DK169888B1 - Sprinklerhoved til brandsikring - Google Patents

Description

DK 169888 B1

Opfindelsen vedrører et sprinklerhoved til brandsikring og af den art, der er angivet i indledningen til krav 1.

Der kendes sprinklerhoveder til brandsikring med elastisk 5 fleksible ventilkomponenter. Sprinklerhoveder med fleksible sædeelementer fastgjort til en ramme er beskrevet i f.eks. US patentskrift 431 971, US patentskrift 431 972 (fig. 1-4), og US patentskrift 3 253 657. Der kendes endvidere sprinklerhoveder med en elastisk fleksibel ventil-10 plade, hvis periferikant er i anlæg mod ventilsædet uden for halsen. Ved kraftpåvirkning af ventilpladens midterparti via temperaturfølsomme organer presses ventilpladens periferi til tætnende anlæg mod ventilsædet. Sprinklerhoveder af denne art er beskrevet i US patentskrift 15 431 972 (fig. 5-6), US patentskrift 891 279 (plade 4), US

patentskrift 4 167 974, US patentskrift 4 570 720 og US patentskrift 4 623 023.

Fra GB offentliggørelsesskrift 2 196 723 A kendes en au-20 tomatisk sprinkler, i hvilken en cirkulær rand på en tætningsplade passer i en sprinklerdyses hals, og pladen er understøttet af en udløsningsindretning.

Fra US patentskrift 3 896 880 kendes en automatisk 25 sprinkler, i hvilken et hatformet tætningselement stræk ker sig ind i sprinklerens keglestubformede hals, og en flange omkring tætningselementet ligger an mod en rundt-gående ribbe, som er udformet på halsens skrå overflade. Tætningselementet er understøttet af en udløsningsindret-30 ning.

Fra US patentskrift 4 167 974 kendes en automatisk sprinkler, som anvender en fleksibel plade, der er understøttet af en udløsningsindretning.

Ved opfindelsen tilvejebringes et sprinklerhoved af den indledningsvis nævnte art med en tætning, som i bedre 35 DK 169888 B1 2 grad end de kendte fleksible ventilpladekonfigurationer modvirker strømning forbi den fleksible ventilplade og adskillelse af den fleksible ventilplade fra ventilsædet.

5 Denne virkning opnås ifølge opfindelsen ved, at sprinklerhovedet af den indledningsvis nævnte art er kendetegnet ved, at ventilsædet omfatter et krumt profilsegment med en fremspringende rand beliggende omkring halsens periferi og nær denne til dannelse af en ventilsædeflade i 10 området for den fremspringende rands top, idet ventilsædet endvidere omfatter et forsænket fladesegment, der er beliggende radialt uden for halsen og for den fremspringende rand og divergerer fra denne, og at ventilpladen har en tætningsflade, der er trykket an mod den frem-15 springende rands ventilsædeflade i tætnende anlæg over et rundtgående område inden for ventilpladens periferikant.

Foretrukne udførelsesformer for opfindelsen kan indbefatte et eller flere af de følgende træk. Sprinklerhovedet 20 omfatter endvidere en ramme med to eller flere rammearme, der strækker sig udad fra bunden og er forbundet i bueform på et sted i afstand fra halsen, og temper atur følsomme organer, der strækker sig mellem ventilpladen og rammearmene og trykker ventilpladen i tætnende anlæg mod 25 ventilsædefladen, som ligger tæt ved halsen. Ventilsædets forsænkede flade er jævnt tilspidset uden for området for den fremspringende rands top, fortrinsvis under en forudbestemt ensartet skråningsvinkel, f.eks. af størrelsesordenen ca. 5°. Den elastisk fleksible ventilplade omfat-30 ter en rundtgående tallerkenfjeder, f.eks. med i det væsentlige keglestubformet eller i det væsentlige flad form, og det foretrækkes, at ventilpladen endvidere omfatter en pakning beliggende mellem en lejeflade på tallerkenfjederen og ventilsædefladen, fremstillet f.eks. af 35 tetrafluorethylen (TFE) eller fluorineret ethylenpropylen * (FEP). Sprinklerhovedet omfatter endvidere en stiv ventilknap, der er indrettet til at kraftpåvirke et midter- DK 169888 B1 3 parti på ventilpladen via de temperaturfølsomme organer, hvorved ventilpladen presses ned på ventilsædefladen i tætnende anlæg.

5 Opfindelsen forklares nærmere ved den følgende beskrivelse af en foretrukket udførelsesform og under henvisning til tegningen, hvor fig. 1 er en perspektivisk afbildning af et sprinkler-10 hoved til brandsikring ifølge opfindelsen, fig. 1A er en afbildning forfra af det i fig. 1 viste sprinklerhoved, 15 fig. IB er en afbildning fra siden og delvis i snit af det i fig. 1 viste sprinklerhoved, fig. 2 er en sideafbildning i snit af ventilsædet i sprinklerhovedet ifølge opfindelsen, 20 fig. 3 er en tilsvarende afbildning i langt større målestok af en del af ventilsædet ifølge fig. 2 med en elastisk fleksibel ventilplade trykket tætnende an mod dette, 25 fig. 4 og 4a er henholdsvis en plan afbildning og en sideafbildning af den elastisk fleksible ventilplade ifølge fig. 3, fig. 5 er en afbildning fra siden af et sædeskæreorgan 30 til dannelse af ventilsædet for sprinklerhovedet ifølge opfindelsen, fig. 6 er en afbildning svarende til fig. 3 af et ventilsæde ifølge opfindelsen med en anden udførelsesform for 35 en elastisk fleksibel ventilplade trykket tætnende an mod dette, og 4» DK 169888 B1 4 fig. 6A er en sideafbildning i snit af den elastisk fleksible ventilplade ifølge fig. 6.

I fig. 1 er der vist et sprinklerhoved 10 ifølge opfind-5 elsen til brandsikring, der har en bund eller ramme 12, som er gevindskåret til forbindelse med en kilde for brandhæmmende fluidum under tryk. Bunden afgrænser en hals 14 (fig. IB) og et ventilsæde 16 (fig. 2) omkring halsens periferi, således som det omtales nærmere i det 10 følgende. En elastisk fleksibel ventilplade 18, der ved den foretrukne udførelsesform består af en kombination af en elastisk fleksibel, flad, rundtgående tallerkenfjeder 20 og en pakning 50 (fig. 4 og 4A), er trykket tætnende an mod ventilsædet som vist i fig. 3. Ventilpladen holdes 15 på plads af et temperaturf ølsomt aggregat 21, som omfatter en stiver 22 og en fjederkrog 24. Stiveren 22 strækker sig mellem en stiv ventilknap 19, der er beliggende i en midteråbning 17 i den elastiske ventilplade 18, og fjederkrogens 24 indre endeparti 23 20 nær en justerbar trykskrue 26, som er skruet gennem toppen 28 af en bue 30, som dannes af rammearme 32, 34.

Aggregatet 21 omfatter endvidere et smelteligt led 36, der består af to tynde metalplader 38, 40, der holdes sammen af et smelteligt materiale, f.eks. som beskrevet i 25 US patentskrift 4 893 679, som der herved henvises til.

Det smeltelige led 36 strækker sig mellem stiveren 22 og krogens 24 ydre endeparti 25, som er fjederforspændt (pilen A) på en sådan måde, at det smeltelige leds elementer 38, 40 holdes under spænding. En afbøjningsplade 42 er 30 monteret ved rammens top 28 for at sprede flammehæmmende fluidum, f.eks. vand, der løber ud af halsen.

Som vist i fig. 2 og 3 har et ventilsæde 16, der er dannet af bunden 12 omkring halsen 14, et krumt profilseg-35 ment med en fremspringende rand 44 beliggende omkring , halsens periferi. Den fremspringende rand ligger tæt ved halsen og danner en ventilsædeflade 46 i området for sin DK 169888 B1 5 top 45. Ventilsædet har endvidere en forsænket flade 48, der er beliggende radialt uden for halsen og den fremspringende rand. Den udsparede flade 48 divergerer udad bort fra et plan, P, for den fremspringende rands top med 5 en ensartet skråningsvinkel, S, f.eks. nominelt ca. 5°.

I fig. 3 er ventilsædet 16 ifølge opfindelsen vist med ventilpladen 18 indbefattende en tallerkenfjeder 20, som er i det væsentlige flad i umonteret stand som vist i 10 fig. 4 og 4A trykket ned i tætnende anlæg mod ventilsædefladen 46, som er dannet af den fremspringende rand 44, i området for toppen 45. Tallerkenfjederen 20 er dannet af et fjederhærdet Inconel-materiale ifølge ASTM (American Society for Testing Materials) B168 og har i umonteret 15 stand en udvendig diameter D på nominelt 14,275 mm, en indvendig diameter Dq på nominelt 6,73 mm, og en tykkelse T på nominelt 0,572 mm ved en halsdiameter DT på nominelt 11,113 mm og en radius R på nominelt 0,254 mm. Tallerkenfjederens 20 lejeflade 49 er dækket med en pakning 50 af 20 f.eks. en film af fluorineret ethylenpropylen (FEP) med en nominel tykkelse på 0,050 mm i umonteret stand (fig.

4A). Pakningen er i monteret tilstand (fig. 3) sammentrykket til en tykkelse på ca. 0,0254 mm mellem den modstående ventilsædeflade 46 og lejefladen 49 til dannelse 25 af en hermetisk tætning mellem pakningens sædeflade 47 og ventilsædeflade 46 med en radial bredde D på nominelt s 0,330 mm. Som det fremgår af fig. 3, er ventilsædefladen 46 i indgreb med pakningssædefladen 47 på et sted, der ligger et godt stykke inden for tallerkenfjederens 20 pe-30 riferikant 51, og pakningens 50 periferi er i monteret stand (fig. 3) beliggende i en afstand G på f.eks. nominelt ca. 0,152 mm ved den viste udførelsesform fra ventilsædets skråtstillede udsparede flade 48, så at ventilpladens 18 periferi ikke holdes i tætnende anlæg mod fla-35 den 48.

DK 169888 B1 6 Når trykket i tilførselsledningen for brandhæmmende fluidum varierer, hvilket ofte finder sted, bøjes den elas- f tiske ventilplade 18 lidt, og også rammearmene 32, 34 vil blive bøjet lidt. På grund af tilspidsningen af ventilsæ-5 dets 16 udsparede flade 48 vil det rundtgående område for pakningssædefladens 47 tætningsanlæg mod ventilsædefladen 48 imidlertid ikke ændre sig betydeligt, idet det i stedet forbliver i området for den fremspringende rands 44 top og dermed et godt stykke inden for tallerkenfjederens 10 20 periferi 51. Som følge heraf vil den effektive indven dige diameter Dj for ventilsædefladens tætningsindgreb konstant være tæt på halsens diameter DT, og ventilsædefladens bredde Dg minimeres således, at der opnås en forbedring i den omhandlede sprinklers 10 modstand over for 15 lækage forbi ventilsædefladen og i adskillelsen af ventilpladen fra ventilsædefladen i forhold til de kendte sprinklere, der har elastisk fleksible ventilpladekomponenter. Denne forbedring skyldes også, at ventilsædefladens 46 område er mindre end det, som ville bestå, hvis 20 tallerkenfjederens 20 periferi holdtes i tætningsanlæg mod ventilsædefladen som ved de kendte sprinklere f.eks. som beskrevet i US 4 167 974 og andre skrifter. Ved den omhandlede udførelsesform har det vist sig, at ved en diameter D^ på nominelt 11,113 mm og med de andre til-25 knyttede parametre som beskrevet ovenfor og ved en belastning på ca. 49 kg på den stive ventilknap 19 vil lækage forbi ventilsædefladen og adskillelsen af ventilpladen fra ventilsædefladen, dvs. løftning, finde sted ved et gennemsnitligt tryk, der er ca. 40% højere ved sprink-30 lere ifølge opfindelsen i forhold til de kendte sprinklere, hvor ventilpladens periferi holdes i tætnende anlæg mod ventilsædet.

* I fig. 5 er der vist et skæreorgan 60 til dannelse af det 35 beskrevne ventilsæde ifølge opfindelsen. f DK 169888 B1 7 I fig. 6 og 6A er der vist en anden udførelsesform for et sprinklerhoved ifølge opfindelsen med en ventiltallerken-fjeder 18’ med keglestubformet ("Belleville") konfiguration. I fig. 6A er ventilpladen 18' vist før montering.

5 Tallerkenfjederen af Belleville-typen er dannet af fjederhærdet Inconel-materiale ifølge ASTM (American Society for Testing Materials) B670 og har i umonteret stand en udvendig diameter D^' på nominelt 19,888 mm, en indvendig diameter Dq’ på nominelt 10,287 mm, en højde H på nomi-10 nelt 1,372 mm og en tykkelse T* på nominelt 0,8 mm ved en halsdiameter DT på nominelt f.eks. 17,78 mm. Tallerkenfjederens 20’ lejeflade 49' er dækket med en pakning 50’, f.eks. en film af tetrafluorethylen (TFE) med en tykkelse på nominelt 0,050 mm i umonteret stand. I monteret stand 15 (fig. 6) er pakningen sammentrykt til en tykkelse på ca. 0,0254 mm mellem de modstående flader 46, 49' til dannelse af en hermetisk tætning mellem pakningssædefladen 47' og ventilsædefladen 46 med en radial bredde Dg' på nominelt 0,406 mm. Ved den i fig. 6 og 6A viste udførelses-20 form, hvor ' er 17,780 mm og de øvrige tilknyttede parametre er som beskrevet ovenfor vil lækage forbi ventilsædefladen og adskillelse af ventilpladen fra ventilsædefladen (løftning) ved en belastning på ca. 122,5 kg på den stive ventilknap 19 finde sted ved et gennemsnitligt 25 tryk, der er ca. 15% højere ved sprinklere ifølge opfindelsen i forhold til de kendte sprinklere, hvor ventilpladens periferi holdes i tætnende anlæg mod ventilsædet.

Disse og øvrige udførelsesformer for opfindelsen ligger 30 inden for omfanget af de efterfølgende krav. Det er således muligt f. eks., at der kan anvendes en hvilken som helst vinkel S, som vil resultere i, at ventilpladen trykkes tætnende an mod en ventilsædeflade i området for en fremspringende rands top i et rundtgående område for 35 den elastiske ventilplades pakningstætningsflade inden for ventilpladens periferi, så at den effektive indvendige diameter af tætningsindgrebet på ventiIsædefladen vil DK 169888 B1 8 konstant være tæt på halsens diameter, og ventilsædefladens bredde minimeres, så at modstand over for lækage forbi ventilsædefladen og adskillelse af ventilpladen fra ventilsædefladen forbedres i forhold til de kendte 5 sprinklere med en elastisk fleksibel ventilplade, hvis periferi holdes i tætnende anlæg mod ventilsædet.

10 15 20 25 30 35

Claims (9)

1. Sprinklerhoved (10) til brandsikring og omfattende en 5 bund (12), som er indrettet til forbindelse med en kilde for brandhæmmende fluidum under tryk, en i bunden (12) udformet hals (14), gennem hvilken det brandhæmmende fluidum kan strømme, et af bunden (12) afgrænset ventilsæde (16) omkring halsens (14) periferi og en elastisk 10 fleksibel ventilplade (18, 18'), der er beliggende henover halsen (14) og er trykket an mod ventilsædet (16) i tætnende anlæg, kendetegnet ved, at ventilsædet (16) omfatter et krumt profilsegment med en fremspringende rand (44) beliggende omkring halsens (14) pe-15 riferi og nær denne til dannelse af en ventilsædeflade (46) i området for den fremspringende rands (44) top (45), idet ventilsædet (16) endvidere omfatter et forsænket fladesegment (48), der er beliggende radialt uden for halsen (14) og for den fremspringende rand (44) og diver-20 gerer fra denne, og at ventilpladen (18, 18') har en tætningsflade, der er trykket an mod den fremspringende rands (44) vent i Isæde flade (46) i tætnende anlæg over et rundtgående område inden for ventilpladens (18, 18') periferikant. 25

2. Sprinklerhoved (10) ifølge krav 1, kendetegnet ved, at det endvidere omfatter en ramme (30) med to eller flere rammearme (32, 34), som strækker sig udad fra bunden (12) og er forbundet i bueform på et sted i af- 30 stand fra halsen (14), og temperaturfølsomme organer (21), der strækker sig mellem ventilpladen (18, 18') og rammearmene (32, 34) til indtrykning af ventilpladen (18, 18’) i tætnende anlæg mod ventilsædefladen (46).

3. Sprinklerhoved (10) ifølge et eller flere af de fore gående krav, kendetegnet ved, at den fremspringende rands (44) ventilsædeflade (46) ligger yderst tæt DK 169888 B1 ved halsen.

4. Sprinklerhoved (10) ifølge et eller flere af de foregående krav, kendetegnet ved, at ventilsædets 5 (16) forsænkede flade (48) er glat og forløber konisk ud ad fra området for den fremspringende rands (44) top (45).

5. Sprinklerhoved (10) ifølge krav 4, kendeteg-10 net ved, at den forsænkede flade (48) er konisk under en ensartet forudbestemt hældningsvinkel.

6. Sprinklerhoved (10) ifølge krav 5, kendetegnet ved, at den forudbestemte vinkel er af størrelses- 15 ordenen ca. 5°.

7. Sprinklerhoved (10) ifølge et eller flere af de foregående krav, kendetegnet ved, at den elastisk fleksible ventilplade (18, 18') omfatter en tallerkenfje- 20 der (20, 20'). 1 2 3 Sprinklerhoved (10) ifølge krav 7, kendetegnet ved, at tallerkenfjederen (20') er i det væsentlige keglestubformet. 25 2 Sprinklerhoved (10) ifølge et eller flere af krav 1-6, kendetegnet ved, at den elastisk fleksible ventilplade (18) omfatter en i det væsentlige flad tallerkenfjeder (20). 30 3 Sprinklerhoved (10) ifølge krav 7, 8 eller 9, ken detegnet ved, at den elastisk fleksible ventilplade (18, 18') endvidere omfatter et pakningsorgan (50, 50. beliggende mellem en lejeflade (49, 49') på taller- 35 kenfjederen (20, 20') og ventilsædefladen. s DK 169888 B1

11. Sprinklerhoved (10) ifølge krav 10, kendetegnet ved, at pakningsorganet (50, 50') er en film af te-trafluorethylen (TFE) eller fluorineret ethylenpropylen (FEP). 5

12. Sprinklerhoved (10) ifølge et eller flere af de foregående krav, kendetegnet ved, at det endvidere omfatter en stiv ventilknap (19), der er indrettet til at trykpåvirke et midterparti på ventilpladen (18, 18') via 10 de temperaturfølsomme organer (21) til indtrykning af ventilpladen (18, 18’) mod ventilsædefladen (46) i tæt-nende anlæg. 15 20 25 30 35