干式喷洒器组件
阅读说明：本技术 干式喷洒器组件 (Dry sprinkler assembly ) 是由 S·佩切塞克 于 2019-08-22 设计创作，主要内容包括：一种用于灭火的干式喷洒器组件使用管道元件内的管来将弹簧加载的阀在管道元件的连接到配管网络的端部处维持于关闭位置中。由被装配于管道元件的相反的端部上的喷洒器的温敏触发器作用的插头抵抗阀的弹簧的偏置力而保持管。(A dry sprinkler assembly for fire suppression uses a tube within a piping element to maintain a spring-loaded valve in a closed position at an end of the piping element connected to a distribution network. The plug, which is acted upon by a temperature sensitive trigger of a sprinkler fitted on the opposite end of the pipe element, retains the pipe against the biasing force of the spring of the valve.)
对相关申请的交叉引用
本申请基于并且要求保护对提交于2018年8月23日并且特此通过引用而合并于本文中的美国临时申请第62/721,753号的优先权的利益。
技术领域
本发明涉及用于在低于冰点的环境条件下使用的干式喷洒器。
背景技术
用于灭火的喷洒器系统用于保护使彼此存在大的温差的相邻的区域分离或将其包封的结构。这样的结构的示例包括冷冻库、公寓的阳台以及仓库的装载区。这些结构中的每个具有使在其中温度被维持高于水的冷冻点的区域与在其中温度被维持低于冰点或可能降至低于冰点的区域分离的一个或多个墙壁和/或天花板。
尤其在水为优选的灭火液体时向这样的结构提供火灾防护是一个挑战，因为，必须采取措施以确保水不会在配管网络内冷冻。为了应对该挑战，已知的是，将配管网络定位于在其中在管道内的水将不会冷冻的温度受控的“温暖”环境中，并且提供从配管网络延伸穿过结构的天花板或墙壁中的开口并且延伸到“寒冷”或不受控的环境中的“干燥”型喷洒器组件。这样的干式喷洒器组件具有在喷洒器与配管网络之间延伸的拉长的管道元件，其中，阀位于内部，以将喷洒器组件维持处于“干燥”状态，即，在管道元件中不存在水，直到喷洒器被来自火的热起动为止。在受到来自火的热时破裂的热敏触发器(例如，填充有液体的易碎球形物)打开喷洒器以容许排放水，并且还用来打开阀并允许水从配管网络流过导管且通过喷洒器流出。
将为有利的是，提供如下的干式喷洒器组件：在使用例如包括连接到温暖环境中的配管网络并且具有位于寒冷环境中的喷洒器出口的干式喷洒器组件的用于管道元件的1英寸NPS管道时，能够实现具有11.2或更大的标称k因子的流动速率。(k因子被定义为，其中，q是以每分钟加仑数为单位的从干式喷洒器组件排放的速率，并且，p是以psi(压力计(gauge))为单位的在管道元件内的压力)。将为特别地有利的是，提供使用包括干式喷洒器的用于管道元件的1英寸NPS管道的具有等于或大于k17的标称k因子的干式喷洒器组件。所有的已知的可在市场上买到的k17的干式喷洒器(诸如，Tyco Fire Products所销售的模型ESFR-17干燥型悬垂(Pendent)喷洒器和Viking Group有限公司所销售的K17干式ESFR悬垂存储喷洒器)都包括具有大于1英寸NPS管道的尺寸的管道元件。由更大的管道尺寸制成的干式喷洒器增加重量，付出更大的成本，并且对于安装而更具挑战性。显然需要提供包括尺寸为1英寸的NPS的管道元件的k因子为11.2以及更大(特别地，k因子为17)的干式喷洒器。
发明内容
本发明涉及一种供与灭火系统的配管网络一起使用的干式喷洒器组件。在一个示例性实施例中，干式喷洒器组件包括具有可与配管网络处于流体连通而附接的第一端的1英寸NPS管道元件。在实用设计中，有利的是，1英寸NPS管道元件具有小于0.095英寸的壁厚。阀在管道元件内定位成接近第一端。阀具有第一关闭部件，第一关闭部件可在阻止通过管道元件的流体流动的关闭位置与容许通过管道元件的流体流动的打开位置之间移动。灭火喷洒器装配于管道元件的第二端上。喷洒器限定与管道元件处于流体连通的孔(bore)。在示例性实施例中，喷洒器包括与孔接合的第二关闭部件。温敏触发器与第二关闭部件接合，并且维持与孔接合的第二关闭部件，直到环境温度超过预确定的阈值为止。在环境温度达到或超过预确定的阈值时，触发器将第二关闭部件从与孔的接合释放，由此容许通过管道元件的流体流动，其中，在第一关闭部件位于打开位置中并且第二关闭部件从与孔的接合释放时，喷洒器组件实现等于或大于17的k因子的排放速率。
通过示例的方式，组件可以进一步包括同轴地定位于管道元件内的管。管具有比管道元件的内周长更小的外周长，并且可沿着管道元件沿长度方向移动。在第二关闭部件与孔接合时，第一关闭部件装配于管的第一端上，管的第二端与第二关闭部件接合。
通过示例的方式，管具有带有比管道元件的内径更小的外径的圆形横截面。在另外的示例性实施例中，管包括侧壁，侧壁限定穿过其的多个开口。在示例性实施例中，开口包括沿着管沿长度方向取向的多个狭槽。在示例性实施例中，侧壁的接近管的第二端的部分不具有穿过其的开口。通过示例的方式，开口可以包括侧壁的表面面积的至少30%。
在示例性的组件实施例中，阀包括接近管道元件的第一端而装配的座部。第一关闭部件可与座部接合。通过示例的方式，第一关闭部件包括可枢转地装配于管的第一端上的平台。封闭主体装配于平台上。封闭主体可在面向座部并且可与座部接合的第一位置与相对于座部成角度地取向的第二位置之间枢转。在具体的示例性实施例中，封闭主体包括Bellville(贝氏)垫圈。
在示例性实施例中，枢轴支承件装配于管的第一端上。平台可枢转地装配于枢轴支承件上。止动表面定位于枢轴支承件上。突出部从平台延伸，并且可与止动表面接合，以限制平台的枢转运动。进一步通过示例的方式，偏置部件在管与平台之间起作用，以便将封闭主体偏置到第二位置中。
在示例性实施例中，喷洒器包括限定孔的主体。成对的臂远离管道元件的第二端从主体延伸。偏转器板装配于臂上。触发器定位于偏转器板与第二关闭部件之间。触发器可以包括以热敏液体填充的易碎瓶。
在示例性实施例中，喷洒器包括至少一个止动表面，止动表面可与管接合，以限制其相对于管道元件的滑行运动。在具体示例中，止动表面包括从臂之一延伸的至少一个突出部。示例性的喷洒器可以进一步包括从主体延伸的接头(nipple)。接头可以在其上具有阳螺钉螺纹。在另一示例性实施例中，喷洒器包括位于主体上的肩部。肩部突出到孔中，并且限定止动表面。在该示例性实施例中，管包括从其向外突出的至少一个掣子(detent，有时称为卡位部)。至少一个掣子以与管的第二端隔开的关系定位，并且可在管在管道元件内运动时与止动表面接合。在具体的示例性实施例中，肩部包括环绕孔的环形件。进一步通过示例的方式，主体可以包括环绕孔的阴螺纹。成对的臂远离管道元件的第二端从主体延伸。在特定的示例性实施例中，管道元件的第二端具有位于其上的阳螺钉螺纹，阳螺钉螺纹接合环绕所述孔的阴螺纹。偏转器板装配于臂上。触发器定位于偏转器板与第二关闭部件之间。
在另外的示例性实施例中，根据本发明，第二关闭部件包括插头。在具体示例中，插头包括可与孔接合的多个插头主体。插头主体限定容许冷凝物从管道元件排出的间隙。该示例性实施例可以进一步包括可与触发器和多个插头主体接合的触发器轴承。
本发明还包含一种供与灭火系统的配管网络一起使用的干式喷洒器组件，干式喷洒器组件具有等于或大于11.2的k因子的排放速率。在示例性实施例中，根据本发明的干式喷洒器组件包括具有可与配管网络处于流体连通而附接的第一端的1英寸NPS管道元件。在实用设计中，有利的是，1英寸NPS管道元件具有小于0.095英寸的壁厚。阀在管道元件内定位成接近第一端。阀具有第一关闭部件，第一关闭部件可在阻止通过管道元件的流体流动的关闭位置与容许通过管道元件的流体流动的打开位置之间移动。阀包括接近管道元件的第一端而装配的座部。第一关闭部件可与座部接合。管同轴地定位于管道元件内。管具有比管道元件的内周长更小的外周长，并且可沿着管道元件沿长度方向移动。第一关闭部件装配于管的第一端上。通过示例的方式，第一关闭部件包括装配于管的第一端上的枢轴支承件。平台可枢转地装配于枢轴支承件上。封闭主体装配于平台上。封闭主体可在面向座部并且可与座部接合的第一位置与相对于座部成角度地取向的第二位置之间枢转。止动表面定位于枢轴支承件上。突出部从平台延伸，并且可与止动表面接合，以限制平台的枢转运动。灭火喷洒器装配于管道元件的第二端上。喷洒器限定与管道元件处于流体连通的孔。通过示例的方式，喷洒器进一步包括与孔接合的第二关闭部件。在第二关闭部件与孔接合时，管的第二端与第二关闭部件接合。温敏触发器与第二关闭部件接合，并且维持第二关闭部件处于接合，直到环境温度超过预确定的阈值为止。在环境温度达到或超过预确定的阈值时，触发器将第二关闭部件从与孔的接合释放。在第一关闭部件位于打开位置中并且第二关闭部件从接合释放时，喷洒器组件实现等于或大于11.2的k因子的排放速率。
附图说明
图1是处于“受载”状态的根据本发明的干式喷洒器组件的示例性实施例的等距视图；
图1A是根据本发明的干式喷洒器组件的示例性构件的等距分解图；
图2是图1中所示出的干式喷洒器组件的纵向截面图；
图2A是根据本发明的干式喷洒器组件的示例性构件的等距分解图；
图3和图4是图1中所示出的干式喷洒器组件的部分的局部等距截面图；
图5是图1中所示出的干式喷洒器组件的构件的截面图；
图6是处于“受载”状态的在图1中示出的干式喷洒器组件的纵向截面图；
图6A是处于放大尺度的在图6中示出的干式喷洒器组件的部分的纵向截面图；
图6B是在图6A的线6B-6B处截取的横截面图；
图6C是处于“受载”状态的干式喷洒器组件的另一示例性实施例的纵向截面图；
图7是处于“被触发”状态的在图1中示出的干式喷洒器组件的纵向截面图；以及
图8是根据本发明的干式喷洒器组件的示例性实施例的部分的纵向截面图。
具体实施方式
图1示出根据本发明的干式喷洒器组件10的示例性实施例。喷洒器组件10包括供与灭火系统(未示出)的配管网络一起使用的1英寸国家管道标准(NPS)管道元件12。管道元件12符合国家管道标准而具有1.315英寸的基本外径和符合对于实用设计而可行的对于规范(schedule，有时称为基准)5、10s/20、30和40s/40的壁厚和公差的在从0.0568英寸至0.133英寸的范围内变动的壁厚。为了实现期望的通过管道元件12的流动速率，有利的是，壁厚小于0.095英寸。在根据本发明的组件中，管道元件12也可以具有从大约12英寸至大约36英寸的长度。配合件14装配于管道元件12的第一端16上，配合件具有用于附接与配管网络处于流体连通的组件的带螺纹的接头18。灭火喷洒器20装配于管道元件12的第二端22上。喷洒器20包括主体24，主体24限定与管道元件12处于流体连通的孔26(还参见图2A)。如图2中所示出的，经由带阳螺纹的接头23来实现将喷洒器20装配到管道元件12，接头23从主体24延伸并且接合位于管道元件12的内表面上的相容的阴螺纹25。在图2A中所示出的备选实施例中，喷洒器主体24包括位于孔26内的阴螺纹27，阴螺纹27接纳管道元件12，管道元件12在其第二端22处具有阳螺纹29。使用具有阳螺纹29的管道元件12来接合喷洒器主体24的阴螺纹27是有利的，因为，这容许管道元件的壁比管道元件具有阴螺纹的情况更薄，由此通过使内径最大化而允许可能更大的通过管道元件的流动速率。在两个实施例(图2和图2A)中，成对的臂28从主体24延伸，臂支承装配于其上的偏转器板30。
如图2中所示出的，管32基本上同轴地定位于管道元件12内。管32具有比管道元件12的内周长36更小的外周长34，并且可沿着管道元件沿长度方向移动。在该示例性实施例中，管32具有圆形横截面38，圆形横截面38具有比管道元件12的内径42更小的外径40。管32包括限定多个开口46(在该示例中，沿着管沿长度方向取向的狭槽48)的侧壁44。开口46可以包括侧壁44的表面面积的至少30%，以通过如实用的那样用作管道元件的全内径的大部分而容许通过管道元件12的最大流量。
阀50在管道元件12内定位成接近第一端16。在图3中所示出的示例性实施例中，阀50包括座部52，座部52与配合件14一体地形成，并且装配于管道元件的第一端16上。阀50进一步包括可与座部52接合的第一关闭部件54。在所示出的示例性的阀中，第一关闭部件54包括装配于管32的第一端58上的枢轴支承件56。平台60可枢转地装配于枢轴支承件56上。封闭主体62装配于平台60上。在该示例性实施例中，封闭主体62包括Bellville垫圈64(还参见图5)，Bellville垫圈64以共形材料层65(例如，聚四氟乙烯)缠绕，以确保在垫圈64接合座部52时的液密密封。如下文中所描述的，在组件10被触发时，Bellville垫圈64充当弹簧。封闭主体62(垫圈64)可经由平台60来在面向阀座部52的第一位置(图3)与相对于座部成角度地取向的第二位置(图4)之间枢转。主体62的取向角66被选择成向通过管道元件12的流体流提供最小压头损失(最低阻力)。在该示例中，垫圈64的取向角66是90˚，该角由偏置部件68(参见图3)和止动表面70的组合建立，在该实施例中，止动表面70定位于枢轴支承件56上。偏置部件68(在该示例中，扭簧72)在枢轴支承件56与平台60之间起作用，以将平台偏置到第二、成角度地取向的位置中。从平台60延伸的突出部74接合止动表面70，以将平台的旋转限制为期望的取向角66。备选地(未示出)，突出部能够位于枢轴支承件56或管32的第一端58上，以与位于平台60上的止动表面接合。偏置部件68设计成具有如下的刚度：尽管存在通过管道元件12的湍急流体流，还是足以基本上维持平台的取向。
如图1、图1A以及图2中所示出的，第二关闭部件76与由喷洒器主体24限定的孔26接合。在该示例性实施例中，第二关闭部件76包括分体式插头78。分体式插头78包括三个构件，触发器轴承75和环绕触发器轴承以隔开的关系定位的插头主体77。触发器轴承75在安装于孔26内时横跨由插头主体77限定的间隙79，间隙允许冷凝物从管道元件12排出。分体式插头78由温敏触发器80维持与孔26接合，温敏触发器80在触发器轴承75与由臂28支承的头部(nose，有时称为突出的部分)31之间起作用。在所示出的示例中，触发器80包括容纳热敏液体的易碎瓶82。另一众所周知的触发器包括由共晶焊料保持在一起的机械连杆。
如图2中所示出的，第二关闭部件76通过接合并且支承管32的第二端84而维持第一关闭部件54与座部52接合，由此阻止通过管道元件12的流动或阻止进入管道元件12中的泄漏。管32具有导致下者的长度：在管32由第二关闭部件76接合并且支承时，第一关闭部件54密封地接合座部52，以阻止通过管道元件12的流动。在第一关闭部件54包括如图2和图3中所示出的Belleville垫圈64时，垫圈抵靠座部52被压缩，并且充当如下的预载弹簧：如下文中所描述的，用以在第二关闭部件76从与喷洒器孔26的接合释放时，使管32沿长度方向通过管道元件12并且朝向其第二端22移动。偏置部件68的刚度也可以用来使管32朝向第二端22移动。
在操作中，组件10使用接头18来附接到灭火系统(未示出)的分支管路，接头18可以如所示出地带螺纹或设有供与机械联接件一起使用的槽。组件10最初处于图3和图6中所示出的“受载”构造，其中，Bellville垫圈64位于其面向座部52并且抵靠座部52被预载的关闭位置中。如图6和图6A中所示出的，垫圈64由第二关闭部件76(插头78)通过与管32的接合而保持于封闭的预载位置中，插头接合喷洒器20的孔26。转而，插头78由温敏触发器80维持与孔26接合，易碎瓶82在头部31与插头78的触发器轴承75之间起作用。
图4和图7示出处于容许通过管道元件12的流体流动的“被触发”构造的组件10。这在如下的时候发生：环绕触发器80的环境温度达到或超过预确定的阈值(例如，155˚F)，从而引起热触发器(在此情况下，易碎瓶82)粉碎并且由此去除对插头78的支承。在不存在管32上的轴向约束力的情况下，Bellville垫圈64抵靠座部52推动，从而使管32远离座部轴向地移动。该移动受助于作用于第一关闭部件54上的分支管路内的流体压力的作用和偏置部件68。管32的运动使垫圈64从座部52脱离，这容许平台60承载垫圈，以在枢轴支承件56(被扭簧72偏置，参见图3)上枢转到图4中所示出的成角度地取向的位置中。在从平台60延伸的突出部74接合位于枢轴支承件56上的止动表面70时设定取向角66。管32远离座部52的运动使第二关闭部件76弹出，插头78的多件式构成帮助使插头从孔26弹出。对于具有位于孔26内的阴螺纹27的图2A中所示出的喷洒器实施例，管32在管道元件12内的运动受限于多个掣子33(参见图6A和图6B)，掣子33从管32向外突出并且接合肩部35，肩部35突出到由喷洒器主体24限定的孔26中。在该示例中，肩部35包括环形件并且环绕孔26。掣子33便利地由管32的定位于距管的第二端84的距离37(参见图6)处的向外的冲孔形成，以容许管移动并且允许如图7中所示出的平台60的旋转。在实用设计中，存在围绕管32以90˚间隔成角度地隔开的四个掣子33。
图6C示出包括流调节轴环(collar)89的另一示例性实施例，流调节轴环89接近管32的第二端84而附接到管32。如示例性实施例中那样，所示出的轴环89可以置于侧壁44中的开口46的至少部分上面。轴环89执行两种功能。在该构造中，轴环89提供流调节表面，流调节表面被预期为减少在轴环89离开管之前的通过管32的湍流，并且，轴环89提供止动件，在喷洒器组件被触发时，止动件接合肩部35，以限制管32的行进范围。
在图8中所示出的另一示例性实施例中，管32相对于管道元件12的纵向(滑行)运动受限于管的第二端84与以与管道元件12的第二端22隔开的关系定位的一个或多个止动表面86的接合。在该示例中，两个止动表面86定位于喷洒器20的臂28上。对于两个喷洒器实施例，侧壁44的定位成接近管32的第二端84的部分不具有穿过其的开口，并且在水或其它灭火液体被排放时，充当流调节导管88。
如图7中所示出的，在不但第一关闭部件54位于其打开位置中，而且第二关闭部件76不再与孔26接合的情况下，灭火流体(例如，水)可以从配管网络流过管道元件12和管32，在管道元件12和管32上，灭火流体离开流调节导管88，并且撞击于偏转器30上，并且分布于火灾事件区上面。
根据本发明的干式喷洒器组件被预期为改进在使用使温暖环境中的配管网络连接到位于寒冷环境中的喷洒器的用于管道元件的1英寸NPS管道时的灭火系统的可靠性和有效性两者。根据本发明的干式喷洒器组件的排放速率被预期为等于或大于11.2的k因子，其中，k因子被定义为，其中，q是以每分钟加仑数为单位的从组件10排放的速率，并且，p是以psi(压力计)为单位的在管道元件12内的压力。
- 上一篇：一种医用注射器针头装配设备
- 下一篇：具有运动适应性虚拟跑步环境的跑步机装置