Распыляющая головка и система пожаротушения

 

Изобретение касается распыляющей головки для тушения пожара. Сущность изобретения: распыляющая головка содержит корпус, имеющий центральное отверстие с подвижным валом, имеющим буртик для образования кольцевой полости между валом и окружающей стенкой отверстия, которая сообщается с соответствующей питающей линией и имеет такую же площадь поперечного сечения, как и конец поршня, подвергающийся воздействию давления жидкости, превалирующего в линии. Усилие пружины предназначено для действия на поршень в направлении отпускания. 2 с. и 10 з.п. ф-лы, 21 ил.

Изобретение касается распыляющей головки для тушения пожара.

Известна распыляющая головка, содержащая корпус с центральным каналом, сообщающимся с питающей линией, по меньшей мере, одно сопло, расположенное внутри корпуса и отпиратель, установленный на выходе центрального канала. (См. US патент 3525402, кл. A 62 C 37/08, от 1970).

Недостаток известной распыляющей головки состоит в том, что она не способна работать при высоком давлении жидкости, например порядка 100 бар.

Целью изобретения является устранение указанного недостатка.

С этой целью известная распыляющая головка, содержащая корпус с центральным каналом, сообщающимся с питающей линией, по меньшей мере, одно сопло, расположенное внутри корпуса и отпиратель, установленный на выходе центрального канала, дополнительно содержит установленный подвижно в центральном канале корпуса вал с буртиком для образования между стенкой центрального канала и валом кольцевой компенсирующей полости, сообщающейся с питающей линией, и пружину, расположенную в корпусе с возможностью воздействия на вал, при этом площадь поперечного сечения кольцевой компенсирующей полости равна площади поперечного сечения конца вала, подверженного воздействию давления жидкости в питающей линии. При этом вал имеет осевой канал, проходящий до кольцевой компенсирующей полости, сообщающийся с питающей линией через осевой канал.

Распыляющая головка имеет вторую кольцевую полость, образованную между валом и стенкой центрального канала и сообщающуюся с указанным, по меньшей мере, одним спринклерным соплом, при этом пружина расположена в этой полости. Распыляющая головка дополнительно содержит реле давления, расположенное в корпусе и сообщающееся со второй кольцевой полостью, третью кольцевую полость, образованную между стенкой центрального канала и вала и конический участок на поверхности вала для амортизирования его перемещения.

При взрывном пожаре, при котором происходит чрезмерное воспламенение дымовых газов, распыление в виде тумана противопожарной жидкости будет не в состоянии потушить огонь, а только частично его приглушит. Для гарантирования, что огонь будет потушен в этом случае, осевой канал вала выполнен сквозным, а вал имеет установленную в канале пробку, контактирующую с отпирателем с возможностью выпадания при температуре выше температуры срабатывания отпирания.

Отпиратель содержит электрическую нагревательную спираль. Сквозной осевой канал вала выполнен сообщающимся с компенсирующей кольцевой полостью. Пробка в осевом канале вала закреплена путем припаивания с помощью припоя, плавящегося при заданной температуре, преимущественно 200^oC. Пробка может быть заданной из припоя, плавящегося при заданной температуре, преимущественно 200^oC. Пробка может быть изготовлена из материала, сжимающегося при повышении температуры.

Настоящее изобретение касается также системы тушения пожара, содержащей насос, соединенный через обратные клапаны с питающей линией, связанной с пожарными трубопроводами, на которых установлены распыляющие головки с отпирателем (тепловым отпускающим средством) в каждой головке, расположенным в выпускном отверстии корпуса. Такая система тушения пожара известна (см. US авторское свидетельство N 1606133, кл. A 62 C 37/36, 1990).

Для того, чтобы гарантировать быстрый отпуск при всех случаях возгорания, включая взрывы с опасностью широкого загорания, в известной системе пожаротушения дополнительно каждая распыляющая головка содержит сопла для образования тумана, в корпусе вал со сквозным осевым каналом, сообщающимся с питающей линией и пробкой, установленной в осевом канале с его наружного конца, с возможностью контакта с отпирателем и выпадания при температуре выше температуры срабатывания отпирателя, при этом отпиратель содержит освобождающую ампулу или плавкий предохранитель, а зонтиковый элемент установлен между соплами и отпирателем.

На фиг. 1 и 2 показано схематичное изображение двух вариантов системы тушения; на фиг. 3 и 4 показаны корпус распыляющей головки и удаленный из нее вал, соответственно; на фиг. 5 и 6 виды в сечении индивидуальной распыляющей головки в нерабочем состоянии; на фиг. 7 и 8 представлена распыляющая головка в рабочем состоянии; на фиг. 9 представлен альтернативный вариант распыляющей головки аналогично в сечении в том же состоянии, как на фиг. 4; на фиг. 10 показана распыляющая головка, представленная на фиг. 4 в сечении, перпендикулярном сечению, изображенному на фиг. 4; на фиг. 11 распыляющая головка со стороны сопла; на фиг. 12 показан предпочтительный способ установки распыляющей головки; на фиг. 13 вариант с нагревательной спиралью, расположенной относительно освобождающих средств; на фиг. 14 второй альтернативный вариант распыляющей головки в нерабочем состоянии; на фиг. 15 вариант с фиг. 12 при распылении жидкости для тушения пожара в виде тумана; на фиг. 16 тот же вариант с увеличенным распылением жидкости тушения пожара; на фиг. 17, 18, и 19 два альтернативных варианта для закрывания осевого отверстия поршня клапана; на фиг. 20 вариант с элементом зонтикового типа в положении до пожара; на фиг. 21 положение после обнаружения огня на этапе борьбы с огнем, называемым образование тумана.

На фиг. 1 представлена однолинейная система, содержащая головную подающую линию 1 системы пожаротушения диаметром, например 30 мм, впускную линию 2, ответвления 3 с диаметром, например 10 мм, идущие от главной линии к распыляющей головке 4.

Питание главной линии 1 осуществляется насосом 5, обеспечивающим давление, например 100 бар, и используется только при тушении пожара, при этом в состоянии готовности или нерабочем состоянии обратные клапаны 6 и 7 совместно с перепускным клапаном 8 следят за тем, чтобы давление в главной линии было, например 7 бар.

На фиг. 2 представлена двухлинейная система, которая содержит две главные линии 1a, 1b и второй питающий насос 9 с рабочим давлением, например 10 бар. В состоянии готовности или нерабочем состоянии насос 9 может использоваться для создания промывающего потока с добавлением требуемых химических веществ через систему с тем, чтобы предотвратить скопление загрязнений, при этом линия 1a действует как питающая линия, а линия 1b как возвратная линия. При тушении пожара включается насос 5 высокого давления, в результате чего обе линии 1a и 1b (диаметром, например 20 мм) функционируют как главная питающая линия, тогда как линия 2 действует, как впускная линия, как на фиг. 1.

На фиг. 3-8 позициями 3 и 5 обозначены трубы для жидкости и распыляющая головка. Индивидуальные сопла распыляющей головки обозначены цифрой 10. На фиг. 3 и 4 показаны корпус распыляющей головки и вал соответственно, когда они отделены друг от друга. На фиг. 4 показан буртик 11a вала 11, образующий кольцевую полость 15 между валом 11 и стенкой отверстия. Вал 11 установлен в отверстии, идущем от трубы 3 в сторону сопел 10, а его наружный конец упирается в освобождающие средства 12, которые плавятся (ломаются) при заданной температуре и которые опираются на удерживающую петлю 13. Осевое отверстие 14 проходит через вал 11 до кольцевой полости 15, поперечное сечение которого является таким же большим, как сечение конца вала 11, установленного возле трубы для жидкости и на который действует давление жидкости. В нерабочем состоянии давление жидкости, превалирующее в линии 3, не будет, независимо от величины давления, прижимать в вал 11 к отпускающим средствам 12, которые являются относительно слабыми с механической точки зрения. В нерабочем состоянии только пружины 16 в кольцевой полости 17 прижимают вал 11 к средствам 12. После плавления или разрушения отпускающих средств 12 (фиг. 7 и 8), пружины 16 смещают вал наружу до тех пор, пока не откроется сообщение линии 3 с кольцевой полостью 17 пружины 16 за концом вала, после чего давление жидкости, например в 100 бар, устанавливается и под его воздействием вал быстрее перемещается вперед. Кольцевая полость 18 амортизирует перемещение, когда поперечное отверстие кольцевой полости 15 достигает конической поверхности 19. Кольцевая полость 17 сообщается с соплами 10. Благодаря кольцевой компенсирующей полости 15 высокое давление жидкости не разрушает освобождающие средства 12 в таких распыляющих головках системы, где нет необходимости в тушении пожара. Как показано на фиг. 6 и 8, внутренний конец кольцевой полости 17 ближе к линии 3 предпочтительно соединяется с помощью трубопровода 20 и полости 21 с реле давления 22, которое предпочтительно включается при давлении, менее чем 1 бар, например при 0,1 бара, тем самым активизируя давление жидкости в линии 3.

Система обычно содержит сигнальные датчики, чувствительные к нему или температуре. Реле давления 22 может использоваться либо так, что оно само активизирует давление жидкости, когда сигнальные датчики не срабатывают и средства 12 плавятся, либо так, что активизация давления жидкости требует сигнала от датчика дыма и включения реле давления, в результате чего устраняется ненужное повреждение от воды, если средства 12 будут разрушены по ошибке.

Имеется выпускной клапан 23, воздушные карманы, которые могут остаться в системе после установки, могут вызывать повреждения при работе с высоким давлением.

В варианте, показанном на фиг. 9, наружный конец вала 11 имеет скос 24, с которым взаимодействует конец винта 25, в результате чего, если нужно, освобождающие средства 12 и петля 13 могут сниматься для обслуживания, например, на рис. 10 показано крепление 26 петли 13 к распыляющей головке. На фиг. 13 цифрой 46 обозначена электронагревательная спираль, установленная вокруг освобождающих средств 12, а цифрой 41 обозначен защитный колпачок с отверстиями для прохождения окружающего воздуха. На фиг. 12 цифрой 30 обозначен видимый внутренний поток, который обычно не предназначен для того, чтобы нести распыляющую головку и трубопроводы. Они крепятся к грузонесущему потолку через фланцевую трубную секцию 31 с помощью фланца 32 и проходящего насквозь крепежного болта 33. Распыляющая головка крепится к трубной секции 31 с помощью болтов 35. Прорези 34 обеспечивают установку в вертикальном направлении.

В случае обычного пожара вышеописанные варианты являются достаточными для распыления в виде тумана жидкости для тушения пожара. Туман обладает хорошим действием при тушении пожара, поскольку образование пара связывает большие количества тепла и кислород абсорбируется из воздуха.

В случае чрезмерного воспламенения, т.е. когда дымовые газы вспыхивают с образованием взрывного пожара, один туман не способен потушить пожар такого типа, а только частично притушит его. Эта проблема рассмотрена ниже (см. фиг. 14-19).

На фиг. 14-19 представлены вал клапана распыляющей головки 51, его освобождающие средства, включающие стеклянную ампулу 52, защитный колпачок 53, окружающий ампулу и поддерживающий ее снизу. Осевое отверстие 54, проходящее через весь вал 51. Наружный конец отверстия снабжен пробкой, в которую упирается ампула 52. На фиг. 14-16 представлена пробка 55; на фиг. 17 и 18 - пробка 56, которая на фиг. 19 обозначена цифрой 57; на фиг. 14 распыляющая головка показана в нерабочем состоянии, как и на фиг. 5, 6 и 11; на фиг. 15 отпускающая ампула 52 разрушена и жидкость для тушения пожара распыляется в виде тумана через сопла распыляющей головки, аналогично как на фиг. 7 и 8. Количество воды под высоким давлением обычно составляет порядка от 2 до 3 л/мин. Однако, если имеют место чрезмерное воспламенение и туман, показанный на фиг. 15, головка способна только частично притушить огонь, при этом температура продолжает расти. Для этого пробка 55 закреплена пайкой с помощью припоя, который плавится, например при t 200^oC, в результате чего пробка выпадает при достижении этой температуры и открывается отверстие 54, проходящее через вал 51 клапана, в результате чего вода под высоким давлением может поступать в защитный колпачок 53, снабженный отверстиями 58, через которые она распределяется так же, как в обычной системе распыляющей головки, т. е. в количестве порядка 50 л/мин. Одновременно продолжается тушение пожара туманом. На фиг. 16 показана эта ситуация. На фиг. 17 и 18 пробка 56 установлена по существу так же, как и пробка 55, но она меньше и проще по конструкции. На фиг. 19 пробка 57 выполнена из припоя. Вместо припаивания можно изготавливать пробку из металла, который сжимается при повышении температуры. Переход от этапа формирования тумана к высокоэффективному тушению пожара может быть задержан, поскольку влажный туман охлаждает нижнюю часть распыляющей головки, где установлен плавкий предохранитель, в результате чего задерживается его плавление.

Эта проблема может быть решена путем установки элемента зонтикового типа между образующими туман соплами и нижней частью распыляющей головки. На фиг. 20 ампула находится в неповрежденном состоянии. При возникновении пожара горячий воздух поднимается к зонтиковому элементу между образующими туман соплами и нижней частью распыляющей головки, где расположена не только ампула, но и плавкий предохранитель, например из припоя. Зонтиковый элемент направляет горячий воздух на ампулу и приводит к ее быстрому разрушению.

На фиг. 21 тушение пожара развивается с помощью так называемого образования тумана с помощью сопел. Зонтикового типа элемент предотвращает охлаждение нижней части распыляющей головки каплями тумана; если формирование тумана не способно потушить пожар, то пробка из припоя быстро плавится, в результате чего начинается высокоэффективное тушение пожара путем прямого распыления воды через нижнюю часть распыляющей головки, как описано выше.

Формула изобретения

1. Распыляющая головка, содержащая корпус с центральным каналом, сообщающимся с питающей линией, по меньшей мере одно сопло, расположенное внутри корпуса, и отпиратель, установленный на выходе центрального канала, отличающаяся тем, что содержит установленный подвижно в центральном канале корпуса вал с буртиком для образования между стенкой центрального канала и валом кольцевой компенсирующей полости, сообщающейся с питающей линией, и пружину, расположенную в корпусе с возможностью воздействия на вал, при этом площадь поперечного сечения кольцевой компенсирующей полости равна площади поперечного сечения конца вала, подверженного воздействию давления жидкости в питающей линии.

2. Головка по п.1, отличающаяся тем, что вал имеет осевой канал, проходящий до кольцевой компенсирующей полости, сообщающейся с питающей линией через осевой канал.

3. Головка по п.1, отличающаяся тем, что имеет вторую кольцевую полость, образованную между валом и стенкой центрального канала и сообщающуюся с указанным по меньшей мере одним соплом, при этом пружина расположена в этой полости.

4. Головка по п.1, отличающаяся тем, что содержит реле давления, расположенное в корпусе и сообщающееся с второй кольцевой полостью.

5. Головка по п.1, отличающаяся тем, что имеет третью кольцевую полость, образованную между стенкой центрального канала и вала, и конический участок на поверхности вала для амортизирования его перемещения.

6. Головка по п. 1, отличающаяся тем, что осевой канал вала выполнен сквозным, а вал имеет установленную в канале пробку, контактирующую с отпирателем с возможностью выпадания при температуре выше температуры срабатывания отпирателя.

7. Головка по п.1, отличающаяся тем, что отпиратель содержит электрическую нагревательную спираль.

8. Головка по п. 1, отличающаяся тем, что сквозной осевой канал вала выполнен сообщающимся с компенсирующей кольцевой полостью.

9. Головка по п. 8, отличающаяся тем, что пробка в осевом канале вала закреплена путем припаивания с помощью припоя, плавящегося при заданной температуре, преимущественно 200^oС.

10. Головка по п.8, отличающаяся тем, что пробка изготовлена из припоя, плавящегося при заданной температуре, преимущественно 200^oС.

11. Головка по п.8, отличающаяся тем, что пробка изготовлена из материала, сжимающегося при повышении температуры.

12. Система пожаротушения, содержащая насос, соединенный с питающей линией, связанную с пожарными трубопроводами, на которых установлены распыляющие головки с отпирателем в каждой головке, расположенным в выпускном отверстии корпуса головки, отличающаяся тем, что каждая распыляющая головка содержит сопла для образования тумана, зонтиковый элемент, подвижно установленный в корпусе вал со сквозным осевым каналом, сообщающимся с питающей линией и пробкой, установленной в осевом канале с его наружного конца с возможностью контакта с отпирателем и выпадания при температуре выше температуры срабатывания отпирателя, при этом отпиратель содержит освобождающую ампулу или плавкий предохранитель, а зонтиковый элемент установлен между соплами и отпирателем.

Приоритет по пунктам: 28.02.91 по пп.1 6, 8; 22.03.91 по п.7; 12.04.91 по пп.9 11; 20.05.91 по п.12.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11, Рисунок 12, Рисунок 13, Рисунок 14, Рисунок 15, Рисунок 16, Рисунок 17, Рисунок 18, Рисунок 19, Рисунок 20, Рисунок 21

MM4A Досрочное прекращение действия патента из-за неуплаты в установленный срок пошлины заподдержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 01.03.2010

Дата публикации: 27.03.2011

---