Спринклер

 

Использование: в противопожарной технике, в частности в устройствах для подачи огнетушащего вещества в зону охраняемого объекта при возникновении пожара за минимальное время. Сущность изобретения: в спринклере для обеспечения его герметичности поджимной винт 6 усилием через опору 7, термочувствительный элемент (ТЧЭ) 8, изготовленный из материала с "памятью формы", поджимает клапан 4 через уплотнение 5 к корпусу 1, перекрывая выходное отверстие 2. ТЧЭ 8 представляет собой тонкостенный желоб, охватывающий цилиндрические выступы клапана 4 и опоры 7. При возникновении пожара и нагреве окружающей среды до заданной температуры ТЧЭ изменяется, восстанавливая свою заготовительную форму - также желобообразную, но изогнутостью в поперечном направлении по сравнению с "дежурной" формой, одновременно теряя устойчивость и сокращаясь по длине. Клапан 4 открывает выходное отверстие 2, освобождая выход огнетушащему веществу. 4 ил.

Изобретение относится к противопожарной технике и может быть использовано в устройствах для подачи огнетушащего вещества в зону охраняемого объекта при повышении температуры окружающей среды выше установленного предела.

Известен спринклер, содержащий корпус с отверстием, перекрытым клапаном, распылительную розетку, расположенные между клапаном и распылительной розеткой опорные стержни, параллельные между собой и охваченные бесконечной лентой, выполненной из материала, обладающего эффектом памяти формы.

К недостаткам этого спринклера относятся: 1. Невозможность проверки функционирования ввиду наличия в нем разрушаемых элементов.

2. Крайне низкая вероятность срабатывания, так как: разрушение всех элементов одновременно невозможно, т.е. при сжатии бесконечной ленты из материала с памятью формы, по крайней мере один из опорных стержней остается невредим, что делает возможным нераскрытие клапана или его заклинивание.

как известно ("Применение эффекта памяти формы в современном машиностроении" Тихонов А.С. и др. "Машиностроение", 1981), материалы "с памятью формы" восстанавливают при нагреве свою первоначальную, близкую к недеформированному состоянию, форму в случае, если степень пластических деформаций ("дежурная" форма) не превышает 6-8% т.е. при запасе на срабатывание в 20% полезную работу совершают восстанавливаемые пластические деформации не более 5% характерного размера бесконечной ленты. В случае двух опорных стержней на каждый стержень приходится не более 2,5% а так как стержни "охватываются" бесконечной лентой, на каждый приходится не более 1,25% полезной деформации в разрушаемом направлении. Учитывая, что запас прочности опорных стержней, работающих на устойчивость, обеспечивая герметичность клапана при гидравлическом разбросе в сети подвода огнетушащего вещества, составляет не менее 25% и отсутствие в спринклере механизма предварительного натяжения ленты для компенсации упругих деформаций "дежурной" формы, можно ставить под сомнение работоспособность спринклера.

Наиболее близким по технической сущности является спринклер, содержащий корпус с отверстием, клапан и замок для удержания клапана, состоящий из упорной стойки, рычага и термочувствительного элемента, выполненного в виде пластины из материала, обладающего "памятью формы", противоположные торцы которой развернуты один относительно другого на угол 30-90 град.

Недостатком указанного спринклера, выбранного за прототип, является нецелесообразно высокое время срабатывания, так как: у термочувствительного элемента, характеризуемого площадью полной поверхности (площадью теплообмена) и формой сечения (совершаемой работой при восстановлении формы), противоположные торцы пластины развернуты на некоторый угол, в результате поверхность пластины является винтовой поверхностью. Так как термочувствительный элемент нагружен вдоль оси (работает на устойчивость), но нагрузку воспринимают только слои, находящиеся в непосредственной близости от оси, то совершать требуемую работу по выходу из зацепления с рычагом приходится большей площадью сечения, и, следовательно, большей массой термочувствительного элемента, как если бы он имел форму плоской пластины.

наличие в теплонасыщенном объеме спринклера отбирающих некоторое количество теплоты элементов, не совершающих работы для вскрытия клапана, уменьшает теплоподвод к термочувствительному элементу.

В основу настоящего изобретения поставлена задача создания спринклера с уменьшенным временем срабатывания, следствием которой является уменьшение материального ущерба наносимого пожарами. Технически задача решена уменьшением числа и массы теплоотбирающих элементов, не совершающих работу, и достижением повышенной площади теплообмена термочувствительного элемента привода относительно его массы при обеспечении герметичности спринклера.

Поставленная цель достигается тем, что в спринклере, содержащем корпус с дефлектором и отверстием, клапан, поджимной винт и установленный между ними термочувствительный элемент (ТЧЭ), состоящий из материала, обладающего эффектом "памяти формы", ТЧЭ соединен с цилиндрическими выступами клапана и опоры, которая установлена на поджимном винте, и выполнен в виде прямоугольной пластины, изогнутой желобообразно вдоль одной стороны, причем форма восстановления термочувствительного элемента также желобообразна, но изогнутостью вдоль другой стороны.

Такое выполнение предлагаемого устройства обеспечивает повышенное быстродействие срабатывания спринклера. Выполнение термочувствительного элемента в виде тонкостенного желоба позволяет при заданной герметичности клапана уменьшить вес термочувствительного элемента и увеличить его площадь теплообмена со средой.

На фиг.1 изображен спринклер и взаиморасположение составных его частей; на фиг.2 способ установки ТЧЭ в спринклере; на фиг.3 форма ТЧЭ, находящегося в "дежурном" режиме; на фиг.4 восстановленная форма ТЧЭ после срабатывания спринклера.

Спринклер состоит из корпуса 1 (фиг.1), в котором имеется выходное отверстие 2, дефлектора 3, служащего для дробления и разбрызгивания струи огнетушащего вещества, причем дефлектор 3 и корпус 1, обычно, выполняются за одно целое. Выходное отверстие 2 перекрыто клапаном 4 через уплотнение 5. На поджимном винте 6, установленнoм в дефлекторе 3, размещена опора 7. Для равномерного приложения осевой нагрузки и центрирования термочувствительного элемента 8, выполненного в виде тонкостенного желоба, на клапане 4 и опоре 7 выполнены цилиндрические выступы 9, охватываемые ТЧЭ 8.

На фиг. 4 представлена форма ТЧЭ 8 в заготовке, т.е. та форма, которую принимает ТЧЭ 8 при восстановлении: прямоугольная пластина изогнута желобообразно вдоль короткой стороны и термически обработана на необходимую температуру срабатывания. Затем заготовку деформируют для получения "дежурной" формы (фиг. 3), т.е. объемно изгибают также желобообразно, но вдоль длинной стороны. Как видно из чертежа, "дежурная" форма работает на устойчивость и прочность ее выше, чем у плоской пластины.

Спринклер работает следующим образом. Поджимной винт 6 давит на опору 7 и через ТЧЭ 8 воздействует на клапан 4, обеспечивая тем самым необходимую герметичность спринклера. При нагреве термочувствительного элемента 8 до температуры срабатывания, ТЧЭ 8 восстанавливаeт свою первоначальную форму (фиг. 4), которая, как видно, на устойчивость не работает. Причем, для предотвращения заклинивания клапана 4 изогнутость вдоль короткой стороны обеспечивает сокращение длины ТЧЭ 8 по сравнению с "дежурной" формой. При срабатывании ТЧЭ 8 освобождается выходное отверстие 2, вода получает свободный выход, ударяется в дефлектор 3 и разбрызгивается над защищаемой поверхностью.

Изобретение может быть использовано в системах пожаротушения для разбрызгивания огнетушащего вещества (воды) над защищаемой от пожара площадью автоматически за минимальное время после начала пожара.

Предложенный спринклер выполнен в макетном образце, прошел испытания на функционирование и показал результат по времени срабатывания: 25-30 с.

Формула изобретения

СПРИНКЛЕР, содержащий корпус с дефлектором и отверстием, клапан, поджимный винт и установленный между ними термочувствительный элемент, состоящий из материала, обладающего эффектом памяти формы, отличающийся тем, что в нем термочувствительный элемент взаимодействует с цилиндрическими выступами, выполненными на клапане и опоре, которая установлена на поджимном винте, и выполнен в виде прямоугольной пластины, изогнутой желобообразно вдоль одной стороны, причем форма восстановления термочувствительного элемента также желобообразна, но изогнутостью расположена вдоль другой стороны.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4