СПРИНКЛЕР И РОЗЕТКА СПРИНКЛЕРА ДЛЯ СИСТЕМЫ ПОЖАРОТУШЕНИЯ
SPRINKLER AND SPRINKLER SOCKET FOR FIRE EXTINGUISHING SYSTEM

Перекрестные ссылки на родственные заявки
Данная заявка основана на и испрашивает приоритет Предварительной заявки на патент США номер 62/385,273, зарегистрированной 9 сентября 2016г., которая включена в данный документ посредством ссылки.
Область техники данного изобретения
Данное изобретение относится к спринклерам для систем пожаротушения и розеткам, используемым вместе со спринклерами для систем пожаротушения.
Уровень техники
При использовании быстродействующих спринклеров с ранним гашением в системах пожаротушения для защиты товаров народного потребления в складских помещениях, имеющих большое свободное пространство между потолком и указанными товарами народного потребления, возникают трудности. В складских помещениях с высотой потолков 40 футов (12,192 м) и выше товары могут храниться на стеллажах на высоте не более 20 футов (6,096 м) от пола, оставляя свободное пространство в 20 футов или более между указанным потолком (рядом с местами расположения спринклеров) и хранящимися товарами. Трудности в отношении быстродействующих спринклеров с ранним гашением, работающих при таких свободных пространствах, включают в себя поддержание основного потока огнетушащей жидкости, который имеет достаточную плотность и скорость для подавления огня, ниже самого спринклера, одновременно также поддерживая внешнюю окружающую форму распыла струи в виде зонтика, чтобы обеспечить необходимый расход для защиты требуемой площади, а также достаточный поток в промежуточном диапазоне между указанной внешней формой в виде зонтика и указанным основным потоком, с целью предотвращения усиления огня в указанной промежуточной зоне и преодоления им указанной области в форме зонтика. Однако, для некоторых конструкций быстродействующих спринклеров с ранним гашением известного уровня техники большое свободное пространство между указанным спринклером и хранящимся товаром допускает расход указанной формы распыла на слишком большой площади, тем самым, снижая плотность указанной формы распыла, особенно, в промежуточной зоне, и, следовательно, эффективность спринклера при гашении огня. Такие условия также могут позволить восходящим потокам воздуха, создаваемым огненным шлейфом в указанной промежуточной зоне, нарушать и смещать вверх внешнюю форму в виде зонтика, что в некоторых случаях вызывает намокание и охлаждение соседних спринклеров, тем самым препятствуя их срабатыванию или задерживая его. Данное явление известно как «скачок», так как тепло от огненного шлейфа «перескакивает» близлежащие охлажденные спринклеры, которые, в противоположном случае, являются расположенными наилучшим образом для подавления огня. Кроме того, скачки также имеют тенденцию активировать спринклеры, более удаленные от огня, и таким образом, менее эффективные при пожаротушении. В результате, увеличивается ущерб как от огня, так и от воды, а также возрастает дополнительный риск для пожарных, вызванных на борьбу с пожаром.
Очевидно, что есть возможность усовершенствовать спринклеры для пожаротушения, в частности, быстродействующие спринклеры с ранним гашением, для решения проблем пожарной защиты складских помещений с большим свободным пространством.
Сущность изобретения
Данное изобретение относится к спринклеру для системы пожаротушения. В одном примерном варианте осуществления указанный спринклер содержит корпус, окружающий внутренний канал. Указанный внутренний канал определяет ось потока, расположенную коаксиально указанному каналу. Первая и вторая дужки прикреплены на противоположных сторонах указанного корпуса и отходят от него в направлении вдоль указанной оси потока. Носик прикреплен к одному концу указанных дужек. Указанный носик располагается коаксиально указанной оси потока. Розетка спринклера установлена на указанном носике. В одном примерном варианте осуществления указанная розетка спринклера включает в себя пластину, ориентированную перпендикулярно к оси потока. Указанная пластина содержит множество щелей, определяющее множество зубцов. Первая и вторая из указанных щелей радиально ориентированы относительно оси потока и, соответственно, выровнены относительно указанных первой и второй дужек. Указанные первая и вторая щели проходят от периферии указанной пластины до соответствующих точек, лежащих под указанным носиком. Остальные щели проходят от указанной периферии до соответствующих точек, расположенных на определенном расстоянии от указанного носика.
В одном примерном варианте осуществления указанные зубцы располагаются на противоположных сторонах указанных первой и второй щелей, и их концы находятся на первом расстоянии от оси потока. Зубцы, расположенные на противоположных сторонах остальных щелей, имеют концы, находящиеся на втором расстоянии, которое больше указанного первого расстояния.
В качестве примера, указанные первая и вторая щели определяют соответствующие первую и вторую зоны. Каждая из указанных первой и второй зон больше любой зоны, которая определяется любой из остальных щелей. Также в качестве примера, остальные щели дополнительно включают в себя первую пару щелей, расположеных по бокам указанной первой щели, и вторую пару щелей, расположеных по бокам указанной второй щели.
В одном примерном варианте осуществления указанные щели, включающие в себя указанные первую и вторую пары, проходят вдоль соответствующих линий, которые не пересекают ось потока.
Дополнительно, в качестве примера, каждая из щелей, содержащих указанные первую и вторую пары, является ассиметричной относительно соответствующих линий. В одном примерном варианте осуществления остальные щели дополнительно содержат третью пару щелей, расположены по бокам указанной первой щели, и четвертую пару щелей, расположены по бокам указанной второй щели. Указанная первая пара щелей находится между указанными первой щелью и третьей парой щелей, указанная вторая пара щелей находится между указанными второй щелью и четвертой парой щелей.
В качестве примера, каждая из щелей, содержащая указанные первую, вторую, третью и четвертую пары, проходит вдоль соответствующих линий, которые не пересекают ось потока. В другом примере каждая из щелей, содержащая указанные первую, вторую, третью и четвертую пары, является ассиметричной относительно соответствующих линий.
В одном примерном варианте осуществления щели указанной первой пары проходят от периферии до первых соответствующих точек, расположенных на определенном расстоянии от указанного носика, и щели указанной второй пары проходят от периферии до вторых соответствующих точек, расположенных на определенном расстоянии от указанного носика. Указанные вторые точки находятся дальше от носика, чем указанные первые точки. Также в качестве примера, остальные щели дополнительно включают в себя соответствующие промежуточные щели. Каждая промежуточная щель находится между двумя щелями из указанного множества щелей.
В одном примерном варианте осуществления указанные промежуточные щели проходят от периферии до третьих соответствующих точек, расположенных на определенном расстоянии от указанного носика. Указанные третьи соответствующие точки находятся дальше от носика, чем указанные вторые точки.
В качестве примера, каждая из указанных первой и второй щелей имеет первую ширину вблизи периферии и вторую ширину, отдаленную от указанной периферии. Указанная вторая ширина больше, чем указанная первая ширина. Дополнительно, в качестве примера, указанные первая и вторая дужки имеют первую толщину вблизи носика и вторую толщину вблизи корпуса. Указанная первая ширина первой и второй щелей больше, чем указанная первая толщина дужек. Указанная вторая ширина первой и второй щелей больше, чем указанная вторая толщина дужек в одном примерном варианте осуществления.
Один примерный вариант осуществления спринклера, согласно данному изобретению, дополнительно содержит уплотнительный элемент, сцепленный с перекрывающим внутренний канал корпусом с возможностью отсоединения. Пусковое устройство, чувствительное к изменениям температуры, находится между носиком и уплотнительным элементом для того, чтобы освобождать указанный уплотнительный элемент от сцепления с указанным корпусом, когда достигается заранее заданная температура окружающей среды. В одном примерном варианте осуществления указанный уплотнительный элемент включает в себя заглушку, а указанное пусковое устройство, чувствительное к изменениям температуры, включает в себя легкоплавкую стеклянную колбу, содержащую теплочувствительную жидкость.
В одном примерном варианте осуществления спринклер может иметь К-фактор от 14 до 34. В одном конкретном примере указанный спринклер может иметь К-фактор величиной 16,8. Дополнительно, в качестве примера, указанная розетка спринклера имеет толщину. В одном примерном варианте осуществления указанная розетка установлена относительно концов дужек на определенном расстоянии, равном удвоенной величине указанной толщины розетки спринклера. В другом примерном варианте осуществления указанная розетка установлена относительно концов дужек на определенном расстоянии, равном утроенной величине указанной толщины розетки спринклера.
Данное изобретение также охватывает розетку спринклера для системы пожаротушения. В одном примерном варианте осуществления указанная розетка включает в себя круглую пластину, имеющую периферию, окружающий центр. Первая и вторая щели в указанной пластине проходят от диаметрально противоположных точек на указанной периферии вдоль общего диаметра в направлении указанного центра. Первое множество щелей располагается вокруг указанной пластины между указанными первой и второй щелями. Каждая из указанных щелей указанного первого множества проходит от периферии вдоль соответствующей хорды указанной круглой пластины. Второе множество щелей располагается вокруг указанной пластины. Каждая щель из указанного второго множества щелей находится между указанными первой и второй щелями и проходит от периферии вдоль соответствующего радиуса указанной круглой пластины в направлении указанного центра.
Дополнительно, в качестве примера, указанные первая и вторая щели имеют соответствующие концы, расположенные на первом расстоянии от указанного центра. Первая половина указанного первого множества щелей имеет соответствующие концы, находящиеся на втором расстоянии от указанного центра. Вторая половина указанного первого множества щелей имеет соответствующие концы, находящиеся на третьем расстоянии от указанного центра. Указанное второе множество щелей имеет соответствующие концы, расположенные на четвертом расстоянии от указанного центра. В одном примерном варианте осуществления указанное первое расстояние меньше, чем указанное второе расстояние, указанное второе расстояние меньше, чем указанное третье расстояние, и указанное третье расстояние меньше, чем указанное четвертое расстояние.
В дополнительном примерном варианте осуществления указанные первая и вторая щели определяют соответствующие первую и вторую зоны. Каждая из указанных первой и второй зон больше, чем любая зона, определяемая любой щелью из указанных первого и второго множества щелей в одном примерном варианте осуществления. В качестве примера, первая и вторая области периферии, соответственно расположены по бокам указанных первой и второй щелей, каждая имеет радиус меньше, чем радиус остальной части указанной периферии.
В качестве примера, каждая из щелей указанного первого множества щелей является асимметричной относительно соответствующей хорды указанной круглой пластины, вдоль которой каждая из указанных щелей первого множества проходит. Дополнительно, в качестве примера, каждая из щелей указанного второго множества щелей является симметричной относительно соответствующего радиуса указанной круглой пластины, вдоль которого каждая из указанных щелей второго множества проходит.
В одном примерном варианте осуществления каждая из первой и второй щелей имеет первую ширину по первой области вблизи периферии и вторую ширину по второй области, расположенной между указанной первой областью и центром. Указанная первая ширина меньше, чем указанная вторая ширина в одном примерном варианте осуществления.
Краткое описание чертежей
На Фиг.1 изображен вид сбоку одного примера спринклера для пожаротушения, в соответствии с данным изобретением;
Фиг.2 иллюстрирует вид в поперечном сечении спринклера для пожаротушения, изображенного на Фиг.1;
Фиг.3 иллюстрирует торцевой вид спринклера для пожаротушения, изображенного на Фиг.1; и
На Фиг.4 изображен вид сверху примерной розетки, в соответствии с данным изобретением, для спринклера для пожаротушения.
Подробное описание
Фиг.1 и 2 иллюстрируют один примерный спринклер 10 для пожаротушения, согласно данному изобретению. Спринклер 10 может быть, например, быстродействующим спринклером с ранним гашением, имеющим К-фактор от приблизительно 14 до приблизительно 34, и конкретно 16,8. Указанный К-фактор связывает скорость Q расхода воды из спринклера с давлением р воды внутри указанного спринклера, согласно формуле Q=k(p)1/2.
Спринклер 10 содержит корпус 12, который окружает внутренний канал 14. Канал 14 определяет ось 16 потока, расположенную коаксиально указанному внутреннему каналу. Корпус 12 может иметь патрубок 18 с резьбой по всей длине для соединения указанного спринклера 10 с сетью трубопроводов системы пожаротушения (не показана) и множество плоских поверхностей 20, которые взаимодействуют с гаечным ключом для приложения крутящего момента к спринклеру во время установки. Первая и вторая дужки 22 и 24 проходят вдоль оси 16 потока от противоположных сторон корпуса 12 и поддерживают носик 26, прикрепленный к концам указанных дужек. Носик 26 расположен коаксиально с осью 16 потока и поддерживает пусковое устройство 28, чувствительное к изменениям температуры. Носик 26 имеет участок 27, предпочтительно цилиндрической формы, который проходит за концы дужек 22 и 24 на расстояние 29, тем самым позволяя устанавливать розетку спринклера на носике 26 на определенном расстоянии от концов дужек 22 и 24.
В данном примере, указанное пусковое устройство 28, чувствительное к изменениям температуры, включает в себя легкоплавкую стеклянную колбу 30, содержащую теплочувствительную жидкость 32. Колба 30 проходит между носиком 26 и уплотнительным элементом 34, в данном примере, заглушкой 36, которая перекрывает и уплотняет внутренний канал 14 путем сцепления с корпусом 12. Носик 26 также содержит установочный винт 38, ввинчиваемый внутрь отверстия 40 в носике 26, выровненном с указанной колбой 30. Указанный установочный винт 38 дает возможность монтировать указанную колбу внутри спринклера 10 и регулировать сжимающее колбу усилие. Колба 30 поддерживает заглушку 36 с целью сохранять закрытую конфигурацию спринклера 10 (показано). Колба 30 разбивается, когда достигается заранее заданная температура окружающей среды, например, свидетельствующая о наличии огня. Когда указанная колба разбивается, она более не поддерживает заглушку 36, которая освобождается из зацепления с корпусом 12, с тем чтобы открыть спринклер 10 и позволить выпуск воды или другой подавляющей огонь жидкости. Другие пусковые устройства, чувствительные к изменениям температуры, также являются подходящими, такие как имеющие компоненты, удерживаемые вместе с помощью припоя, который плавится при заранее определенной температуре и позволяет спринклеру открываться.
Розетка 42 спринклера установлена на указанном носике 26. Как изображено на Фиг. 2 и 3, примерная розетка 42 спринклера содержит по существу круглую пластину 44, ориентированную перпендикулярно к оси 16 потока и имеющую толщину 43. Указанная розетка 42 спринклера расположена на определенном расстоянии 29 от концов дужек 22 и 24. В одном примерном варианте осуществления указанное расстояние 29 больше, чем двойная толщина 43 розетки 42. В предпочтительном варианте осуществления указанное расстояние 29 составляет приблизительно тройную толщину 43 розетки 42.
Множество щелей 43 в пластине 44 определяет множество зубцов 48. Щели 46 и зубцы 48 сконструированы в сочетании с носиком 26, дужками 22 и 24 и каналом 14 таким образом, чтобы соответствовать стандартам, регулирующим скорость расхода, размер и форму зоны покрытия, и другим нормам производительности, для того чтобы было можно устанавливать их, в соответствии с нормами и правилами, определяемыми такими уполномоченными органами, как Национальная ассоциация противопожарной защиты США (НАПЗ, англ. NFPA), в том числе, Правилами установки автоматических спринклерных противопожарных систем (NFPA 13). Необходимые испытания, которые должны пройти спринклеры, соответствующие требованиям, изложены в стандартах, опубликованных испытательными лабораториями, утвержденными на государственном уровне, такими как FM Global и UL, причем, к таким стандартам относятся, в том числе, UL 1767 и FM 2008. В данных стандартах отражены разнообразные процедуры проверки, которые должны пройти спринклеры, соответствующие требованиям, включая испытания системы водоснабжения, испытания на реально обеспеченную плотность, а также практические испытания огнем, при этом, UL 1767 включает в себя пожарное испытание, конкретно направленное на случаи применения при большом свободном пространстве.
Примерный спринклер 10 спроектирован с учетом критериев стандарта UL 1767 для быстродействующих спринклеров с ранним гашением, которые могут использоваться в складских помещениях с потолками высотой 40 футов (12,192 м) и выше, в которых хранящиеся товары народного потребления, подлежащие защите, располагаются на стеллажах на высоте не более 20 футов (6,096 м) от пола складского помещения, оставляя свободное пространство в 20 футов или более между указанными потолком и товарами. В связи с этим, розетка 42 спринклера содержит первую и вторую щели 50 и 52 в пластине 44. Щели 50 и 52 являются радиально ориентированными относительно оси 16 потока и, как видно из Фиг.3, выровненными, соответственно, с первой и второй дужками 22 и 24. Щели 50 и 52 проходят от периферии 54 указанной пластины 44 до соответствующих точек 56 и 58, которые лежат под носиком 26. Остальные 46а из множества щелей 46 проходят от указанной периферии 54 до соответствующих точек, расположенных на определенном расстоянии от указанного носика 26, как подробно описывается ниже.
В случае примерной розетки 42 спринклера, щели 50 и 52 имеют первую ширину 60 вблизи периферии 54 и вторую ширину 62, отдаленную от указанной периферии. Указанная вторая ширина 62 больше, чем указанная первая ширина 60. Как дополнительно изображено на Фиг.1 и 3, дужки 22 и 24 имеют первую толщину 64 вблизи носика 26 и вторую толщину 66 вблизи корпуса 12. Как изображено на Фиг.3 для спринклера 10, значения первой ширины 60 первой и второй щелей 50 и 52 больше, чем значения первой толщины 64 дужек 22 и 24, а значения второй ширины 62 первой и второй щелей 50 и 52 больше, чем значения второй толщины 66 дужек 22 и 24. В качестве дополнения, указанные первая и вторая щели 50 и 52 определяют соответствующие первую и вторую зоны 68 и 70. Каждая из зон 68 и 70 больше, чем любая зона, определяемая любой щелью из оставшихся щелей 46а.
Как дополнительно изображено на Фиг.3, зубцы 72 и 74 располагаются на противоположных сторонах указанных первой и второй щелей 50 и 52, и их концы находятся на первом расстоянии 76, отмеряемом от оси 16 потока. Каждый из зубцов 48, расположенных на противоположных сторонах остальных щелей 46а, имеет концы, находящиеся на втором расстоянии 78, которое больше указанного первого расстояния 76. В одном практическом примере розетки 42 спринклера величина указанного первого расстояния 76 находится в диапазоне от приблизительно 0,729 дюймов (18,5166 мм) до приблизительно 0,779 дюймов (19,7866 мм), при этом, предполагается, что первое расстояние 76 величиной приблизительно 0,754 дюймов (19,1516 мм) является предпочтительным. Величина указанного второго расстояния 78 находится в диапазоне от приблизительно 0,754 дюймов (19,1516 мм) до приблизительно 0.804 дюймов (20,4216 мм), при этом, предполагается, что второе расстояние величиной приблизительно 0,779 дюймов (19,7866 мм) является предпочтительным, когда указанное первое расстояние составляет приблизительно 0,754 дюймов (19,1516 мм), как отмечено выше.
Оставшиеся щели 46а (то есть щели, за исключением первой и второй щелей 50 и 52) организованы в виде пар щелей. Первая пара щелей 80 расположена по бокам (то есть расположена с противоположных сторон от) первой щели 50, а вторая пара щелей 82 расположена по бокам второй щели 52. Щели 80 и 82 проходят вдоль соответствующих линий 84 и 86, которые не пересекают ось 16 потока. Указанные щели 80 и 82 являются, кроме того, асимметричными относительно соответствующих линий 84 и 86, о чем свидетельствует изогнутая область 88 периметра, которая имеется только с одной стороны от щелей 80 и 82. Третья пара щелей 90 также расположена по бокам первой щели 50, и четвертая пара щелей 92 также расположены по бокам второй щели 52. В примерном варианте осуществления, изображенном на Фиг.3, указанная первая пара щелей 80 располагается между указанной первой щелью 50 и указанной третьей парой щелей 90, а указанная вторая пара щелей 82 располагается между указанной второй щелью 52 и указанной четвертой парой щелей 92. Щели 90 и 92 проходят вдоль соответствующих линий 94, 96, которые не пересекают ось 16 потока. Указанные щели 90 и 92 являются, кроме того, асимметричными относительно соответствующих линий 94 и 96, о чем свидетельствует изогнутая область 98 периметра, которая имеется только с одной стороны от щелей 90 и 92.
Остальная часть щелей 46а дополнительно содержит промежуточные щели 100. Каждая промежуточная щель 100 расположена между двумя щелями из множества щелей 46 (множества щелей, включающего в себя все щели в пластине 44). Промежуточные щели 100 проходят вдоль и симметричны относительно соответствующих линий 102, которые пересекают ось 16 потока. В отличие от первой и второй щелей 50 и 52, каждая из указанных щелей 80, 82, 90, 92 и 100, которые содержат оставшиеся щели 46а, проходят от периферии 54 пластины 44 до соответствующих точек, расположенных на определенном расстоянии от носика 26. Щели 80 и 82, включающие в себя указанные первую и вторую пару щелей, проходят до первых точек 104; щели 90 и 92, включающие в себя указанную вторую пару щелей, проходят до вторых точек 106, а промежуточные щели 100 проходят до третьих точек 108. Третьи точки 108 находятся дальше от оси 16 потока, чем указанные вторые точки 106, которые находятся дальше от оси 16 потока, чем указанные первые точки 104.
Фиг.4 иллюстрирует примерную розетку 110 спринклера отдельно от корпуса спринклера. В данном примере розетка 110 спринклера содержит круглую пластину 112, имеющую периферию 114, окружающий центр 116. Первая и вторая щели 118, 120 в пластине 112 проходят от диаметрально противоположных точек на указанной периферии вдоль общего диаметра 122 в направлении указанного центра 116. Первое множество щелей 124 расположено вокруг пластины 112. Каждая щель 124 указанного первого множества щелей проходит от периферии 114 пластины вдоль соответствующей хорды 126 указанной круглой пластины 112. Второе множество щелей 128 расположено вокруг пластины 112. Каждая щель 128 указанного второго множества щелей располагается между указанными первой и второй щелями 118 и 120 и проходит от периферии 114 вдоль соответствующего радиуса 130 указанной круглой пластины 112 в направлении указанного центра 116.
Как дополнительно изображено на Фиг.4, указанные первая и вторая щели 118 и 120 имеют соответствующие концы 132, 134, находящиеся на первом расстоянии 136 от указанного центра 116. Первая половина 124а указанного первого множества щелей 124 имеет соответствующие концы 138, находящиеся на втором расстоянии 140 от указанного центра 116, а вторая половина 124b указанного первого множества щелей 124 имеет соответствующие концы 142, находящиеся на третьем расстоянии 144 от указанного центра 116. Указанное второе множество щелей 128 имеет соответствующие концы 146, находящиеся на четвертом расстоянии 148 от указанного центра 116. В данном примерном варианте осуществления указанное первое расстояние 136 меньше, чем указанное второе расстояние 140, указанное второе расстояние меньше, чем указанное третье расстояние 144, и указанное третье расстояние меньше, чем указанное четвертое расстояние 148.
Первая и вторая щели 118 и 120 определяют первую и вторую зоны 150, 152. Каждая из первой и второй зон больше, чем любая зона, определяемая любой щелью из указанных первого и второго множества щелей 124, 128. Пластина 112 дополнительно содержит первую и вторую периферийные области 154 и 156, которые соответственно расположены по бокам указанной первой и второй щели 118 и 120. Каждая периферийная область 154, 156 имеет радиус 158, меньший, чем радиус 160 остальной части 162 периферии 114.
Как дополнительно изображено на Фиг.4, каждая щель 124 указанного первого множества щелей является асимметричной относительно соответствующей хорды 126, вдоль которой она проходит. Данная асимметрия явно выражена посредством изогнутой области 164 периметра на одной стороне щелей 124. Щели 128 указанного второго множества щелей являются симметричными относительно соответствующих радиусов, вдоль которых они проходят. В качестве дополнения, каждая из указанных первой и второй щелей имеет первую ширину 168 по первой области 170 вблизи периферии 114 и вторую ширину 172 по второй области 174, расположенной между указанной первой областью 170 и центром 116. В данном примерном варианте осуществления указанная первая ширина 168 меньше, чем указанная вторая ширина 172.
Предполагается, что спринклеры для систем пожаротушения, в соответствии с данным изобретением, отвечают требованиям для быстродействующих спринклеров с ранним гашением, включая требования, изложенные в стандарте UL 1767, или превосходят их, а также подходят для использования в складских помещениях, имеющих большое свободное пространство между потолками и товарами народного потребления, подлежащими защите.