спринклерный ороситель

Формула изобретения

1. Спринклерный ороситель, содержащий штуцер, клапан, запорное устройство с тепловым замком и распыляющий элемент, отличающийся тем, что запорное устройство выполнено в виде установленного на штуцере пружинного элемента с зацепами на концах и заключенного между высшей точкой этого пружинного элемента и клапаном упорного элемента, причем пружинный элемент и упорный элемент имеют соосные отверстия, в которых размещен тепловой замок, ось которого перпендикулярна оси выходного отверстия штуцера, при этом крепление запорного устройства к штуцеру осуществляется с помощью элементов, входящих в зацепление с зацепами пружинного элемента, а распыляющий элемент выполнен в виде преобразователя потока огнетушащей жидкости, расположенного в штуцере.

2. Спринклерный ороситель по п.1, отличающийся тем, что пружинный элемент выполнен в виде дуги.

3. Спринклерный ороситель по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что упорный элемент выполнен в виде стержня.

4. Спринклерный ороситель по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что тепловой замок выполнен в виде стеклянной термоколбы.

5. Спринклерный ороситель по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что тепловой замок выполнен в виде легкоплавкого элемента.

6. Спринклерный ороситель по любому из пп.4 и 5, отличающийся тем, что крепление запорного устройства к штуцеру осуществляется с помощью зацепов, выполненных со стороны выходного отверстия штуцера.

7. Спринклерный ороситель по любому из пп.4 и 5, отличающийся тем, что крепление запорного устройства к штуцеру осуществляется с помощью втулки, установленной на штуцере со стороны выходного отверстия.

8. Спринклерный ороситель по любому из пп.6 и 7, отличающийся тем, что преобразователь потока огнетушащего вещества выполнен в виде винтового завихрителя.

9. Спринклерный ороситель по любому из пп.6 и 7, отличающийся тем, что преобразователь потока огнетушащего вещества выполнен в виде лопаточного завихрителя.

10. Спринклерный ороситель по любому из пп.6 и 7, отличающийся тем, что преобразователь потока огнетушащего вещества выполнен в виде щелевого центробежного распылителя.

Описание изобретения к патенту

Техническое решение относится к противопожарной технике, а именно к пожарным оросителям.

Пожарные оросители в зависимости от назначения имеют разное конструктивное исполнение, но ко всем оросителям применимы требования равномерного орошения объекта защиты, так как это является одним из решающих факторов тушения.

Проблема равномерности орошения решается в спринклерных оросителях с помощью распылительных розеток или дефлекторов, отличающихся формой, количеством лепестков, расположением относительно оси и т.п. Так, например, известны розеточные оросители по патентам и авторским свидетельствам РФ №895460, 1025434, 1025435, 2023457, 2203706. Однако розеточные оросители не дают достаточной равномерности орошения, так как все они имеют дужки, на которых крепится розетка или дефлектор, и эти дужки ухудшают равномерность орошения (см. Мешман Л.М. и др. Оросители общего назначения водяных АУЛ, Пожаровзрывобезопасность, 2001, №1, с.30-31).

Известна заявка Великобритании №2288331, в которой описан спринклер, содержащий раму, подключаемую к источнику огнегасящего состава и имеющую канал, закрываемый крышкой, которая контактирует с огнегасящим составом. Крышка удерживается в канале изогнутым фиксатором, который разжат термочувствительным штоком. Названное техническое решение направлено на совершенствование запорного устройства спринклера и не решает задачу улучшения равномерности орошения, скорее наоборот, выполненные стационарно рама и расположенная внутри ее конструкция, удерживающая изогнутый фиксатор, после срабатывания остаются на месте, т.е. за плоскостью выходного отверстия канала в виде препятствия на пути потока огнетушащего вещества, что вызывает ассиметрию и искажения формы факела распыла, т.е. имеет место эффект экранирования.

За прототип взяли спринклерную головку по а.с. №895458.

Известная спринклерная головка (в прототипе использовано устаревшее название, в настоящее время используют синоним “спринклерный ороситель” по ГОСТ Р 51043-2002) содержит штуцер, клапан, запорное устройство с тепловым замком, распыляющий элемент в виде розетки и отличается тем, что с целью упрощения конструкции, она имеет кольцо, а штуцер - установочные пазы, причем запорное устройство выполнено в виде пружинных рычагов, концы которых размещены в установочных пазах, при этом пружинные рычаги контактируют с распыляющей розеткой, установленной в седле штуцера.

Основной недостаток спринклерной головки, выбранной в качестве прототипа, заключается в том, что пружинные рычаги после срабатывания остаются в установочных пазах, т.е. за плоскостью выходного отверстия штуцера, и вносят во время разбрызгивания (распыления) тушащего вещества искажения в карту орошения, ухудшая равномерность орошения. Известно, что наличие рычагов или дужек, на которых держится розетка, существенно влияет на распределение огнетушащего вещества, т.к. в этих случаях наблюдается эффект экранирования. Кроме того, перемещение распыляющей розетки во время срабатывания по двум рычагам не исключает перекашивания и заклинивания розетки, что дополнительно будет ухудшать равномерность орошения.

Задачей предлагаемого технического решения является создание спринклерного оросителя, лишенного эффекта экранирования.

Технический результат, на который направлено техническое решение - улучшение равномерности орошения защищаемого пространства.

Поставленная задача решается предложенной конструкцией спринклерного оросителя, который содержит штуцер, клапан, запорное устройство с тепловым замком и распыляющий элемент, причем запорное устройство выполнено в виде установленного на штуцере пружинного элемента с зацепами на концах и, заключенного между высшей точкой этого пружинного элемента и клапаном, упорного элемента, при этом пружинный элемент и упорный элемент имеют соосные отверстия, в которых размещен тепловой замок, ось которого перпендикулярна оси выходного отверстия штуцера, а крепление запорного устройства к штуцеру осуществляется с помощью элементов, входящих в зацепление с зацепами пружинного элемента, кроме того, распыляющий элемент выполнен в виде преобразователя потока огнетушащей жидкости, расположенного в штуцере. Упомянутый пружинный элемент запорного устройства выполнен в виде дуги, его упорный элемент выполнен в виде стержня, а тепловой замок выполнен в виде стеклянной термоколбы или в виде легкоплавкого элемента. Крепление запорного устройства к штуцеру осуществляется с помощью зацепов, выполненных со стороны выходного отверстия штуцера или с помощью втулки, установленной на штуцере со стороны выходного отверстия. Преобразователь потока огнетушащего вещества выполнен в виде винтового завихрителя, или в виде лопаточного завихрителя, или в виде щелевого центробежного распылителя.

Из вышесказанного видно, что предложенная конструкция отличается от прототипа иным выполнением и размещением распыляющего элемента и иным выполнением запорного устройства с тепловым замком, что позволяет говорить о соответствии критерию “новизна”.

Более подробно изобретение поясняется чертежами, дающими не ограничивающий техническое решение пример преимущественного исполнения спринклерного оросителя.

Фиг.1 - общий вид спринклерного оросителя.

Фиг.2 - вариант крепления запорного устройства к штуцеру.

Спринклерный ороситель, представленный на фиг.1, содержит штуцер 1 с расположенным в его выходном отверстии клапаном 2. На штуцере 1 установлен пружинный элемент 3 в виде дуги, на концах которой выполнены зацепы 4, которые соединяются “в замок” с зацепами 5, выполненными на штуцере 1. Между верхней точкой А пружинного элемента 3 и клапаном 2 заключен стержень 6, являющийся упорным элементом. В пружинном элементе 3, а именно преимущественно посередине концов этого элемента (дуги), выполнены два отверстия 7, которые соосны с отверстием 8, выполненным также преимущественно посередине стержня 6. В отверстии 8 стержня 6 расположена термоколба 9 (в альтернативном варианте исполнения - легкоплавкий элемент, например, две металлические пластины, соединенные вместе сплавом Вуда), концы которой, зафиксированы в отверстиях 7 пружинного элемента 3, при этом термоколба 9 и стержень 6 распирают пружинный элемент 3 соответственно в горизонтальном и вертикальном направлениях, а зацепы 4 и 5 удерживают его на штуцере 1, обеспечивая тем самым запирание клапаном 2 выходного отверстия штуцера 1. Размещение теплового замка таково, что его ось перпендикулярна оси выходного отверстия штуцера, это обусловлено необходимостью преодолевать пружинные силы элемента 3, во время зацепления его концов со штуцером, при этом выполнение такого условия требует приложения сил в точке А элемента 3, направленных вдоль оси выходного отверстия штуцера, обеспечивающих прижим клапана 2 к выходному отверстию. Внутри штуцера 1 расположен преобразователь 10 потока огнетушащего вещества, выполненный, например, в виде винтового завихрителя. В альтернативных вариантах преобразователь может быть выполнен в виде лопаточного завихрителя или щелевого центробежного распылителя, но при этом их размещение и функции остаются теми же.

На фиг.2 представлен фрагмент варианта крепления запорного устройства к штуцеру 1, где зацепы 4 дуги 3 зафиксированы с помощью втулки 5, установленной на штуцере 1 со стороны его выходного отверстия. Штуцер 1 и втулка 5 собраны вместе резьбовым соединением, при этом на втулке 5 выполнены два отверстия. Одно отверстие с резьбой, второе - гладкое, имеющее диаметр меньше внешнего размера резьбы по меньшей мере на удвоенный размер зацепа 4. Оба зацепа 4 заведены во внутрь втулки. Наличие резьбового соединения втулки и штуцера позволяет при вращении втулки регулировать усилие прижима клапана 2 к выходному отверстию штуцера 1.

В исходном состоянии (дежурный режим установки пожаротушения) термоколба 9, размещенная в отверстии 8 упорного элемента 6 и зафиксированная в отверстиях 7 пружинного элемента (дуги) 3, преодолевая пружинные усилия, разводит в противоположные направления его концы, при этом имеющиеся на концах зацепы 4 заведены с усилием в зацепы 5 штуцера 1, а стержень 6 заключен с усилием между верхней точкой А дуги 3 и клапаном 2, который перекрывает выходное отверстие штуцера 1. Таким образом, термоколба 9 и стержень 6 находятся под сжимающими их силами пружинного элемента (дуги) 3, при этом направления сжимающих сил перпендикулярны друг другу.

Зацепы на штуцере могут быть выполнены заодно с ним методом литья. В варианте крепления с помощью втулки втулка выполняется из того же материала, что и штуцер. Преобразователь и стержень также могут быть выполнены из того же материала, что и штуцер, например из медного сплава. Пружинный элемент в виде дуги может быть выполнен из полосовой стали.

Спринклерный ороситель при тушении работает следующим образом. При повышении температуры окружающей среды до температуры срабатывания термоколбы 9 происходит ее разрушение, в результате чего на пружинный элемент (дугу) 3 перестают действовать силы, распирающие его концы, и за счет приданных ему при изготовлении пружинных свойств он начинает сближать их, при этом зацепы 4 выходят из зацепления с зацепами 5. Огнетушащая жидкость под давлением проходит через преобразователь (винтовой завихритель) 10, приобретая при этом центробежную силу, и выталкивает клапан 2, который, в свою очередь, двигаясь с потоком, сбрасывает со штуцера 1 пружинный элемент (дугу) 3, стержень 6 и остатки термоколбы 9. При прохождении под напором через преобразователь, а именно через винтовой завихритель, или лопаточный завихритель, или щелевой центробежный распылитель огнетушащая жидкость, как уже говорилось выше, приобретает центробежную силу, которая на выходе придает симметричную форму диспергируемому потоку, а так как за плоскостью выходного отверстия штуцера на пути потока нет никаких препятствий, то, значит, нет эффекта экранирования, и, следовательно, разбрызгивание или распыление происходит равномерно по всей защищаемой площади и объему. Сочетание симметрии, которую придают потоку центробежные силы, с отсутствием помех за плоскостью выходного отверстия спринклера создает высокую равномерность орошения, т.е. выполняется поставленная задача и достигается заявленный технический результат.

Воздействия винтового или лопаточного завихрителей, а также щелевого центробежного распылителя на поток огнетушащей жидкости, а следовательно, и на технический результат, аналогичны: все они придают потоку завихрение, то есть дают центробежную силу, которая на выходе из штуцера диспергирует поток по защищаемому пространству, что в сочетании с отсутствием препятствий потоку, т.е. экранирующих элементов и элементов, создающих ассиметрию, позволяет создать высокую равномерность орошения, которую нельзя достичь, используя эти отличительные признаки изобретения в отдельности. То есть, для достижения заявленного технического результата необходимо наличие всех отличительных признаков, а именно: расположенного в канале штуцера преобразователя, выполняющего функцию распыления, и запорного устройства с тепловым замком, выполненного с возможностью его удаления потоком огнетушащей жидкости при срабатывании спринклерного оросителя. Именно совокупность в одном устройстве таких признаков, как оригинальное, удаляемое при срабатывании, запорное устройство и не применявшегося ранее в спринклерных оросителях распыляющего элемента, позволило создать новый спринклерный ороситель, лишенный недостатков известных спринклерных оросителей, и намного улучшить равномерность орошения, что позволяет говорить о соответствии технического решения критерию “изобретательский уровень”.

Выбор преобразователя потока, как видно из описанного выше, зависит лишь от желания придать потоку какие-либо другие параметры помимо равномерности орошения, например угол распыла факела или размер капель, но все названные альтернативные распыляющие элементы оказывают одинаковое влияние на технический результат, а именно повышают равномерность орошения за счет создания симметричного факела распыла.

Выбор того или иного варианта теплового замка и типа крепления запорного устройства к штуцеру не влияет на достижение технического результата, могут быть и иные варианты исполнения этих элементов, не ограничивающие изобретение.

Все механические части предлагаемого устройства выполнены из металла, стеклянные колбы с термочувствительной жидкостью производят зарубежные фирмы, например в Германии. Предлагаемое устройство не вызывает затруднений при практической реализации и соответствует требованиям пожарной тактики, предъявляемым Государственной противопожарной службой к устройствам подобного рода.