瓶头阀的类型按照封闭CO2钢瓶内气体的型式可简单分为 机械封闭式 和 膜片封闭式 两大类。
机械封闭式瓶头阀 ,常见有通过压块+阀杆,弹簧+阀盘等形式封堵CO2钢瓶瓶口;

阀杆式

阀盘式
膜片封闭式瓶头阀 ,通过单独膜片(常见为垂直破膜式瓶头阀),膜片+阀盘(常见为水平破膜式瓶头阀)等形式封堵CO2钢瓶瓶口。

垂直破膜式

水平破膜式
按照开启方式的不同,瓶头阀可分为 手动开启 和 气动开启 两种形式。
常见的 手动开启方式 有拉索式、转轴式和手动逐瓶开启等;

拉索式

转轴式

手动逐瓶开启式
拉索式或转轴式手动开启瓶头阀需特别注意瓶头阀朝向,错误的朝向将导致无法顺利成组开启瓶头阀。
常见的 气动开启方式 有气动活塞杠杆式、气动活塞拉索式、气动破膜式等

气动活塞杠杆式

气动活塞拉索式

气动破膜式
瓶头阀外形虽多种多样,但原理基本一致,通过了解瓶头阀工作原理,我们就能知道瓶头阀上的安全销是否需要拔除。下面我们来看几种比较常见的瓶头阀。
第一种 是压块+阀杆式瓶头阀(UNITOR瓶头阀),该种瓶头阀在国内航行船舶种较为常见。

该种瓶头阀通过压块压紧阀杆封堵钢瓶,在手动开启瓶头阀时,将手柄插入瓶头阀上插孔,向外扳动,解除压块对阀杆的压紧,从而使得CO2钢瓶内气体能顶起阀杆,达到释放的目的。在气动开启瓶头阀时,启动气体驱动瓶头阀上的气动活塞,顶起压肩,原理与手动扳动一致,解除压块对阀杆的压紧状态,达到释放的目的。当瓶头阀插上安全销时,锁定的是驱动杠杆机构,手动和气动都将无法开启瓶头阀。
第二种 是垂直破膜式瓶头阀(KAWASAKI瓶头阀)

该种瓶头阀直接通过膜片封堵钢瓶,在手动开启瓶头阀时,将手柄下压,与手柄相连的顶杆推动带尖头的活塞下行,刺破膜片达到释放的目的。在气动开启瓶头阀时,启动气体进入内部腔室,通过气压推动带尖头的活塞下行刺破膜片。当瓶头阀插上安全销时,锁定的是手柄机构,手动启动将无法进行,气动开启瓶头阀不受影响。
第三种 是水平破膜式瓶头阀

该种瓶头阀设计比较巧妙,在没有拆解瓶头阀之前,笔者也有疑问,为什么从左侧刺破膜片,CO2气体会从右侧释放出,其实瓶头阀内部是通过膜片+阀盘+弹簧形式封堵钢瓶,实际意义上的封堵靠阀盘实现,而非膜片。阀盘右端为锥形,CO2在正常封存状态下,阀盘右侧锥形面与左侧膜片腔处于一个平衡受压状态,在手动或气动刺破左侧膜片后(破膜原理同垂直破膜式瓶头阀),阀盘左侧腔室内的气体通过泄放孔泄出(平时注意不要堵塞),打破了阀盘的左右平衡,于是阀盘右侧锥面在钢瓶内CO2气体力的作用下向左移动,开启钢瓶,CO2气体从右侧释放而出。当瓶头阀插上安全扣时,锁定的是手柄机构,手动启动将无法进行,气动开启瓶头阀不受影响。
第四种 是阀盘+弹簧式瓶头阀(NK瓶头阀)

该种瓶头阀和驱动装置组合体外形与水平破膜式类似,有部分朋友将其误认为是破膜式瓶头阀,其实其内部没有膜片,CO2从阀体前端释放出。在正常封存状态下通过右侧压紧弹簧压住阀盘封堵钢瓶,当手动开启瓶头阀时,向外扳动驱动装置手柄,驱动装置内活塞顶杆推动瓶头阀左侧释放驱动杆,压缩右侧弹簧,将阀盘推向右侧,开启钢瓶。在气动开启瓶头阀时,启动气体直接将驱动装置内活塞顶杆推向瓶头阀左侧释放驱动杆,压缩弹簧开启钢瓶。当瓶头阀驱动装置插上安全销时,锁定的是手柄机构,手动启动将无法进行,气动开启瓶头阀不受影响。
综上几种瓶头阀工作原理可知,破膜式瓶头阀和NK瓶头阀插上安全销(安全扣)后将不影响气动启动瓶头阀,且该类瓶头阀开启后将是不可逆地释放出CO2, 安全销(安全扣)平时应插上,以免人员手动误操作释放CO2。UNITOR瓶头阀插上安全销后,气动启动将无法进行,对于设有遥控释放箱的船舶,将无法遥控开启瓶头阀,因此该类瓶头阀平时应拔除安全销。
在安检和检修检测过程中可能会引入压缩空气进行管系气密试验,来检查CO2灭火系统的管系接头是否存在泄漏,很多船员朋友担心这样检查是否会把CO2钢瓶瓶头阀意外开启。我们掌握上述瓶头阀的工作原理,能帮助消除心中的恐慌。压缩空气是逆向进入CO2灭火系统总管和集合管,并没有通向瓶头阀启动管,不会作为启动气体去开启瓶头阀,另外,国内航行船舶在瓶头阀出口与集合管之间强制要求装设止回阀,因此压缩空气也不会逆向冲击瓶头阀。但气密试验前仍需确认是否正确安装了止回阀,特别是国际航行船舶的止回阀非强制要求安装,并且仍应考虑止回阀的状态是否有效,如果止回阀效果不佳,可能会有压缩空气反向到达瓶头阀。在这种情况下,为防止压缩空气对瓶头阀内部结构造成冲击,上述四种常见的瓶头阀中,除第一种压块+阀杆式瓶头阀外,不建议进行管系气密试验。

止回阀
另外需要特别注意观察的是,进行气密试验的CO2灭火系统是否设有增压阀,有些船舶为有效气动开启所有瓶头阀,从总管或集合管上引一路已释放的CO2气体接入瓶头阀启动管内,去开启未开启的瓶头阀。对于设有增压阀的船舶在进行气密试验前,应确保增压阀处于关闭状态或脱开增压管,否则压缩空气会通过增压阀进入启动管,造成CO2的误释放。

增压阀