СПОСОБ СНИЖЕНИЯ ИНЕРЦИОННОСТИ СРАБАТЫВАНИЯ СПРИНКЛЕРНОГО ОРОСИТЕЛЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 2024 года по МПК A62C35/68 A62C37/11 

Способ применим в автоматических водяных и пенных установках пожаротушения, оборудованных спринклерными оросителями водяными и пенными с термочувствительными элементами теплового замка, выполненными в виде стеклянных разрывных термоколб, имеющих распылитель, выполненный в виде корпуса и розетки и направленный розеткой вертикально вниз. Применение ограничено помещениями высотой до 20 м.

В дежурном режиме работы оросителя термоколба установлена в напряженном состоянии и обеспечивает удерживание запорного клапана в запертом положении. В случае пожара, под воздействием нарастания температуры термоколба разрушается, освобождает запорный клапан, открывает выход оросителя, что способствует тушению очага пожара на защищаемой площади оросителя.

Однако в ряде случаев рост температуры при пожаре развивается быстро, а процессы, происходящие в термоколбе и приводящие ее к разрушению, проходят медленно (например, при увеличении высоты установки оросителей), что приводит к запоздалому срабатыванию спринклерного оросителя и в результате влечет к неконтролируемому развитию пожара за пределы защищаемой площади оросителя.

Кроме того, согласно п. 6.2.11 СП 485.1311500.2020 оросители спринклерные допускается использовать в том случае, если расстояние от центра термочувствительного элемента теплового замка оросителя до плоскости перекрытия не превышает 0,4 м. В случае, если это расстояние превышает 0,4 м, необходимо использование специальных конструктивных решений, подтверждающих, что при срабатывании спринклерного оросителя пожар не распространится за пределы площади его орошения при требуемой интенсивности орошения.

Повысить эффективность работы спринклерных оросителей и обеспечить выполнение требований п. 6.2.11 СП 485.1311500.2020 может применение дополнительных тепловых коллекторов (экранов).

Из уровня техники известны горизонтально расположенные тепловые коллекторы (горшки, колпаки, конусы и т.п.), под которыми устанавливают вертикально расположенные спринклерные оросители.

Тепловые коллекторы предназначены в случае возникновения пожара аккумулировать тепло конвективных потоков в области спринклерного оросителя, способствуя повышению температуры вблизи оросителя и более быстрому прогреву термочувствительного элемента запорного устройства оросителя, срабатывающего при достижении температуры в защищаемом помещении уровня выше контрольного.

Вышеописанным образом работают тепловые коллекторы, рассматриваемые как аналоги предлагаемого изобретения, защищенные патентами: JP 2013106743 А, JPH 08155050 А, КР 101063857 В1, US 2019329080 А1.

Одним из недостатков аналогов может быть явление, когда в случае возникновения пожара в тепловом коллекторе возникают «застойные» («мертвые») зоны - области пространства, в которых задерживаются нагретый воздух и дым, при этом малоподвижный нагретый воздух замедляет прогрев термочувствительного элемента запорного устройства спринклерного оросителя, что не позволяет в полной мере снижать инерционность срабатывания спринклерного оросителя.

Другим общим недостатком аналогов является способ крепления (монтажа) конструкции теплового коллектора, который характеризуется креплением его непосредственно на спринклерном оросителе либо характеризуется креплением теплового коллектора с помощью дополнительных вспомогательных элементов на самом спринклерном оросителе.

В обоих случаях крепление теплового коллектора на спринклерный ороситель вызывает дополнительную механическую нагрузку, например, при тряске или вибрации, что снижает надежность оросителя, ведет к росту вероятности аварийной протечки.

Наиболее близким аналогом, взятым за прототип, рассматривается коллектор тепла, выполненный по патенту JP 2013106743 А 2013.6.6.

В прототипе выполнена горизонтально расположенная дисковая теплосборная пластина с центральным отверстием над спринклерным оросителем. В центральном отверстии, которое выполнено соосно со спринклерным оросителем, который установлен выпускным отверстием вниз и ввернут в резьбовую муфту, приваренную к трубопроводу установки пожаротушения, размещена конструкция, удерживающая теплосборную пластину, конструкция установлена на резьбовой штуцерной части оросителя, при этом между спринклерным оросителем и центральным отверстием отсутствует свободный зазор, позволяющий конвективным тепловым потокам беспрепятственно проходить сквозь пластину наверх.

Для прототипа характерны оба вышеописанных недостатка:

- возможность образования «застойной» зоны, что замедляет прогрев термочувствительного элемента спринклерного оросителя;

- монтаж теплосборной пластины посредством удерживающей конструкции непосредственно к спринклерному оросителю, что увеличивает нагрузку на резьбовое соединение оросителя с муфтой, снижает надежность соединения.

Задачей предлагаемых нового способа и устройства его реализации является снижение инерционности срабатывания спринклерного оросителя, с возможностью сохранения характеристик (показателей) по надежности оросителя, таких как, устойчивость к вибрации и ударам.

Способ используют для снижения инерционности срабатывания спринклерного оросителя, который установлен вертикально розеткой вниз в приварной резьбовой муфте, входящей в распределительную трубопроводную сеть автоматической установки пожаротушения.

Способ характеризуется выполнением следующих этапов:

- соединяют установленную горизонтально теплосборную пластину, выполненную круглой формы, имеющую центральное отверстие, с приварной муфтой;

- контролируют горизонтальное положение теплосборной пластины с помощью строительного уровня, при этом обеспечивают соосность центрального отверстия и спринклерного оросителя, который установлен в приварной муфте, допустимое отклонение от соосности должно быть не более 10 мм на 1000 мм длины оси;

- регулируют расстояние от теплосборной пластины до нижерасположенной розетки спринклерного оросителя, расстояние должно быть в пределах от 40 до 80 мм;

- обеспечивают зазор между приварной резьбовой муфтой и теплосборной пластиной, при этом диаметр центрального отверстия должен превышать максимальный размер поперечного сечения спринклерного оросителя на величину допуска до 40%;

- обеспечивают открытый круговой зазор между теплосборной пластиной и спринклерным оросителем, открытый с возможностью пропуска концентрированного конвективного теплового потока в случае возникновения пожара вверх соосно со спринклерным оросителем, обеспечивая интенсивное нагревание концентрированным конвективным тепловым потоком термочувствительного элемента теплового замка оросителя.

Устройство для осуществления способа снижения инерционности срабатывания спринклерного оросителя, содержащее горизонтально расположенную теплосборную пластину с центральным отверстием над спринклерным оросителем с розеткой, направленной вниз, установленным в приварной резьбовой муфте, согласно изобретению, имеет теплосборную пластину, выполненную круглой формы с центральным отверстием соосно со спринклерным оросителем, диаметр центрального отверстия на величину допуска до 40% превышает максимальный размер поперечного сечения спринклерного оросителя, с обеспечением открытого кругового зазора между теплосборной пластиной и спринклерным оросителем, теплосборная пластина установлена на приварную резьбовую муфту при помощи хомута, охватывающего цилиндрическую поверхность муфты, и четырех ленточных подвесов, симметрично распределенных по окружности муфты, со стороны центральной части теплосборной пластины концы подвесов отогнуты и сопряжены с хомутом и зафиксированы на нем посредством винтовых соединений, подвесы направлены на периферийную часть теплосборной пластины, с периферийной стороны концы подвесов отогнуты и сопряжены с теплосборной пластиной и зафиксированы на ней посредством крепежных элементов (например, заклепок или самонарезающих винтов).

Состав и работа предлагаемого изобретения поясняется чертежами на фиг. 1 и фиг. 2.

Фиг. 1 - общий вид в ракурсе ¾ на верхнюю часть круглой теплосборной пластины, установленной над спринклерным оросителем с розеткой вниз, и часть трубопровода с приварной резьбовой муфтой.

Фиг. 2 - общий вид в ракурсе ¾ на нижнюю часть теплосборной пластины, установленной над спринклерным оросителем с розеткой вниз, и часть трубопровода с приварной резьбовой муфтой.

Устройство для осуществления способа снижения инерционности срабатывания спринклерного оросителя, работающее как концентратор тепловых конвективных потоков, содержащее горизонтально расположенную теплосборную пластину 1 над спринклерным оросителем 2 с розеткой 3, направленной вниз, установленным в приварной резьбовой муфте 4, теплосборная пластина выполнена круглой формы с центральным отверстием 5 соосно со спринклерным оросителем, диаметр центрального отверстия на величину допуска до 40% превышает максимальный размер поперечного сечения спринклерного оросителя, с обеспечением открытого кругового зазора 6 между теплосборной пластиной и спринклерным оросителем, теплосборная пластина установлена на приварную резьбовую муфту при помощи хомута 7, охватывающего цилиндрическую поверхность муфты, и четырех ленточных подвесов 8, симметрично распределенных по окружности муфты, со стороны центральной части теплосборной пластины концы 9 подвесов отогнуты и сопряжены с хомутом и зафиксированы на нем посредством винтовых соединений 10, подвесы направлены на периферийную часть теплосборной пластины, с периферийной стороны концы 11 подвесов отогнуты и сопряжены с теплосборной пластиной и зафиксированы на ней посредством крепежных элементов 12.

Снижение инерционности срабатывания спринклерного оросителя обеспечивает способ, который характеризуется выполнением следующих этапов:

- соединяют горизонтально установленную теплосборную пластину 1 круглой формы, имеющую центральное отверстие 5, с приварной муфтой 4;

- контролируют горизонтальное положение теплосборной пластины с помощью строительного уровня, при этом обеспечивают соосность центрального отверстия и спринклерного оросителя 2, который установлен в приварной муфте, допустимое отклонение от соосности должно быть не более 10 мм на 1000 мм длины оси;

- регулируют расстояние от теплосборной пластины до нижерасположенной розетки 3 спринклерного оросителя 2, расстояние должно быть в пределах от 40 до 80 мм;

- обеспечивают зазор между приварной резьбовой муфтой и теплосборной пластиной, при этом диаметр центрального отверстия должен превышать максимальный размер поперечного сечения спринклерного оросителя на величину допуска до 40%;

- обеспечивают открытый круговой зазор 6 между теплосборной пластиной и спринкленрным оросителем, открытый с возможностью пропуска концентрированного конвективного теплового потока в случае пожара вверх соосно со спринклерным оросителем, обеспечивая интенсивное нагревание концентрированным конвективным тепловым потоком термочувствительного элемента теплового замка оросителя.

Предложенный способ позволяет конвективные тепловые потоки нагретых газов при возникновении пожара, устремленные вверх, аккумулировать под теплосборной пластиной, концентрировать и направлять потоки в центральное отверстие, соосно с которым в резьбовой муфте установлен спринклерный ороситель, при этом между теплосборной пластиной и спринклерным оростителем выполнен открытый круговой зазор, через который устремляется вверх концентрированный поток аккумулированного тепла, обеспечивая интенсивный нагрев термочувствительного элемента спринклерного оросителя, приводя его к ускоренному срабатыванию.

Принципиальные отличия от аналогов предлагаемого устройства для осуществления способа снижения инерционности срабатывания спринклерного оросителя 2 заключаются:

- в наличии центрального отверстия 5 в теплосборной пластине 1, соосно с которым размещен спринклерный ороситель 2 с образованием открытого кругового зазора 6 между теплосборной пластиной и спринклерным оросителем, что обеспечивает обдув концентрированным тепловым конвективным потоком термочувствительного элемента теплового замка оросителя;

- в монтаже теплосборной пластины на приварной резьбовой муфте 4, исключая непосредственный контакт теплосборной пластины со спринклерным оросителем, который имеет только штатное (обычное) резьбовое соединение через приварную резьбовую муфту с источником огнетушащего вещества (трубопроводом распределительной сети установки пожаротушения), что исключает появление дополнительного механического воздействия на ороситель.

При анализе технического решения, направленного на повышение надежности оросителя, выявлены новые элементы, новые расположения и связи, представляющие новую совокупность признаков с достижением технического положительного результата, и явно из уровня техники не следует.

Проведенные натурные огневые испытания по оценке эффективности срабатывания спринклерных оросителей совместно с заявленным устройством, работающим как концентратор тепловых конвективных потоков и представляющим собой теплосборную круглую пластину с центральным отверстием, при установке согласно п. 6.2.11 СП 485.1311500.2020 показали следующие результаты:

1) Концентратор тепловых конвективных потоков обеспечивает время срабатывания разрывной термоколбы спринклерного оросителя в 1,5-2 раза меньше, чем ороситель без концентратора.

2) Отсутствие центрального отверстия в теплосборной пластине снижает эффективность срабатывания термоколбы оросителя, поскольку в этом случае нагретые газы от очага пожара задерживаются на начальной стадии распространения пожара в области под пластиной с образованием так называемой «мертвой» зоны, тем самым снижая эффективность прогрева термоколбы.

Таким образом, проведенные испытания подтверждают, что предлагаемое изделие, направленное на решение поставленной задачи по эффективному срабатыванию спринклерных оросителей (снижению времени активации) при их установке в высотных помещениях до 20 м, когда расстояние от уровня перекрытия до центра термочувствительного элемента теплового замка спринклерного оросителя превышает значение 0,4 м (для выполнения требований п. 6.2.11 СП 485.1311500.2020), достигает нужного результата.

Предложенный способ по снижению инерционности срабатывания спринклерного оросителя и устройство для его осуществления обеспечивает снижение времени активации термочувствительного элемента теплового замка спринклерного оросителя от 1,5 до 2 раз, а центральное отверстие позволяет ускорить процесс активации термоколбы за счет пропуска концентрированного конвективного теплового потока и более интенсивного обдува оросителя и исключить наличие «мертвой» зоны, при этом конструкция крепления устройства для осуществления способа не вызывает дополнительной механической нагрузки на спринклерный ороситель.

Группа изобретений относится к области пожаротушения, а именно к способу снижения инерционности срабатывания спринклерного оросителя и устройству для его осуществления. Способ применим в автоматических водяных и пенных установках пожаротушения, оборудованных оросителями водяными и пенными с термочувствительными элементами теплового замка, выполненными в виде стеклянных разрывных термоколб, имеющих распылитель, выполненный в виде корпуса и розетки и направленный розеткой вертикально вниз. Применение ограничено помещениями высотой до 20 м. Способ характеризуется выполнением следующих этапов: соединяют теплосборную пластину круглой формы, имеющую центральное отверстие соосно с оросителем, с приварной муфтой; контролируют горизонтальное положение теплосборной пластины с помощью строительного уровня, при этом обеспечивают соосность центрального отверстия и спринклерного оросителя, который установлен в приварной муфте, допустимое отклонение от соосности должно быть не более 10 мм на 1000 мм длины оси; регулируют расстояние от теплосборной пластины до нижерасположенной розетки спринклерного оросителя, расстояние должно быть в пределах от 40 до 80 мм; обеспечивают зазор между приварной резьбовой муфтой и теплосборной пластиной; обеспечивают открытый круговой зазор между теплосборной пластиной и спринклерным оросителем, открытый с возможностью пропуска концентрированного конвективного теплового потока в случае пожара вверх соосно со спринклерным оросителем, обеспечивая интенсивное нагревание концентрированным конвективным тепловым потоком термочувствительного элемента теплового замка оросителя. Устройство для способа выполнено в виде концентратора тепловых конвективных потоков, содержащего горизонтально расположенную теплосборную пластину над спринклерным оросителем с розеткой, установленным в приварной резьбовой муфте, теплосборная пластина выполнена круглой формы с центральным отверстием соосно со спринклерным оросителем, диаметр отверстия на величину допуска до 40% превышает максимальный размер поперечного сечения спринклерного оросителя, с обеспечением открытого кругового зазора между теплосборной пластиной и спринклерным оросителем, теплосборная пластина установлена на приварную муфту при помощи хомута, охватывающего цилиндрическую поверхность приварной резьбовой муфты, и четырех ленточных подвесов, симметрично распределенных по окружности муфты, со стороны центральной части теплосборной пластины концы подвесов отогнуты и сопряжены с хомутом и зафиксированы на нем посредством винтовых соединений, подвесы направлены на периферийную часть теплосборной пластины, с периферийной стороны концы подвесов отогнуты и сопряжены с теплосборной пластиной и зафиксированы на ней посредством крепежных элементов, таких как заклепки или самонарезающие винты. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

1. Способ снижения инерционности срабатывания спринклерного оросителя, характеризующийся выполнением следующих этапов:

- соединяют горизонтально установленную теплосборную пластину круглой формы, имеющую центральное отверстие, с приварной муфтой;

- контролируют горизонтальное положение теплосборной пластины с помощью строительного уровня, при этом обеспечивают соосность центрального отверстия и спринклерного оросителя, который установлен в приварной муфте, допустимое отклонение от соосности должно быть не более 10 мм на 1000 мм длины оси;

- контролируют расстояние от теплосборной пластины до нижерасположенной розетки спринклерного оросителя, расстояние должно быть в пределах от 10 до 50 мм;

- обеспечивают свободное открытое пространство между теплосборной пластиной и спринклерным оросителем, открытое с возможностью пропуска через отверстие в теплосборной пластине концентрированного конвективного теплового потока в случае пожара вверх соосно со спринклерным оросителем.

2. Устройство для осуществления способа снижения инерционности срабатывания спринклерного оросителя по п. 1, содержащее теплосборную пластину с центральным отверстием для горизонтального размещения над спринклерным оросителем с розеткой, направленной вниз, установленным в приварной резьбовой муфте, отличающееся тем, что теплосборная пластина выполнена круглой формы с центральным отверстием, выполненным с возможностью соосного расположения со спринклерным оросителем с обеспечением открытого кругового зазора между теплосборной пластиной и спринклерным оросителем, с превышением диаметра центрального отверстия на величину допуска до 40% максимального размера поперечного сечения спринклерного оросителя, при этом устройство содержит хомут, выполненный с возможностью охвата цилиндрической части приварной резьбовой муфты, и четыре ленточных подвеса, при этом со стороны центральной части теплосборной пластины концы подвесов отогнуты, сопряжены с хомутом и зафиксированы на нем посредством винтовых соединений, подвесы направлены на периферийную часть теплосборной пластины, с периферийной стороны концы подвесов отогнуты, сопряжены с теплосборной пластиной и зафиксированы на ней посредством крепежных элементов.