用于具有热激活的喷洒器和喷嘴的封闭件的制作方法

用于具有热激活的喷洒器和喷嘴的封闭件
本技术为下述申请的分案申请：原申请的国际申请号：
pct/ep2019/071300
原申请的国际申请日：
2019
年
08
月
08
日原申请的国家申请号：
201980051705.7
原申请的发明名称：用于具有热激活的喷洒器和喷嘴的封闭件
1.根据权利要求1的前序部分，本发明涉及一种用于消防领域的具有热激活的喷洒器和喷嘴的封闭件
。
2.大多数防火系统，例如建筑物中的喷洒器系统，在发生火灾时由热敏元件自动启动
。
因为它们直接对火产生的热量作出反应并且不受任何外部警报信号或人类动作的影响，这确保了高可靠性
。
常见的热敏元件例如可熔元件
(
例如参见
ep 1515780)
或易碎玻璃泡
(
例如参见
us 9,573,007)。
这些装置的主要缺点是，它们仅在室内空气被火加热后才被激活，并且热敏元件随后被加热的室内空气加热
。
同时，经过了决定性的几分钟，火灾可以在这段时间内发展和蔓延
。
此外，危险的烟雾可能已经在火灾真正开始之前开始成形，应该尽可能快地使用例如水雾将其扑灭
。
有一些方法实际上能够立即进行火灾探测，例如通过烟雾传感器
。ep 2038018
提供了用于具有热激活的喷洒器和喷嘴的封闭件，由此烟雾传感器或恒温器能够快速进行火灾检测
。
喷嘴用可熔元件牢固地连接到喷嘴主体的盖板封闭
。
在发生火灾的情况下，室温和可熔元件的温度升高，直到可熔元件熔化，盖板脱落并且打开喷嘴
。
与此并行，可熔元件设置在由烟雾传感器或恒温器控制的加热元件上
。
如果传感器报告火灾，则可熔元件可以与加热元件主动地熔合，因此可以在由于加热室内空气而使可熔元件被动熔合之前打开喷嘴
。
因此，这种系统结合了两种并行的激活方法：在传感器检测到火灾后，通过控制加热进行早期主动激活，如果这种激活失败，则通过火灾产生的热量进行被动激活
。
根据
ep 2038018
的装置的另一个优点是封闭件的紧凑设计，该封闭件几乎不从喷嘴主体突出，因此非常容易集成在天花板或墙壁中
。
相比之下，具有易碎玻璃泡的常规喷洒器
(
例如参见
us 9,573,007)
始终具有几厘米的长度
。
3.然而在实践中已经表明可熔元件的熔化温度可以在多年内变化
。
造成这一点的原因是由于可熔元件处于恒定张力下而引起的蠕变，使得可熔元件的材料结构逐渐变形和变化
。
例如，
ep 2038018
中的可熔连接既承载结构部件在张力下的力又承载灭火剂在压力下的压缩力
。
在蠕变过程中，监测室中的温度及其波动也起到重要作用：例如，在超过
30℃
的室温下，可熔元件的变形会显著加速
。
多年来，这可引起可熔元件永久变形并改变可熔元件的熔化温度
。
几年后，熔点可能会高于最初预期的熔点，使得可熔元件响应滞后，但是熔点也可能更低，使得可熔元件响应更早
。
两者均会导致损坏，这些损坏本来是希望通过使用此类装置来避免的
。
相比之下，易碎玻璃泡是可靠且稳定的热敏元件，此外，它们在市场上有不同的触发温度的标准版本
。
4.本发明的目的是根据
ep 2038018
来改进具有热激活的喷洒器和喷嘴的封闭件，其方式是保持紧凑结构和两种并行激活方法
(
通过控制激活和通过火灾产生的热来被动激活
)
，但是改进激活机制以保证热敏元件的激活温度的可靠性
、
稳定性和不变性
。
5.该目的通过用于具有权利要求1特征的热激活的喷洒器和喷嘴的封闭件来实现
。
进一步的特征和实施例在从属权利要求中是显而易见的，并且在以下描述中解释了它们的优点
。
附图说明
6.图
1a
用于喷洒器和喷嘴的封闭件的的扩口出口
7.图
1b
用于喷洒器和喷嘴的封闭件的导流板
8.图
1c
用于喷洒器和喷嘴的封闭件的预张紧螺钉
9.图
2a-d
可释放装置的细节
10.图
3a-c
连接细节
11.图4用于喷洒器和喷嘴的封闭件的通过易碎玻璃泡的热激活
12.图5通过易碎玻璃泡热激活的喷嘴的俯视图
13.图
6a-b
卡口凹槽
14.图7用于喷洒器和喷嘴的封闭件的壳体部分
15.附图示出了在以下描述中解释的可能实施例
。
16.所提出的用于具有热激活的喷洒器和喷嘴的封闭件适和与水雾喷嘴和
/
或喷洒器一起使用
。
该喷嘴包括喷嘴主体1，该喷嘴主体1可连接到消防系统的灭火剂供应源2并设置在建筑物的天花板3或墙壁3上
(
图
1a-c)。
喷嘴主体1具有出口通道
11
，灭火剂在使用过程中带有压力和速度通过出口通道
11
流出
。
出口通道
11
的直径和轮廓适于防火系统中存在的压力
、
灭火所需的速度和灭火剂的所需分布
。
有利地，出口通道
11
具有加宽的出口开口
(
图
1a)
或设置有固定的或可延伸的导流板
(
图
1b)。
在等待位置，出口通道
11
被密封件4紧密关闭，该密封件4通过盖5被压靠在出口通道
11
的出口开口上，并保持在该关闭位置
。
密封件4可以通过预张紧螺钉8或另一合适的机制来预张紧
。
在图
1c
的实施例中，密封件4通过预张紧螺钉8连接到盖5，使得通过转动预张紧螺钉8，盖5和密封件4展开，并且密封件4被压靠在出口通道
11
的出口开口上并预张紧
。
盖5可拆卸地连接到喷嘴主体1上，并且在发生火灾的情况下从其上拆卸下来，之后由于防火系统中灭火剂的压力，密封件4被冲走，并由此喷嘴开始起作用
。
17.本发明的核心是盖5的紧固和释放机制的方法，盖5紧固到喷嘴主体1，使得热敏元件不必在等待位置承载灭火系统的压缩密封件4和加压灭火剂的全部压力，而只是其中一部分
。
在这种情况下，热敏元件可以通过致动元件
(
例如弹簧或磁体
)
被置于较小的压力或张力下，以便释放封闭件
。
对于具有可熔元件的封闭件，这减少了由于蠕变引起的可熔元件的材料结构的逐渐变形和变化
。
通常，它允许在将热敏元件定位在封闭件中时有更大的自由度，从而为喷嘴提供了更加紧凑的设计
。
例如，在使用易碎玻璃泡的封闭件中，玻璃泡可以与出口通道
11
的轴线成直角定向，以提供特别紧凑的喷嘴
。
18.根据本发明，设想将盖5在至少两个点处附接到喷嘴主体1上，例如在圆形盖5的情况下沿直径方向相对
(
图
1a-c)。
在盖5和喷嘴主体1之间的至少一个紧固件是可释放装置6，并且至少一个其它紧固件是连接件
7。
热敏元件集成在至少一个可释放装置6中，使得当热敏元件被激活时，可释放装置6被释放，而至少一个连接件7仅是盖5到喷嘴主体1的附加紧固
。
因此，施加在盖5上的力分布在至少一个可释放装置6和至少一个连接件7之间，使得每
个可释放装置6只需要承载这些力的一部分
。
在发生火灾的情况下，释放可以被动地即直接由于火的热量触发，或者通过选择性地加热热敏元件而主动触发，盖5的喷出根据以下步骤进行：
1.
当热敏元件被启动时，至少一个可释放装置6被释放，盖5仅通过至少一个连接件7保持与喷嘴主体1的连接；
2.
由于灭火系统中的加压灭火剂，密封件4从出口通道
11
的出口开口喷出，盖5从喷嘴主体1喷出，使喷嘴起作用；
3.
当盖5的一侧仍然被连接件7保持时，盖5围绕连接件7移动；
4.
这种运动使得盖5在经过一定角度时脱离连接件7，该角度也可以非常小，从而使得盖5从喷嘴主体1完全分离；
5.
密封件4与盖5一起被喷射的灭火剂推开，使得喷嘴的操作不受阻碍，并且在喷射图案中不产生
"
阴影
"。
19.重要的是，可释放装置6和连接件7以这样的方式设置，即，可释放装置6的分离允许盖5如前文所述远离喷嘴主体移动，直到完全分离
。
20.下文将参照图
2a-d
和
3a-c
更详细地说明可释放装置6和连接件7的可能实施例
。
21.图
2a-b
示出了包括可熔元件
61
或爆炸物
63
的可释放装置6的可能实施例
。
可熔元件
61
或爆炸物
63
在盖5和喷嘴主体1之间建立连接
。
可熔元件
61
可以是金属
、
合金
、
塑料或粘合剂
。
所选材料必须确保喷嘴主体1和盖5之间的牢固连接，抵御在张力作用下密封件4的一部分力和在压力作用下灭火剂的一部分力
。
此外，材料必须在相对较窄的温度范围内熔化，该温度范围可在多年内可靠地限定，使得当达到该温度范围的下限时，可熔元件在尽可能短的时间内完全熔化
。
在发生火灾的情况下，可熔元件
61
被火灾产生的热量被动加热，直到其熔化并且盖5脱离
。
为了主动触发封闭件，本发明通过受控电阻或感应加热元件来主动加热可熔元件
61。
如果电阻元件
61
由导电材料制成，则它可以是可熔元件
61
本身
。
在另一个实施例中，受控电阻或感应加热元件邻近可熔元件
61
设置，并且所产生的热量通过传导或辐射传递到可熔元件
61。
22.图
2c
示出了包括紧固元件
62
和爆炸物
63
的可释放装置6的另一个实施例
。
紧固元件
62
，例如特殊螺钉或粘合剂，在盖5和喷嘴主体1之间建立连接
。
当爆炸物
63
被引爆时，盖5从喷嘴主体1分离
。
这可以例如通过断开可以具有预定断裂点的紧固元件
62
，或者通过局部破坏盖5的边缘来实现
。
在发生火灾的情况下，爆炸物
63
被火灾产生的热量被动加热，直到它自然地引爆
。
为了主动触发封闭件，爆炸物
63
可以通过受控电阻或感应加热元件被主动加热
。
另外，电气元件可以像在安全气囊点火器中那样用电脉冲触发，或者用火花触发爆炸物
63。
23.图
2d
示出了可释放装置6的另一个实施例，该可释放装置包括闩锁
65
和可熔元件
61
或爆炸物
63。
闩锁
65
可在盖5中在两个位置之间滑动：关闭位置，其中闩锁
65
的前端邻接喷嘴主体1的第一邻接部或接合在喷嘴主体1的第一凹部
12
中；以及打开位置，其中，闩锁
65
的前端不接合在第一凹部
12
中
。
盖5具有内腔
51
，闩锁
65
的后部接合到该内腔
51
中
。
致动元件
66
作用在闩锁
65
和盖5上，使得闩锁
65
总是在打开位置的方向上被按压
。
根据封闭件的实施例，弹簧或磁体可以用作致动元件
66。
例如在图
2d
的实施例中，弹簧
66
设置在闩锁的凸起和内腔
51
的壁之间
。
在等待位置，闩锁
65
通过可熔元件
61
或爆炸物
63
抵御致动元件
66
的力
保持在关闭位置
。
24.图
3a
示出了连接件7的可能实施例，其中盖5的边缘简单地接合在喷嘴主体1的第二凹部
13
中
。
这种简单的附接方法牢固地保持盖5，但是一旦可释放装置6被拆卸就不会阻止盖5喷出
。
为了使盖5更容易以任何角度附接到喷嘴主体1上，第二凹槽
13
可以简单地是周向凹槽
13。
25.图
3b-c
示出了连接件7的另一个可能实施例，其中喷嘴主体1具有接合在盖5中的凹槽中的钩
。
26.在封闭件的另一实施例中，可释放装置6包括闩锁
65
和热敏元件，该热敏元件设置在闩锁后面的盖5中，并将闩锁
65
保持在关闭位置
。
可熔元件
61
或爆炸物
63
可用作热敏元件
。
如果使用易碎玻璃泡
64
作为热敏元件，则其可以沿水平方向设置，即与出口通道
11
的轴线成直角，以便节省空间并提供尽可能紧凑的设置
。
玻璃泡
64
可以集成在喷嘴主体1中，或者如图4所示集成在盖5中
。
这是特别有利的，因为玻璃泡
64
在被激活时破裂，并且无论如何盖5都被喷出
。
在更复杂的装置中，例如具有偏转板的喷洒器，该装置的某些部分也可以是可延伸的
。
如果它们尽可能紧凑和节省空间，则对于所有装置都是有利的
。
27.在根据图4的实施例中，连接件7仅由第二凹槽
13
组成，其中盖5的边缘接合在第二凹槽
13
中
。
可释放装置6包括玻璃泡
64
和接合在第一凹槽
12
中的闩锁
65。
为了使盖5更容易以任何角度附接到喷嘴主体1上，第一凹槽
12
和第二凹槽
13
可以简单地形成两个分开的周向凹槽
12、13
，或者甚至形成公共的周向凹槽
12/13。
为了易于安装盖5并同时将密封件4压靠在出口通道
11
上，第一和第二凹槽
12、13
也可以形成卡口形凹槽
(
图
6a-b)。
闩锁
65
可在盖5中在两个位置之间滑动：关闭位置，其中闩锁
65
的前端接合在第一凹部
12
中；以及打开位置，其中闩锁
65
的前端不接合在第一凹部
12
中
。
盖5具有内腔
51
，闩锁
65
的后部接合到该内腔
51
中
。
致动元件
66
作用在闩锁
65
和盖5上，使得闩锁
65
总是在打开位置的方向上被按压
。
取决于封闭件的实施例的变型，可以使用弹簧
、
磁体或简单地使用重物作为致动元件
66。
在图4的实施例变型中，例如，弹簧
66
设置在闩锁的凸起和内腔
51
的壁之间
。
在等待位置，闩锁
65
通过热敏且易碎玻璃泡
64
抵御致动元件
66
的力保持在关闭位置
。
在图4的实施例中，玻璃泡
64
设置在内腔
51
的壁和闩锁
65
的后端之间，从而防止闩锁
65
从关闭位置移动到打开位置
。
28.另一个可能实施例使盖5被预先组装并集成在壳体部分9中，由此该壳体部分9被设计成使其能够容易地附接到喷嘴主体
1。
例如，可以为壳体部分9提供外螺纹，该外螺纹可以拧入喷嘴主体1的相应的反向螺纹中
(
图
7)。
29.优选地，市场上可买到的用于防火喷洒器的普通的热敏且易碎玻璃泡可以被选择作为玻璃泡
64。
玻璃泡
64
确保封闭件的被动激活：在火灾的情况下，室内空气和玻璃泡
64
被加热直到当超过限定温度时玻璃泡
64
爆裂
。
对于主动触发封闭件，玻璃泡
64
通过受控电阻或感应加热元件主动加热
。
电阻或感应元件可以是缠绕在玻璃泡
64
周围的线圈，或者连接到其表面的直线路径
。
在优选实施例中，玻璃泡完全或部分地涂覆有电阻加热材料
。
这确保了加热材料和玻璃泡
64
之间的较大接触面积，从而促进了从加热元件到玻璃泡的热传导
。
一旦玻璃泡
64
不再将闩锁
65
保持在关闭位置，致动元件
66
就将其拉到打开位置
。
从此时起，在出口通道
11
中的灭火剂的压力作用下，盖5从喷嘴主体1倾斜离开
。
30.加热
/
触发可熔元件
61、
爆炸物
63
和
/
或玻璃泡
64
所需的能量源自外部能量源，例
如通过电线，或源自专用能量源，例如来自集成电池
。
热敏元件的加热由连接到一个或多个火灾传感器
14(
例如烟雾传感器或恒温器
)
的智能控制器控制
。
智能控制器例如微处理器或计算机
。
另外或替代地，智能控制器还可以接收外部火灾警报或指令，例如从中央控制站接收外部火灾警报或指令
。
智能控制提供了这样的可能性，即传感器首先触发警报，并且只有在限定的时间之后，喷嘴才实际与灭火剂反应
。
例如，如果有毒的烟雾危及人员，却没有立即使喷嘴和整个灭火系统投入运行并因此造成伤害，则传感器会触发警报
。
31.如果一些部件
(
能量源
、
智能控制器
、
火灾传感器
14
或热敏元件
)
位于盖5中，而其它部件位于喷嘴主体1中，则喷嘴必须提供用于在喷嘴主体1和盖5之间建立电接触的方法
。
在本发明的一个可能实施例中，该电接触既由可释放装置6建立，又由连接件7建立
。
为此目的，在盖5中具有玻璃泡
64
的实施例中，第二凹槽
13、
盖5的边缘接合在其中的部分
、
第一凹槽
12
和闩锁
65
可以包括导电材料，由导电材料组成或用导电材料涂覆
。