实际应用。
3.专利申请号：201310525549公开了一种灭火剂储瓶的容器阀，包括阀盖组件(1)、阀体(2)、阀芯组件(3)，阀芯组件(3)密封安装在阀体(2)的内孔中，阀盖组件(1)设置在阀体(2)上并与阀体(2)密封连接，该阀体(2)上还设置有一个压力表(7)，该压力表(7)安装在阀体(2)上的测压孔(a)中，阀体(2)上设置一个第一连接孔(b)、一条与第一连接孔(b)相连接且位于该阀体(2)上的输送通道(f)和一个与该第一连接孔(b)的外侧相密封连接的第一密封部件，输送通道(f)的一端开孔在阀体底面(15)，阀体(2)上还设置一个与阀体(2)的内孔相连通的第二连接孔(b
′
)。阀可以实现对灭火剂的快速、完全倒灌回收。
4.上述的容器阀即传统容器阀，使用这种容器阀的气体灭火系统由高压气瓶、容器阀、集流管、选择阀、减压孔板、管道、喷头等组成，存在释放时集流管内压力瞬间升高峰值近12mpa的问题。

技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供用于惰性气体灭火系统的内稳压的低压稳流释放容器阀，以解决上述背景技术中提出的问题。
6.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：用于惰性气体灭火系统的内稳压的低压稳流释放容器阀，包括容器阀本体、活塞芯体以及上盖，所述容器阀本体的下端外侧开设有用于与储气钢瓶连接的外螺纹，所述容器阀本体的内部开设有阀腔以及与阀腔通过导气槽连通的安装腔，所述活塞芯体设置在安装腔中，所述活塞芯体的下端贯穿导气槽并处于阀腔中，所述活塞芯体的中上部外侧设置有用于活塞芯体复位的复位弹簧，所述活塞芯体开设有上下贯穿的通孔，所述活塞芯体的上部在通孔安装有内孔通断器，所述上盖设置在容器阀本体的上端外侧，并与容器阀本体通过螺纹连接，所述上盖的中心处开设有启动器接口。
7.优选的，所述活塞芯体的上端外壁通过开设安装槽设置有密封圈，所述密封圈与安装腔的内壁抵接。
8.优选的，所述容器阀本体的内部在与活塞芯体下端的连接处设置有锁母，所述锁母的上端面设置有密封环，且所述的密封环套设在活塞芯体的下端外侧。
9.优选的，所述容器阀本体的下部一侧设置有压力显示器，所述压力显示器的压力检测探头设置在与阀腔连通的气道中。
10.优选的，所述容器阀本体的下部设置有防爆装置。
11.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
12.1、实现了气动（自动和手动）和机械应急启动的双驱动启动模式，更好地契合了国标gb-25972之5.1.5.1条的要求；
13.2、在惰性气体灭火领域气动阀门控制上创新性地运用了能量守恒和伯努利原理达成了容器阀动态平衡自调节的目标真正实现了释放流量的自补偿，细节上运用细长孔缓冲静压变化速率的原理，使容器阀开度的增减平稳化，使释放压力更加稳定，没有明显的峰谷值，数据曲线平缓，不再有锯齿波形，在国标gb-25972所规定的释放时间内，药剂释放流量持续稳定，获得了更长的有效释放时间。
附图说明
14.图1为本实用新型的整体的结构示意图；
15.图2为本实用新型的容器阀本体外接启动器的结构示意图；
16.图3为本实用新型的容器阀本体在关闭状态的示意图；
17.图4为本实用新型的容器阀本体在启动状态的示意图；
18.图5为本实用新型的容器阀本体在打开过程中的状态示意图；
19.图6为本实用新型的容器阀本体在全开状态的示意图；
20.图7为本实用新型的容器阀在ig541气体灭火系统中释放压力曲线实验数据采集图。
21.图中：1、容器阀本体；2、上盖；3、活塞芯体；4、复位弹簧；5、密封环；6、压力显示器；7、密封圈；8、防爆装置；9、启动器接口；10、外螺纹；11、通孔；12、内孔通断器；13、导气槽。
具体实施方式
22.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的
实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
23.请参阅图1-7，本实用新型提供一种技术方案：用于惰性气体灭火系统的内稳压的低压稳流释放容器阀，包括容器阀本体1、活塞芯体3以及上盖2，所述容器阀本体1的下端外侧开设有用于与储气钢瓶连接的外螺纹10，所述容器阀本体1的内部开设有阀腔以及与阀腔通过导气槽13连通的安装腔，所述活塞芯体3设置在安装腔中，所述活塞芯体3的下端贯穿导气槽13并处于阀腔中，所述活塞芯体3的中上部外侧设置有用于活塞芯体3复位的复位弹簧4，所述活塞芯体3开设有上下贯穿的通孔11，所述活塞芯体3的上部在通孔11安装有内孔通断器12，所述上盖2设置在容器阀本体1的上端外侧，并与容器阀本体1通过螺纹连接，所述上盖2的中心处开设有启动器接口9。
24.所述活塞芯体3的上端外壁通过开设安装槽设置有密封圈7，所述密封圈7与安装腔的内壁抵接。
25.所述容器阀本体1的内部在与活塞芯体3下端的连接处设置有锁母，所述锁母的上端面设置有密封环5，且所述的密封环5套设在活塞芯体3的下端外侧。
26.所述容器阀本体1的下部一侧设置有压力显示器6，所述压力显示器6的压力检测探头设置在与阀腔连通的气道中。
27.所述容器阀本体1的下部设置有防爆装置8。
28.具体的，使用本实用新型时，容器阀关闭时，活塞芯体3受向上作用在锁母、密封环5及活塞芯3下表面构成的s2面上的钢瓶储气气压，活塞芯体3的锁母及密封环5与容器阀本体1内锥面构成密封；
29.容器阀启动时，启动器的驱动杆a1-3向下动作并到位锁止，使活塞芯体3的通孔11的内孔通断器12导通，下腔c的气瓶压力导入上腔d，活塞芯体3的中心细孔的阻尼作用使导入上腔d的静压相对缓慢上升，当上腔压力作用在活塞芯体3上表面s1上的压力f1=s
s1
×
pd，f1随之上升，当其克服复位弹簧4的弹簧力的瞬间，活塞芯体3向下动作，容器阀开始打开；
30.同时由于活塞芯体3向下动作，下腔c与释放口b导通，释放口b与e腔由容器阀本体1装配活塞芯体3的安装腔及导气槽13连通，释放口b的静压与腔体e的静压相等，活塞芯体3受到的向上的合力f3=pc
×ss1
+pb
×
(s
s2-s
s1
)+ft；
31.容器阀打开，pc开始迅速下降，pd上升比pc上升缓慢，pb迅速上升，在容器阀打开的前半程中，由此三个压力参数变化形成的趋势减缓容器阀开度加大的速度，这个过程中e腔压力上升快可以造成f3＞f1的情况，故容器阀的开度从微观上是加大和减小交替的，而整体是开大的趋势；随着容器阀释放，储气钢瓶内压力pc减小到小于上腔压力pd，通孔11开始将上腔压力导向下腔，在此过程中由于pb的变化快于pd的变化，所形成的容器阀开度趋势还是缓慢开大的，虽然释放压力pb在数据曲线上呈下降趋势，也是由于储气钢瓶内压力所能转化的释放动能不足以继续维持之前的释放流量，容器阀开度的继续增大正好对释放流量的减小进行补偿；只有到释放末期，pc已经很小，弹簧力的作用放大，容器阀会逐渐关小，直至启动器驱动杆锁止位置造成容器阀的最小开度，而这个过程是发生在有效释放时间段之后的，
32.f1与f3在各个腔体静压变化下趋于动态平衡，即当f1＞f3，容器阀开度增加，当f1＜f3容器阀开度减小
33.上述各计算式中
34.pd——上腔静压
35.pc——下腔静压
36.pb——释放口静压
37.f1——活塞芯体上表面s1受到的压力
38.f3——活塞芯体受到的向上的合力
39.ft——弹簧力。
40.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“同轴”、“底部”、“一端”、“顶部”、“中部”、“另一端”、“上”、“一侧”、“顶部”、“内”、“前部”、“中央”、“两端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
41.此外，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量，由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”、“第四”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。
42.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”、“固定”、“旋接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
43.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

技术特征：

1.用于惰性气体灭火系统的内稳压的低压稳流释放容器阀，其特征在于，包括容器阀本体（1）、活塞芯体（3）以及上盖（2），所述容器阀本体（1）的下端外侧开设有用于与储气钢瓶连接的外螺纹（10），所述容器阀本体（1）的内部开设有阀腔以及与阀腔通过导气槽（13）连通的安装腔，所述活塞芯体（3）设置在安装腔中，所述活塞芯体（3）的下端贯穿导气槽（13）并处于阀腔中，所述活塞芯体（3）的中上部外侧设置有用于活塞芯体（3）复位的复位弹簧（4），所述活塞芯体（3）开设有上下贯穿的通孔（11），所述活塞芯体（3）的上部在通孔（11）安装有内孔通断器（12），所述上盖（2）设置在容器阀本体（1）的上端外侧，并与容器阀本体（1）通过螺纹连接，所述上盖（2）的中心处开设有启动器接口（9）。2.根据权利要求1所述的用于惰性气体灭火系统的内稳压的低压稳流释放容器阀，其特征在于：所述活塞芯体（3）的上端外壁通过开设安装槽设置有密封圈（7），所述密封圈（7）与安装腔的内壁抵接。3.根据权利要求1所述的用于惰性气体灭火系统的内稳压的低压稳流释放容器阀，其特征在于：所述容器阀本体（1）的内部在与活塞芯体（3）下端的连接处设置有锁母，所述锁母的上端面设置有密封环（5），且所述的密封环（5）套设在活塞芯体（3）的下端外侧。4.根据权利要求1所述的用于惰性气体灭火系统的内稳压的低压稳流释放容器阀，其特征在于：所述容器阀本体（1）的下部一侧设置有压力显示器（6），所述压力显示器（6）的压力检测探头设置在与阀腔连通的气道中。5.根据权利要求1所述的用于惰性气体灭火系统的内稳压的低压稳流释放容器阀，其特征在于：所述容器阀本体（1）的下部设置有防爆装置（8）。

技术总结

本实用新型公开了用于惰性气体灭火系统的内稳压的低压稳流释放容器阀，包括容器阀本体、活塞芯体以及上盖，所述容器阀本体的下端外侧开设有用于与储气钢瓶连接的外螺纹，所述容器阀本体的内部开设有阀腔以及与阀腔通过导气槽连通的安装腔，所述活塞芯体设置在安装腔中，所述活塞芯体的下端贯穿导气槽并处于阀腔中，所述活塞芯体的中上部外侧设置有用于活塞芯体复位的复位弹簧，所述活塞芯体开设有上下贯穿的通孔，本实用新型的有益效果是：运用了能量守恒和伯努利原理达成了容器阀动态平衡自调节的目标真正实现了释放流量的自补偿，细节上运用细长孔缓冲静压变化速率的原理，使容器阀开度的增减平稳化，使释放压力更加稳定。定。定。