RU2729539C1

RU2729539C1 - Device for forced start of sprinkler and methods of implementation thereof

Info

Publication number: RU2729539C1
Application number: RU2019127717A
Authority: RU
Inventors: Владимир Васильевич Виноградский; Тамара Евгеньевна Дерябина; Роман Сергеевич Доровских; Эдуард Андреевич Мецлер; Анатолий Борисович Поцелуев; Виктор Викторович Чириков; Александр Владимирович Чудаев
Original assignee: Закрытое акционерное общество "Производственное объединение "Спецавтоматика"
Priority date: 2019-09-02
Filing date: 2019-09-02
Publication date: 2020-08-07

Abstract

FIELD: fire-fighting equipment.

SUBSTANCE: device for forced start of sprinkler and methods of its implementation are intended for use in automatic fire extinguishing installations.

EFFECT: device provides low-inertia and safe use thereof, preserves the possibility of functioning of the sprinkler by a conventional method; cylindrical shell arranged on a certain part of the glass bulb-type sprinkler is filled with a thermite mixture ignited by an electrically controlled electrical element with an initiating composition of a drop type applied thereto.

8 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к противопожарной технике, в частности к спринклерным оросителям. Спринклерные оросители предназначены для использования в автоматических установках пожаротушения.The invention relates to fire fighting equipment, in particular to sprinkler sprinklers. Sprinkler sprinklers are designed for use in automatic fire extinguishing installations.

В традиционных автоматических установках пожаротушения наиболее часто используются спринклерные оросители, в которых запорный клапан в дежурном режиме работы удерживается в запертом состоянии при помощи стеклянной термочувствительной колбы, установленной в напряженном состоянии. В случае пожара под воздействием нарастания температуры термоколба разрушается, освобождает запорный клапан, открывает выход оросителя.In traditional automatic fire extinguishing systems, sprinkler sprinklers are most often used, in which the shut-off valve in standby mode of operation is held closed by a glass thermosensitive bulb installed in a stressed state. In the event of a fire, under the influence of an increase in temperature, the thermo bulb collapses, releases the shut-off valve, opens the outlet of the sprinkler.

Однако в ряде случаев рост температуры при пожаре развивается быстро, а процессы, происходящие в термоколбе и приводящие ее к разрушению, проходят медленно, что приводит к запоздалому срабатыванию спринклерного оросителя и в результате влечет к неконтролируемому развитию пожара.However, in a number of cases, the temperature rise during a fire develops quickly, and the processes occurring in the thermo-flask and leading to its destruction are slow, which leads to a delayed operation of the sprinkler sprinkler and, as a result, leads to uncontrolled development of the fire.

Повысить эффективность работы спринклерного оросителя может применение дополнительного управляемого запуска оросителя, осуществляемого по внешнему управляющему сигналу, независимо от температуры среды в зоне его установки, посредством которого происходит принудительное разрушение стеклянной термоколбы.The efficiency of the sprinkler sprinkler can be increased by using an additional controlled start of the sprinkler, carried out by an external control signal, regardless of the temperature of the environment in the zone of its installation, through which the glass thermo-bulb is forcibly destroyed.

Сигналами для принудительного запуска оросителя могут служить сигналы о пожаре, поступающие от пожарных извещателей, входящих в состав системы пожарной сигнализации либо интегрированных с управляемыми спринклерами.Signals for the forced start of the sprinkler can be fire signals from fire detectors that are part of the fire alarm system or integrated with controlled sprinklers.

Известно, что управляемыми устройствами для спринклерных оросителей могут служить электрический нагреватель или пиротехнический привод.It is known that the controllable devices for sprinkler sprinklers can be an electric heater or a pyrotechnic drive.

Малоинерционными по срабатыванию служат спринклерные оросители со стеклянной термочувствительной колбой, принудительный запуск которых осуществляется посредством электроуправляемых пиротехнических приводов, например, известные полезные модели по патентам RU 150429, 155310, 171186.Sprinkler sprinklers with a glass thermosensitive bulb, the forced start of which is carried out by means of electrically controlled pyrotechnic drives, for example, the well-known utility models according to patents RU 150429, 155310, 171186, serve as low-inertia in response.

В известных устройствах время срабатывания чрезвычайно мало, но срабатывание спринклерного оросителя под действием пиротехнического привода сопровождается шумовым эффектом.In the known devices, the response time is extremely short, but the actuation of the sprinkler sprinkler under the action of the pyrotechnic drive is accompanied by a noise effect.

Известен ряд спринклерных оросителей с управляемым запуском (RU 80345, 2379080, 2471524, 2526705), осуществляемый путем электронагрева термочувствительной стеклянной колбы.A number of sprinkler sprinklers with a controlled start are known (RU 80345, 2379080, 2471524, 2526705), which is carried out by electric heating of a thermosensitive glass bulb.

В этих известных спринклерных оросителях контактная поверхность термонагревательного элемента с термоколбой, предназначенного ускорить нагрев термоколбы, вызывающий ее разрушение, имеет незначительную площадь, что предопределяет высокую инерционность срабатывания спринклерного оросителя.In these known sprinkler sprinklers, the contact surface of a thermo-heating element with a thermo-bulb, designed to accelerate the heating of the thermo-bulb, causing its destruction, has a small area, which predetermines a high response time of the sprinkler sprinkler.

По инерционности срабатывания спринклерные оросители с пиротехническим приводом имеют явное превосходство над спринклерными оросителями с электронагревательными элементами.In terms of response time, sprinkler sprinklers with a pyrotechnic drive have a clear superiority over sprinkler sprinklers with electric heating elements.

Известен спринклерный ороситель по патенту US 6491110, содержащий термочувствительную хрупкую ампулу, содержащую внутри себя теплорассеивающий газ и электронагревательную катушку, которая посредством двух электровыводов может подключаться к источнику электрического тока. Подключение к источнику тока вызывает разогрев электронагревателя и расширение газа, что ведет к разрушению ампулы и к последующему срабатыванию оросителя.A sprinkler sprinkler according to US patent 6491110 is known, containing a thermosensitive fragile ampoule containing a heat dissipating gas and an electric heating coil, which can be connected to an electric current source by means of two electrical leads. Connecting to a current source causes the electric heater to warm up and expand the gas, which leads to the destruction of the ampoule and to the subsequent operation of the sprinkler.

Принцип работы такого спринклерного оросителя не предполагает его применение путем автоматического самостоятельного срабатывания термочувствительного элемента в зависимости от температуры контролируемой окружающей среды, что ограничивает его область использования и снижает надежность работы.The principle of operation of such a sprinkler sprinkler does not imply its use by means of automatic self-triggering of a thermosensitive element depending on the temperature of the controlled environment, which limits its area of use and reduces the reliability of operation.

Известна разрывная капсула для теплового замка RU 2651422, характеризующаяся тем, что в разрывной капсуле, включающей выполненный из хрупкого материала корпус, содержащий герметичную полость, заполненную токопроводящей жидкостью, обеспечивающей при протекании электрического тока нагрев до температуры кипения, вызывая разрушение капсулы, при этом внутри полости корпуса оборудованы нагревательные элементы, имеющие электровыводы, выполненные для подключения к источнику тока.Known bursting capsule for thermal lock RU 2651422, characterized in that in a bursting capsule, including a housing made of brittle material, containing a sealed cavity filled with a conductive liquid, which, when an electric current flows, heating to the boiling point, causing destruction of the capsule, while inside the cavity The housings are equipped with heating elements with electrical leads made for connection to a current source.

Известен спринклер с контролем срабатывания RU 2652587, в котором на поверхность термочувствительного разрушающего элемента нанесено токопроводящее покрытие, имеющее электровыводы для подключения к внешним электрическим цепям, способное обеспечивать нагрев термочувствительного элемента до температуры вскипания жидкости в нем и последующее его разрушение, выбранный за прототип.Known sprinkler with control RU 2652587, in which a conductive coating is applied to the surface of a thermosensitive destructive element, having electrical leads for connection to external electrical circuits, capable of heating the thermosensitive element to the boiling point of the liquid in it and its subsequent destruction, selected as a prototype.

В двух вышеописанных аналогах RU 2651422, 2652587 выполнены специальные термочувствительные разрывные капсулы для тепловых замков спринклерных оросителей, представляющих собой сложные конструктивно выполненные узлы, изготовление которых требует не менее сложных технологий.In the two above-described analogs of RU 2651422, 2652587, special heat-sensitive bursting capsules are made for thermal locks of sprinkler sprinklers, which are complex structural units, the manufacture of which requires no less complex technologies.

В прототипе, нанесенное на поверхность термоколбы покрытие не предполагает протекания значительных электротоков, необходимых для интенсивного нагрева и обеспечивающих высокое быстродействие принудительного запуска. Нагрев, обусловленный характеристикой напыленного покрытия, может быть обеспечен сравнительно небольшими электротоками, что требует растянутого по времени периода воздействия, предопределяя высокую инерционность срабатывания.In the prototype, the coating applied to the surface of the thermo-flask does not imply the flow of significant electric currents necessary for intensive heating and providing a high speed of forced start-up. Heating, due to the characteristics of the sprayed coating, can be provided with relatively small electric currents, which requires a prolonged exposure period, predetermining a high response time.

Технической задачей, на решение которой направлено предлагаемое устройство является обеспечение малоинерционного срабатывания при принудительном пуске.The technical problem to be solved by the proposed device is to provide low-inertia response during forced start-up.

Поставленная задача решается тем, что устройство принудительного запуска спринклерного оросителя, содержащего термочувствительный элемент, установленный в корпусе оросителя, выполненный в виде герметичной стеклянной колбы с жидкостью, вскипающей при температуре срабатывания, с нанесенным на поверхности колбы покрытием, обеспечивающим нагрев колбы до температуры вскипания жидкости при подаче электрического напряжения, согласно полезной модели покрытие выполнено в виде герметичной оболочки, с цилиндрической центральной полостью и имеет боковую выступающую часть оболочки, при этом оболочка заполнена термитной смесью, причем в боковой части оболочки, установлен электровоспламенитель мостиковый с инициирующим составом капельного типа, с возможностью его подключения к внешней электропусковой цепи, кроме того диаметр центральной полости оболочки выполнен равным диаметру термоколбы спринклера, а высота оболочки составляет менее половины длины термоколбы.The problem is solved by the fact that a device for forced start-up of a sprinkler sprinkler containing a thermosensitive element installed in the sprinkler body, made in the form of a sealed glass flask with a liquid boiling at the response temperature, with a coating applied to the flask surface, which provides heating of the flask to the boiling point of the liquid at supply of electric voltage, according to the utility model, the coating is made in the form of a sealed shell, with a cylindrical central cavity and has a lateral protruding part of the shell, while the shell is filled with a thermite mixture, and in the lateral part of the shell, a bridge electric igniter with an initiating composition of a drop type is installed, with the possibility of it connection to an external electric starting circuit, in addition, the diameter of the central cavity of the shell is made equal to the diameter of the sprinkler thermo-bulb, and the height of the shell is less than half the length of the thermo-bulb.

Устройство может иметь герметичную оболочку, выполненную в виде цилиндра, а боковую выступающую часть, выполненную в виде параллелепипеда.The device can have a sealed shell made in the form of a cylinder, and a lateral protruding part made in the form of a parallelepiped.

Смесь, заполняющая оболочку, может быть выполнена в монолитном виде.The mixture filling the shell can be made in a monolithic form.

В боковой части оболочки расположен электровоспламенитель, служащий для зажигания термитной смеси, с инициирующим малогазовым составом капельного типа с электрическим элементом, который выполнен в виде мостика из тонкой металлической проволоки с большим удельным сопротивлением с возможностью подключения к внешней пусковой цепи.An electric igniter is located in the side part of the shell, which serves to ignite a thermite mixture, with an initiating low-gas composition of a drop-type with an electric element, which is made in the form of a bridge made of a thin metal wire with high resistivity with the ability to connect to an external starting circuit.

Термитная смесь состоит из порошка алюминия либо магния и порошков оксидов других металлов (обычно железа). Масса термитной смеси ограничена до 1,5 г.The thermite mixture consists of aluminum or magnesium powder and powders of oxides of other metals (usually iron). The mass of the thermite mixture is limited to 1.5 g.

Эксплуатация устройства принудительного запуска в дежурном режиме работы предусматривает выполнение следующего: оболочку устройства устанавливают коаксиально на цилиндрической части термоколбы; осуществляют сборку оросителя, при этом следят, чтобы боковая выступающая часть устройства была расположена в стороне от плоскости, в которой находятся дужки оросителя; проверяют целостность электрического элемента электровоспламенителя капельного типа путем пропускания контрольного электрического тока величиной 1±0,1 мА в течение 10±1 с.The operation of the forced start device in the standby mode of operation provides for the following: the shell of the device is installed coaxially on the cylindrical part of the thermowell; assembling the sprinkler, while making sure that the lateral protruding part of the device is located away from the plane in which the sprinkler arms are located; check the integrity of the electric element of the drop-type electric igniter by passing a control electric current of 1 ± 0.1 mA for 10 ± 1 s.

Активацию устройства принудительного запуска спринклерного оросителя осуществляют путем подачи через электрические выводы электрического элемента воспламенителя капельного типа импульса тока величиной 500 мА длительностью до 200 мс.Activation of the device for forced start of the sprinkler sprinkler is carried out by supplying a current pulse of 500 mA with a duration of up to 200 ms through the electrical leads of the electric element of the drip-type igniter.

Устройство и принцип работы поясняется при помощи рисунков, показанных на фиг. 1 и фиг. 2.The device and the principle of operation are explained with the help of the drawings shown in FIG. 1 and FIG. 2.

На фиг. 1 показана схема расположения устройства принудительного запуска в составе спринклерного оросителя.FIG. 1 shows the layout of the forced start device as part of the sprinkler sprinkler.

На фиг. 2 показана комбинированная схема устройства принудительного запуска.FIG. 2 shows a combined diagram of a forced start device.

Устройство принудительного запуска располагается в оросителе 1 между его дужками 2 на стандартной термоколбе 3; устройство имеет цилиндрическую часть 4, боковую часть 5, электрические выводы 6, центральную цилиндрическую полость 7; при этом цилиндрическая часть заполнена термитной смесью 8, боковая часть имеет включение, состоящее из воспламенительного состава капельного типа 9, с расположенным во включении мостиковым электровоспламенителем 10.The forced start device is located in the sprinkler 1 between its arches 2 on a standard thermowell 3; the device has a cylindrical part 4, a side part 5, electrical leads 6, a central cylindrical cavity 7; in this case, the cylindrical part is filled with a thermite mixture 8, the side part has an inclusion consisting of a droplet-type igniting composition 9, with a bridge electric igniter 10 located in the inclusion.

Боковая часть оболочки 5 устройства направлена в сторону от плоскости, в которой расположены дужки 2 оросителя.The lateral part of the shell 5 of the device is directed away from the plane in which the arms 2 of the sprinkler are located.

Электровоспламенитель 10 подключается к внешней электрической пусковой цепи посредством электровыводов 6.The electric igniter 10 is connected to an external electrical starting circuit by means of electrical leads 6.

Принудительный запуск устройства осуществляется подачей кратковременного импульса тока на электровоспламенитель 10. При пропускании тока через мостик накаливания (тонкую нихромовую спираль) за счет преобразования электрической энергии в тепловую происходит нагрев до температуры вспышки и последующее воспламенение инициирующего состава 9, контактирующего с мостиком накаливания 10. Воспламенение инициирующего состава вызывает интенсивное горение термитной смеси 8, в процессе горения смеси выделяется количество теплоты, достаточное для быстрого разогрева термоколбы 3 до температуры ее срабатывания.Forced start-up of the device is carried out by applying a short-term current pulse to the electric igniter 10. When current is passed through the incandescent bridge (thin nichrome spiral) due to the conversion of electrical energy into thermal energy, heating to the flash point and subsequent ignition of the initiating composition 9, contacting with the incandescent bridge 10, occurs. composition causes intensive combustion of the thermite mixture 8, during the combustion of the mixture, an amount of heat is released, sufficient for the rapid heating of the thermo-bulb 3 to the temperature of its operation.

При этом конструкция спринклера с использованием предлагаемого устройства предусматривает доступ к применяемой стандартной термоколбе теплового излучения и тепловых потоков, возникающих от пожара, что позволяет функционировать оросителю по обычной традиционной схеме и обеспечить срабатывание термоколбы от возрастающей температуры среды при пожаре в автономном режиме.At the same time, the design of the sprinkler using the proposed device provides access to the used standard thermal bulb of thermal radiation and heat fluxes arising from a fire, which allows the sprinkler to operate according to the usual traditional scheme and ensure the operation of the thermal bulb from an increasing ambient temperature during a fire in an autonomous mode.

Применение термитной смеси в качестве топлива для быстрого разогрева термоколбы позволяет обеспечивать инерционность срабатывания менее 5 с, при этом воспламенение малогазового инициирующего состава и горение термитной смеси протекает сравнительно бесшумно и без выделения сколь-нибудь значительной кинетической энергии, способной создать опасные условия для окружения.The use of the thermite mixture as a fuel for the rapid heating of the thermo-flask allows to ensure the response time of less than 5 s, while the ignition of the low-gas initiating composition and the combustion of the thermite mixture proceeds relatively silently and without the release of any significant kinetic energy capable of creating dangerous conditions for the environment.

Claims

1. A device for forced start-up of a sprinkler sprinkler, containing a temperature-sensitive element installed in the sprinkler body, made in the form of a sealed glass flask with a liquid boiling at the temperature of operation, with a coating applied to the flask surface, which provides heating of the flask to the boiling point of the liquid when an electric voltage is applied, characterized in that the coating is made in the form of a sealed shell with a cylindrical central cavity and has a lateral protruding part of the shell, while the shell is filled with a thermite mixture, and a bridge electric igniter with an initiating composition of a drop type is installed in the side part of the shell, with the possibility of connecting it to an external electric starting circuit , in addition, the diameter of the central cavity is made equal to the diameter of the sprinkler thermo-bulb, and the height of the shell is less than half the length of the thermo-bulb.

2. The device according to claim. 1, characterized in that the hermetic shell is made in the form of a cylinder, and the lateral protruding part is made in the form of a parallelepiped.

3. The device according to claim 1, characterized in that the mixture filling the shell is made in a monolithic form.

4. The device according to claim 1, characterized in that an electric igniter is located in the lateral part of the shell, which serves to ignite the thermite mixture, with an initiating low-gas composition of a drop-type with an electric element, which is made in the form of a bridge made of a thin metal wire with high resistivity with the possibility connections to an external starting circuit.

5. A device according to claim 1, characterized in that the thermite mixture consists of aluminum or magnesium powder and powders of oxides of other metals.

6. The device according to claim 1, characterized in that the mass of the thermite mixture is limited to 1.5 g.

7. The method characterizing the operation in standby mode of the device for forced start of the sprinkler sprinkler, as described in paragraph 1, provides for the following: the shell of the device is installed coaxially on the cylindrical part of the thermo-bulb; assembling the sprinkler, while making sure that the lateral protruding part of the device is located away from the plane in which the sprinkler arms are located; check the integrity of the electric element of the drop-type electric igniter by passing a control electric current of 1 ± 0.1 mA for 10 ± 1 s.

8. A method characterizing the activation of the device for forced start-up of a sprinkler sprinkler described in claim 1, carried out by supplying a current pulse of 500 mA with a duration of up to 200 ms through the electrical leads of an electric element of a drip-type igniter.