ЗАМОК ДЛЯ СПРИНКЛЕРОВ И ФОРСУНОК С ТЕПЛОВЫМ РАСЦЕПЛЕНИЕМ
LOCK FOR SPRINKLERS AND NOZZLES WITH THERMAL DISCONNECTION

Настоящее изобретение касается замка для спринклеров и форсунок с тепловым расцеплением согласно ограничительной части пункта 1 формулы изобретения.
Замок для спринклеров и форсунок с тепловым расцеплением такого рода известен из DE 49669 С. В известном замке установленная на крышке камеры водопроводная труба закрыта легкоплавким металлическим сплавом таким образом, что при пожаре металлический сплав начинает плавиться, так что вода может вытекать из трубы и тушить огонь, причем легкоплавкий металлический сплав отделен от водопроводной трубы и находящейся в ней воды плохим проводником тепла для того, чтобы в случае возникновения пожара обеспечить быстрое расплавление сплава и быстрое начало процесса тушения.
В GB 200971 А показан еще один замок для спринклеров, в котором выходное отверстие корпуса форсунки закрыто с помощью закрывающего элемента, удерживаемого на выходном отверстии посредством уплотнения с относительно более низкой температурой плавления. Внутри выходного канала расположена капсула, которая удерживается в своем положении посредством воскового наполнителя, за счет чего выходной канал для воды в нормальном состоянии закрыт.Капсула опирается с помощью пружины на установленный на выходном отверстии куполовидный элемент, который соединен посредством рычажного устройства с внешней пружиной. В случае пожара удерживающее уплотнение куполовидного элемента плавится, что снимает напряжение внешней пружины; опорная пружина капсулы освобождается, и капсула затем открывается напором воды. Входящая внутрь выходного канала часть закрывающего колпачка снабжена электрическим нагревательным элементом, который окружен чашеобразной изолирующей частью. Также и при выработке тепла посредством электрической изолирующей части уплотнение, удерживающее закрывающий колпачок, начинает плавиться, за счет чего закрывающий колпачок посредством наружной пружины отводится, и расположенная внутри выходного канала капсула открывается напором воды. Такая конструкция замка с внешней пружиной и расположенной внутри выходного канала капсулой, а также промежуточной удерживающей пружиной является относительно затратной. Кроме того, передача тепла электрического нагревательного элемента к плавкому уплотнению может длиться относительно долго.
В патентной заявке WO 03/105963 А1 представлен замок для спринклеров и форсунок, реагирующий на тепло. Автор описывает в этом изобретении форсунку, закрытую на конце выходного канала защитной пластиной. Эта защитная пластина прочно соединена с корпусом форсунки с помощью плавкого разобщающего средства (расцепителя), который действует в качестве соединения как мягкий припой. В том изобретении исходят из того, что в критическом случае температура в помещении повышается, плавкое разобщающее средство плавится при достижении определенной температуры и открывает, таким образом, форсунку, и начинается процесс тушения с помощью огнетушащих средств. На принципе непосредственного нагрева вследствие пожара, встроенного в спринклере элемента, базируется большинство используемых в настоящее время спринклерных систем пожаротушения.
Практика показала, что точка плавления плавкого разобщающего средства в течение нескольких лет может измениться. При этом, кроме прочего, играет роль температура и колебания температуры в контролируемом помещении. Если температура достигает более 30°С, возможны медленные и постепенные изменения структуры материала и, тем самым, свойств плавкого разобщающего средства. При этом нет уверенности, что плавкое разобщающее средство действительно расплавится при достижении предусмотренной температуры. Точка плавления может оказаться более высокой, так что срабатывание происходит слишком поздно, но она может быть и более низкой, так что срабатывание происходит преждевременно. Оба процесса влекут за собой причинение ущерба, предотвращение которого входит в задачу использования подобных приспособлений.
Еще одной проблемой представленного в заявке WO 03/105963 А1 изобретения является температура в помещении, при которой происходит срабатывание устройства. Принципиально действенность спринклеров и форсунок должна использоваться там, где возникают жар или огонь. Но нет уверенности в том, что самая высокая температура возникает именно в тех местах, где необходимо потушить огонь или жар. Иногда при локальном пожаре приводятся в действие слишком много спринклеров или не те спринклеры и/или форсунки, что приводит к дополнительному ненужному ущербу, причиненному водой.
Во многих случаях начало пожара определяется не по наличию пламени и по связанному с этим тепловыделению, а по дымообразованию. Где есть дым, там наличествует и пламя, но высокая температура, которая является определяющей для срабатывания спринклеров, может возникнуть, при известных условиях, лишь намного позже. Это означает, что во многих случаях к относительно позднему моменту времени, в который начинают действовать спринклеры и/или форсунки, уже возникает значительный ущерб.
По этой причине в большинстве зданий дополнительно устанавливаются пожарные извещатели, реагирующие на дым, пламя, температуру или их комбинацию, которые передают сигнал тревоги для наблюдающего персонала еще до начала пожара. Таким образом, в зданиях имеется наряду с установками спринклеров/форсунок также и электрическая система наблюдения и контроля.
Данное изобретение ставит перед собой задачу усовершенствования замка указанного в начале вида для спринклеров и форсунок с тепловым расцеплением, таким образом, что сигнал тревоги передается сначала через устройство для передачи сигнала тревоги, а в случае игнорирования этого сигнала тревоги система самостоятельно начинает осуществлять функцию тушения пожара.
Данная задача решается за счет замка для спринклеров и форсунок с тепловым расцеплением с признаками пункта 1 формулы изобретения. Прочие признаки согласно изобретению вытекают из зависимых пунктов формулы изобретения, а их преимущества излагаются в нижеследующем описании.
На чертежах изображено следующее:
на фиг.1 - корпус форсунки с резистивной электронагревательной катушкой,
на фиг.2 - корпус форсунки с индукционной катушкой,
на фиг.3 - корпус форсунки с интегрированными контрольными органами.
На чертежах изображены предпочтительные примеры выполнения изобретения, которые будут описаны ниже.
Представленный замок для спринклеров и форсунок с тепловым расцеплением используется, в первую очередь, на распылительных форсунках, но может также применяться и на спринклерах.
Замок состоит из форсунки 1 с корпусом 2 форсунки, который имеет выходное отверстие 10 и выходной канал 11, через который в случае применения вытекает средство тушения под давлением и с определенной скоростью. Если средство тушения представляет собой жидкость, то она рассеивается в выходном канале 11 и выходном отверстии 10 на капли или струи в зависимости от величины давления и скорости. Размер капель, которые производятся в форсунках, или форма струй, которые образуются спринклерами, зависят от величины давления, скорости и от формы выполнения выходного канала 11 и выходного отверстия 10. При этом решающую роль играет то, какое средство тушения выбрано и в каком состоянии оно должно пересекать форсунку в каждом конкретном случае срабатывания. Форма выходного канала 11 и выходного отверстия 10 приводится в соответствие с имеющимся в системе давлением и со скоростью средства тушения, желательной при тушении. С помощью производимых в форсунке маленьких капель образуется аэрозоль, которая распределяется по всему объему обрызгиваемого помещения. Использованием формы струи, в которой, например, средство тушения выходит из спринклера, и достигается создание непосредственного налета жидкости на участке, на который направлен спринклер.
Как изображено на фиг.1, защитная пластина 20 прочно соединена с помощью плавкого разобщающего средства 5 посредством кольца 22 с корпусом 2 форсунки. Плавкое разобщающее средство 5 может представлять собой металлический сплав, синтетический материал или клеящее вещество. Выбранный материал должен гарантировать в течение многих лет прочное соединение между кольцом 22 и защитной пластиной 20 в противодействие силе F. Кроме этого, материал должен иметь относительно узкий и в течение многих лет поддающийся надежному определению интервал температур плавления. Соединение между защитной пластиной 20 и кольцом 22, обеспечивающееся плавким разобщающим средством 5, не должно вступать в контакт со средством тушения, если последнее представляет собой жидкость. Оказание влияния, например, в виде охлаждающего воздействия на плавкое разобщающее средство 5 со стороны подаваемого средства тушения изменило бы интервал температур плавления. Уплотнение форсунки и удержание средства тушения на расстоянии от плавкого разобщающего средства 5 осуществляется с помощью конструктивного элемента 21. Данный находящийся под напряжением конструктивный элемент 21 уплотняет одновременно на корпусе 2 форсунки выходное отверстие 10 и выходной канал 11.
Кольцо 22, например, соединено винтами с корпусом 2 форсунки. Нагревательный элемент 23 может быть интегрирован в кольце 22 (фиг.1) или охватывать его (фиг.2). Возможен также вариант, при котором кольцо 22 представляет собой не отдельную часть, а кольцеобразный выступ по окружности корпуса 2 форсунки. Технология изготовления и производственные расходы будут играть решающую роль при выборе вида конструкции.
Нагревательный элемент 23 может представлять собой резистивный нагрев или индукционный нагрев. Важно, чтобы теплопроизводительность нагрева была достаточной для быстрого расплавления плавкого разобщающего средства 5, соединяющего элементы.
Конструктивный элемент 21 представляет собой пружинящий элемент, который зажат в состоянии готовности под напряжением между корпусом 2 форсунки и защитной пластиной 20. Служащее в качестве соединения плавкое разобщающее средство 5 должно иметь достаточную силу связи для удержания в течение многих лет производимую конструкционным элементом 21 силу F. С другой стороны, сила F должна быть настолько большой, чтобы конструктивный элемент 21 гарантировал надежное уплотнение с корпусом 2 форсунки и в случаях, когда он представляет собой кольцеобразную тарельчатую пружину, с защитной пластиной 20.
Как уже указано выше, напряжение конструкционного элемента 21 и сила F должны находится в заранее установленном диапазоне. Предельными значениями являются сила связи плавкого разобщающего средства 5 в качестве верхнего предела и требования к герметичности и надежное функционирование в случае срабатывания конструкционного элемента 21 в качестве минимального требования к силе F. Для постоянного удержания этой силы, в пределах заранее установленного диапазона, во время сборки кольцо 22 соединяется плавящимся клеящим веществом 5 с защитной пластиной 20. В этот узел 5, 20, 22 устанавливается конструктивный элемент 21. Затем вся конструкция соединяется по резьбе 13 с помощью динамометрического ключа с корпусом 2 форсунки для обеспечения необходимой силы F (фиг.1).
Если кольцо 22 выполнено в виде выступа на корпусе 2 форсунки, то всю конструкцию из кольца 22 (которое является частью корпуса 2 форсунки), конструкционного элемента 21 можно было бы вставить в приспособление, покрыть защитную пластину 20 и кольцо 22 плавящимся клеящим веществом 5 и соединить с применением силы в приспособлении. В этом состоянии конструкция нагревается до такой степени, что плавящееся клеящее вещество 5 расплавляется и соединяется с защитной пластиной 20 и кольцом 22. После того как весь узел в собранном состоянии остынет, плавящееся клеящее вещество 5 удерживает конструкцию в собранном состоянии с заданной силой.
В случае пожара или в случае необходимости срабатывающее воздействие осуществляется не благодаря поступлению теплоты снаружи, как это имеет место на обычных форсунках и спринклерах, а за счет целенаправленного нагревания нагревательных элементов 23. Преимущество этого способа заключается и в том, что в дополнение к находящемуся под напряжением конструкционному элементу 21 можно вставить еще и деформирующийся под воздействием теплоты материал. Конструкционный элемент 21 мог бы быть выполнен, например, из биметалла. Минимальная, необходимая для уплотнения сила, с которой конструкционный элемент 21 должен быть зажат между защитной пластиной 20 и корпусом 2 форсунки, может быть меньше. В случае срабатывания сначала повышается напряжение конструкционного элемента 21, в то время как биметалл деформируется под воздействием теплоты. Затем происходит расплавление плавкого разобщающего средства, так что защитная пластина 20 со значительной силой отделяется от кольца 22 и открывает путь для протекания средства тушения по выходному каналу 11 и выходному отверстию 10. Кроме этого, приведение в действие действительно происходит только тогда, когда поступает соответствующая команда от одного из чувствительных контрольных элементов или от комбинации двух таких элементов. Это дает преимущество в том, что приведение в действие оборудования происходит только в определенном месте и только в нужный момент времени. В случае выхода из строя контрольных инструментов, приводимых в действие электрическим способом, тем не менее, при пожаре плавкое разобщающее средство как последнее средство обеспечения безопасности расплавляется при очень высокой температуре.
Представленное здесь устройство подходит для использования в качестве автономного средства противопожарного контроля с термостатом 30, дымовым датчиком 31, интеллектуальным элементом (микросхемой, чипом) 32 и источником питания (аккумуляторной батареей) 33. В первую очередь, в офисных зданиях, гостиницах, жилых домах и в тех случаях, в которых монтаж комплексных установок и систем не оправдывает себя, такие элементы могут относительно просто использоваться. Данное устройство функционирует также и в газовых тушильных установках, которые используются в компьютерных помещениях.
Подобные автономные распылительные форсунки 1 могут быть смонтированы в цельную систему за счет соединения интеллектуальных элементов (микросхем) 32 отдельных форсунок. Можно, например, установить устройства с термостатами 30 в тех местах, где предполагается возникновение высокой температуры. Если же, прежде всего, предполагается возможность появления дыма или же есть необходимость реагировать на появление дыма, то может быть установлен дымовой датчик. При наличии окружающих внешних условий, которые не поддаются более точной классификации, устанавливаются, к примеру, датчики с несколькими критериями.
Интеллект системы предоставляет следующую возможность: сначала один автономный прибор передает сигнал тревоги и только по истечении определенного промежутка времени действительно приводятся в действие средства тушения. Например, сигнализатор дыма передает сигнал тревоги, когда ядовитый газ угрожает здоровью людей, но без немедленного ввода в действие всей установки тушения и тем самым без причинения косвенного ущерба. Эти интеллектуальные системы в качестве систем раннего оповещения служат для защиты людей, в то время как традиционные спринклерные установки с простыми разобщающими средствами со стеклянной вставкой годятся только для защиты зданий. Общепринятые предписания содержат, в первую очередь, указания по реагированию в случае катастрофы. Но требования направлены, однако, на то, чтобы задолго до наступления критического случая поступило предупреждение о нем, с тем чтобы можно было принять меры. Подобные системы, реагирующие поэтапно, реагируют различным образом на соответственно предусмотренный случай применения устройства и позволяют избежать вызовов пожарной команды и полиции по ложной тревоге.
На фиг.1 и фиг.2 изображены решения, интегрированные в потолок 40. Само собой разумеется, что защитная пластина 20 может выступать не только в роли функционального элемента, как это изображено на чертеже. Вполне допустимо, что она может быть использована в качестве элемента оформления пространственной архитектуры, если ее, например, выполнить в виде расположенного на потолке 40 круглого элемента или элемента любой другой плоской формы. На фиг.3 изображена форсунка, в конструкцию которой включены источник питания 33, датчики 30, 31 и микросхема (чип) 32. Форсунка 1 и содержащий интеллектуальные элементы 30, 31, 32, 33 кольцевой элемент 14 корпуса 41 установлены на потолке 40. Это во многих случаях отвечает желаниям по оформлению пространства, когда дизайн потолка не нарушается выступами. Это рассматривается как известная специалистам мера и поэтому может быть без проблем реализовано, когда весь узел устанавливается в отдельном отверстии на потолке или встраивается непосредственно в потолок, так что наличие данного противопожарного устройства не бросается в глаза.