CO2 气瓶阀的结构与性能分析.doc

CO2 气瓶阀的结构与性能分析【关键词】灭火系统,气瓶阀,设计,发展【摘要】阐述了CO2气瓶阀的设计、结构特点、工作原理、发展和分类。CO2 气瓶阀是一种专用于CO2 气瓶上的特殊截止阀, 因其专用性而称为CO2 气瓶阀。 1 CO2 气瓶阀的结构特点CO2 气瓶阀在6070 年代基本上有2 类。一类是用于工业的CO2 气瓶上, 用的是氧气瓶上的气瓶阀。另一类是用于船舶消防的CO2气瓶上, 用的是专用的CO2 气瓶阀(图1) 。CO2 气瓶阀结构为截止阀式样。该阀除了有阀体、阀盖、阀杆、阀瓣(阀杆与阀瓣是整体的) 之外, 还设有安全保护接头。当瓶内的CO2 气体压力达到1916 1MPa 时, 安全膜片将自行爆破, 以保护钢瓶不发生爆炸。CO2 施放接头。当需要施放CO2 气体时, 手柄转动120, 带动多头梯形螺纹闸刀前移,扎破工作膜片, 施放出CO2 气体。CO2 充装接头。当需要往瓶内充装CO2 时, 转动阀杆打开阀瓣, 充装完毕关闭阀瓣。这种气瓶阀因有工作膜片, 增加了CO2 气体的渗漏点。每次施放气体之后, 必须更换工作膜片。当需要几瓶组、几十瓶组CO2 气瓶同时施放CO2气体进行灭火时, 这种气瓶阀闸刀的联动只能通过将手柄调到一个角度后, 通过手柄上的小孔, 用铁链串联起来, 用手拉动铁链进行操纵。当手柄调整的角度不对和多头梯形螺纹配合不好时, 将造成闸刀的移动距离不够, 闸刀不能扎破工作膜片, CO2 气体未能施放, 影响灭火效果, 甚至造成灭火失败。更主要的是,这种气瓶阀无法用电动、气动进行远距离操纵。2 、CO2 气瓶阀的发展、分类和工作原理80 年代初, 出现了CO2 固定式灭火装置,并迅速向CO2 固定式自动灭火系统发展。为此, CO2 气瓶阀的结构也有了改变。目前,CO2 气瓶阀按启动方式可分为电动和气动, 按密封形式可分为机械密封和差压密封, 按结构可分为带工作膜片和不带工作膜片。2.1 电动气瓶阀电动气瓶阀一般用于CO2 固定式灭火系统的氮气启动瓶上, 当电动气瓶阀接收到电信号后, 气瓶阀动作, 释放出氮气, 氮气通过启动管路, 开启气动气瓶阀, 施放出CO2 气体。电动气瓶阀分电磁电动气瓶阀(图2) 和电爆电动气瓶阀(图3) 。电磁电动气瓶阀的工作原理是: 当接收到电信号后, 电磁吸铁动作, 推动拉勾, 拉勾脱勾, 闸刀在压缩弹簧的强力作用下, 扎破工作膜片, 释放出氮气。该阀的缺点是在恶劣的环境下, 电磁铁会失灵。电爆电动气瓶阀的工作原理是: 当接收到电信号后, 电爆管中的小剂量火药被引爆, 瞬时产生的气压推动带活塞的闸刀, 扎破工作膜片, 释放出氮气。该阀的缺点是由于电爆管是军需品, 采购受到严格控制, 且每半年需要更换一次电爆管。两种电动气瓶阀都可用手动应急操作。当电动失灵时, 可拉下安全卡簧, 用手按动按钮, 应急释放出氮气。2.2 气动气瓶阀气动气瓶阀一般用于CO2 固定式灭火系统的CO2 灭火气瓶上。按结构可分为带工作膜片气动气瓶阀和不带工作膜片气动气瓶阀。带工作膜片气动气瓶阀按阀瓣密封的形式又可分为机械密封式(图4) 和差压式(图5) 。机械密封式气动气瓶阀工作原理是在启动管路氮气气体的压力作用下, 带闸刀的活塞前移, 扎破工作膜片, 施放出CO2 气体。当气动失灵时, 可拉下安全卡簧, 用手动按动按钮, 应急施放CO2 气体。差压式气动气瓶阀阀瓣的密封是靠瓶内CO2 气体作用在阀瓣的两边所产生的压力差来实现的。普通型气体气瓶阀在运输、安装和储存过程中, 阀瓣可能因震动而松动, 造成CO2气体的慢渗漏; 而差压式气动气瓶阀则密封可靠。差压式气动气瓶阀的工作原理是在启动管路氮气气体压力的作用下。带闸刀的活塞前移, 扎破工作膜片, 阀瓣右边气室内的CO2气体迅速排入大气, 压力迅速下降, 阀瓣在气瓶内CO2 气体压力的作用下, 被推离阀座,施放出CO2 气体。两种气动气瓶阀都可手动应急操作, 即当气动失灵时, 可用手按动按钮, 应急施放CO2气体。不带工作膜片气动CO2 气瓶阀分为杠杆式不带气缸(图6) 、连杆式自带气缸(图7)和差压式自带气缸(图8) 的形式。杠杆式不带气缸气动CO2 气瓶阀工作原理是在启动管路氮气气体压力的作用下, 共用气缸中的活塞前移(一般10 瓶组设一个气缸) , 通过钢丝绳拉动手柄, 当手柄摆动超过12, 即克服了“死点”之后, 在瓶内CO2 气体的作用下, 气瓶阀阀瓣打开, 施放出CO2气体。当气动失灵时, 可手动扳动手柄, 应急施放CO2 气体。连杆式自带气缸气动气瓶阀, 工作原理是在启动管路氮气气体压力的作用下, 小气缸中的活塞杆顶起气瓶阀上的手柄, 从而带动连杆动作, 使原来处于锁紧状态的阀瓣失去锁紧力, 在瓶内CO2 气体压力的作用下, 阀瓣被托起, 施放出CO2 气体。当气动失灵时, 可手动扳起手柄, 应急施放出CO2 气体。差压式自带气缸气动气瓶阀工作原理是在启动管路氮气气体压力的作用下, 气缸中的活塞杆前移, 强制顶开副阀瓣, 主阀瓣右边CO2气体压力迅速泄压, 主阀瓣在瓶内CO2 气体压力的作用下, 被推离阀座, 施放出CO2 气体。当气动失灵时, 可手动扳动手柄, 应急施3、 结语随着卤代烷1211 、1301 灭火剂的淘汰,CO2 固定式自动灭火系统的应用将越来越广泛, 而作为CO2 灭火系统的核心组成CO2气瓶阀也将