密封座及喷头的制作方法

本发明涉及消防设备技术领域，尤其是涉及一种密封座及喷头。

背景技术：

消防安全一直以来都是保障人类社会活动安全的重要内容，也是人们关注的重点之一。随着人类财富的积累和社会安全意识的不断提高，市场对于性能更为优越，设计更为巧妙的消防产品的需求量正逐年上升。

国际上，发达国家制定了严苛的强制性技术标准，保证在其治理区域内消防产品的市场准入及产品质量。在美国，FM(Factory Mutual Insurance Company)和UL(美国保险商试验所Underwriter Laboratories Inc)是从事安全认证的最大机构，其产品标准代表了美国国家标准，也是安全产品在美国、加拿大市场的技术准入壁垒，未取得FM或UL认证的产品，不能在北美洲市场销售。LPCB(Loss Prevention Certification Board)认证，是英国的安防与消防领域的标准，通过LPCB认证相当于产品已经符合了英国和欧盟标准，同时满足欧洲市场准入的要求。

因为是世界上最为严苛的质量要求，所以，在世界其他地区，通过FM、UL、LPCB认证的产品均能免检进入其市场。需要说明的是，FM、UL、LPCB标准对产品要求均大大高于中国标准的要求。

喷头是自动喷水系统产品中的重要部分，喷头的核心要求之一，是在伺应状态下，喷头能可靠地把管路中的消防压力水封闭住，不能出现跑冒滴漏；在动作状态下，喷头的感温元件一旦激发后，喷头能顺利启动，并按设计模式喷水。参见图1所示，图1为现有技术中的玻璃球喷头的结构示意图，喷头包括用于连接供水管路的喷头体1’和玻璃球3’，玻璃球通过密封座2’顶住喷头体的出水口，玻璃球的另一端通过拱架扼臂4’与喷头体连接，实现了喷头的密封，其中，玻璃球内容纳有热膨胀系数较高的有机溶液。常温下，玻璃球可承受一定的支撑力，保证喷头的密封性，发生火灾时，玻璃球内的有机溶液温度升高而发生膨胀，使得玻璃球破碎，密封座失去支撑而被水流冲脱，水流通过溅水盘5’增大喷流面积而喷出，从而开始喷水灭火。综上所述，喷头的以上功能的实现与喷头中的密封座密切相关。

密封座的设计需要满足强度足够、不易腐蚀、密封可靠等要求，更重要的是具有防沉积的性能。所谓沉积，是指在喷头启动时，密封座粘连在喷头出水口不能脱落，或密封座脱落后仍挂持在拱架扼臂或溅水盘上，持续时间超过一分钟。沉积现象会严重影响喷头的布水效果，使喷头达不到所需的灭火控火能力，大大降低喷水系统的效率，所以必须将喷头发生沉积的概率降到最低。

现在市场上的喷头密封座通常采用黄铜棒加工而成，密封座结构通常采用中心对称的结构，有些密封座采用外加拨簧辅助密封座启动，配套密封件为O型密封圈或带特氟龙膜层的密封垫片。

对于防沉积性能的要求，国际上不同的标准要求不尽相同，美国的FM标准允许在100只试验喷头中出现1只沉积；美国UL标准允许在80只试验喷头中出现1只沉积；英国BS标准允许在32只试验喷头中出现1只沉积；中国GB标准允许在24只试验喷头中出现1只沉积。但随着产品质量要求的提高，这一要求会逐渐提高。分析市面上现有的密封座，主要缺点如下：

1.现有密封座结构重心低，易于发生沉积。洒水喷头标准中，沉积试验是一项型式检验内容，通过在不同压力下进行喷头的启动试验，来验证喷头的沉积倾向。用铜棒料加工的密封座，普遍特点是体积较小，重量较大，质量比较集中，使得密封座在喷头上所处的重心较低，使得密封座从喷头体上脱落落在拱架扼臂上的稳定性较好，容易在拱架扼臂上保持平衡，因而使得发生沉积的几率较大。

2.现有密封座的结构内凹、体积不足，易于在拱架扼臂用于和玻璃球接触的部位的凸起形成支点，影响脱落，同时，密封座掉落在拱架扼臂上，接触拱架扼臂的两个扼臂的点，形成另两个支点，三个支点形成三角形的形状，使密封座动作时和拱架扼臂的挂持的稳定性增加，导致沉积易发。

3.有的密封座采用增加拨簧等附加结构，提高防沉积的能力。为降低沉积的发生几率，有的喷头产品在密封座处，增加预应力(弹力)弹簧，装配时使弹簧被压缩，储存一定的弹性势能，当喷头动作时，释放这部分弹性势能，以使密封座易于脱落。这种做法，增加了喷头的释放零件，同时喷头体的设计也需进行相应的改变，使喷头结构更为复杂，增加了整体成本，而且，使装配更为困难，使保持质量一致性的难度增加，是并不理想的做法。

因此，本申请针对上述问题提供一种新的密封座及喷头。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种密封座，以解决现有技术中存在的密封座容易在喷头上发生沉积的技术问题。

本发明的目的还在于提供一种喷头，以进一步解决现有技术中存在的密封座容易在喷头上发生沉积的技术问题。

基于上述第一目的，本发明提供一种密封座，包括座体；

所述座体包括用于靠接于喷头体的喷水口的靠接部和与所述靠接部固定连接的容纳部；

所述容纳部包括用于容纳玻璃球沿长度方向的一端的腔体；

所述腔体呈不对称的圆柱体状。

进一步地，本发明所述座体还包括张口部；

所述张口部与所述靠接部连接，且设置于所述靠接部远离所述容纳部的一侧；

所述张口部包括张口通道，所述张口通道沿长度方向的一端连通所述腔体，另一端在所述张口部上形成张口；

所述张口通道的长度方向与所述腔体的深度方向一致。

进一步地，本发明所述张口通道呈锥台体，且所述锥台体的较大端面远离所述腔体。

进一步地，本发明所述张口部远离所述腔体的一侧平滑过渡。

进一步地，本发明所述的密封座，还包括座芯；

所述座芯设置于所述张口通道内，且所述座芯的外周壁靠接于所述靠接部上；

所述座芯的内周壁包括与所述玻璃球的周面相匹配的过渡部和用于顶住所述玻璃球的端面的限位部。

进一步地，本发明所述座体一体成型。

进一步地，本发明所述座体的材料为铜皮。

基于上述第二目的，本发明提供喷头，包括上述的密封座，还包括玻璃球和喷头体；

所述喷头体通过拱架扼臂固定连接有固定部；

所述玻璃球沿长度方向的一端通过所述密封座密封所述喷头体的喷水孔，另一端通过固定装置与所述固定部连接。

进一步地，本发明所述的喷头，还包括弹性垫片；

所述弹性垫片设置于所述喷水孔与所述靠接部之间。

进一步地，本发明所述固定装置包括设置于所述固定部上的螺孔和设置于所述螺孔内的紧定螺钉，所述螺孔的深度方向与所述玻璃球的长度方向一致；

所述紧定螺钉靠近所述喷头体的一侧与所述玻璃球远离所述密封座的一端抵接。

综上所述，腔体呈不对称的圆柱体状造成了容纳部的形状不对称性，使密封座成为不对称结构，增加了其受支撑时的不稳定性，使其自身带有重心的偏移，当密封座从喷头体上脱落后仍挂持在拱架扼臂或溅水盘上时，使得密封座与拱架扼臂或溅水盘的挂持状态不稳定，密封座更易于从拱架扼臂或溅水盘上脱落。解决了密封座容易在喷头上发生沉积的技术问题。

喷头包括上述的密封座，进一步解决了密封座容易在喷头上发生沉积的技术问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为现有技术中的玻璃球喷头的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的密封座的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的密封座的座体的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的喷头的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的密封座的第一结构的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的密封座的第二结构的结构示意图。

图标：1’-喷头体；2’-密封座；3’-玻璃球；4’-拱架扼臂；5’-溅水盘；

1-靠接部；2-容纳部；21-腔体；3-张口部；4-座芯；41-过渡部；42-限位部；5-玻璃球；6-喷头体；7-拱架扼臂；8-弹性垫片；9-紧定螺钉。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

图2为本发明实施例提供的密封座的结构示意图；图3为本发明实施例提供的密封座的座体的结构示意图；图4为本发明实施例提供的喷头的结构示意图；图5为本发明实施例提供的密封座的第一结构的结构示意图；图6为本发明实施例提供的密封座的第二结构的结构示意图。其中，为了更清楚地显示结构，图5和图6中的靠接部、容纳部和张口部未用剖面线显示。

实施例一

参见图2-图6所示，本实施例提供一种密封座，包括座体；

所述座体包括用于靠接于喷头体6的喷水口的靠接的靠接部1和与所述靠接部1固定连接的容纳部2；所述容纳部2包括用于容纳玻璃球5沿长度方向的一端的腔体21；

所述腔体21呈不对称的圆柱体状。

腔体21呈不对称的圆柱体状，例如，通过对容纳部2的一部分周壁进行一定角度的偏移，例如5°-15°的偏移，例如可以为：5°、7°、9°、10°、12°、14°或者15°等。容纳部2的一部分周壁的偏移可以向靠近腔体21的偏移或者向远离腔体21的偏移，优选地，容纳部2的一部分周壁的偏移为向靠近腔体21的偏移，以避免增大密封座的体积，同时，腔体21的体积要保证能够足够容纳玻璃球5。

参见图4所示，使用时，靠接部1靠接在喷头体的喷水口上，且使得容纳部2位于喷头体6的喷水通道内，靠接部1和容纳部2实现了对喷头体6的喷水孔的密封，玻璃球5沿长度方向的一端处于腔体21内，并靠接于容纳部2的内周壁上，为密封座提供维持喷水孔的密封需要的力。

腔体21呈不对称的圆柱体状造成了容纳部2的形状不对称性，使密封座成为不对称结构，增加了其受支撑时的不稳定性，使其自身带有重心的偏移，当密封座从喷头体6上脱落后仍挂持在拱架扼臂7或溅水盘上时，使得密封座与拱架扼臂7或溅水盘的挂持状态不稳定，密封座更易于从拱架扼臂7或溅水盘上脱落。解决了密封座容易在喷头上发生沉积的技术问题。

优选地，参见图3所示，所述座体还包括张口部3；

所述张口部3与所述靠接部1连接，且设置于所述靠接部1远离所述容纳部2的一侧；

所述张口部3包括张口通道，所述张口通道沿长度方向的一端连通所述腔体21，另一端在所述张口部3上形成张口；

所述张口通道的长度方向与所述腔体21的深度方向一致。

使用时，玻璃球5沿长度方向的一端穿过张口通道进入腔体21。

当玻璃球5内溶液受热膨胀，玻璃球5破碎时，会有一部分玻璃球5残块插入密封座内的腔体21，玻璃球5残块仍保持在密封座的腔体中，而不易脱离密封座。当残块随密封座下落时，残块有可能顶住处于喷头体6下方的紧定螺钉9，形成接触支点，造成沉积。

张口通道具有一定的长度，例如3cm-6cm，具体而言，张口通道的长度可以为3cm、3.5cm、4cm、4.5cm、5cm、5.5cm或者6cm等。张口通道的长度能够使得密封座完全容纳玻璃球5的残块，使该玻璃球5残块不会顶住紧定螺钉9，以防发生沉积。

优选地，参见图2和图3所示，所述张口通道呈锥台体，且所述锥台体的较大端面远离所述腔体21。

参见图3所示，锥台体的周壁和竖直面之间的夹角可以为10°-30°，例如可以为10°、15°、20°、25°、30°等。

由于张口具有较大的直径，使得密封座的重心向远离张口部3的方向移动，参见图5和图6所示，当密封座与拱架扼臂7接触产生挂持时，使密封座的重心远离密封座与拱架扼臂7的接触点，也就是说，密封座相对于密封座与拱架扼臂7的接触点的重心上移，增加了密封座与拱架扼臂7挂持的不稳定性，易形成力矩失衡，从而密封座容易从拱架扼臂7上脱落，破坏沉积。

优选地，参见图3所示，所述张口部3远离所述腔体21的一侧平滑过渡。

参见图5和图6所示，图5中，张口部3远离所述腔体21的一侧呈尖角状，图6中，张口部3远离所述腔体21的一侧平滑过渡。

密封座从喷头体6上脱落，喷头所封闭的水压推动密封座下落的力量甚至可达100N。在这么大力量的推动下，密封座落至拱架扼臂7时与拱架扼臂7接触，密封座会与拱架扼臂7发生剧烈的碰撞。这种碰撞会在密封座张口部3远离腔体21的一侧形成撞击凹痕，如果密封座张口部3远离腔体的一侧采用较为锋利的尖角，则因为与拱架扼臂7的接触面积小，拱架扼臂7的材料瞬间受到的压强较大，造成拱架扼臂7此处材料的变形增大，有可能使密封座嵌顿在拱架扼臂7上，妨碍密封座脱落；为此，将密封座张口部3远离腔体的一侧设计成平滑过渡的弧形，增大了密封座与拱架扼臂7碰撞瞬间的接触面积，减小了密封座边缘发生变形的程度，有利于防止沉积。

优选地，参见图2所示，本实施例所述的密封座，还包括座芯4；

所述座芯4设置于所述张口通道内，且所述座芯4的外周壁靠接于所述靠接部1上；

所述座芯4的内周壁包括与所述玻璃球5的周面相匹配的过渡部41和用于顶住所述玻璃球5的端面的限位部42。

作为可实现的一种方式，座芯4的内周壁形成座芯4通道，座芯4通道连通腔体21和张口通道，沿座芯4通道的长度方向，座芯4通道依次包括过渡部41形成的过渡通道和限位部42形成的限位通道，过渡通道和张口通道连通，限位通道和腔体连通。过渡通道呈锥台体，且锥台体的大端面远离腔体，用于与玻璃球5的周面接触；限位通道呈圆柱体，且限位通道的直径小于锥台体的较小端面的直径，过渡部41和限位部42之间直径减小处用于顶住所述玻璃球5的端面，对玻璃球5的长度方向上进行限位，为密封座与喷头体6的连接提供支撑力。

综上所述，本密封座采用参数化的设计思想，将密封座设计成分体结构，包括座体和座芯4两部分，通过调整座芯4的尺寸，能使密封座能够适用于不同直径、不同厂家生产的玻璃球5，从而增大了密封座使用的通用性。同时，通过改变张口部3的较小端面和容纳部2的直径，可以使密封座适应不同口径的喷头。

优选地，所述座体一体成型。

例如座体可以通过冲压而成，通过模具一次加工成形，加工上保证了产品的密封性能；工艺上通过模具保证了成品的一致性，且生产效率较高。

进一步优选地，座芯4一体成型生产。

优选地，所述座体的材料为铜皮。

现有技术的密封座采用黄铜棒料加工而成，加工效率低、加工成本高。由于密封座尺寸精度要求较高，现有技术多数情况采用黄铜棒料车加工而成，使得密封座加工过程中材料的消耗较大，造成了加工成本较高。本实施例的座芯一体成型，因而产品材料节省，对于K80标准口径的喷头，常用密封座重量约为3g；本密封座整体重量约为2.4g，节省材料20％。对于年产数百万只喷头的产量，材料节省效果明显。另外，传统的密封座采用棒料通过加工中心全自动加工，加工一个密封座消耗工时1min；而本密封座采用整体加工，加工一个密封座消耗工时0.5min，生产效率提高50％。

且加工过程中对于铜棒料本身的材料缺陷不易发现，往往在后期装配后，对喷头整体进行水压试验时才能检出，造成重新装配等质量挑战。

本实施例座体的材料为铜皮，保证了密封座材料的强度和耐腐蚀性能；无论是产品成本还是产品质量缺陷，都大大低于用铜棒料加工的密封座。

需要说明的是，采用传统的铜棒料加工的密封座，沉积率约为4％～20％；使用铜皮生产的座体，且座芯一体成型生产的密封座的沉积率低于0.8％,满足国际上最严苛标准的要求。

实施例二

实施例二提供了一种喷头，所述喷头包括实施例一所述的密封座，实施例一所公开的密封座的技术特征也适用于该实施例，实施例一已公开的密封座的技术特征不再重复描述。下面结合附图对所述喷头的实施方式进行进一步的详细说明。

为节约篇幅，该实施例的改进特征同样体现在图2-图6中，因此，结合图2-图6对该实施例的方案进行说明。

参见图2-图6所示，本实施例提供的喷头，包括上述的密封座，还包括玻璃球5和喷头体6；

所述喷头体6通过拱架扼臂7固定连接有固定部(图中未标注)；

所述玻璃球5沿长度方向的一端通过所述密封座密封所述喷头体6的喷水孔，另一端通过固定装置与所述固定部连接。

优选地，本实施例所述的喷头，还包括弹性垫片8；

所述弹性垫片8设置于所述喷水孔与所述靠接部1之间。

可选地，参见图4所示，所述固定装置包括设置于所述固定部上的螺孔和设置于所述螺孔内的紧定螺钉9，所述螺孔的深度方向与所述玻璃球的长度方向一致；

所述紧定螺钉9靠近所述喷头体6的一侧与所述玻璃球5远离所述密封座的一端抵接。

综上所述，喷头整体安装状态如图4所示(以下垂型洒水喷头的下垂安装状态为例)。在喷头的结构中，密封座下接玻璃球5，上承弹性垫片8。通过紧定螺钉9，将紧定螺钉9对玻璃球5的安装扭矩转化为竖直方向上的压力，由玻璃球5传给密封座，密封座向上紧压弹性垫片8，弹性垫片8产生弹性变形，维持密封喷水孔所需的力，实现喷头密封。当喷头动作时，在玻璃球5受热爆破的一瞬间，弹性垫片8及密封座受到指向玻璃球5的弹力作用，将密封座推向喷头体6拱架扼臂7和紧定螺钉9，同时，被喷头密封的压力水也将密封座向同样的方向推动。密封座会与喷头的两拱架扼臂7发生碰撞，然后脱落于喷头体6之外。

现有技术中，当密封座2’与喷头拱架扼臂4’发生碰撞时，并不脱开而是滞留在拱架扼臂4’上，并与水流的作用力形成平衡，即为沉积。因为密封座的存在拱架扼臂’，会对喷头布水的形状产生巨大影响，导致喷头无法按预定布水参数实施布水，直接影响灭火控火效果，后果严重。实施例提供的喷头的密封座解决了密封座容易在喷头上发生沉积的技术问题，因而喷头的喷水灭火效果更有效。

其中，需要说明的是，本实施例所述的喷头还包括弹性垫片8；所述弹性垫片8设置于所述喷水孔与所述靠接部1之间。

传统的密封座采用O型密封圈密封，O型密封圈易于导致粘连沉积。密封座要求在喷头密封可靠，同时又要求喷头易于脱离，这是一对矛盾，在增加密封性的同时，会增加密封座脱离喷头的难度。现有技术中常用的密封座密封结构是O型密封圈密封，通过对密封圈一定的压缩量来保证密封效果，O型圈材质为橡胶，使用时间一长会发生老化，将密封座与喷头体1’的密封面粘连在一起，导致密封座难以脱落，或者密封座动作时O型圈挂持在喷头体1’上。且O型密封圈受压会发生材料随温度变化发生张弛过程，逐渐丧失变形应力，导致密封能力下降，O型密封圈使用寿命一般不超过5年。

本实施例使用弹性垫片8为密封座提供密封作用，优选地，弹性垫片8为聚四氟乙烯垫片，这种材料制品具有抗酸抗碱、耐高温、抗各种有机溶剂的特点，具有优良的化学稳定性、耐腐蚀性，密封性、高润滑不粘性、电绝缘性和良好的抗老化性，使用年限可超过20年，耐老化性能大幅提高。

本实施例所述的喷头具有实施例一所述密封座的优点，该优点已在实施例一中详细说明，在此不再重复。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。