消防栓剪切和方法

申请号 CN201580077611.9 申请日 2015-07-02 公开(公告)号 CN107407433A 公开(公告)日 2017-11-28
申请人 科斯坚阀门有限责任公司; 发明人 R.T.基钦; R.D.特雷弗;
摘要 公开了一种用于切断通往消防栓的液体流的系统和方法。 阀 本体的脱开式脆弱启动器响应于消防栓受到充分意外冲击而变得移位。阀部件响应于冲击而关闭以封闭通往消防栓的 流体 流。
权利要求

1.一种用于消防栓的消防栓剪切,其与具有管凸缘的消防栓供流体连通地联接,包括:
阀本体,其具有固件接收开口以用于使所述阀流体连通地安装在所述消防栓和所述供水管之间;
所述阀本体具有阀座
两件式阀部件,其枢转地安装在所述阀本体中以在打开位置和关闭位置之间移动;
所述阀部件具有成对的阀部件部分,所述成对的阀部件部分在所述打开位置设置成在所述阀本体内沿轴向对齐地彼此交迭,并且在所述关闭位置设置成与所述阀座接合的共面构造;
至少一个偏置部件,其用于将所述阀部件部分可释放地保持在所述打开位置,并且容许所述阀部件部分在从所述供应管流出的流体的下移动到所述关闭位置;以及至少一个脆弱促动器,其用于在所述消防栓被充分冲击击中时脱开而使所述偏置部件释放,以使所述阀部件部分朝所述关闭位置移动。
2.根据权利要求1所述的消防栓剪切阀,其特征在于,触发器机构释放所述阀部件,以容许所述偏置部件响应于所述脆弱促动器脱开而使所述阀部件部分移动到所述关闭位置,使得防止流体漏出。
3.根据权利要求2所述的消防栓剪切阀,其特征在于,所述触发器包括剪切销,并且所述偏置部件包括弹簧
4.根据权利要求2所述的消防栓剪切阀,其特征在于,所述偏置部件包括接收在阀本体凹部中的至少一个臂。
5.根据权利要求1所述的消防栓剪切阀,其特征在于,所述消防栓剪切阀还包括一系列沿轴向延伸的紧固件接收埋头孔,以用于将所述阀安装在所述消防栓和所述供水管之间,并且使得第一多个紧固件能够延伸到所述消防栓的底部且使得第二多个紧固件能够延伸到所述供水管。
6.根据权利要求1所述的消防栓剪切阀,其特征在于,所述至少一个脆弱促动器包括至少一个剪切紧固件。
7.根据权利要求1所述的消防栓剪切阀,其特征在于,各个阀部件部分包括轮廓平滑的表面,以有利于流体流经过处于其打开位置的所述阀部件。
8.根据权利要求1所述的消防栓剪切阀,其特征在于,所述消防栓剪切阀还包括弹簧,以用于在所述阀部件部分朝所述关闭位置移动时弹性地促使所述阀部件部分远离彼此。
9.一种用于消防栓的消防栓剪切阀,其与具有管凸缘的消防栓供水管流体连通地联接,包括:
紧凑的阀本体,其具有用于切断通往所述消防栓的流体流的阀部件;
至少一个脆弱部件,其用于当所述消防栓被充分冲击击中时脱开以使所述阀部件切断通往所述消防栓的流体流;以及
一系列沿轴向延伸的紧固件接收埋头孔,其用于将所述阀安装在所述消防栓和所述供水管之间,并且使得第一多个紧固件能够延伸到所述消防栓的底部且使得第二多个紧固件能够延伸到所述供水管。
10. 一种制作用于切断通往消防栓的流体流的消防栓剪切阀的方法,包括:
将脆弱促动器安装在阀本体上,以响应于所述消防栓受到充分冲击而脱开;以及将两件式阀部件安装在所述阀本体中,以响应于所述脱开而封闭通往所述消防栓的所述流体流。
11.根据权利要求10所述的方法,其特征在于,所述方法还包括将至少一个偏置部件安装在所述阀本体上,以使所述两件式阀部件保持在打开位置。
12.根据权利要求10所述的方法,其特征在于,所述偏置部件包括安装在所述阀本体中的臂。
13.根据权利要求10所述的方法,其特征在于,所述方法还包括对所述阀部件提供弹簧器件,以促使所述阀部件位置分开。

说明书全文

消防栓剪切和方法

[0001] 本发明的领域本发明大体涉及消防栓剪切阀和切断通往消防栓的液体流的方法。
[0002] 相关申请本申请要求2015年6月30提交的名称为“HYDRANT SHEAR VALVE AND METHOD(消防栓剪切阀和方法)”的美国专利申请No. 14/788448的优先权,并且要求2015年3月10日提交的名称为 “HYDRANT SHEAR VALVE AND METHOD(消防栓剪切阀和方法)”的美国临时专利申请No. 62/131222的优先权。
[0003] 本发明的背景不承认该部分中公开的背景技术在法律上构成现有技术
[0004] 当例如消防栓被移动的机动车辆意外撞击且从供管移位时,意外造成了水浪费和财产损失。当消防栓被移动的车辆损坏时,每分钟成千上万加仑水可在巨大压下喷射到空气中达到大约六十英尺那么高。这些水保持不受控制地涌出数十分钟,诸如30至60分钟,直到消防部人工地关闭管路阀为止。
[0005] 对周围商业、住宅和大范围(诸如五十码)内的其它财产由于注水直接造成的财产损失保守估计可能有成千上万美元。不考虑成千上万加仑的水(水正成为珍贵的商品),还有挖掘和更换破损管线对纳税人造成的附加费用。
[0006] 附图的简要描述为了更好地理解本发明和了解可如何在实践中执行本发明,现在将参照附图来描述本发明的非限制性优选实施例,其中:
图1是根据实施例构造的消防栓剪切阀的示意性正视图,并且示出了其与消防栓水供应处于流体连通地安装到消防栓上;
图2是图1的消防栓剪切阀的放大的示意性正视图;
图3是图2的阀的示图;
图4是图2的阀的俯视图;
图5是基本在图4的线5-5上得到的图4的阀的截面图;
图6是图2的阀的构件的放大分解示图;
图7是图6的构件的组装好的俯视平面图,示出了构件处于其关闭位置
图8是图7的构件的正视图;
图9是图7的构件的示意图,并且以打开位置示出;
图10是图7的构件的侧面正视图;
图11是也根据另一个实施例构造的消防栓剪切阀的示意图,并且示出了其与消防栓水供应处于流体连通地安装到消防栓上,示出了消防栓被车辆撞倒;
图12是图11的阀的示图,示出了阀处于其打开位置;
图13是图11的阀的示图,示出了阀处于其关闭位置;
图14是图11的阀的分解图;
图15、16和17是图11的阀的两件式阀部件部分的示图;
图18、19和20是图11的阀的另一两件式阀部件部分的示图;
图21是图11的阀的底部和侧面示图,示出了阀从打开位置朝关闭位置移动的过程;
图22是基本在图12的线22-22上得到的阀的截面图,示出了阀处于其打开位置;以及图23是基本在图13的线23-23上得到的阀的截面图,示出了阀处于其关闭位置。
[0007] 本发明的某些实施例的详细描述现在将参照附图在下文更全面地描述本发明的某些实施例,附图中显示了本发明的一些但非全部实施例。实际上,本发明的这些实施例可为许多不同的形式,并且因而不应认为本发明限于本文阐述的实施例;相反,提供这些实施例仅仅作为示范性示例,使得该公开将满足适用的法律要求。相似的编号表示各处相似的元件。
[0008] 将容易地理解本文大体描述和附图中示出的实施例的构件可布置和设计成各种各样不同的构造。因而,附图中描绘的本发明的系统、构件和方法的某些实施例的以下更详细的描述不意于限制要求保护的发明的范围,而是仅仅代表本发明的实施例。
[0009] 根据至少一个实施例,用于消防栓的消防栓剪切阀可与消防栓供水管流体连通地联接,其包括在消防栓和供水管之间流体连通地安装的阀本体。两件式阀部件枢转地安装在阀本体中,以在打开位置和关闭位置之间移动。阀部件包括成对的阀部件部分,它们在打开位置设置成在阀本体内沿轴向对齐地与彼此交迭,而且它们在关闭位置设置成与阀座接合的共面构造。
[0010] 消防栓剪切阀可包括至少一个偏置部件,以用于将阀部件部分可释放地保持在打开位置,并且容许阀部件部分在从供应管流出的流体的力下移动到关闭位置。而且,当消防栓被充分冲击击中时,至少一个脆弱促动器脱开而使偏置部件释放,以使阀部件部分朝关闭位置移动。
[0011] 根据至少一个实施例,一种制作用于切断通往消防栓的流体流的消防栓剪切阀的方法包括将至少一个脆弱促动器安装在阀本体上,以使促动器响应于消防栓受到充分冲击而脱开。该方法还可包括将两件式阀部件安装在阀本体中,以响应于脱开而封闭通往消防栓的流体流。
[0012] 该消防栓剪切阀的至少一个目的是使用本身的水压力来关闭阀。在一个实施例中,更换坏掉的剪切阀可能仅仅是从消防栓拧松它和更换它。根据另一个实施例,剪切阀设计成保持完整,并且仅坏掉的剪切螺栓需要更换。
[0013] 现在参照附图的图1-10,显示了根据实施例构造的消防栓剪切阀10,并且其适于流体连通地安装在消防栓12下方且流体连通地联接到供水管22的上端,供水管22用作压力下的消防栓供水源。
[0014] 阀10包括阀本体13,阀本体13具有上部凸缘14和下部凸缘16,并且具有枢转地安装的两件式阀部件18,阀部件枢转地安装在保护盖板19(图1)后面的横向杆或轴41(图6和8)上,保护盖板紧固到上部凸缘14上。上部凸缘14包括一系列间隔开的固件孔,诸如用于接收紧固件(诸如紧固件15(图1))的孔II(图4)。下部凸缘16包括间隔开的紧固件孔,诸如用于接收紧固件(诸如图1的紧固件15)的孔17(图2和3)。
[0015] 呈弹簧23(图2)的形式的偏置部件或机构21将阀部件可释放地保持18在其打开位置。本体13的脆弱促动器或部分25适于在消防栓12被意外充分冲击击中时脱开,诸如当车辆(未显示)撞到它时。脆弱25促动器可为环形的形状,并且可包括方形环形锯齿27和V形环形锯齿29,使得阀本体13能够通过上部凸缘14安装到消防栓12的底部部分上以由于侧向力和/或向力而脱开或断裂。
[0016] 大体在32处指示的触发器机构或部件包括连接到阀部件18上的横向延伸臂34,以及连接在臂34的外端之间并且固定在上部凸缘14处以使阀部件18保持在其打开位置的沿轴向延伸的剪切销36,接合止挡件71(如在图4和5中最佳地看到的那样),以在通常诸如由消防员使用时容许诸如水的液体在压力下流过消防栓12。导引支架38接收剪切销36的中间部分,以帮助使其固定就位。臂34通常由弹簧32弹性地偏置,使得其远侧端是刚性的,或者压靠着止挡件39。当消防栓12上发生充分冲击时,脆弱促动器25断裂而使上部本体部分和剪切销36脱开以释放销36,并且容许弹簧23使臂34通过轴41沿逆时针方向(如在图2中看到的那样)旋转,由此阀部件18朝其关闭位置弹动,如图4中指示的那样。然后水压继续使两件式阀部件18的C形阀部件部分45和47移动到其共面关闭位置(图4、7和10)且保持在那个位置,以切断水的任何进一步排放,直到工作人员可关掉总供水阀(未显示),使得剪切阀10可从消防栓移除且用新剪切阀(未显示)更换。
[0017] 现在参照图4、5、6、7、8、9和10来更详细地考虑阀部件18,阀部件18包括可旋转地安装的轴41,它横向地设置在阀本体13内,以将阀部件18驱动到其关闭位置。轴41包括固定到阀部件部分45上的沿轴向延伸的键槽槽口43,阀部件部分45具有套筒46,套筒46接收键槽43处的轴41。阀部件部分47与阀部件部分45在设置成共面构造时协作以切断消防栓剪切阀10内的流体流。阀部件部分47包括成对的间隔开的套筒48和49,以用于在阀部件部分45的套筒46的相对的侧部上接收轴41。套筒46包括内键52,内键52配合到键槽43中,使得当对消防栓12发生冲击后固定到轴41上的臂34沿图2中看到的逆时针方向旋转时,阀部件部分45随轴41旋转。
[0018] 当轴41旋转而使阀部件部分45可旋转地移动时,在套筒48和49之间的阀部件部分47上的单个正齿轮齿54(图6、7、8和9)由阀部件部分45的套筒46上的旋转四分之一圈的正齿轮节段56驱动。照这样,随着轴41借助于弹簧23旋转,阀部件部分45和47两者都从图5和9中显示的向下垂的交迭位置移动到图4和7中指示的共面关闭位置。
[0019] 消防栓剪切阀10将破坏重新引导到阀本体上的特定点,并且水压本身用来关闭阀部件18且使其保持在关闭的共面位置,直到剪切阀10被修理或更换为止。修理或更换坏掉的剪切阀10通过从消防栓12和供水管拧松其而完成。
[0020] 现在参照图11至23,显示了消防栓剪切阀110,它类似于消防栓剪切阀10,除了基本所有机构都在内部且整体结构更紧凑之外。阀110可按脱开的方式固定到消防栓112的下侧,并且固定到消防栓供水管116的上部环形凸缘118上。照这样,如果消防栓112受到诸如意外与车辆(诸如图11的车辆114)相撞的相当大的冲击,或者由于任何其它原因,消防栓112与剪切阀110分开而使阀110脱扣(trip),以使其切断来自供应管116的水流。
[0021] 剪切阀110可包括环状圆形阀本体121,它由刚性材料构成,诸如或适当的复合材料。通过大体在123处指示的孔接收的一系列间隔开的紧固件沿轴向延伸以容许阀本体121可释放地固定到消防栓112上以及固定地固定到供水管凸缘118上,如下文更详细地描述的那样。
[0022] 现在参照图22和23,在阀本体121的上部部分处的环形阀座125适于接收两件式阀部件126以封来自管116的液体流。阀部件126可包括半圆形阀部件部分127和半圆形阀部件部分129,它们枢转地安装在横向枢轴销128上。阀部件部分在如图12中显示的阀打开位置通常定位在交迭构造中。当发生使消防栓112从阀110移位的事件时,阀部件部分127和129移开,并且由于处于来自供应管116的水压的力而围绕枢轴销128枢转,以向上移动成与阀座125密封接合,如图13中显示的那样。
[0023] 如图14中指示的那样,枢轴销128在销128的相对的端部处固定到阀本体121上,销128的相对的端部配合在成对的完全相对的侧孔内,诸如孔130(图14)。阀部分127(图16)上的成对间隔开的套筒(大体在131处指示)在其间接收阀部分129上的套筒140,使得套筒131和140可接收枢轴销128且围绕它枢转。
[0024] 如在图14-20中最佳地看到的那样,L形偏置部件132通过适当的手段固定到阀部分127上,诸如通过焊接和磨掉焊缝(未显示),并且L形偏置部件132包括以直角延伸到轮廓平滑的脚部135的臂或杆133,脚部135具有固定在阀部分127(图14)的互补凹部136内的脚垫134。如在图12和22中最佳地看到的那样,臂133配合到阀本体121的顶部处的凹部137内,使得当阀本体121固定到消防栓112的下侧时,消防栓112将臂133压制在其凹部137内,使得阀部分127如图12和22中显示的那样保持在阀打开位置。
[0025] 类似地,L形偏置部件138类似于偏置部件132,并且包括臂或杆141,其配合到接收上臂的凹部142中以用于与臂141相同的目的。具有脚垫143的轮廓平滑的脚部144以直角从臂141延伸,并且固定在阀部分129中的互补形凹部145内,如在图20中最佳地看到的那样。因此,当消防栓112从阀110意外移除时,臂133和141两者都变得自由而枢转离开它们的相应的凹部137和142,并且在经由管116施加的水压下被推到与阀座125处于密封接合的阀关闭位置,如在图13和23中最佳地看到的那样。
[0026] 在图22中最佳地看到的阀关闭位置,阀部分127和129的外表面各自的轮廓是平滑的,以促进围绕阀126的流线型流体层流,使得当消防栓112在正常运行期间用来经由软管(未显示)输送水以用于灭火或其它目的时,消防栓可正常作用。
[0027] 如图22和23中显示的那样,弹簧146在其一个端部处固定在阀部分129的弹簧接收凹部147中,并且其相对的端部靠在阀部分127的弹簧接收凹部154上。由于这么做,当发生消防栓112从阀110移除的事件时,弹簧146弹性地促使阀部分127和129分开,使得在压力下在管116内流动的水迫使阀部分抵靠阀座125。
[0028] 当消防栓被足够的力或冲击击中时,至少一个脆弱促动器(诸如脆弱促动器148)脱开而释放偏置部件132和138以使阀部件部分127和129朝阀关闭位置移动。例如,脆弱促动器148可包括呈剪切螺栓149的形式的紧固件,它延伸通过阀本体孔150,阀本体孔150与环形消防栓凸缘152中的孔151对齐,并且通过螺母153(图22和23)使紧固件固定就位。螺栓149的六角头155固定地定位在阀本体121的下部部分中的孔150的六角形埋头放大部分157内。
[0029] 根据实施例,提供一系列间隔开的脆弱促动器,诸如脆弱促动器148,而且它们从阀110向上延伸,以用于接合和可释放地固定到消防栓凸缘152上,使得由于阀部件126保持在其打开位置(图22),消防栓的正常操作可发生。当消防栓移除事件发生时,剪切螺栓(诸如螺栓149)如图23中显示的那样脱开而释放臂133和141。另外,由于阀110不引人注目的紧凑外形,如图11中显示的那样,故消防栓112可在地面之上的定制高度处安装到水管116上以有利于软管连接。
[0030] 现在更详细地考虑阀110与水管凸缘118的连接,作为剪切螺栓接收孔(诸如孔150)的备选方案的是沿轴向延伸的孔,诸如接收传统螺栓(诸如传统的螺栓159)的孔160,螺栓延伸通过孔160且延伸到水管凸缘118中的孔161中,并且通过螺母162固定就位。螺母
162的六角头163定位在孔160的六角埋头放大部分164内。照这样,一系列间隔开的传统的螺栓(诸如螺栓159)从阀110的底部延伸,并且适于以固定的方式紧固到水管凸缘118上,以在消防栓移除事件期间将阀110保持就位。
[0031] 因此,如图23中指示的那样,当发生这种情况时,剪切螺栓(诸如剪切螺栓149)断裂且脱开而使消防栓不受阀110的限制。因而,阀10大体保持完整,并且仅需要更换剪切螺栓来将消防栓固定到阀110上。因此,使用阀110是成本合算的,因为在事件之后通常不需要新剪切阀。
[0032] 上部O形圈166和下部O形圈167配合在阀本体121的上部部分中的相应的环形凹部168和169内,以将阀本体121密封到消防栓凸缘152的下部部分上,以通过环形阀本体121将消防栓112流体连通地连接到水管116上。如图14中显示的那样,成对的盖螺母和垫圈182和
184可用来将枢轴销128的端部固定在阀本体121的外部。
[0033] 虽然已经参照以上示例描述了本发明,但将理解的是,在本文公开和要求保护的发明的实施例和权利要求的真实精神和范围内构想到许多修改和变型。受益于前述描述和相关联的附图中提出的教导,本发明所属的领域的技术人员将想到本文阐述的发明的许多修改和其它实施例。因此,要理解的是,本发明不应限于公开的实施例,并且修改和其它实施例意于包括在所附权利要求的范围内且构想到它们包括在所附权利要求的范围内。虽然本文采用了特定用语,但仅仅在一般的描述性意义上使用它们,而不是为了限制。
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