專利名稱：用于打破盛納有可流動物質的容器的裝置和方法
技術領域：
本發明涉及利用熱脹冷縮原理對容器實施操作和控制的技術，確切地說，本發明
涉及用于打破盛納有可流動物質的容器的裝置和方法。
背景技術：
目前，市場上有很多類型的溫度探測器，用于測量安裝地點的溫度，進而依據所測 量的溫度來進行控制，如自控式消防器材，利用溫度的變化使消防器材投入工作。其中的一 部分探測器需要用電工作，這消耗了額外的電能，而且當線路斷路或者短路時，探測器無法 工作或者誤動作，另一部分利用物體的熱脹冷縮來阻塞或開啟流體管道，但結構復雜成本 高昂，且精確度較低，降低了可靠性，還有些探測器能無電工作，但其中的溫感元件結構比 較復雜，成本也高。
發明內容
本發明的要解決的技術問題是提供一種無電感應和無電耗的、可靠性強、結構簡 單、成本低廉的、可對溫度變化做出反應的控制裝置和方法。 為解決上述技術問題，根據本發明的一個方面，提供一種用于打破盛納有可流動 物質的容器的裝置。這種裝置包括容器、剌破件和變形桿，容器具有由柔性材料或脆性材料 制成的容器壁，在變形桿上直接或間接安裝有、或者與變形桿為一體地形成有剌破件，變形 桿的材料和相對容器的布置按照以下方式選擇，變形桿能熱變形伸長并且變形桿的至少一 部分在發生熱變形伸長時相對容器保持位置基本不變，由此能使剌破件剌破容器壁并進而 使可流動物質流出容器。 作為該裝置的一種優選方案，可流動物質是消防介質，容器設置在剌破件的上方， 剌破件最好成針狀或具有尖頭并且被安裝在變形桿的上端。 作為該裝置的另一個優選方案，所述裝置包括位移放大機構，其與變形桿直接或
間接相連，用于將變形桿的熱變形伸長放大，其中剌破件安裝在位移放大機構上。 根據上述裝置的又一個優選方案，位移放大機構是杠桿機構或連桿機構，杠桿機
構與變形桿直接或間接相連的連接點到杠桿機構支點的距離小于剌破件到支點的距離。 在上述裝置的一個優選方案中，所述裝置包括拉桿，拉桿為桿狀結構，所述變形桿
為中空管狀結構，所述拉桿按照與所述變形桿基本平行的方式位于變形桿內，拉桿的下端
與變形桿的下端相連，拉桿的上端與杠桿機構相連，變形桿的上端固定且作為杠桿機構支
點，從而當變形桿在受熱變形伸長時以其下端帶動拉桿一起向下移動。 根據上述裝置的一個優選方案，所述裝置包括調控螺母，所述拉桿至少具有一部 分螺紋，所述調控螺母與所述拉桿螺紋配合，所述調控螺母相對變形桿和容器按照以下方 式布置，調控螺母在所述螺紋上的旋動通過拉桿帶動位移放大機構，從而調節所述容器與 所述剌破件之間的距離。 根據本發明的另一個方面，本發明提供一種用于打破盛納有可流動物質的容器的方法。該方法包括以下步驟將剌破件固定在變形桿的上端；將容器放置在剌破件上方；當 溫度升高時，變形桿熱脹伸長，從而使剌破件剌破容器并使容器內的可流動物質流出。
作為該方法的一種優選方案，所述方法還包括使用位移放大機構對所述變形桿的 熱變形伸長進行放大，其中所述位移放大機構與所述變形桿直接或間接相連，所述剌破件 安裝在所述位移放大機構上。 作為該方法的另一種優選方案，所述方法還包括使用分布器來分布在所述容器被
剌破后從中流出的所述可流動物質，其中所述分布器設置在所述容器的下方。 綜上所述，當溫度升高時，變形桿受熱后膨脹而伸長，由于變形桿的一端與容器的
位置相對固定，變形桿的另一端產生位移，該位移直接地帶動或間接地通過拉桿及位移放
大機構帶動剌破件剌破容器，剌破后容器內的物質流出，對下面進行滅火或者降溫。由于上
述裝置和方法利用變形桿的受熱變形伸長來實現，無需電源且結構簡單，因此本發明的有
益效果是無電感應和無電耗、可靠性強、結構簡單、成本低廉。
下面結合附圖和具體實施方式
對本發明作進一步詳細的說明, 圖1是本發明的原理結構圖； 圖2是本發明的另一個實施例的原理結構圖 圖3是本發明的另一個實施例的原理結構圖 圖4是本發明的另一個實施例的原理結構圖 圖5是本發明的另一個實施例的原理結構圖 圖6是本發明的另一個實施例的原理結構圖 圖7是本發明的另一個實施例的原理結構圖 圖8是本發明的另一個實施例的原理結構圖，
具體實施例方式
參見圖l，本發明的裝置包括容器1、剌破件2、變形桿3、拉桿4、位移放大機構5、 分布器6和調控螺母7。其中，容器1位于剌破件2之上，剌破件2位于位移放大機構5之 上并且剌破件2與位移放大機構5的一端固定連接在一起。變形桿3為中空管狀結構，變 形桿3設置在位移放大機構5的下面，變形桿3的上端固定在分布器6上，且變形桿3的上 端也是位移放大機構(杠桿機構)5的支點，變形桿3的下端為自由端并與拉桿4的下端用 螺紋接連在一起。拉桿4為桿狀結構并設置在變形桿3的中間，拉桿4和變形桿3基本平 行。拉桿4的上端與位移放大機構(杠桿機構)5的另一端相連接。容器1的下面設置分 布器6 ;在變形桿3的自由端即下端與拉桿4下端之間設置有調控螺母7，變形桿3與調控 螺母7的相對位置保持不變，拉桿4下端有螺紋，調控螺母7與拉桿4用螺紋旋合。容器1 與分布器6固定在使用本裝置的設備上。 在上述的裝置中，容器l可以是里面充滿壓縮空氣及消防介質的密閉容器，也可 以是裝有消防介質的上方敞口的非密閉容器。容器可以是一次性的，容器被剌破后可進行 更換，容器1的容器壁可以由柔性材料或脆性材料制成，柔性材料包括如橡膠、軟金屬(如 鋁、鋁合金和銅)等，脆性材料包括如玻璃等，消防介質可以是水、干粉、泡沫或黃沙等。
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剌破件2優選是針狀或具有尖頭，如鋼針等，用于剌破或者說打破容器壁。變形桿 3由膨脹系數較大的材料制成，優選膨脹系數較高的有機玻璃，也可采用如鋁合金、銅等，或 者可以選擇膨脹系數較高的其它材料。拉桿4用于將變形桿的伸長量按要求的方向傳遞給 位移放大機構，其方向與材料的選用原則是，變形桿的伸長量適當地傳遞給剌破件2。位移 放大機構5用來將變形桿3產生并由拉桿4傳遞來的位移進行放大。分布器6將剌破后的 消防介質按需要分布后噴淋而下，在這里，分布器可以是市場上常見的液體分布器。調控螺 母7與拉桿4用螺紋旋合連接，通過調控螺母7在拉桿4上的擰動，可以使拉桿4上下移動 并通過位移放大機構5帶動剌破件2上下移動，從而能夠調節剌破件2與容器之間的距離， 以便控制剌破件2剌破容器1的溫度。在使用時，可以通過調節調控螺母來預設剌破件2 破壞容器1的溫度。 當本發明裝置周圍的溫度升高時，變形桿3受熱后變形伸長，由于變形桿3的膨脹 系數較大且其上端固定，所以變形桿3在下端產生位移，進而通過拉桿4帶動位移放大機構 5中的杠桿的一端向下運動，另一端則向上運動并將位移量放大，從而使剌破件2向上運動 觸及容器壁，將其剌破。剌破后，容器1里的消防介質經分布器6流出，對下方施行滅火或 降溫。 圖2是表示本發明的另一個實施例的原理結構圖。在該實施例中，剌破件2固定 在變形桿3的上面，變形桿3呈弓形。當該裝置周圍的溫度升高時，變形桿3受熱后變形伸 長，產生使剌破件2向上的位移，從而帶動剌破件2將容器剌破。 圖3是表示本發明的另一個實施例的原理結構圖。在此實施例中，剌破件2固定 在位移放大機構5上，該位移放大機構5是杠桿機構。呈橢圓形的變形桿3設置于位移放 大機構的下方，變形桿3的上方有開口并由此形成自由端。拉桿4設置于變形桿3的中間， 而且在拉桿4的下方設置有調控螺母7。當裝置周圍的溫度升高時，變形桿3熱膨脹伸長， 變形桿3在其上端即自由端產生向上的位移，在下端產生向下的位移，兩者的綜合作用使 得拉桿4相對于容器向下運動。向下運動的拉桿4拉動杠桿的一端向下運動而杠桿的另一 端則向上運動并將位移量放大，從而帶動剌破件2將容器剌破。 圖4是表示本發明的另一個實施例的原理結構圖。在本實施例中，剌破件2固定 在位移放大機構5上，位移放大機構5為杠桿機構。半橢圓形的變形桿3設置于位移放大 機構的下方，而且在變形桿3的上方有開口，從而形成自由端，拉桿4設置在變形桿3的中 間，而且在變形桿3的下方設置有調控螺母7。當該裝置周圍的溫度升高時，變形桿3受熱 后膨脹而伸長，變形桿3在下端產生向下的位移，使得拉桿4相對于容器向下運動。向下運 動的拉桿4拉動杠桿的一端向下運動而杠桿的另一端則向上運動并將位移量放大，從而帶 動剌破件2將容器剌破。 圖5是表示本發明的另一個實施例的原理結構圖。在此實施例中，剌破件2直接 固定在變形桿3的一端，變形桿3的另一端固定。當該裝置周圍的溫度升高時，變形桿3受 熱后膨脹而伸長，變形桿3在其自由端產生向上的位移，從而帶動剌破件2將容器剌破。
圖6是表示本發明的另一個實施例的原理結構圖。在此實施例中，剌破件2固定 于位移放大機構5之上，變形桿3與位移放大機構5相連，變形桿3的一端固定。該位移放 大機構為杠桿機構，該杠桿機構的支點與變形桿3之間的距離小于支點與剌破件2之間的 距離，從而能將變形桿3產生的位移放大。當該裝置周圍的溫度升高時，變形桿3受熱后膨
5脹而伸長，變形桿3在其自由端產生位移，通過位移放大機構5將該位移放大，從而帶動剌 破件2將容器剌破。 圖7是表示本發明的另一個實施例的原理結構圖。在這里，變形桿3呈菱形，其中 一個角端點為自由端，將剌破件2固定在變形桿3的自由端上。當該裝置周圍的溫度升高 時，變形桿3熱膨脹伸長，變形桿3在自由端產生位移，從而帶動剌破件2將容器剌破。
圖8表示本發明的另一個實施例的原理結構圖。在這里，變形桿3的呈菱形結構， 各個變形桿之間可相對轉動地連接。其中兩側的變形桿的外端的兩個角端點在上下方向上 可滑動，菱形部分的下面一個角端點固定。菱形變形桿部分的上端是自由端。剌破件2固 定在該自由端上。當該裝置周圍的溫度升高時，變形桿3受熱后膨脹而伸長，變形桿3帶動 剌破件2將容器剌破。 本發明可用于各種消防場合，實施全天候、無人工值守、無能耗的智能消防。根據 本發明的原理及機構可以依據溫度的變化實施各種控制，如智能型滅火裝置、森林防護、文 物保護、溫控炸彈、溫控開關等等。當然，可以對本發明做出各種變更，但是這些變更都在本 發明的保護范圍之內。
權利要求
一種用于打破盛納有可流動物質的容器(1)的裝置，其中所述容器具有由柔性材料或脆性材料制成的容器壁，所述裝置包括變形桿(3)，在所述變形桿上直接或間接安裝有、或者與所述變形桿為一體地形成有刺破件(2)，所述變形桿的材料和相對所述容器的布置按照以下方式選擇，所述變形桿能熱變形伸長，并且所述變形桿的一部分在發生熱變形伸長時相對所述容器(1)保持位置基本不變，由此使所述變形桿(3)在溫度升高時能帶動所述刺破件(2)相對移動并刺破所述容器壁，進而使所述可流動物質流出所述容器(1)。
2. 根據權利要求1所述的裝置，其特征是，所述可流動物質是消防介質，并且所述容器 (1)設置在所述剌破件(2)的上方，所述剌破件(2)成針狀或者具有尖頭并且安裝在所述變 形桿(3)的上端。
3. 根據權利要求1或2所述的裝置，其特征是，所述裝置包括位移放大機構(5)，其與 所述變形桿(3)直接或間接相連，用于將所述變形桿(3)的熱變形伸長放大，其中所述剌破 件(2)安裝在所述位移放大機構(5)上。
4. 根據權利要求3所述的裝置，其特征是，所述位移放大機構(5)是杠桿機構或連桿機 構，所述杠桿機構與所述變形桿(3)直接或間接相連的連接點到所述杠桿機構的支點的距 離小于所述剌破件(2)到所述支點的距離。
5. 根據權利要求4所述的裝置，其特征是，所述位移放大機構(5)是杠桿機構，所述裝 置包括拉桿(4)，所述拉桿(4)為桿狀結構，所述變形桿(3)為中空管狀結構，所述拉桿(4) 按照與所述變形桿(3)基本平行的方式位于所述變形桿(3)內，所述拉桿(4)的下端與所 述變形桿(3)的下端相連，所述拉桿(4)的上端與所述杠桿機構相連，所述變形桿(3)的上 端固定且作為所述杠桿機構的支點，從而當所述變形桿在受熱變形伸長時以其下端帶動所 述拉桿一起向下移動。
6. 根據權利要求5所述的裝置，其特征是，所述裝置包括調控螺母(7)，所述拉桿(4) 至少具有一部分螺紋，所述調控螺母與所述拉桿(4)螺紋配合，并且所述調控螺母相對所 述變形桿和所述容器按照以下方式布置，所述調控螺母在所述螺紋上的旋動通過所述拉桿 帶動所述位移放大機構，從而來調節所述容器(1)與所述剌破件(2)之間的距離。
7. 根據權利要求1至6中任一項所述的裝置，其特征是，所述裝置包括分布器(6)，所 述分布器(6)設置在所述容器(1)的下方，用于分布在所述容器被剌破后從中流出的所述 可流動物質。
8. —種利用如權利要求1所述裝置來打破盛納有可流動物質的容器(1)的方法，即利 用溫度變化產生的熱伸長進行控制的方法，包括使變形桿(3)在溫度升高時熱變形伸長， 從而使剌破件(2)剌破所述容器(1)并進而使所述容器(1)內的可流動物質流出。
9. 根據權利要求8所述的方法，其特征是，在使所述變形桿熱變形伸長時，通過位移放 大機構(5)放大所述變形桿(3)的熱變形伸長，其中所述位移放大機構與所述變形桿直接 或間接相連，所述剌破件(2)安裝在所述位移放大機構上。
10. 根據權利要求8或9所述的方法，其特征是，在用所述剌破件(2)剌破所述容器(1) 并進而使所述容器內的可流動物質流出時，通過分布器(6)分布所述可流動物質，所述分 布器設置在所述容器(1)的下方。
全文摘要
本發明公開了一種用于打破盛納有可流動物質的容器的裝置和方法。它包括容器(1)、刺破件(2)、變形桿(3)。其中容器(1)位于在刺破件(2)上方，刺破件(2)固定在變形桿(3)的上端，變形桿(3)的下端固定。當溫度升高時，由于變形桿(3)的膨脹系數較大，變形桿(3)受熱后將伸長，由于其下端固定，則變形桿(3)在上端產生位移，該位移使刺破件(2)觸及容器(1)使之刺破，刺破后容器(1)內的消防介質流出，對下面進行滅火或者降溫。本發明的裝置和方法可用于消防和利用溫度變化進行各種控制。
文檔編號B65D77/22GK101757758SQ200810188349
公開日2010年6月30日 申請日期2008年12月25日 優先權日2008年12月25日
發明者于光遠, 季玉茹, 王冀, 王德忠, 王浩 申請人:王德忠