CN115364411B - 一种消防用喷淋头 - Google Patents

Abstract

本发明涉及消防设备技术领域，具体为一种消防用喷淋头。喷淋头主体，喷淋头主体设有管道接头，管道接头上设有螺纹，喷淋头主体出水口方向设有紧固螺丝，喷淋头主体出水口处设有用于堵住水流的球座，喷淋头主体设有溅水盘；球座，球座呈圆柱杯状，球座底端活动设有玻璃球，球座底面设有用于玻璃球定位的圆锥形凹槽；玻璃球，玻璃球呈圆柱状，且两个端面为半球状，球座与紧固螺丝之间活动设有玻璃球；还包括防碎裂装置，喷淋头主体上设有用于防止管道水结冰膨胀时将玻璃球挤压碎裂的防碎裂装置，本发明通过设计导水槽通过将消防水对球座的正面压力分散至侧面，抗压环抵挡侧面压力，将压力控制在防碎裂装置内，以达到对玻璃球的保护效果。

Description

一种消防用喷淋头

技术领域

本发明涉及消防设备技术领域，具体为一种消防用喷淋头。

背景技术

消防喷淋头是消防系统中的关键消防设备，当环境温度达到设定温度后，可以做出响应喷水灭火。玻璃球消防喷淋头是最为常用的一种，其所包含的玻璃球内部充有热膨胀系数高的有机溶液，常温下，球体的外壳可承受一定的支撑力，保证喷淋头的密封性能，火灾发生时，有机溶液温度升高而膨胀，直至玻璃体破碎，球座和密封件失去支撑后被水流冲脱，从而开始喷水灭火。

消防系统中最广泛应用的是湿式系统，相比湿式系统，干式系统管理复杂，投资较大，喷水灭火速度慢。此外还有干湿系统结合的预作用系统，预作用系统通过设有火灾探测器的热敏感元件，在火灾发生时能实现对火灾的初期报警，并立刻使管道充水将系统转变为湿式，因此兼具干、湿式消防系统的优点，广泛用于各种办公楼和大型商场等。

2016年，王府井新东安市场，因消防喷淋的管道被冻裂，导致消防管道喷水，商户们遭受了不同程度的损失。2021年1月12日，因天气寒冷，西津西路935号宇臻大厦一楼消防管道上的喷淋头被冻裂，消防管道漏水导致商铺遭受经济损失。同时，在消防百事通网站上可以了解到，预作用系统在消防管道里面有积水的情况下，积水结冰后也会导致喷淋头被冻裂。

为此，提出一种消防用喷淋头，降低消防水对球座的应力作用，进而使其结冰时对玻璃球应力影响降到最低，以保证喷淋头使用可靠性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种消防用喷淋头，通过设有防碎裂装置，将球座对玻璃球的应力影响降到最低，其中圆柱杯状的导水槽可以将消防水水流导流至水管侧面，圆环状抗压环包围导水槽侧面的出水口，分别降低了消防水结冰对球座产生的正面和侧面压力，防止管道水结冰膨胀时将玻璃球挤压碎裂，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

喷淋头主体，所述喷淋头主体设有管道接头，所述管道接头上设有螺纹，所述喷淋头主体出水口方向设有紧固螺丝，所述喷淋头主体出水口处设有用于堵住水流的球座，所述喷淋头主体设有溅水盘；

球座，所述球座呈圆柱杯状，所述球座底端活动设有玻璃球，所述球座底面设有用于玻璃球定位的圆锥形凹槽；

玻璃球，所述玻璃球呈圆柱状，且两个端面为半球状，所述球座与所述紧固螺丝之间活动设有玻璃球；

其特征在于，还包括：

防碎裂装置，所述喷淋头主体上设有用于防止管道水结冰膨胀时将玻璃球挤压碎裂的防碎裂装置。

当气温低于-5℃时，管道内水的体积会开始膨胀，温度越低体积膨胀越大，当水结成冰以后，冰的密度为0.9g/cm³，而水的密度为1g/cm³，所以管网水结冰后体积要增加1/10，传统玻璃球消防喷淋头的内消防水压力直接作用在球座上，球座又与玻璃球相接触，管道水结冰后会通过球座直接将玻璃球压碎。所述防碎裂装置通过将消防水的压力限制在防碎裂装置内，通过结构设计降低消防水对球座的应力影响，以保证消防水结冰时不会将玻璃球挤压碎裂。

优选的，所述防碎裂装置包括圆柱杯状的导水槽与圆环状的抗压环，所述喷淋头主体内部通过螺纹连接固定有所述导水槽，所述导水槽出水口方向设有用于阻挡水流的圆形挡片，所述导水槽径向两侧设有用于引导喷淋水流的出水口；

所述导水槽上设有密封垫一、密封垫二，所述导水槽出水口处包围设有抗压环，所述导水槽与抗压环之间设有间隙，所述抗压环靠近管道一端连接有密封垫一，另一端连接有密封垫二。

导水槽中的挡片所在的平面与消防管道端面平行，可以将消防水对球座的正面压力分隔开，此时导水槽会受到较大的水压影响，为保证其工作稳定性，导水槽采用了外螺纹配合喷淋头主体内螺纹的紧固方式。导水槽径向两侧设置的出水口是本发明设计思路的核心，通过将消防水对球座的正面压力分散至侧面，使得球座主要承受侧面压力，以达到对玻璃球的保护效果。考虑到水结冰有几率将球座侧面撑裂，故而设计了用于承受侧面压力的抗压环，抗压环将导水槽侧面的开口包围住，同时抗压环两端均设有密封垫，进而可以将侧面的水压限制在抗压环内，保证水结冰时不会将球座侧面撑裂，同时可以保证球座不发生径向位移，以免玻璃球松开掉落。同时，由于抗压环是圆环形，且较大面积覆盖了导水槽周围，导水槽与抗压环之间设有间隙，可以使喷淋头触发喷淋动作的时候可以更顺畅，避免了抗压环卡在导水槽上的情况。

优选的，所述导水槽的挡片圆周设有用于加强挡片强度的圆环状加强筋。

因导水槽两个侧面都开设有孔，所以挡片两侧的边缘需要承受较大的压力，可能会导致挡片发生变形，影响喷淋头的结构稳定性，所以在其周围设置圆环状加强筋，以加强挡片边缘的强度。

优选的，所述加强筋上间隔设有多个用于增加出水量的圆形出水口。

圆环上设置圆形出水口可以喷淋头工作时的喷淋水流更为流畅，减少导水槽对水流的阻挡，同时，所述圆形出水口也具有溅水盘的作用，由于导水槽两侧开口旁边留有部分与导水槽连接的连接结构，会阻挡部分喷淋水，而围绕圆环圆周结构360度都设置有圆形出水口，也能在一定程度上增加喷淋头工作时的喷淋方向范围。

优选的，所述导水槽螺纹处设有与所述喷淋头主体相配合的圆锥形挡肩。

为了进一步保证导水槽在管道水结冰时能紧固不脱落，导水槽上设置圆锥形挡肩，挡肩与喷淋头本体配合，安装时旋钮导水槽的力越大，导水槽就越紧固。同时，安装配合时需使用螺纹锁固剂，保证安装后导水槽不会松动。所述螺纹锁固剂是一种薄的单组分粘合剂，是基于甲基丙烯酸酯的，并在厌氧条件下固化，应用于螺钉和螺栓等紧固件的螺纹上，以防止松动、泄漏和腐蚀。

优选的，所述导水槽挡片上设有用于使水流快速冲落球座的圆形开口。

由于消防水对球座的正面压力被导水槽阻挡，为了保证消防喷淋头触发时的喷水响应速度，导水槽挡片圆周中心上设有一个圆形开口，该圆形开口的直径为挡片圆周直径的1/10，在不影响挡片强度的情况下，保证消防喷淋头在响应时可以快速将球座冲落，进行喷淋工作。

优选的，所述导水槽与抗压环材质为不锈钢。

为了保证本发明的可靠性与稳定性，因导水槽与抗压环直接与消防水接触，消防水结冰膨胀时会对导水槽与抗压环进行挤压，同时导水槽与抗压环需要长期泡在水里，一般情况下，此类结构可以使用黄铜或者钢铁作为制造材质，相比黄铜与钢铁，不锈钢的强度和抗腐蚀性能都比较适合喷淋头的使用环境，所以材料选择使用不锈钢。同时，为最大程度降低冰膨胀时对球座产生应力影响，抗压环与球座间设有间隙，防止球座被抗压环变形时被挤压掉落。

优选的，所述密封垫一的一侧端面设有用于紧密球座开口圆环形凸块。

密封垫一凸起的密封圆环在安装时与球座外壁相接触，且圆环内径比球座外壁小，安装后密封垫一与球座间的摩擦力比较大，当喷淋头受热玻璃球破裂时，球座下落，因密封垫一与球座间的摩擦力较大，所以密封垫一会随着球座一起下落，由于密封垫一同时也与抗压环接触，在球座与密封垫一同时下落时，也会带动抗压环一起下落，保证喷淋头喷淋工作的响应速度。同时，密封圆环可以包围球座外壁，也可以进一步保证球座的密闭性。

优选的，所述球座外壁上设有凸台，凸台上设有便于观察球座形变状态的玻璃圈。

极端状态下，球座也有被消防水结冰撑裂的可能，球座被撑裂后会导致失效，由于结冰时不方便观察喷淋头的状态，所以在球座外壁上设置利于观察球座形变的玻璃圈，玻璃圈与球座贴合，当球座被消防水结冰撑到变形或者撑裂时，会将玻璃圈也撑裂掉落，便于工作人员及时发现失效的喷淋头，及时进行处理。

优选的，所述玻璃圈颜色为易于观察的荧光绿色。

透明的玻璃在一些环境中容易被忽略，为保证工作人员能及时有效观察喷淋头状态，玻璃圈整体采用红色玻璃，当球座发生形变玻璃出现裂痕但是没有碎裂时，红色的玻璃除了便于工作人员发现掉落在地上的玻璃之外，还能比较方便地观察玻璃圈是否有裂痕。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

1、现有玻璃球消防喷淋头都没有防止水结冰挤压玻璃球的装置，本发明设有包括导水槽与抗压环的防碎裂装置，导水槽出水口方向设有用于阻挡水流的圆形挡片，同时两侧设有用于引导喷淋水流的出水口，可以将消防水对球座的正面压力分散至侧面，圆环形的抗压环包围导水槽的侧面开口，可以将侧面的水压限制在抗压环内，导水槽可以保证水结冰时不会对玻璃球产生压力，抗压环可以保证水结冰时不会将球座侧面撑裂，保证球座不发生径向位移，以免玻璃球松开掉落，两者结合使用达到消防水结冰时不会将玻璃球挤压碎裂的效果。

2、本发明防碎裂装置中抗压环两端均设有密封垫，可以将水流密封在抗压环与导水槽内，其中密封垫一同时与抗压环与球座接触，具有双重密封的效果，即使在意外情况下抗压环处的密封性不足导致渗水，本发明也可以将渗出的水密封在球座内，保证了喷淋头的密封性，相比于现有玻璃球喷淋头，本发明在工作中密封性更好，渗水的可能性更低。

3、本发明设计的防碎裂装置，通过导水槽与抗压环包围水流的方式，保证一般状态下水结冰时不会损坏玻璃球，导水槽与抗压环采用高强度的不锈钢作为制作材料，可以在一般的结冰状态下长期重复使用且功能性不受影响，能够切实解决背景技术中预作用系统的喷淋头冻裂的问题，也保证了喷淋头的使用寿命。

附图说明

图1为本发明的外观立体示意图；

图2为本发明的外观立体示意图；

图3为本发明的剖视图；

图4为图3的A部放大图；

图5为本发明的球座结构示意图；

图6为本发明的导水槽结构示意图；

图7为本发明的喷淋头主体结构示意图

图8为本发明喷淋工作状态示意图。

图中：1、喷淋头主体；2、球座；3、玻璃球；4、紧固螺丝；5、导水槽；501、挡片；502、加强筋；503、挡肩；504、圆形出水口；505、圆形开口；6、抗压环；7、密封垫一；8、密封垫二；9、玻璃圈。

具体实施方式

请参阅图1至图8，本发明提供一种消防用喷淋头，技术方案如下：

一种消防用喷淋头，主要框架为喷淋头主体1，其上设有管道接头，管道接头内外均设有螺纹，内螺纹用于连接导水槽5，喷淋头主体1内壁上还设有与导水槽5圆锥形结构相配合的圆锥面。安装导水槽5时需添加螺纹锁固剂，安装时需待到两个圆锥面紧紧贴合后再停止扭动，保证导水槽5能紧固不松动。本消防喷淋头总共用到两种规格不一的密封垫，分别为密封垫一7和密封垫二8，密封垫一7为圆环且边缘有凸块，密封垫二8为圆形块状，上述导水槽5的圆锥形结构底面有一个圆环平面，此处平面用于安装密封垫一7，密封垫二8安装于球座2内腔底部，密封垫二8外围需要紧贴球座2内腔侧壁。抗压环6安装于导水槽5出水口外围、球座2内部。球座2安装前先将玻璃圈9安装在其外壁上，球座2外壁上设置的凸台可以防止玻璃球3掉落，安装球座2时开口外壁紧贴密封垫一7的凸块部分。玻璃球3通过紧固螺丝4的调节固定在紧固螺丝4与球座2之间，紧固螺丝4与球座2上均设有用于玻璃球3定位的圆锥形凹槽，玻璃球3安装时需先在紧固螺丝4上添加螺纹锁固剂，再安装到喷淋头主体1底部的圆柱状螺纹孔上，整体安装完成后需保证抗压环6不能被晃动。

具体实施例一：

工作状态：消防系统中水压不稳定时

喷淋头安装完毕后，管道中的消防水流先流经喷淋头的管道接头，然后进入到安装在喷淋头主体1内部的导水槽5中，由于导水槽5上设有用于阻挡水流的挡片501，同时侧面设有两个出水口，所以消防水流进入导水槽5后，主要会从导水槽5的两个侧面流出，流出后会接触到设置在导水槽5侧面出水口周围的抗压环6，抗压环6与导水槽5之间设有间隙，同时抗压环6上下两个端面都设有防水垫，所以水流会充满抗压环6内壁与导水槽5内部，不再向外流动，喷淋头会在这个状态下待机。

当消防系统中水压不稳定，水压高于平时水压时，由于抗压环6与导水槽5可以将水与球座2分隔开，当消防系统中水压不稳定时不会对喷淋头整体功能产生影响，且密封垫一7同时与抗压环6和球座2相接触，起到双重密封效果，在水压不稳定的状态下也可以保证喷淋头的密封性，不会出现渗水的情况。

当喷淋头遇到火灾且环境温度达到玻璃球3设定的破裂温度后，安装在球座2与紧固螺丝4之间的玻璃球3会受环境温度影响，其内部的有机溶液随着温度的升高而膨胀，直到玻璃球3破碎，玻璃球3破碎后，球座2失去玻璃球3的支撑，导水槽5挡片501中间的圆形开口505处会冲出水流，水流会将球座2快速冲落，球座2掉落之后，抗压环6失去支撑，在导水槽5侧面开口水流的冲击及重力的作用下往下掉落，抗压环6掉落后消防水流向外喷流，经过溅水盘打散变成面状水流，开始喷淋工作。

具体实施例二：

工作状态：消防系统中温度低于-5℃时

湿式消防系统中喷淋头球座2直接与水接触，当出现一些极端天气或者其保温设备异常不工作的情况时，气温低于-5℃管道水开始结冰。同样，预作用消防系统也会遭遇消防管道水结冰的情况。预作用消防系统通过设有火灾探测器的热敏感元件，在火灾发生时能实现对火灾的初期报警，并立刻使管道充水将系统转变为湿式，待环境温度达到喷淋头设定温度后，喷淋头开始工作。当预作用消防系统触发消防警报，但是环境温度没有达到触发喷淋头开关的条件时，工作人员应当及时将喷淋头管道出的水及时排出，如未及时排出管内消防水或者消防水没有全部排出，当消防管道温度降至-5℃以下时，消防管道内的水会开始结冰膨胀。

由于喷淋头中的导水槽5与抗压环6是直接与消防水接触的，导水槽5与抗压环6均为不锈钢材质，导水槽5在安装固定时通过螺纹紧固在喷淋头主体1内，同时螺纹上涂有螺纹锁固剂，能保证水结冰时不会将导水槽5撑脱。不锈钢材质的抗压环6不易发生变形，且抗压环6两端都设有密封垫，当抗压环6内包裹的水结冰时，抗压环6可以将膨胀的冰限制在环内，由于抗压环6与球座2间设有间隙，当抗压环6被水结冰挤压产生轻微变形时，也不会对球座2产生应力影响，能保证消防喷淋头在一般的结冰状态时不会被撑坏，等到温度回升管道内的冰融化后，喷淋头可以继续使用。在极端状态下，如果冰膨胀将抗压环6与球座2都撑裂时，安装在球上的玻璃圈9会受到应力发生碎裂，可以提醒工作人员进行处理。

Claims (9)

1.一种消防用喷淋头，包括：

喷淋头主体(1)，所述喷淋头主体(1)设有管道接头，所述管道接头上设有螺纹，所述喷淋头主体(1)出水口方向设有紧固螺丝(4)，所述喷淋头主体(1)出水口处设有用于堵住水流的球座(2)，所述喷淋头主体(1)设有溅水盘；

球座(2)，所述球座(2)呈圆柱杯状，所述球座(2)底端活动设有玻璃球(3)，所述球座(2)底面设有用于玻璃球(3)定位的圆锥形凹槽；

玻璃球(3)，所述玻璃球(3)呈圆柱状，且两个端面为半球状，所述球座(2)与所述紧固螺丝(4)之间活动设有玻璃球(3)；

其特征在于，还包括：

防碎裂装置，所述喷淋头主体(1)上设有用于防止管道水结冰膨胀时将玻璃球(3)挤压碎裂的防碎裂装置；

所述防碎裂装置包括圆柱杯状的导水槽(5)与圆环状的抗压环(6)，所述喷淋头主体(1)内部通过螺纹连接固定有所述导水槽(5)，所述导水槽(5)出水口方向设有用于阻挡水流的圆形挡片(501)，所述导水槽(5)径向两侧设有用于引导喷淋水流的出水口；

所述导水槽(5)上设有密封垫一(7)、密封垫二(8)，所述导水槽(5)出水口处包围设有抗压环(6)，所述导水槽(5)与抗压环(6)之间设有间隙，所述抗压环(6)靠近管道一端连接有密封垫一(7)，另一端连接有密封垫二(8)。

2.根据权利要求1所述的一种消防用喷淋头，其特征在于：所述导水槽(5)的挡片(501)圆周设有用于加强挡片(501)强度的圆环状加强筋(502)。

3.根据权利要求2所述的一种消防用喷淋头，其特征在于：所述加强筋(502)上间隔设有多个用于增加出水量的圆形出水口(504)。

4.根据权利要求1所述的一种消防用喷淋头，其特征在于：所述导水槽(5)螺纹处设有与所述喷淋头主体(1)相配合的圆锥形挡肩(503)。

5.根据权利要求1所述的一种消防用喷淋头，其特征在于：所述导水槽(5)的挡片(501)上设有用于使水流快速冲落球座(2)的圆形开口(505)。

6.根据权利要求5所述的一种消防用喷淋头，其特征在于：所述导水槽(5)与抗压环(6)材质为不锈钢。

7.根据权利要求1所述的一种消防用喷淋头，其特征在于：所述密封垫一(7)的一侧端面设有用于紧密球座(2)开口的圆环形凸块。

8.根据权利要求1所述的一种消防用喷淋头，其特征在于：所述球座(2)外壁上设有凸台，凸台上设有便于观察球座(2)形变状态的玻璃圈(9)。

9.根据权利要求8所述的一种消防用喷淋头，其特征在于：所述玻璃圈(9)颜色为易于观察的荧光绿色。