КЛАПАН ДЛЯ ТРУБОПРОВОДОВ СИСТЕМ ПОЖАРОТУШЕНИЯ Российский патент 2010 года по МПК A62C35/68 F16K5/06 

Изобретение относится к клапану для трубопроводов систем пожаротушения, содержащему подвод для пожаротушащей жидкости под повышенным давлением, отвод для пожаротушащей жидкости, расположенные между подводом и отводом запорные средства и приводящие в действие запорные средства исполнительные средства для переключения запорных средств в открытое и закрытое положения, причем в состоянии покоя запорные средства находятся в закрытом положении, а в случае пожара исполнительные средства переключают запорные средства из закрытого положения в открытое положение таким образом, что пожаротушащая жидкость течет из подвода в отвод.

Трубопроводы систем пожаротушения в состоянии покоя, как правило, уже заполнены пожаротушащей жидкостью. Эти так называемые мокрые системы отличаются тем, что пожаротушащая жидкость постоянно находится в трубопроводах и в случае пожара она быстро попадает к спринклерам.

Во избежание вытекания пожаротушащей жидкости в состоянии покоя из системы трубопроводов перед спринклерами или на ответвлениях в системах трубопроводов расположен запорный клапан. Этот клапан препятствует попаданию пожаротушащей жидкости непосредственно к спринклерам. В случае пожара клапаны открываются посредством дистанционно управляемых серводвигателей, так что пожаротушащая жидкость вытекает из спринклеров.

Для обнаружения утечек пожаротушащая жидкость в состоянии покоя постоянно поддерживается под низким давлением ожидания. Это давление составляет, как правило, около 20 бар. В случае пожара давление жидкости сильно повышается, так что, например, из спринклеров может распыляться мельчайший туман.

Чтобы гарантировать функционирование клапанов даже в случае пожара, они должны регулярно обслуживаться. Для обслуживания клапанов они активируются. При этом, например, по меньшей мере, на 90° поворачиваются шаровые краны. За счет этого обнаруживаются налет, попавшие посторонние тела, разбухшие и поврежденные прокладки, коррозия и другие причины заедания клапанов. Заедание или другие неполадки клапанов должны быть установлены своевременно, чтобы в случае пожара обеспечить их надежную работу.

При традиционных работах по обслуживанию клапаны регулярно открываются. Для этого техник пользуется запорным клапаном с боковым выпуском. Вручную открывается проверочный клапан, и пожаротушащая жидкость вытекает через боковой выпуск. Затем клапаны снова приводятся вручную в свое первоначальное положение. Обслуживание приводит к тому, что пожаротушащую жидкость приходится регулярно заполнять заново в трубопровод, а давление покоя - подрегулировать. Вытекание пожаротушащей жидкости при работах по обслуживанию может также иметь негативные последствия, если в защищенных помещениях хранятся восприимчивые к влаге предметы.

Ввиду этих недостатков в основу изобретения была положена задача создания клапана для трубопроводов систем пожаротушения, заедание которого можно было бы обнаружить без вытекания пожаротушащей жидкости из трубопровода.

В частности, можно обслуживать запорные средства посредством дистанционного обслуживания, при котором контроль пространственно отделен от клапанов. Прежде всего в туннелях длиной несколько километров целесообразно центральное управление обслуживанием клапанов, так что не требуется, чтобы техник вручную контролировал все запорные средства по отдельности.

Выведенная предварительно из уровня техники задача решается, согласно изобретению, за счет того, что запорные средства выполнены с возможностью переключения в режиме обслуживания из своего закрытого положения с помощью исполнительных средств таким образом, что в режиме обслуживания пожаротушащая жидкость не течет из подвода в отвод.

Было обнаружено, что заедание запорных средств можно обнаружить за счет переключения запорных средств с помощью исполнительных средств во время обслуживания. Во избежание вытекания пожаротушащей жидкости в режиме обслуживания во время этого исполнительного процесса запорные средства выполнены таким образом, что они в режиме обслуживания исключают сообщение между подводом и отводом. За счет приложения пускового момента при переключении запорных средств в режиме обслуживания разрушается незначительный налет и коррозия. После этого клапаны снова полностью работоспособны.

Особенно предпочтительно, если запорные средства образованы шаровым краном, причем шаровой кран имеет между открытым и закрытым положениями положение обслуживания. Шаровой кран может быть выполнен, например, в виде 3-ходового 2-позиционного шарового крана. В этом случае отверстие тела клапана может быть закрыто. У 3-ходового 2-позиционного шарового крана с закрытым отверстием сам шар может поворачиваться исполнительными средствами примерно на 180° без проникновения пожаротушащей жидкости из подвода в отвод.

У 3-ходового 2-позиционного шарового крана его корпусе может быть выполнено так, что соединенная со входом клапана выходная проточка в случае поворота шара на 90° закрыта. Шар шарового крана может иметь любые формы проточек, которые позволяют повернуть шаровой кран в положение обслуживания между открытым и закрытым положениями без проникновения пожаротушащей жидкости из подвода в отвод.

Заедание шара шарового крана легко обнаружить тогда, когда в режиме обслуживания шаровой кран может быть повернут исполнительными средствами, по меньшей мере, на 50°, предпочтительно, по меньшей мере, на 90°. Поворот шарового крана, по меньшей мере, на 50° позволяет надежно обнаружить заедание. Легкий налет может быть разрушен, а работоспособность шарового крана сохраняется.

Формы проточек в шаре шарового крана могут быть выполнены предпочтительно таким образом, что угол между впускным и выпускным отверстиями шарового крана составляет 5-175°, преимущественно 90°. Расположение отверстий в корпусе клапана и расточками в шаре шарового крана может быть таким, что оно обеспечивает поворот шарового крана, по меньшей мере, на 50° без вытекания пожаротушащей жидкости.

Также особенно предпочтительно, если запорные средства содержат предохранительную мембрану и запорный кран. Предохранительная мембрана выполнена с возможностью разрушения только при повышении давления покоя. Это происходит, например, в случае пожара. Запорный кран препятствует вытеканию пожаротушащей жидкости из спринклеров при случайном разрушении предохранительной мембраны. Предохранительная мембрана образует вместе с запорным краном двойную защиту от утечек.

Также особенно предпочтительно, если запорный кран представляет собой шаровой кран или электромагнитный клапан.

Особенно предпочтительно, если предохранительная мембрана расположена между подводом и запорным краном таким образом, что запорный кран в состоянии покоя сухой. В этом случае предохранительная мембрана расположена так, что она надежно герметизирует запорный кран в состоянии покоя от подвода. В этом случае запорный кран можно открыть без вытекания пожаротушащей жидкости. Пожаротушащая жидкость удерживается предохранительной мембраной в подводе. Только в случае пожара предохранительная мембрана разрушается, и исполнительные средства поворачивают запорный кран в открытое положение, так что можно надежно потушить пожар.

Точно так же особенно предпочтительно, если предохранительная мембрана расположена между запорным краном и отводом таким образом, что запорный кран в состоянии покоя заполнен пожаротушащей жидкостью. В этом случае запорный кран препятствует случайному разрушению предохранительной мембраны за счет слишком высокого давления покоя. В случае пожара предохранительная мембрана разрушается после открывания запорного клапана, поскольку жидкость имеет повышенное давление. В случае обслуживания запорный кран может быть открыт исполнительными средствами. Предохранительная мембрана выдерживает давление покоя без разрушения. Пожаротушащая жидкость не вытекает из спринклеров, поскольку задерживается предохранительной мембраной.

Предпочтительно также, если исполнительные средства приводятся в действие пневматически или электрически. Такими исполнительными средствами могут быть, например, электрические серводвигатели.

Положение исполнительных средств может устанавливаться посредством сенсоров. Этими сенсорами могут быть, например, выключатели конечного положения и выключатели положения обслуживания. Эти выключатели контролируют управление исполнительными средствами. Сенсоры могут управлять, кроме того, рабочим диапазоном исполнительных средств. Сенсоры обеспечивают дистанционное обслуживание исполнительных средств посредством дистанционного управления электродвигателями и контроля функции электродвигателей или положения исполнительных средств.

Другие признаки приведены в зависимых пунктах.

Ниже изобретение более подробно поясняется с помощью изображающего примеры его осуществления чертежа, на котором представляют:

- фиг.1: схематично систему пожаротушения;

- фиг.2: вариант системы из фиг.1;

- фиг.3: клапан с предохранительной мембраной в первом примере выполнения;

- фиг.4: клапан с предохранительной мембраной во втором примере выполнения;

- фиг.5а: клапан с шаровым краном в закрытом положении;

- фиг.5b: клапан с шаровым краном в положении обслуживания;

- фиг.5с: клапан с шаровым краном в открытом положении.

Устройство 1 для тушения пожара содержит питающее устройство 2, включающее в себя бак и насос высокого давления (не показаны). В качестве альтернативы питающее устройство 2 может быть оснащено также одним или несколькими ресиверами, в которых под давлением хранится пожаротушащая жидкость. Пожаротушащая жидкость может храниться под окружающим давлением, и только в случае активирования на нее воздействует давление из одного или нескольких ресиверов. Питающее устройство 2 управляется устройством 3 управления, которое принимает сигнал о пожаре от пожарного датчика 4.

В примере на фиг.1 к питающему устройству 2 через главную питающую линию 6 и собственные, ответвляющиеся от главной питающей линии 6 питающие линии 7, 8, 9 присоединены спринклеры 10, 11, 12.

В примере на фиг.2 первая группа 13 из трех спринклеров 14 через разветвитель 15 присоединена к отходящей от главной питающей линии 16 питающей линии 17. Кроме того, отдельный спринклер 18 присоединен непосредственно к питающей линии 19, отходящей от главной питающей линии 16. Три спринклера 21 третьей группы 20 присоединены через промежуточные линии 22 и разветвитель 23 к третьей питающей линии 24, отходящей от главной питающей линии 16.

Спринклеры 10, 11, 12, 14, 18, 21 могут содержать открытые вставки, которые через выполненные в соответствующем спринклере каналы связаны с входным отверстием спринклера. При подаче пожаротушащей жидкости под высоким давлением до 300 бар вставки создают мелкодисперсный пожаротушащий туман.

На фиг.3 в первом предпочтительном примере изображен клапан 50. Через питающую линию 7 пожаротушащая жидкость находится в подводе 32 клапана 50 под давлением покоя около 20 бар. Клапан 50 содержит предохранительную мембрану 30, подвод 32, отвод 34, запорный кран 36, исполнительные средства 38 и сенсоры 40.

Пожаротушащая жидкость удерживается предохранительной мембраной 30 в питающей линии 7. Она герметизирует клапан 50, в частности запорный кран 36, от пожаротушащей жидкости. В состоянии покоя запорный кран 36 сухой. Для обслуживания можно с помощью исполнительных средств 38 изменять положение запорного крана 36. Например, запорный кран 36 может быть образован электромагнитным клапаном, который имеет открытое и закрытое положения. Исполнительные средства 38 могут иметь дистанционное управление.

С помощью исполнительных средств 38 можно осуществлять возвратно-поступательное переключение между открытым и закрытым положениями. Положение исполнительных средств 38 определяется сенсорами 40. Посредством вспомогательного привода (не показан) исполнительные средства 38 могут переключаться в случае обслуживания из показанного положения над сенсором 40а в положение над сенсором 40b. Сенсор 40b определяет переключение исполнительных средств 38 и сообщает об этом устройству управления, так что переключение прерывается. Затем исполнительные средства 38 с помощью вспомогательного привода снова переключаются обратно в показанное положение. Достижение этого положения определяется датчиком 40b. За счет переключения при обслуживании определяются налет и коррозия в запорных средствах 36.

В случае пожара повышается давление жидкости, а это приводит к тому, что предохранительная мембрана 30 разрушается. Дополнительно с помощью исполнительных средств 38 запорный кран 36 поворачивается в открытое положение, так что пожаротушащая жидкость может течь из подвода 32 в отвод 34 и пожар может быть потушен.

На фиг.4 изображен другой вариант клапана 50. При этом предохранительная мембрана 30 расположена за запорным краном 36. В состоянии покоя запорный кран 36 заполнен пожаротушащей жидкостью. Переключение исполнительных средств 38 из закрытого положения в открытое положение вызывает то, что пожаротушащая жидкость в отводе 34 упирается в предохранительную мембрану 30. Предохранительная мембрана 30 герметизирует отвод 34 от остального трубопровода, так что пожаротушащая жидкость не может вытечь.

В случае пожара исполнительные средства 38 переключаются, так что запорный кран 36 находится в открытом положении. Пожаротушащая жидкость упирается с повышенным давлением в предохранительную мембрану 30, в результате чего она разрушается и происходит тушение пожара.

На фиг.5а схематично изображен шаровой кран 44. Он содержит шар 46 с проточным каналом 48. Шар 46 поворачивается исполнительными средствами (не показаны). Положение шара 46 определяется сенсорами (не показаны). В положении на фиг.5а шар 46 находится в закрытом положении. Проточный канал 48 шара 46 выполнен так, что он не сообщен ни с подводом 32, ни с отводом 34.

В случае обслуживания шар 46 поворачивается в положение на фиг.5b. При этом подвод 32 сообщен с проточным каналом 48. Пожаротушащая жидкость не может, однако, течь в отвод 34, поскольку между подводом 32 и отводом 34 нет непосредственной связи. Шаровой кран 44 герметизирует подвод 32 от отвода 34. За счет поворота шара 46 шарового крана 44 на 90° можно установить, не заел ли шар 46.

За счет регулярного поворота шара 46 из положения на фиг.5а в положение на фиг.5b можно установить заедание шара 46. В случае заедания клапан 50 можно заменить.

За счет регулярного контроля функции шарового крана 44 шар 46 может быть в случае пожара легко повернут в положение на фиг.5с. В этом случае проточный канал 48 обеспечивает непосредственную связь между подводом 32 и отводом 34. Пожаротушащая жидкость может течь через проточный канал 48 в отвод 34 и эффективно потушить пожар.

Клапан для трубопроводов систем пожаротушения, содержащий подвод для пожаротушащей жидкости под повышенным давлением, отвод для пожаротушащей жидкости, расположенные между подводом и отводом запорные средства и приводящие в действие запорные средства исполнительные средства для переключения запорных средств в открытое и закрытое положения, причем в состоянии покоя запорные средства находятся в закрытом положении, а в случае пожара исполнительные средства переключают запорные средства из закрытого положения в открытое положение таким образом, что пожаротушащая жидкость течет из подвода в отвод. Чтобы проводить обслуживание без потери пожаротушащей жидкости, предложено, что запорные средства выполнены с возможностью переключения в режиме обслуживания из своего закрытого положения с помощью исполнительных средств таким образом, что в режиме обслуживания пожаротушащая жидкость не течет из подвода в отвод. 12 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Клапан для трубопроводов систем (1) пожаротушения, содержащий подвод (32) для пожаротушащей жидкости под повышенным давлением, отвод (34) для пожаротушащей жидкости, расположенные между подводом (32) и отводом (34) запорные средства (36, 46) и приводящие в действие запорные средства (36, 46) исполнительные средства (38) для переключения запорных средств (36, 46) в открытое и закрытое положения, причем в состоянии покоя запорные средства (36, 46) находятся в закрытом положении, а в случае пожара исполнительные средства (38) переключают запорные средства (36, 46) из закрытого положения в открытое положение с возможностью течения пожаротушащей жидкости из подвода (32) в отвод (34), отличающийся тем, что запорные средства (36, 46) выполнены с возможностью переключения в режиме обслуживания из своего закрытого положения с помощью исполнительных средств (38) таким образом, что в режиме обслуживания пожаротушащая жидкость не течет из подвода (32) в отвод (34).

2. Клапан по п.1, отличающийся тем, что запорные средства (36, 46) образованы шаровым краном (46), имеющим между открытым и закрытым положениями положение обслуживания.

3. Клапан по п.2, отличающийся тем, что в режиме обслуживания шаровой кран (46) выполнен с возможностью поворота исполнительными средствами (48) из закрытого положения в положение обслуживания.

4. Клапан по п.2, отличающийся тем, что в режиме обслуживания шаровой кран (46) выполнен с возможностью поворота исполнительными средствами (48), по меньшей мере, на 50°, предпочтительно, по меньшей мере, на 90°.

5. Клапан по п.2, отличающийся тем, что угол между впускным и выпускным отверстиями шарового крана (46) составляет 5-175°, преимущественно 90°.

6. Клапан по п.1, отличающийся тем, что запорные средства (36, 46) содержат предохранительную мембрану (30) и запорный кран (36).

7. Клапан по п.1, отличающийся тем, что запорный кран (36) выполнен в виде шарового крана (46) или электромагнитного клапана (36).

8. Клапан по п.1, отличающийся тем, что предохранительная мембрана (30) расположена между подводом (32) и запорным краном (36) таким образом, что запорный кран (36) в состоянии покоя сухой.

9. Клапан по п.1, отличающийся тем, что в случае пожара давление жидкости повышается для обеспечения разрушения предохранительной мембраны (30).

10. Клапан по п.1, отличающийся тем, что предохранительная мембрана (30) расположена между запорным краном (36) и отводом (34) таким образом, что запорный кран (36) в состоянии покоя заполнен пожаротушащей жидкостью.

11. Клапан по п.1, отличающийся тем, что исполнительные средства (38) приводятся гидравлически, пневматически и/или электрически.

12. Клапан по п.1, отличающийся тем, что исполнительные средства (38) содержат серводвигатель.

13. Клапан по п.1, отличающийся тем, что предусмотрены сенсоры (40), определяющие положение исполнительных средств (38).