СПРИНКЛЕРНЫЙ ОРОСИТЕЛЬ Российский патент 2001 года по МПК A62C37/08 

Изобретение относится к пожарной технике, а именно к спринклерным оросителям, используемым в автоматических системах водяного и пенного пожаротушения для распыления воды или водных растворов пенообразователей.

Известны спринклерные оросители, представляющие собой устройства, содержащие основание с установленным на нем штуцером с выходным отверстием, распыляющую розетку, закрепленную на основании под штуцером, запорный узел, удерживающий его в нормально-закрытом состоянии разрушаемый элемент, разрушающийся по достижении заданной пороговой температуры и освобождающий проходное сечение спринклера для подачи текучей среды, устройство прижатия. (См., например, Иванов Е.Н. Автоматическая пожарная защита. М.: Издательство литературы по строительству, 1971, с.74, 75). Такие устройства нашли широкое применение для тушения и локализации пожаров, для создания водяных завес, охлаждения технологического оборудования и для других задач пожаротушения. В конструктивном отношении упомянутые спринклерные оросители могут быть разделены на две большие группы устройств. В первую группу входят устройства, использующие разрушаемые от пороговой температуры легкоплавкие замки и спаи. (См., например, "Нормы проектирования автоматических установок пожаротушения кабельных сооружений" ВСН 47-85, Минэнерго СССР, 1985, с. 19, 20). Общими недостатками этих устройств являются сложность конструкции и недостаточная надежность работы, что связано с тем, что легкоплавкий припой имеет низкие механические характеристики в условиях удержания запорного узла при повышенных эксплуатационных давлениях в системах автоматического пожаротушения, что приводит к явлениям текучести, в ходе которых нарушается целостность спая и происходит ложное срабатывание устройства. В свою очередь, ложные срабатывания, сопровождающиеся неконтролируемой подачей воды, как правило, ведут к существенному ущербу, связанному с порчей материальных ценностей и остановкой технологического процесса на защищаемом объекте. При этом вероятность ложных срабатываний возрастает при повышении эксплуатационных температур. Это происходит из-за усиления явления текучести легкосплавного соединения. По некоторым данным ложные срабатывания спринклерных оросителей особенно опасны при эксплуатационных температурах, превышающих 0,75...0,8 температуры срабатывания устройства. В ряде случаев устройства этого типа не могут быть использованы в условиях химически агрессивных сред из-за образования гальванических пар на стыках разнородных металлов. В связи с вышеизложенным наблюдается уменьшение области применения этой группы устройств.

Этого недостатка частично лишены спринклерные оросители второй группы, содержащие зажимное устройство с разрушаемым элементом, прижимаемым к запорному узлу, в которых в качестве разрушаемого при заданной температуре элемента используются герметичные колбы, выполненные из хрупкого материала (стекла) и заполненные легкокипящей жидкостью, давлением паров которой колба разрушается по достижению заданной температуры (см., например, рекламно-технические материалы корпорации Viking Corporation, www.vikingcorp.com). Данные спринклерные устройства конструктивно проще и имеют более широкую область применения в силу достаточного разнообразия легкокипящих сред и их смесей. Кроме того, упомянутые устройства обладают большим быстродействием, чем устройства, использующие легкосплавные соединения, и могут более широко использоваться в условиях химически агрессивных сред как использующие более стойкие материалы (бронзу, нержавеющие сплавы, стекло, керамику). Однако данные устройства имеют существенный недостаток - чувствительность к превышению усилия прижатия. Это объясняется хрупкостью материала колб. Особо опасным данный недостаток следует считать при образовании из-за превышения усилия прижатия сквозных неразвивающихся микротрещин, вследствие чего может наблюдаться утечка легкокипящей жидкости из внутреннего объема колбы, что приведет к отказу спринклера при возникновении пожара.

Известен спринклер (PCT, WO 98/28042, 02.07.98), который содержит основание с установленным на нем штуцером с выходным отверстием, распыляющую розетку, закрепленную на основании под штуцером, разрушаемый при заданной пороговой температуре элемент, запорный узел в виде эластичного уплотнительного устройства, удерживаемого разрушаемым при заданной температуре элементом, выполненным в виде герметичной колбы, содержащей легкокипящую жидкость, зажимное устройство. Данное устройство имеет основной недостаток - повышенную возможность деформирования запорного узла с возможностью сохранения частиц сработавшего разрушаемого элемента в проходном сечении спринклера после его срабатывания.

Известен также спринклер (патент РФ 2053824, МПК 6 А 62 С 37/08), содержащий основание с установленным на нем штуцером с выходным отверстием, распыляющую розетку, закрепленную на основании под штуцером, запорный узел и разрушаемый при заданной пороговой температуре элемент, выполненный из материала с "памятью формы" в виде тонкостенного желоба, теряющего устойчивость по достижении пороговой температуры при переходе термочувствительного элемента к несмежной форме равновесия, и прижимное устройство.

Недостатками данного устройства являются чувствительность тонкостенного элемента к условиям краевого опирания, особенно - при трудноконтролируемых случайных эксцентриситетах, возникающих при конечных стадиях его зажатия, что может привести к ложным срабатываниям спринклера.

Данный недостаток частично устранен в развитии упомянутого устройства - спринклере по описанию к заявке на получение патента РФ 95102522, 6 А 62 С 37/08, в котором приняты меры по центрированию термочувствительного элемента. Однако и данное устройство не свободно от существенного недостатка - возможности ложных срабатываний, которые могут возникнуть вследствие неблагоприятного влияния наведенных и случайных несовершенств формы тонкостенного элемента, неизбежно возникающих при изготовлении в нем вентиляционных отверстий любым из известных технологических способов. (Известно, что для тонкостенных элементов по причине начальных несовершенств критическая нагрузка, соответствующая нижнему пределу потери устойчивости, может быть снижена до 3...5 раз по сравнению с бездефектным образцом).

Все упомянутые спринклерные устройства не свободны от существенного недостатка, а именно - недостаточное удобство пользования при замене сработавших спринклеров. Это обусловлено тем, что в их составе отсутствует индикатор срабатывания, позволяющий быстро определить сработавший спринклер или их группу и тем самым добиться повышения удобства обслуживания.

Этого недостатка лишено техническое решение "Спринклерный ороситель" по авторскому свидетельству СССР на изобретение N 1443889 A1 А 62 С 37/08 от 08.05.87, бюл. N 46, 15.12.88.

Устройство содержит основание с установленным на нем штуцером с выходным отверстием, распыляющую розетку, закрепленную на основании под штуцером, запорный узел и разрушаемый при заданной пороговой температуре элемент, средство контроля срабатывания оросителя в виде ленты, свернутой в рулон, размещенной на распыляющей розетке, разматываемой потоком распыляемой жидкости при срабатывании оросителя.

Данное устройство свободно от вышеуказанных недостатков, так как в своем составе содержит индикатор срабатывания, выполненный в виде ленты, свернутой в рулон, которая размещена на распыляющей розетке и разматывается при срабатывании спринклера при воздействии распыляемой жидкости. Это позволяет быстро визуально определить сработавшие спринклеры и оперативно заменить их, восстановив работоспособность системы автоматического пожаротушения.

Данное устройство принимается за прототип.

Вместе с тем, упомянутое устройство также не свободно от существенного недостатка, а именно от возможности ложной индикации срабатывания. Данный недостаток обусловлен тем, что размещение рулона индикаторной ленты непосредственно на распыляющей розетке должно быть рассчитано на достаточно слабое воздействие струй распыляемой среды, а потому не может достаточно прочно удерживать его. В этом случае малые силовые воздействия, например вибрация трубопроводов спринклерной системы при вскрытии близлежащих спринклеров, удар воздушных струй, могут привести к падению рулона индикаторной ленты без вскрытия самого спринклера, что соответствует ложному срабатыванию индикатора.

Все упомянутые устройства - спринклерные оросители имеют общий существенный недостаток: невозможность повышения надежности работы разрушаемых при заданной температуре элементов за счет индивидуальной регулировки усилия их прижатия - с целью исключения их недопустимой перегрузки, приводящей к растрескиванию хрупких разрушаемых элементов и к ухудшению качества эксплуатации других их типов.

Техническим результатом, достигаемым с помощью изобретения, является повышение надежности эксплуатации и удобства обслуживания спринклера.

Это достигается путем исключения ложных срабатываний индикаторного устройства за счет использования в спринклерном оросителе, содержащем основание с установленным на нем штуцером с выходным отверстием, распыляющую розетку, закрепленную на основании штуцера, запорный узел с разрушаемым при заданной пороговой температуре элементом, закрывающим выходное отверстие штуцера, и средство контроля срабатывания оросителя, выполненное в виде ленты, одним концом закрепленной на основании штуцера и изготовленной из несгораемого материала, обеспечивающего возможность упругого сворачивания в рулон ее свободного конца, разматывающегося при срабатывании оросителя, при этом согласно изобретению спринклерный ороситель снабжен тарелью и сминаемой прокладкой, рулон ленты помещен внутри объема между распыляющей розеткой и тарелью, прикрепленной гибкими связями по одному краю к распыляющей розетке, а по противоположному краю - к сминаемой прокладке, которая размещена в запорном узле и контактирует с разрушаемым элементом. Кроме того, сминаемая прокладка выполнена из акустико-эмиссионного материала.

Проведенный информационный поиск показал, что из уровня техники не выявлены технические решения с перечисленными отличительными признаками, позволяющими решить поставленную задачу.

Изобретение поясняется чертежом, где цифрами обозначены:
1 - основание с установленным в нем штуцером для присоединения к трубопроводной сети;
2 - запорный узел спринклера;
3 - разрушаемый при заданной пороговой температуре элемент;
4 - сминаемая прокладка, выполненная из акустико-эмиссионного материала;
5 - распыляющая розетка;
6 - зажимное устройство;
7 - кассета с размещенной между ней и распыляющей розеткой 5 лентой из несгораемого материала, свернутой в рулон 8;
9 - гибкая связь, один конец которой (10) закреплен на отогнутой части сминаемой прокладки 4, а другой конец (11) прикреплен к боковой поверхности кассеты 7;
12 - гибкая связь, соединяющая кассету 7 и розетку 5;
13 - рамка спринклера.

Предлагаемое изобретение является осуществимым по используемым материалам и технологиям изготовления, и, следовательно, соответствует критерию "промышленная применимость". В качестве основных материалов используются все их марки, допущенные для трубопроводных арматур - для корпусных деталей; для изготовления разрушаемых при заданной температуре используются стекло, керамика, легкоплавкие сплавы на основе свинца, олова, висмута, кадмия и др. Для сминаемых прокладок, использованных в заявляемом изобретении, используется "пищевое" олово и его сплавы, обладающие эффектом акустической эмиссии, то есть свойством генерировать импульсы звуковых колебаний при деформациях, превышающих заданные. При этом могут быть использованы прокладки, генерирующие шумы акустической эмиссии по достижении заранее заданных пороговых нагрузок - как следствие использования эффекта Кайзера.

Используемая технология сборки (вариант).

Спринклерный ороситель собирается как единое изделие следующим образом. Устанавливается вкладыш запорного узла с уплотнением 2, между ним и зажимным устройством 6 размещается сминаемая прокладка 4 и разрушаемый при заданной температуре элемент 3, зажимным устройством 6 собираемые детали 2, 4 и 3 вводятся в механический контакт до появления уровня сигналов акустической эмиссии, соответствующего заданному усилию зажатия; к изделию крепятся розетка 5 и тарель 7 - с помощью гибкой связи 9, соединяющей край отбортовки сминаемой прокладки 10 с точкой крепления 11 на тарели 7 и с помощью гибкой связи 12, соединяющей распыляющую розетку 5 с тарелью 7. В таком виде данное устройство является готовым к установке на распределительный трубопровод спринклерной установки пожаротушения.

В статическом состоянии спринклерный ороситель работает следующим образом. Дозированное (с помощью сминаемой прокладки 4) усилие зажатия, созданное зажимным устройством 6, передается через нее на запорный узел 2, который удерживает давление текучей среды, действующее со стороны штуцера основы 1. Тарель 7 удерживается гибкими связями 9 и 12 вместе с размещенным внутри объема между ней и распыляющей розеткой 5 индикаторной лентой, свернутой в рулон 8. Разворачивание рулона от случайных воздействий не происходит, что исключает ложную индикацию срабатывания оросителя.

Работа устройства происходит следующим образом. По достижении пороговой заранее заданной температуры разрушаемый элемент разрушается, освобождая от механического контакта запорный узел 2. Под действием давления в трубопроводе вкладыш запорного узла 2 выталкивается наружу, вследствие чего выпадает сминаемая прокладка 4, а связанная с ней через гибкую связь 9 тарель 7 получает свободу перемещения и под действием собственного веса и сил упругости индикаторной ленты, свернутой в рулон 8, отходит от розетки 5, освобождая ее. Рулон индикаторной ленты разматывается, что визуально сигнализирует о имевшем место срабатывании спринклерного оросителя.

Изобретение относится к пожарной технике, а именно к спринклерным оросителям, и позволяет повысить надежность эксплуатации и удобство в обслуживании. Спринклерный ороситель содержит основание с установленным на нем штуцером с выходным отверстием, распыляющую розетку, закрепленную на основании под штуцером, запорный узел с разрушаемым при заданной пороговой температуре элементом и средство контроля срабатывания оросителя, выполненное в виде ленты, одним концом закрепленной на основании и изготовленной из несгораемого материала, обеспечивающего возможность упругого сворачивания ее свободного конца в рулон, другим концом прикрепленной к распыляющей розетке и разматывающейся при срабатывании оросителя. Отличия состоят в том, что рулон помещен в тарель, прикрепленную гибкими связями по одному краю к распыляющей розетке, а по противоположному краю - к снимаемой прокладке, выполненной преимущественно из акустико-эмиссионного материала, размещенной между разрушаемым элементом и запорным узлом. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Спринклерный ороситель, содержащий основание с установленным на нем штуцером с выходным отверстием, распыляющую розетку, закрепленную на основании штуцера, запорный узел с разрушаемым при заданной пороговой температуре элементом, закрывающим выходное отверстие штуцера, и средство контроля срабатывания оросителя, выполненное в виде ленты, одним концом закрепленной на основании штуцера и изготовленной из несгораемого материала, обеспечивающего возможность упругого сворачивания в рулон ее свободного конца, разматывающегося при срабатывании оросителя, отличающийся тем, что он снабжен тарелью и сминаемой прокладкой, при этом рулон ленты помещен внутри объема между распыляющей розеткой и тарелью, прикрепленной гибкими связями по одному краю к распыляющей розетке, а по противоположному краю - к сминаемой прокладке, которая размещена в запорном узле и контактирует с разрушаемым элементом. 2. Ороситель по п.1, отличающийся тем, что сминаемая прокладка выполнена из акустико-эмиссионного материала.