灭火系统的触发设备
技术领域
本发明涉及一种触发设备，其用于为了抑制爆炸的、快速触发的灭火系统，其中该触发设备具有滑移销，其中通过滑移销从锁止位置到释放位置的运动促成灭火系统的触发，并且滑移销在锁止位置中以止动体压向卡爪体的卡爪面并且由这个卡爪面保持在锁止位置中。
此外，本发明还涉及一种用于抑制爆炸的灭火系统，其具有灭火剂容器，该灭火剂容器能够经由封闭机构耐压密闭地封闭，其中封闭机构能够借助至少一个锁止件锁止在封闭位置中。
在一个另外的方面中，本发明涉及一种用于利用灭火系统执行测试触发的方法。
背景技术
快速触发的灭火系统用于抑制爆炸，其中特别是使用具有碳酸氢钠粉末和氮的干粉灭火器，其具有约60bar的系统压力。当压力传感器识别到开始爆炸时，将灭火器的封闭系统打开，其中由于必要的短的反应时间之故通常利用爆炸物将封闭系统炸开。一个很高的动态性对于触发来说是关键，其中必须达到低于10毫秒的触发时间。
爆炸物在许多方面构成一个问题，其中特别是成本、处理、存放、运输、备件发送、库存、不同国家的进口、稳定性或者可检查性分别构成各自的问题域。
通过机械手段代替这些爆炸物的尝试遇到了很多技术上的困难。特别是利用源自相关的技术领域、如源自传统的灭火系统的触发系统无法达到抑制爆炸所需要的短的触发时间。
EP1025878 A1公开了一种用于抑制爆炸的干粉灭火器的机械式触发机构，在该触发机构中经由一个具有居间支承的滚动体的旋转执行器释放一个锁销。这一点减小了系统摩擦力，这对于运行可靠的和快速的打开是重要的。旋转执行器经由一个力矩电机驱动。
发明内容
此外，存在对用于抑制爆炸的、快速触发的灭火系统的触发设备的需求，该触发设备结构简单并且可经济地制造，并且该触发设备具有提高的运行可靠性和降低的维护费用。本发明的目的是提供这样的系统。
根据本发明，这个和另外的目的通过一个开头所述类型的触发设备得以实现，在该触发设备中为了解除止动体与卡爪面的接合和为了释放滑移销，卡爪体能够借助至少一个电磁铁运动，该电磁铁直接作用到卡爪体上。这一点减少了触发设备的必要的运动部件的数量。
可以将电磁铁的大小、几何形状和线圈朝向高动态性和低能量消耗优化。同时需要考虑到：必须在灭火系统上存储触发所需的能量，并且在电容器中不得超过出于安全原因确定的能量。通过电磁铁直接作用到卡爪体上，可以将系统摩擦力降低到最小程度。
在一个有益的实施方式中，卡爪体可以构造为一体的物体，由此能够将可运动的部件的数量降低到最小程度。
有利地卡爪体可以借助复位弹簧向着将止动体与卡爪面接合的方向预紧。复位弹簧不仅用于在测试触发后的复位，而且还用于抗振动和抗撞击并且如下地确定尺寸：即使在出现最大加速时依然具有防止自动触发的充分可靠性。
在本发明的一个优选的实施方式中，卡爪体与电磁铁之间的气隙可具有一个呈楔状逐渐变小的横截面。这使电磁铁在卡爪体上的较高的力的作用成为可能，而同时使通过卡爪释放止动体所需的运动成为可能。
在本发明的一个另外的有益实施方式中，卡爪体能够围绕一个枢轴可枢转地支承。通过优化地布置枢轴和与卡爪面的间距，能够实现高动态的和可靠的触发。通过调节卡爪体的布置和形状以及卡爪面的角度，能够进一步优化触发特性并且使其不受滑移销上的作用力的影响。
在一个有益的实施方式中，枢轴可以在滑移销的止动体与连接头之间的区域中设置在滑移销旁边，其中枢轴尤其是在竖直方向上优选与销轴线隔开最大为15mm的间距。由此能够将触发所需的力和结构尺寸减小到最小程度。枢轴在此可以设计为一个枢转轴承。
在一个另外的有益实施方式中，枢轴可以在滑移销的假设的延长部分中沿着释放方向设置在止动体之后，其中枢轴尤其是在竖直方向上优选与销轴线隔开最大为15mm的间距。
枢轴例如可以通过卡爪体的支承在壳体的一个内棱边中的外棱边构成。这一方面减小了系统摩擦力，另一方面将机械装置的复杂性和易出错性降低到了最小程度。
有利地枢轴能够与电磁铁保持10mm与50mm之间的间距定位。
在一个另外的有益实施方式中，可以设置一个用于监视卡爪体的位置的卡爪传感器。这允许对触发设备的锁定状态进行远程监视。
本发明此外包括一个开头所述类型的灭火系统，该灭火系统具有本发明的触发设备，其中该触发设备作用到灭火系统的锁止件上。
有利地锁止件能够借助电动机械式执行器锁定在将封闭机构锁止的位置中。如果出于安全原因必须避免触发灭火系统的话，锁止件的锁定特别是对于维护保养目的来说是必要的。利用电动机械式执行器可以直接经由一个中心控制系统进行锁止。可以经由一个总线电缆将锁止信号输送给有关的灭火器和通过一个电动机械式执行器进行锁止。
在一个有益的构造设计中，可以设置用于监视执行器的位置的执行器传感器。由此可以远程监视锁止位置的到达。在到达锁止位置之后才将一个相应的信号发送给控制系统。特别是在外露的系统部件的情况中，诸如高的贮仓，可这样监视的远程锁止是一大优点。
根据本发明，至少执行器传感器、卡爪传感器、执行器和电磁铁可以有益地与一个控制系统连接。这一点允许通过中心控制进行全自动或者半自动的测试触发，这将设备维护和检查的费用降低到了最小限度。
根据本发明，可以根据一种方法实施利用灭火系统的测试触发，所述方法具有以下步骤：借助执行器将锁止件锁定在将封闭机构锁止的位置中；借助执行器传感器对锁定进行检查；通过借助电磁铁松开卡爪体而将滑移销释放；借助卡爪传感器检查已进行的测试触发；使卡爪体复位；检查卡爪体的位置；借助执行器将锁止件解除锁定。可以经由控制系统全自动地实施这些步骤，而无需手动干预灭火系统。
附图说明
下文将参照图1至3详细阐述本发明，这些图示例性地、示意性地和非限制性地示出本发明的有益的构造设计。附图中：
图1为本发明的灭火系统的剖视图；
图2为本发明的触发设备的第一实施方式的剖视图和
图3为本发明的触发设备的第二实施方式的剖视图。
具体实施方式
图1示出了本发明的灭火系统11的横截面。一个灭火剂容器12以本身众所周知的方式利用一个设计为翻盖的封闭机构13封闭。灭火剂容器12被加载压力和填充灭火剂。作为灭火剂可以使用例如含有碳酸氢钠粉末的粉末，其中利用氮使灭火剂容器达到约60bar的系统压力。利用一个构造为杠杆状的锁止件14将封闭机构13锁止。在此，锁止件14以一个锁定面19压在封闭机构13的压紧面20上。
可以对在锁定面19与压紧面20之间的接触面的、封闭结构13的枢转轴承21的旋转中心的和锁止件14的杠杆轴承22的旋转中心的尺寸和相对设置以及对封闭机构13的和锁止件14的尺寸进行优化，以便一方面保证通过封闭机构13对灭火剂容器12的可靠的、耐压密封的锁定，并且另一方面在触发灭火系统11时保证足够迅速地解锁锁止件14和打开封闭机构13。
通过如下方式解除锁止：使锁止件14的一个与杠杆轴承22间隔开的操作端23沿着释放方向24运动。为此锁止件14在操作端23上利用一个滑移销2的连接头8与一个触发设备1连接，在下面将详细说明该触发设备。在必要时，锁止件14的操作端也可以直接作用到滑移销2上(没有连接头8)。导致封闭机构13解锁的操作端23的必要运动越短，就能够越快地实现灭火系统11的触发。另一方面，运动并不是可任意最小化，因为必须保证对灭火剂容器12的可靠封闭。
为了不需要额外的夹紧元件，优选如下地选择封闭机构13和锁止件14的尺寸和设置，即操作端23仅仅由于灭火剂容器12中占优势的系统压力之故沿着释放方向24预紧。系统压力与此同时作用到封闭机构13上，该封闭机构经由压紧面20将一个力施加到锁止件14的锁定面19上，该力又导致一个沿着释放方向24的预紧力。
操作端23通过预紧力沿着释放方向24将一个压力施加到触发设备1的滑移销2上。滑移销2在一个与连接头8沿着释放方向24间隔开的位置上具有一个止动体3，该止动体由一个卡爪体5的卡爪面4克服预紧力保持。为了触发灭火系统，通过卡爪体5的运动将止动体3释放，使得滑移销2沿着释放方向24移入一个释放位置中。作用到连接头8上或者直接作用到滑移销2上的预紧力因此必须足够大，以克服触发设备1中的系统摩擦力并且使滑移销2高动态地(就是说，为了抑制爆炸的预期目的充分迅速地)移入释放位置中。
现在参照图2对触发设备1的示例性的本发明实施方式进行详细说明。卡爪体5具有一个基本上钩状的形状并且可枢转地支承在一个枢轴7上，其中枢轴7在连接头8与止动体3之间的区域中设置在滑移销2上部旁侧。卡爪体5的形状、枢轴7的位置和止动体3(或者卡爪面4)的位置如此相互配合，即只有很小的摩擦力作用在止动体3与卡爪面4之间。特别是可以通过如下方式实现这一点，即枢轴7设置在销轴线附近，优选设置在距销轴线最大为15mm处。
枢轴7(或者卡爪体5)优选可以设置在滑移销2的竖直上方或下方，然而也可以设置在侧面或者与其成不同的夹角设置。然而设置在竖直上方或下方便于考虑到作用到卡爪体5上的重力。
卡爪体5额外通过一个复位弹簧9保持在锁定的位置中。复位弹簧9不仅仅用于在测试触发后的复位，而且还用于抗振动和抗撞击并且如下地确定其尺寸：即使在出现最大加速时依然具有防止自动触发的充分可靠性。
在卡爪体5的背离滑移销2的那侧上，以相对于卡爪体5的小间距设置电磁铁6。卡爪体具有一种电枢材料(即一种材料，由电磁铁6激发的电磁场在该材料上施加一个吸引力)，使得其可以由激活的电磁体6克服复位弹簧9的复位力吸引并且向着电磁铁6的方向运动。有利地卡爪体5可以整体上由电枢材料构成。卡爪体5与电磁铁6之间的间距构成一个尽可能小的气隙，该气隙的大小正好足以在电磁铁6被激活时使卡爪面4与止动体3脱接。
通过卡爪体5围绕枢轴7的枢转运动能够在锚固点7附近将卡爪体6与电磁铁6之间的距离比在卡爪面4的区域中设计得更小，在卡爪面的区域中为了释放止动体3，卡爪体5的最大偏转是必要的。气隙因此可以具有一个向着锚固点7逐渐变小的、楔状的走向。由此气隙在位于锚固点7附近的电磁体6的线圈的区域中很窄，这使电磁铁6在卡爪体5上的作用最大化。
可以经由一个卡爪传感器10对卡爪体5的位置进行电子监视。
通过构造为高动态磁铁的电磁铁6与枢轴7的有利选择和尺寸的有利选择的组合，能够使高动态的和可靠的触发成为可能。通过对卡爪体5的尺寸和特别是对卡爪面4的角度的调节，能够进一步优化触发性能并且使其尽可能地不受作用到滑移销2上的预紧力的影响。
在图3中示出了本发明的触发设备1的一个另外的有益实施方式。图3的实施方式的卡爪体5基本上构造为简单的“平板”，其中卡爪面4设置在卡爪体5的一个棱边上。卡爪体5的一个沿着释放方向与卡爪面4对置的棱边构成枢轴7，其中该枢轴7通过卡爪体5的支承在壳体26的一个内棱边25中的外棱边27构成。通过基本上点状的支承将摩擦降低到最小程度并且为了支承也不需要额外的构件。特别是由滑移销2作用到卡爪体5上的力在枢轴7中在无显著的摩擦力矩的情况下被吸收，由此触发力几乎不受存在的预紧力的影响。
这个实施方式的另一个优点在于：与在图2中示出的实施方式相比，再次将在卡爪体5与电磁铁6之间的气隙降低到最小限度。在这种情况下，气隙在一侧特别小，使得能够利用电磁铁获得高的力和动态性。
借助一个复位弹簧9将卡爪体5压离电磁铁6并且使卡爪面4与止动体3接合。复位弹簧9可以插入一个设置在卡爪体5内的孔28中，这使简单的组装成为可能并且将必要的装配件的数量降低到最小限度。
滑移销2的止动体3可以构造为围绕该滑移销2环形延伸的面，使得该滑移销2能够构造为回转体，该回转体易于制造并且该回转体可以安装在一个任意旋转的径向位置中，这简化了组装。为了保证卡爪面4与止动体3之间的最佳对接，可以在卡爪体5中设置一个例如沟槽形的凹部29，滑移销2当其在触发后沿着释放方向24运动时被匹配地接纳在该凹部中。
因此卡爪体5可以构造为简单的、基本上块状的或者长方体形的物体，在该物体中仅仅引入孔28和凹部29。在必要时，一些边缘表面(例如与外棱边27邻接的、短的后部面可以与长方体形状不同地构造为倾斜的。
在这个实施方式中也可以经由一个卡爪传感器10对卡爪体5的位置进行电子监视。
一个销复位弹簧18可以反向于释放方向24推压滑移销2，使得即使例如在填充前在灭火剂容器12中还没有建立压力时依然将锁止件14压入一个将封闭机构13锁止的位置中。
回到图1，下面对本发明的灭火系统11的一个另外的安全特性进行说明。
与锁止件14相邻地设置有一个可电动机械式操作的执行器15。例如该执行器基本上可以设计为可运动的销(或者凸块)，该销在一个向着锁止件14移出的位置中将锁止件14锁定和止动在将封闭机构13锁止的位置中，并且该销在一个退后的位置中使锁止件14能够进行解锁运动并且因此将该锁止件“解除锁定”。执行器可以-利用或者无传动机构-电动机械式被驱动。也可以经由一个执行器传感器16远距离监视执行器15的位置。
在运输期间，或者当在需保护的容器上需要进行维护保养作业时，可以利用通过执行器15对锁止件14的锁定。
不仅执行器15的执行单元(未示出)，而且执行器传感器16、卡爪传感器10、电磁铁6以及在必要时另外的传感器和执行单元都能够与一个中心控制系统17相连。因此能够集中直接经由控制系统17进行锁定或者止动，其中一套设备中的多个灭火系统11可以与同一个控制系统17相连。优选经由总线连接，可以将控制信号输送给有关的灭火器和接收传感器信号。
因此可以由控制系统17触发通过执行器15对锁止件14的锁定，其中利用执行器传感器对达到锁定位置进行监视。
在锁定位置中可以通过测试触发来检查触发设备的正常功能。与此同时，除了平滑度之外，经由传感器还能够确定动态性并且与存储的数值进行比较。触发的这个可检查性构成与配备有爆炸物的系统的另外的重大区别并且能够在风险评估中实现好得多的SIL(安全完整性等级)-分级。
在设备中可以执行在规定的间隔内包括记录的自动测试程序。
附图标记列表
1 触发设备
2 滑移销
3 止动体
4 卡爪面
5 卡爪体
6 电磁铁
7 枢轴
8 连接头
9 复位弹簧
10卡爪传感器
11灭火系统
12灭火剂容器
13封闭机构
14锁止件
15执行器
16执行器传感器
17控制系统
18销复位弹簧
19锁定面
20压紧面
21枢转轴承
22杠杆轴承
23操作端
24释放方向
25内棱边
26壳体
27外棱边
28孔
29凹部
30气隙
