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进口消防电磁阀结构-工作原理-设计-德国莱克LIK品牌
发布时间:2022-12-1
1 概述
自动雨淋灭火系统在商场、电站和写字楼等场所发生火灾的瞬时会大量喷淋水,防止火灾蔓延而导致人员伤亡及财产损失。传统的雨淋阀系统在火灾发生时,烟雾探测器感应到火灾烟雾信号后,转换成电信号传输给电控箱。电控箱启动电铃发出报警信号,同时紧急按钮启动泵组和电磁阀开启雨淋阀门,雨淋阀出水端开始供水,通过开式喷头向灭火区域喷水灭火。由于传统雨淋阀系统由电控开启,存在误报误开或者系统不能动作等现象,水量消耗大,反应速度慢,并耗电,在防爆场所还需对电源提出特殊要求。另外,系统动作结束火灾控制后,除人为关闭泵组外,不能及时关闭系统,将耗费大量水。因此设计了消防雨淋灭火系统喷淋管路用先导式电磁阀(简称消防阀———下同)。
2 结构特点

消防阀(图1)由阀体、下阀盖、中阀盖、上阀盖、阀芯、阀杆、连接杆、活塞、大弹簧、小弹簧、调节器、限位阀杆、警铃开关和手轮等组成,在连接杆和阀杆之间设置有导流孔,中阀盖上设置有通气孔

2.1 活塞
以活塞作为上下腔之间的密封件,将作用在活塞上腔与下盖下腔的压力差信号放大,提高了阀门对微小压差的敏感性,即阀门的响应速度和稳压精度。利用活塞上腔与下盖下腔的压力差打开阀门,防止在背压的情况下,阀后水倒流,引起管网水交叉污染。
2.2 弹簧
弹簧对活塞传递的压力具有较好的灵敏度和劲度系数。由于消防阀选用的活塞面积大,施加在活塞上的关闭作用力也大,想要快速打开阀门,所要求的弹簧预紧力大,如果采用单个弹簧,将增加阀门的直径和高度,增大阀门体积。因此,阀门采用一大一小两个弹簧并联方式增加弹簧刚度,这种结构体积小而负载高,特别适用于空间受限制而承受较大载荷的工况,具有较好的缓冲控制功能。
2.3 导流孔
将导流孔连接通道设计在连接杆和阀杆上,取消在阀体外安装连接管路的结构形式,阀门结构紧凑,漏点少。
2.4 限位阀杆
在限位阀杆上加装手轮,通过手轮调节流量的大小。
2.5 警铃开关
在上阀盖安装警铃开关,开关触点与限位阀杆接触,限位阀杆的上下动作可以控制警铃开关的开启和关闭,以传递报警信号。
2.6 通气孔
中阀盖上设置有通气孔,确保阀门开启和关闭时的速度不会太快,防止阀门开启时损坏和关闭时水锤冲击,保护管路安全。
3 工作原理
当管路中没有水时,在弹簧力的作用下,活塞带动连接杆上移,阀杆和阀芯由于没有与连接杆连接,在阀杆和阀芯的自重作用下,阀门处于关闭状态,因此阀门是常闭阀,这种结构能防止在背压情况下的倒流污染。消防阀与输水管路的连接(图2)阀门进水时,在水压的作用下,阀芯上的密封垫与阀体上阀座相脱离,此时,阀后有水排出,同时,由于连接杆和阀杆之间的导流孔,活塞上腔存在水压,活塞上腔的水压与下阀盖下腔的水压相同。由于活塞的截面积远大于连接杆的截面积,施加在活塞上方的压力克服弹簧力向下移动,推动阀杆和阀芯向下移动,阀门关闭,阀后水流停止(图3a)。当有火灾发生喷淋头打开喷水时,活塞上方的水压降低,在弹簧力的作用,活塞带动连接杆上移,此时阀芯下部的水压推动阀芯,阀门打开,阀门正常供水(图3b)。与此同时,限位杆上移,警铃的开关触点与限位阀杆接触,警铃报警。限位阀杆上方安装的手轮可以控制阀门的开度,即控制阀门的流量。中阀盖上设置有通气孔,以控制阀门开启和关闭时的适宜速度,既防止阀门快速开启时造成损坏,又防止阀门关闭时产生水锤,保护管路安全。

4 设计计算

4.1 导流孔根据实际工况,将消防阀从喷淋管路打开瞬间开始至阀后压力上升到90%所需的响应时间定为2s,则阀杆上导流孔的流通面积S为

式中 
S———导流孔流通面积
V———活塞上腔容积
ΔP———导流孔前后的压力差
ρ———流体介质密度
Kv———流量系数
t———响应时间

当喷淋管路打开,阀门开启后,阀后的出口压力为1~1.6MPa,可以做到快速灭火。当喷淋管路关闭后,阀门关闭,阀后管路内的水压不得超过
0.5MPa,维持管路内有一定的压力,又不处于高压状态。由于阀门需要的出口压力高,所要求的弹簧预紧力大,则弹簧负荷Qt为

弹簧负荷确定后,可计算和选定弹簧的钢丝直径、大圈半径、小圈半径、有效圈数、节距和自由长度等。
5 结语
消防喷淋管路用先导式电磁阀能够在喷淋头打开喷水时自动打开供水,阀门连接的警铃触发开关在阀门打开同时能够报警。阀门结构紧凑,设计合理,能够实现自动启闭和手动关紧的功能,满足多区域连锁灭火要求,具有报警准确,灭火及时,反应速度快等特点。


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