УСТРОЙСТВО ПРИНУДИТЕЛЬНОГО ЗАПУСКА СПРИНКЛЕРНОГО ОРОСИТЕЛЯ И СПОСОБЫ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 2020 года по МПК A62C37/14 

Изобретение относится к противопожарной технике, в частности к спринклерным оросителям. Спринклерные оросители предназначены для использования в автоматических установках пожаротушения.

В традиционных автоматических установках пожаротушения наиболее часто используются спринклерные оросители, в которых запорный клапан в дежурном режиме работы удерживается в запертом состоянии при помощи стеклянной термочувствительной колбы, установленной в напряженном состоянии. В случае пожара под воздействием нарастания температуры термоколба разрушается, освобождает запорный клапан, открывает выход оросителя.

Однако в ряде случаев рост температуры при пожаре развивается быстро, а процессы, происходящие в термоколбе и приводящие ее к разрушению, проходят медленно, что приводит к запоздалому срабатыванию спринклерного оросителя и в результате влечет к неконтролируемому развитию пожара.

Повысить эффективность работы спринклерного оросителя может применение дополнительного управляемого запуска оросителя, осуществляемого по внешнему управляющему сигналу, независимо от температуры среды в зоне его установки, посредством которого происходит принудительное разрушение стеклянной термоколбы.

Сигналами для принудительного запуска оросителя могут служить сигналы о пожаре, поступающие от пожарных извещателей, входящих в состав системы пожарной сигнализации либо интегрированных с управляемыми спринклерами.

Известно, что управляемыми устройствами для спринклерных оросителей могут служить электрический нагреватель или пиротехнический привод.

Малоинерционными по срабатыванию служат спринклерные оросители со стеклянной термочувствительной колбой, принудительный запуск которых осуществляется посредством электроуправляемых пиротехнических приводов, например, известные полезные модели по патентам RU 150429, 155310, 171186.

В известных устройствах время срабатывания чрезвычайно мало, но срабатывание спринклерного оросителя под действием пиротехнического привода сопровождается шумовым эффектом.

Известен ряд спринклерных оросителей с управляемым запуском (RU 80345, 2379080, 2471524, 2526705), осуществляемый путем электронагрева термочувствительной стеклянной колбы.

В этих известных спринклерных оросителях контактная поверхность термонагревательного элемента с термоколбой, предназначенного ускорить нагрев термоколбы, вызывающий ее разрушение, имеет незначительную площадь, что предопределяет высокую инерционность срабатывания спринклерного оросителя.

По инерционности срабатывания спринклерные оросители с пиротехническим приводом имеют явное превосходство над спринклерными оросителями с электронагревательными элементами.

Известен спринклерный ороситель по патенту US 6491110, содержащий термочувствительную хрупкую ампулу, содержащую внутри себя теплорассеивающий газ и электронагревательную катушку, которая посредством двух электровыводов может подключаться к источнику электрического тока. Подключение к источнику тока вызывает разогрев электронагревателя и расширение газа, что ведет к разрушению ампулы и к последующему срабатыванию оросителя.

Принцип работы такого спринклерного оросителя не предполагает его применение путем автоматического самостоятельного срабатывания термочувствительного элемента в зависимости от температуры контролируемой окружающей среды, что ограничивает его область использования и снижает надежность работы.

Известна разрывная капсула для теплового замка RU 2651422, характеризующаяся тем, что в разрывной капсуле, включающей выполненный из хрупкого материала корпус, содержащий герметичную полость, заполненную токопроводящей жидкостью, обеспечивающей при протекании электрического тока нагрев до температуры кипения, вызывая разрушение капсулы, при этом внутри полости корпуса оборудованы нагревательные элементы, имеющие электровыводы, выполненные для подключения к источнику тока.

Известен спринклер с контролем срабатывания RU 2652587, в котором на поверхность термочувствительного разрушающего элемента нанесено токопроводящее покрытие, имеющее электровыводы для подключения к внешним электрическим цепям, способное обеспечивать нагрев термочувствительного элемента до температуры вскипания жидкости в нем и последующее его разрушение, выбранный за прототип.

В двух вышеописанных аналогах RU 2651422, 2652587 выполнены специальные термочувствительные разрывные капсулы для тепловых замков спринклерных оросителей, представляющих собой сложные конструктивно выполненные узлы, изготовление которых требует не менее сложных технологий.

В прототипе, нанесенное на поверхность термоколбы покрытие не предполагает протекания значительных электротоков, необходимых для интенсивного нагрева и обеспечивающих высокое быстродействие принудительного запуска. Нагрев, обусловленный характеристикой напыленного покрытия, может быть обеспечен сравнительно небольшими электротоками, что требует растянутого по времени периода воздействия, предопределяя высокую инерционность срабатывания.

Технической задачей, на решение которой направлено предлагаемое устройство является обеспечение малоинерционного срабатывания при принудительном пуске.

Поставленная задача решается тем, что устройство принудительного запуска спринклерного оросителя, содержащего термочувствительный элемент, установленный в корпусе оросителя, выполненный в виде герметичной стеклянной колбы с жидкостью, вскипающей при температуре срабатывания, с нанесенным на поверхности колбы покрытием, обеспечивающим нагрев колбы до температуры вскипания жидкости при подаче электрического напряжения, согласно полезной модели покрытие выполнено в виде герметичной оболочки, с цилиндрической центральной полостью и имеет боковую выступающую часть оболочки, при этом оболочка заполнена термитной смесью, причем в боковой части оболочки, установлен электровоспламенитель мостиковый с инициирующим составом капельного типа, с возможностью его подключения к внешней электропусковой цепи, кроме того диаметр центральной полости оболочки выполнен равным диаметру термоколбы спринклера, а высота оболочки составляет менее половины длины термоколбы.

Устройство может иметь герметичную оболочку, выполненную в виде цилиндра, а боковую выступающую часть, выполненную в виде параллелепипеда.

Смесь, заполняющая оболочку, может быть выполнена в монолитном виде.

В боковой части оболочки расположен электровоспламенитель, служащий для зажигания термитной смеси, с инициирующим малогазовым составом капельного типа с электрическим элементом, который выполнен в виде мостика из тонкой металлической проволоки с большим удельным сопротивлением с возможностью подключения к внешней пусковой цепи.

Термитная смесь состоит из порошка алюминия либо магния и порошков оксидов других металлов (обычно железа). Масса термитной смеси ограничена до 1,5 г.

Эксплуатация устройства принудительного запуска в дежурном режиме работы предусматривает выполнение следующего: оболочку устройства устанавливают коаксиально на цилиндрической части термоколбы; осуществляют сборку оросителя, при этом следят, чтобы боковая выступающая часть устройства была расположена в стороне от плоскости, в которой находятся дужки оросителя; проверяют целостность электрического элемента электровоспламенителя капельного типа путем пропускания контрольного электрического тока величиной 1±0,1 мА в течение 10±1 с.

Активацию устройства принудительного запуска спринклерного оросителя осуществляют путем подачи через электрические выводы электрического элемента воспламенителя капельного типа импульса тока величиной 500 мА длительностью до 200 мс.

Устройство и принцип работы поясняется при помощи рисунков, показанных на фиг. 1 и фиг. 2.

На фиг. 1 показана схема расположения устройства принудительного запуска в составе спринклерного оросителя.

На фиг. 2 показана комбинированная схема устройства принудительного запуска.

Устройство принудительного запуска располагается в оросителе 1 между его дужками 2 на стандартной термоколбе 3; устройство имеет цилиндрическую часть 4, боковую часть 5, электрические выводы 6, центральную цилиндрическую полость 7; при этом цилиндрическая часть заполнена термитной смесью 8, боковая часть имеет включение, состоящее из воспламенительного состава капельного типа 9, с расположенным во включении мостиковым электровоспламенителем 10.

Боковая часть оболочки 5 устройства направлена в сторону от плоскости, в которой расположены дужки 2 оросителя.

Электровоспламенитель 10 подключается к внешней электрической пусковой цепи посредством электровыводов 6.

Принудительный запуск устройства осуществляется подачей кратковременного импульса тока на электровоспламенитель 10. При пропускании тока через мостик накаливания (тонкую нихромовую спираль) за счет преобразования электрической энергии в тепловую происходит нагрев до температуры вспышки и последующее воспламенение инициирующего состава 9, контактирующего с мостиком накаливания 10. Воспламенение инициирующего состава вызывает интенсивное горение термитной смеси 8, в процессе горения смеси выделяется количество теплоты, достаточное для быстрого разогрева термоколбы 3 до температуры ее срабатывания.

При этом конструкция спринклера с использованием предлагаемого устройства предусматривает доступ к применяемой стандартной термоколбе теплового излучения и тепловых потоков, возникающих от пожара, что позволяет функционировать оросителю по обычной традиционной схеме и обеспечить срабатывание термоколбы от возрастающей температуры среды при пожаре в автономном режиме.

Применение термитной смеси в качестве топлива для быстрого разогрева термоколбы позволяет обеспечивать инерционность срабатывания менее 5 с, при этом воспламенение малогазового инициирующего состава и горение термитной смеси протекает сравнительно бесшумно и без выделения сколь-нибудь значительной кинетической энергии, способной создать опасные условия для окружения.

Устройство принудительного запуска спринклерного оросителя и способы его осуществления предназначены для использования в автоматических установках пожаротушения. Устройство обеспечивает малоинерционное и безопасное его применение, сохраняет возможность функционирования спринклера традиционным способом; принудительное срабатывание обеспечивает размещенная на определенную часть стеклянной термоколбы цилиндрическая оболочка, заполненная термитной смесью, воспламеняемая электроуправляемым электрическим элементом с нанесенным на него инициирующим составом капельного типа. 3 н. и 5 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Устройство принудительного запуска спринклерного оросителя, содержащее термочувствительный элемент, установленный в корпусе оросителя, выполненный в виде герметичной стеклянной колбы с жидкостью, вскипающей при температуре срабатывания, с нанесенным на поверхности колбы покрытием, обеспечивающим нагрев колбы до температуры вскипания жидкости при подаче электрического напряжения, отличающееся тем, что покрытие выполнено в виде герметичной оболочки с цилиндрической центральной полостью и имеет боковую выступающую часть оболочки, при этом оболочка заполнена термитной смесью, причем в боковой части оболочки установлен электровоспламенитель мостиковый с инициирующим составом капельного типа, с возможностью его подключения к внешней электропусковой цепи, кроме того, диаметр центральной полости выполнен равным диаметру термоколбы спринклера, а высота оболочки составляет менее половины длины термоколбы.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что герметичная оболочка выполнена в виде цилиндра, а боковая выступающая часть выполнена в виде параллелепипеда.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что смесь, заполняющая оболочку, выполнена в монолитном виде.

4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в боковой части оболочки расположен электровоспламенитель, служащий для зажигания термитной смеси, с инициирующим малогазовым составом капельного типа с электрическим элементом, который выполнен в виде мостика из тонкой металлической проволоки с большим удельным сопротивлением с возможностью подключения к внешней пусковой цепи.

5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что термитная смесь состоит из порошка алюминия либо магния и порошков оксидов других металлов.

6. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что масса термитной смеси ограничена до 1,5 г.

7. Способ, характеризующий эксплуатацию в дежурном режиме работы устройства принудительного запуска спринклерного оросителя, охарактеризованного в п. 1, предусматривает выполнение следующего: оболочку устройства устанавливают коаксиально на цилиндрической части термоколбы; осуществляют сборку оросителя, при этом следят, чтобы боковая выступающая часть устройства была расположена в стороне от плоскости, в которой находятся дужки оросителя; проверяют целостность электрического элемента электровоспламенителя капельного типа путем пропускания контрольного электрического тока величиной 1±0,1 мА в течение 10±1 с.

8. Способ, характеризующий активацию устройства принудительного запуска спринклерного оросителя, охарактеризованного в п. 1, осуществляемый путем подачи через электрические выводы электрического элемента электровоспламенителя капельного типа импульса тока величиной 500 мА длительностью до 200 мс.