一种用于消防系统的机械延时阀及其运行方法与流程

1.本发明涉及消防设备技术领域，更具体讲的是一种用于消防系统的机械延时阀及其运行方法。


背景技术：

2.基于二氧化碳不燃烧、不助燃、制造方便，易于液化，便于装罐和储存的物理性质，其被作为一种灭火剂而广泛的应用于消防系统中，灭火时，二氧化碳经灭火设备喷向火源，由于二氧化碳密度大于空气，故能覆盖至火源上，达到隔绝空气的目的，进而阻止起火物体进一步燃烧，火源被扑灭后其不会在或在现场产生残留，使得对起火物体造成的破坏最小化。
3.然而，在火灾现场，起火物体的燃烧消耗氧气，使空气中二氧化碳浓度升高，同时，随着灭火设备不断的喷射出二氧化碳，使得空气中二氧化碳浓度急剧的提高，在高浓度二氧化碳环境中，人体会出现脑缺氧的症状，甚至引起反射性呼吸骤停而突发死亡的情况，因此，需要严格控制灭火设备喷射二氧化碳的起始时间，使得人们有充足的的时间能够撤离至安全区域中，目前市面上出现了用于灭火设备的延时阀，延时阀包括电磁阀和机械阀，电磁阀在火灾发生时，供电线缆可能受火势影响而被烧断，致使电力系统无法正常的为电磁阀供电，容易使阀体失去效力，机械延时阀则能够很好地解决火灾发生时电磁阀容易失效的问题。
4.如公开号为cn210644955u，专利名称为“一种气体灭火系统用机械延时器”的中国专利所示，该延时器在发生火灾的情况下，灭火系统启动，驱动气体瓶组的高压气体释放出来，经过相应的管道分别进入延时进气节流孔和进气接头内，进入延时进气节流孔的高压气体逐步在延时阀体的延时腔体内积累，当经过一定时间的积累后(可设计成二十至三十秒，根据实际需要，设计其他时间间隔)，高压气体将爆破膜片爆破，高压气体进入气控阀体的活塞容纳腔下方，高压气体推动活塞运动从而刺破刺针膜片，从而使得进气接头和气控阀体的通道腔体贯通，使得高压气体从通道腔体进入驱动气体出气孔，从而进入灭火剂瓶组，从而打开灭火剂瓶组，然而在上述结构的延时器中使用爆破膜片作为泄压装置，而爆破片装置本身是无法重复闭合的泄压装置，故在每次火灾后都需要对爆破膜片进行更换，且爆破膜片设于延时器内部，故极大地复杂化了更换流程，导致更换效率低下，同时增加了该延时器的使用成本。


技术实现要素：

5.针对以上情况，为克服上述现有机械式延时阀使用爆破膜片作为泄压装置，造成每次火灾后都需要对爆破膜片进行更换，且爆破膜片更换流程复杂，更换效率低下，同时造成延时器使用成本增加的问题，本发明的目的是提供一种具备可重复泄压结构的，进而无需对泄压结构进行反复更换，且令使用成本得到显著降低的机械延时阀及其运行方法。
6.为了实现上述目的，本发明的技术解决方案是：
7.一种用于消防系统的机械延时阀，它包括阀体，阀体中开设有供油腔、存储腔、进气流道和排气流道，供油腔和存储腔中分别设有可往复移动的前部调压构件和后部调压构件，前部调压间将供油腔封闭，后部调压构件将存储腔分隔为不相连通的储油腔和储气腔，供油腔的封闭端和前部调压构件间填充有液压油，且供油腔与储油腔连通，进气流道和排气流道同时与储气腔连通，前部调压构件在移动时可将液压油导入至储油腔中，后部调压构件在移动时可进行储气和排气。
8.作为优选的是，阀体两侧分别设有前盖和后盖，前盖和后盖分别与阀体间形成前部透气空间和后部透气空间，且前盖和后盖上分别开设有前部连接孔和后部连接孔。
9.作为优选的是，供油腔和储油腔之间设有针阀，针阀与其周向的阀体部分间隙配合。
10.作为优选的是，阀体中还开设有辅助流道，辅助流道上设有手动阀。
11.作为优选的是，前部调压机构和后部调压机构分别包括前部活塞和后部活塞，前部活塞和后部活塞分别可在供油腔和存储腔中移动。
12.作为优选的是，后部调压机构还包括塞盖、导柱和弹簧，塞盖扣设于存储腔中，塞盖中开设有导向孔，导柱可滑动的连接于导向孔中，弹簧套装于导柱上，后部活塞设于导柱上，弹簧的两端分别抵接于塞盖和后部活塞上，后部活塞的侧壁上开设有环形槽，进气流道和排气流道与储气腔的连通处相错位。
13.作为优选的是，前部活塞的垂直投影面大于后部活塞的垂直投影面。
14.作为优选的是，前部活塞和后部活塞上还分别套设有前部密封圈和后部密封圈。
15.作为优选的是，存储腔包括大内径段和小内径段，环形槽一侧的后部活塞部分的外径与大内径段的内径匹配。
16.一种用于消防系统的机械延时阀的运行方法，它包括：
17.将进气管路和排气管路分别连接于前盖和后盖上的前部连接孔和后部连接孔上，通过外部气源向进气管路和阀体供用于灭火的二氧化碳气体；
18.二氧化碳气体到达前部透气空间，其中部分二氧化碳气体进入进气流道，至储气腔中的后部活塞环形槽内，推动后部活塞向储油腔方向移动，并将排气流道封闭，另一部分二氧化碳气体作用于前部活塞上，推动前部活塞移动，前部活塞移动将供油腔中的液压油压入储油腔中，直至储油腔注满；
19.储油腔注满后，通过液压油将作用于前部活塞上的压强大小不变的传递至后部活塞，当后部活塞受到的液压油产生的作用力大于储气腔一侧的二氧化碳气体产生的作用力时，后部活塞回移，直至解除排气流道的封闭状态，储气腔中的二氧化碳气体能够持续的通过排气流道；
20.进入排气流道的二氧化碳气体通过后盖与阀体间的后部透气空间后，自后盖上的后部连接孔进入排气管路中向外喷射；
21.储气时，控制针阀移动改变其与阀体间间隙位的大小，改变液压油自供油腔进入储油腔的流速，使进入使储气时间至少维持30s；
22.当针阀与阀体间的间隙位堵塞时，将辅助流道上的手动阀开启，使得前部透气空间中的二氧化碳直接通过辅助流道排向至后部透气空间中，并经过后盖上的后部连接孔排向排气管路中向外喷射。
23.与现有技术相比，本发明的优点在于：
24.本发明通过前部调压构件将液压油注入储油腔的时间间隔以及由液压油推动后部调压机构回移使排气流道与储气腔解除封闭状态时的时间间隔，作为延迟二氧化碳气体向外喷射的时间，从而在此时间间隔内，使得人们有充足的时间能够撤离至安全区域中，避免因火灾现场二氧化碳浓度过高容易造成撤离人员出现脑缺氧的情况，同时，前部调压构件的位置变化，使在供油腔和储油腔中的液压油量可任意改变，在变化时，后部调压构件的位置相应变化，故可实现储气腔容积的变化，实现多次的储气和排气动作，进而在使用时本发明延时阀的泄压结构无需进行反复更换，可进行多次的重复排气泄压，令整个消防系统的使用成本得到显著降低。
附图说明
25.图1是本发明延时阀安装至消防系统中时的示意图；
26.图2是本发明延时阀阀体沿供油腔、存储腔和排气流道进行剖面的结构示意图；
27.图3是本发明延时阀阀体沿进气流道和辅助流道进行剖面的结构示意图；
28.图4是本发明延时阀后部调压机构的整体结构示意图；
29.图5是本发明延时阀储气时，沿存储腔和进气流道进行剖面的结构示意图；
30.图6是本发明图5的a部放大结构示意图；
31.图7是本发明延时阀储气时，沿供油腔、存储腔和排气流道进行剖面的结构示意图；
32.图8是本发明图7的b部放大结构示意图；
33.图9是本发明延时阀排气时，沿存储腔和进气流道进行剖面的结构示意图；
34.图10是本发明图9的c部放大结构示意图；
35.图11是本发明延时阀排气时，沿供油腔、存储腔和排气流道进行剖面的结构示意图；
36.图12是本发明图11的d部放大结构示意图；
37.图13是本发明延时阀供油腔、储油腔和针阀与阀体间的位置关系结构示意图。
38.如图所示：
39.1、阀体；101、供油腔；102、存储腔；102a、储油腔；102b、储气腔；103、进气流道；104、排气流道；105、辅助流道；2、前盖；201、前部连接孔；3、后盖；301、后部连接孔；4、前部透气空间；5、后部透气空间；6、针阀；7、手动阀；8、前部活塞；9、后部活塞；901、环形槽；10、塞盖；1001、导向孔；11、导柱；12、弹簧；13、前部密封圈；14、后部密封圈；15、进气管路；16、排气管路。
具体实施方式
40.下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。
41.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”，“下”，“左”，“右”，“内”，“外”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，或是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于简化描述，而不是指示或暗示该方位是必须具有的特定的方位以及特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
42.如图1所示，一种用于消防系统的机械延时阀，它包括与常规阀门结构一致的阀体1，阀体1中开设有供油腔101、存储腔102、进气流道103和排气流道104，其中供油腔101、进气流道103和排气流道104均与阀体1的外壁贯通，将本发明的延时阀安装至消防系统中进行实际使用时，进气流道103和排气流道104分别与供气管组和排气管组连通，供气管组则同时连接于外部气源上，外部气源为存储有二氧化碳的气瓶或气罐等容器，排气管组与喷嘴连接，外部气源将存储的二氧化碳气体通过供气管组输入至进气流道103中，经过阀体1的延时后，通过排气流道104排向发体外的排气管组中，最终二氧化碳气体通过排气管组经喷嘴被喷向火源进行灭火；
43.如图2和图3所示，供油腔101和存储腔102中分别设有前部调压构件和后部调压构件，前部调压构件和后部调压构件分别可在供油腔101和存储腔102中往复的移动，前部调压件将供油腔101封闭，存储腔102由后部调压构件分隔为储气腔102b和储油腔102a，且在后部调压构件的作用下，储油腔102a和储气腔102b相互隔绝互不联通，进而构成两个相对独立的腔体；
44.供油腔101中填充有液压油，具体的，液压油被填充于储油腔102a的封闭端和前部调压构件之间的封闭空间內，且供油腔101与储油腔102a连通，使得液压油能够在二者间回流，进气流道103和排气流道104的另一端同时与储气腔102b连通，本发明中，二氧化碳气体通过进气流道103通入储气腔102b后，后部调压构件会受到二氧化碳气体的压强，根据流体压强公式，此时后部调压构件会受到由气体产生的作用力，推动后部调压构件在存储腔102中移动，从而改变储气腔102b和储油腔102a的容积，在移动时能够将排气流道104封闭，实现储气，此时，若控制前部调压构件移动，以减少其与供油腔101封闭端之间的容积，本发明中通过二氧化碳气体作用于前部活塞8上，进而使其受到气体压强产生的作用力而移动，随着前部调压构件可将液压油导入至储油腔102a中，进而逐步将储油腔102a注满，当储油腔102a注满液压油后，前部调压构件仍受到二氧化碳气体的压强，则能够通过液压油将压强传递至后部调压构件，后部调压构件此时受到由液压油产生的作用力，当后部调压构件位于储油腔102a中一侧上的作用力大于储气腔102b一侧的作用力后，则能够推动后部调压构件回移，此时通过后部调压构件压缩储气腔102b，进而使存储于储气腔102b中的二氧化碳气体排出，实现泄压以排气灭火，本发明通过前部调压构件将液压油注入储油腔102a的时间间隔以及由液压油推动后部调压机构回移使排气流道104与储气腔102b解除封闭状态时的时间间隔，作为延迟二氧化碳气体向外喷射的时间，从而在此时间间隔内，使得人们有充足的时间能够撤离至安全区域中，避免因火灾现场二氧化碳浓度过高容易造成撤离人员出现脑缺氧的情况，同时，前部调压构件的位置变化，使在供油腔101和储油腔102a中的液压油量可任意改变，在变化时，后部调压构件的位置相应变化，故可实现储气腔102b容积的变化，实现多次的储气和排气动作，进而在使用时本发明延时阀的泄压结构无需进行反复更换，可进行多次的重复排气泄压，令整个消防系统的使用成本得到显著降低。
45.如图1、图5、图7、图9和图11所示，阀体1两侧分别设有前盖2和后盖3，前盖2和后盖3与阀体1间保持固定，前盖2和后盖3分别与阀体1间形成前部透气空间4和后部透气空间5，且前盖2和后盖3上分别开设有前部连接孔201和后部连接孔301，前部连接孔201和后部连接孔301分别与前部透气空间4和后部透气空间5连通，在安装时，将进气管路15与前盖2上的前部连接孔201连接，二氧化碳气体由外部气源供入进气管路15后，穿过前盖2上的前部
连接孔201进入前部透气空间4中，进而能够直接进入进气流道103中，并同时作用于前部活塞8上，而经过排气流道104排出的二氧化碳气体则能够经过后部透气空间5后，通过后盖3上的后部连接孔301进入排气管路16中，向外排出灭火。
46.如图1、图5、图7、图9、图11和图13所示，供油腔101和储油腔102a间设有针阀6，针阀6与其周向的阀体1部分间隙配合，在灭火时，本发明的延时阀能够很好的调节二氧化碳气体延迟喷射的时间，只需通过控制针阀6在与阀体1连接位上移动，来改变针阀6与阀体1间的间隙大小，即可改变液压油进入储油腔102a中的流速，从而改变将储油腔102a注满的时间，进而相应的改变储气时间，即二氧化碳气体延迟喷射的时间，在本发明中，能够使储气时间至少维持30s；。
47.如图3、图7、图9和图11所示，阀体1中还开设有辅助流道105，辅助流道105的两端均与阀体1外壁贯通，在本发明中，辅助流道105的两端分别与前部透气空间4和后部透气空间5连通，从而当液压油中的颗粒物将针阀6与阀体1间的间隙位堵塞，致使液压油无法注入储油腔102a中，进而使储气腔102b中的二氧化碳气体难以排出时，能够通过辅助流道105将二氧化碳气体直接输送至后部透气空间5中，并经过后盖3上的后部连接孔301排向排气管路16中，使得仍能够实现基本的灭火效力，此外，辅助流道105上设有手动阀7，手动阀7的设置能够控制辅助流道105的开闭，当液压油能够正常的自供油腔101流向储油腔102a时，将手动阀7关闭，堵塞时，手控手动阀7开启即可。
48.如图4至图12所示，前部调压机构和后部调压机构分别包括前部活塞8和后部活塞9，前部活塞8和后部活塞9分别可在供油腔101和存储腔102中移动，本发明的延时阀在工作时，通过前部活塞8的移动来将液压油压向储油腔102a中，通过后部活塞9的移动来进行储气和排气。
49.如图4至图12所示，后部调压机构还包括塞盖10，导柱11和弹簧12，塞盖10扣设于存储腔102的端部上，从而将存储腔102封闭，防止二氧化碳气体于此间外泄，塞盖10靠近存储腔102的一侧开设有导向孔1001，导向孔1001的中心线与存储腔102中心向平行，导柱11滑动连接于导向孔1001中，弹簧12套装于导柱11上，导柱11使得弹簧12能够沿直线方向拉伸和收缩，后部活塞9设于导柱11上，弹簧12的两端分别抵接于塞盖10和后部活塞9上，从而为后部活塞9提供支撑，限制其自由移动，当后部活塞9滑动时，带动导柱11沿导向孔1001移动，并挤压弹簧12或使弹簧12拉伸，后部活塞9的侧壁上开设有环形槽901，进气流道103和排气流道104与储气腔102b的连通处相错位，且进气流道103相较于排气流道104更接近储油腔102a，当后部活塞9不受储气腔102b侧的二氧化碳气体压强和储油腔102a侧的液压油压强时，弹簧12处于正常拉伸的状态，此时后部活塞9环形槽901一侧的外壁部分将排气流道104封闭，而进气流道103处于打开状态，当二氧化碳气体通过进气流道103进入储气腔102b时，随着储气腔102b内气体压强的增大，使后部活塞9受到的二氧化碳气体产生的作用力增大，能够推动后部活塞9，使其带动导柱11沿导向孔1001向储油腔102a一侧移动，此时，弹簧12被拉伸，当后部活塞9受到的储油腔102a侧的作用力大于储气腔102b侧的作用力时，则能够带动导柱11向背离储油腔102a一侧沿导向孔1001移动，此时逐步将弹簧12压缩，并随着其移动，当环形槽901到达排气流道104的对接位时，储气腔102b内的二氧化碳气体能够通过排气流道104顺利的向外排出。
50.进一步的，前部活塞8的垂直投影面大于后部活塞9的垂直投影面，在本发明中，阀
体1的供油腔101内壁、储油腔102a内壁、前部活塞8和后部活塞9之间构成密闭的空间，当前部活塞8的移动将液压油压入储油腔102a中并注满，此时二氧化碳气体的压强仍作用于前部活塞8上，根据帕斯卡定律，加载于密闭液体上的压强能够大小不变的向液体的各个方向传递，故通过液压油将压强大小不变的传递至后部活塞9，根据流体压强公式，液压油对后部活塞9的作用力同前部活塞8受到的作用力之比等于后部活塞9垂直投影面面积与前部活塞8垂直投影面面积之比，即前部活塞8和后部活塞9受力面面积之比，故使得后部活塞9受到的液压油产生的作用力大于前部活塞8受到的作用力，使得后部活塞9能够向远离储油腔102a一侧沿导柱11移动，直至解除排气流道104的封闭状态。
51.如4、图5、图7、图9和图11所示，，前部活塞8和后部活塞9上还分别套设有前部密封圈13和后部密封圈14，基于上述设置，能够避免液压油外泄，以及二氧化碳气体泄漏至环形槽901中，进而不影响本发明延时阀的正常使用。
52.如图5、图7、图9和图11所示，存储腔102包括大内径段和小内径段，故在大内径段和小内径段的过渡位置处形成台阶面，环形槽901一侧的后部活塞9部分的外径与大内径段的内径匹配，基于上述设置，能够限制后部活塞9的最大移动形成，即当后部活塞9与存储腔102大内径段和小内径段过渡位置处的台阶面抵接时，停止其移动，避免出现因后部活塞9移动过位，造成其外壁将供油腔101和储油腔102a的连通处封闭，使液压油无法正常注入储油腔102a中的问题。
53.结合图1至图13，本发明延时阀的运行方法为：
54.首先，将进气管路15和排气管路16分别连接于前盖2和后盖3上的前部连接孔201和后部连接孔301上，通过外部气源向进气管路15和阀体1供用于灭火的二氧化碳气体；
55.二氧化碳气体到达前部透气空间4，其中部分二氧化碳气体进入进气流道103，至储气腔102b中的后部活塞9环形槽901内，推动后部活塞9向储油腔102a方向移动，并将排气流道104封闭，另一部分二氧化碳气体作用于前部活塞8上，推动前部活塞8移动，前部活塞8移动将供油腔101中的液压油压入储油腔102a中，直至储油腔102a注满；
56.储油腔102a注满后，通过液压油将作用于前部活塞8上的压强大小不变的传递至后部活塞9，当后部活塞9受到的液压油产生的作用力大于储气腔102b一侧的二氧化碳气体产生的作用力时，后部活塞9回移，直至解除排气流道104的封闭状态，储气腔102b中的二氧化碳气体能够持续的通过排气流道104；
57.最后，进入排气流道104的二氧化碳气体通过后盖3与阀体1间的后部透气空间5后，自后盖3上的后部连接孔301进入排气管路16中向外喷射；
58.储气时，控制针阀6移动改变其与阀体1间间隙位的大小，改变液压油自供油腔101进入储油腔102a的流速，使储气时间至少维持30s；
59.当针阀6与阀体1间的间隙位堵塞时，将辅助流道105上的手动阀7开启，使得前部透气空间4中的二氧化碳直接通过辅助流道105排向至后部透气空间5中，并经过后盖3上的后部连接孔301排向排气管路16中向外喷射。
60.上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理和最佳实施例，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。