CN101181659B

CN101181659B - 自动喷水灭火装置的感温元件

Info

Publication number: CN101181659B
Application number: CN2007101922406A
Authority: CN
Inventors: 陈平; 凌一鸣
Original assignee: Southeast University
Current assignee: Southeast University
Priority date: 2007-12-21
Filing date: 2007-12-21
Publication date: 2011-06-08
Anticipated expiration: 2027-12-21
Also published as: CN101181659A

Abstract

自动喷水灭火装置的感温元件，涉及消防器材的技术领域，尤其是自动喷水灭火装置的技术领域。本发明包括两个外壳，所述外壳为一端封闭的圆筒形，一端为半球形，另一端呈斜平面；上述两个外壳通过斜平面配合连接，在两个外壳围成的空腔内填充易熔合金。本发明用易熔合金作自动喷水灭火装置的感温材料，当环境温度达到动作温度时，易熔合金熔化，由于水压作用于喷水阀上的易熔合金型感温元件，使这对斜口外壳沿斜面滑动而分离、脱落，即打开喷水阀，起到喷水灭火作用。本发明实现了结构简单，动作温度的准确、可靠，使用寿命长，响应时间短，可方便替代玻璃球喷头的目的。

Description

自动喷水灭火装置的感温元件

技术领域

本发明涉及消防器材的技术领域，尤其是自动喷水灭火装置的技术领域。

背景技术

在现代建筑中都设有自动喷水灭火装置。控制其动作的关键元件是连接在管道上的感温元件，这些被广泛应用的感温元件一般是玻璃泡型感温元件(又称玻璃球喷头)，它是以某种化学试剂作为感温液体，充入一密封的园筒形玻璃泡内制成的。当室内因起火而使室温上升到一定温度时，泡内液体膨涨、汽化，当气压升到一定程度时，玻璃泡炸裂，导致特殊设计的喷水阀打开，即有水源自动喷水灭火，这是比较简单和廉价的消防灭火系统。

在这基础上又出现其他结构的自动喷水灭火装置，作了不同的改进，例如，发明专利“户式自动喷水灭火装置”(专利号：00111390.9)和实用新型专利“防爆型感温控制器”(专利号：200320126324.7)都采用玻璃球喷头作感温元件，前者是利用玻璃球喷头受热炸裂后，喷水的水流来控制其他的报警和灭火系统，后者是利用玻璃球喷头受热炸裂后，通过机械位移来控制其他的报警和灭火系统。但是玻璃泡型感温元件动作温度的准确性差，它与玻璃的厚度、强度、应力分布、玻璃球内汽泡以及感温溶液的性质等因素有关，时有误爆现象发生。在使用安装过程中玻璃泡容易破碎，导致玻璃碎片卡住喷水阀，以致喷水装置不能动作，而且生产效率较低，一致性差。

后来出现了用易熔合金作为感温材料制造的自动喷水灭火装置感温元件，它与玻璃泡型的感温元件相比，具有明显的优点：熔点恒定、动作温度的准确性好、可靠性高、易熔合金导热性能良好、温差小、响应时间短等，例如，实用新型专利“自动喷水灭火装置”(专利号：90219069.5)就采用易熔金属作感温元件的，是采用易熔控制栓拉紧的钢索对喷水阀进行控制，当发生火灾时易熔控制栓熔断，使钢索松驰，打开喷水阀门向火源喷水灭火，达到灭火的目的。这种装置结构复杂，成本高，而且由于易熔金属容易发生蠕变，机械强度低，耐腐蚀性差，也影响它的动作可靠性，也不能直接替代玻璃球喷头，这就不利于它在自动喷水灭火装置中作为感温元件的推广应用。

发明内容

本发明目的是提供一种结构简单，动作温度的准确、可靠，使用寿命长，响应时间短，可方便替代玻璃球喷头的自动喷水灭火装置的感温元件。

本发明为实现上述目的，采用如下技术方案：

本发明包括两个外壳，所述外壳为一端封闭的圆筒形，一端为半球形，另一端呈斜平面；上述两个外壳通过斜平面配合连接，在两个外壳围成的空腔内填充易熔合金。

上述两个外壳之间的接触面上覆盖有易熔合金，以便增加外壳之间的结合力，减小外壳斜口对所充易熔合金的剪切力。

上述外壳由陶瓷材料制成。

上述外壳斜平面与外壳圆筒形几何轴线的夹角为30～60度。

上述易熔合金包括铋、铅、锡、镉、锑材料中的至少三种。

本发明采用上述技术方案，用易熔合金作自动喷水灭火装置的感温材料，并制成与现有玻璃泡型感温元件相近形状和尺寸的弹丸结构作为自动喷水灭火装置用的感温元件，该弹丸结构是由两个带有斜口的外壳通过易熔合金连接而成。固定在自动喷水灭火装置的安装螺丝和喷水阀之间，支撑住喷水阀。在常温状态下，喷水阀处于关闭状态。当环境温度达到动作温度时，易熔合金熔化，由于水压作用于喷水阀上的易熔合金型感温元件，使这对斜口外壳沿斜面滑动而分离、脱落，即打开喷水阀，起到喷水灭火作用。本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、本发明的两个外壳为一端封闭的圆筒形，一端为半球形，另一端呈斜平面，结构简单，而且容易加工，又可方便替代现已被广泛使用的玻璃球喷头，不需更换或重新安装自动喷水灭火装置。

2、使用易熔合金作自动喷水灭火装置的感温材料，在一定的温度下熔化，熔点恒定，而且易熔合金导热良好，温度误差小，响应时间短，使得动作温度的准确、可靠。

3、本发明的易熔合金是采用铋、铅、锡、镉、锑材料中的几种按照一定的比例高温熔融混合后制成，材料制备方便。

4、采用陶瓷作弹丸外壳材料，既克服了单纯用易熔合金作感温材料容易发生蠕变，以致降低机械强度的缺点，而且可以避免弹丸内易熔合金的热量通过水阀而漏失，也就是说，与自来水同温的水阀不会冷却弹丸内的易熔合金。而且陶瓷外壳适于大批量生产，成本低。

5、本发明的感温元件中的易熔合金可以采用真空灌注的方法制造，更适于批量生产，有利降低生产成本。

附图说明

图1是本发明的一种结构示意图。

图2是本发明的使用状态示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明的自动喷水灭火装置的感温元件1包括两个陶瓷外壳11、12和易熔合金2，所述陶瓷外壳11、12为一端封闭的圆筒形，一端为半球形，另一端呈斜平面，上述陶瓷外壳11、12通过斜平面配合连接，易熔合金2设置在陶瓷外壳内。

上述两个陶瓷外壳11与12之间的接触面上覆盖有易熔合金2。上述陶瓷外壳11、12斜平面与陶瓷外壳11、12圆柱形几何轴线的夹角为30～60度，简称斜角。上述易熔合金2包括铋、铅、锡、镉、锑材料中的至少三种。

本发明把易熔合金作为感温材料，把感温元件设计成与现有玻璃泡型感温元件相近形状和尺寸的弹丸结构，如图1所示，以便所发明的易熔合金型感温元件可以直接替代现已广泛使用在自动喷水灭火装置中的玻璃泡型感温元件，它由一对一端封闭的圆筒形、半球形头、具有平面斜口的陶瓷外壳11、12以及易熔合金2构成，两斜口外壳之间的接触面也覆有易熔合金。如图2所示，本发明的自动喷水灭火装置的感温元件1在安装时，固定在自动喷水灭火装置的安装螺丝3和喷水阀5之间，安装螺丝3和水阀5设置在壳体4内，感温元件1支撑住喷水阀5，使喷水阀5处于关闭状态，喷水阀5与壳体之间设置密封圈6，自动喷水灭火装置的下端螺纹连接到自来水管，当环境温度达到动作温度时，易熔合金熔化，由于水压作用于喷水阀上的易熔合金型感温元件，使这对斜口外壳沿斜面滑动而分离、脱落，即打开喷水阀，起到喷水灭火作用。

外壳采用陶瓷材料制成，是绝热的，可以避免弹丸内易熔合金的热量通过水阀而漏失，也就是说，与自来水同温的水阀不会冷却弹丸内的易熔合金，而且陶瓷外壳适于大批量生产，而降低成本。

斜口外壳的斜角以30～60°为宜，若斜角太少，则弹壳的斜口对丸内易熔合金有剪切作用，会使它在常温下的纵向受压强度大大降低，也就是说容易把丸内的易熔合金剪断，若该斜角太大，则到达动作温度时，由于两斜口之间的摩擦力而使两外壳之间不易脱落，也就降低了该装置动作温度的准确性和可靠性。弹丸的直径和壁厚以保证纵向受压强度为宜。

这种易熔合金型感温元件的制造方法可以是这样的：把所需动作温度的易熔合金材料加工成园柱体，其直径约与外壳内径相当，其长度略大于斜口外壳内孔深度，并把该易熔合金园柱体分别插入两斜口外壳的孔内，将一对斜口外壳相对插入预先加工的模板孔内，其孔径略大于外壳外径相当，在弹壳一端施压，整个模板加温到熔点温度，两斜口外壳就和内部的易熔合金熔合在一起，成为所需的感温元件。

外壳1，2采用陶瓷材料制成，弹丸的总高度为19mm，直径为6mm，内径为3.5mm。易熔合金采用铋(46.5％)、铅(25％)、锡(7％)、镉(21.5％)的配方，经高温熔化后，搅拌均匀合成易熔合金材料，其熔点温度为65℃，将该易熔合金材料加工成直径约为3.5mm、长度约为9mm的园柱体，并把该易熔合金园柱体分别插入两斜口外壳的孔内，将一对插有易熔合金园柱体的斜口外壳相对置于预先加工的模板孔内，模板孔的直经约为6.1mm，模板孔的深度约为17mm，在弹壳一端施压，整体加温到熔点温度，两斜口外壳就和内部的易熔合金熔合在一起，成为所需的感温元件。

本发明的易熔合金型感温元件安装在自动喷水灭火装置的方法如下：先旋松安装螺丝3，将这种易熔合金型感温元件置于安装螺丝3和喷水阀5之间，再旋紧安装螺丝3，压紧喷水阀5即可，图2所示的自动喷水灭火装置是通过螺纹直接安装在自来水管道上。

下表表示的是不同成份的易熔合金的熔点：

易熔合金成份(％)				熔点
					铋Bi	铅Pb	锡Sn	镉Cd	锑Sb
46.5	25	7	21.5							65℃
				48	28	8	16		67.5℃
29.4	35.3	11.8	23.5							68℃
				42.1	26.3	10.5	21.1		70℃

54.5	22.7	4.5	18.3		75℃
						35		45		20	95℃
5	30	16		4	95℃
						53.2	42.5	4.3			105℃
77		20	1	2	130℃
						45		30	5	20	170℃
75		4	1	20	245℃

Claims

1. 自动喷水灭火装置的感温元件，其特征在于：包括两个外壳(11)、(12)，所述外壳(11)、(12)为一端封闭的圆筒形，一端为半球形，另一端为斜平面；上述两个外壳(11)、(12)通过斜平面配合连接，在两个外壳(11)、(12)围成的空腔内填充易熔合金(2)。

2. 根据权利要求1所述的自动喷水灭火装置的感温元件，其特征在于：上述两个外壳(11)与(12)之间的接触面上覆盖有易熔合金(2)。

3. 根据权利要求1所述的自动喷水灭火装置的感温元件，其特征在于：上述外壳(11)、(12)由陶瓷材料制成。

4. 根据权利要求1所述的自动喷水灭火装置的感温元件，其特征在于：上述外壳(11)、(12)的斜平面与外壳(11)、(12)圆筒形几何轴线的夹角为30～60度。

5. 根据权利要求1所述的自动喷水灭火装置的感温元件，其特征在于：上述易熔合金(2)包括铋、铅、锡、镉、锑材料中的至少三种。