NO316765B1 - Sprinkler head release device - Google Patents

Abstract

A sprinkler head triggering apparatus, comprising a spray nozzle with an actuator (14) being releasable by heating to a certain temperature, and which normally holds a valve piston (15) in a closed position against a valve seat. The valve piston, at release of the actuator, is movable in a piston sleeve in the direction away from said seat, for opening a flow passage (19-22) from a feed line for pressurized water to the spray nozzle. The flow passage (19-22) is openable in the normal closed position of the valve piston (15) with intact actuator (14), via a remote control operated pilot piston (32).

Description

Oppfinnelsen angår en utløseranordning for et sprinklerhode, omfattende en sprøytedyse med en aktuator som kan løses ut ved oppvarming til en viss temperatur, og som vanligvis holder et ventilstempel i lukket stilling mot et ventilsete, hvilket ventilstempel ved utløsning av aktuatoren kan beveges i en stempelhylse i retning bort fra nevnte sete, for åpning av en strømningspassasje fra en matelinje for trykksatt vann til sprøytedysen. The invention relates to a trigger device for a sprinkler head, comprising a spray nozzle with an actuator that can be released by heating to a certain temperature, and which usually holds a valve piston in a closed position against a valve seat, which valve piston, when the actuator is released, can be moved in a piston sleeve in direction away from said seat, for opening a flow passage from a supply line for pressurized water to the spray nozzle.

Sprinklerhoder benyttes i sprinklersystemer for brannbekjempelse inne i fabrikker, bygninger og på skip. Slike sprinklerhoder er ofte forsynt med en utløseranordning omfattende en aktuator, f.eks. en glasskule/glassbulb/- glasspære, heretter benevnt glassbulb, som aktiveres ved oppvarming til høy omgivelsestemperatur. Det er også kjent å forsyne en slik glassbulb med en elektrode som kan sprenge bulben elektrisk med fjernkontroll, eksempelvis ved et signal fra en røykdetektor eller ved funksjonstesting. Sprinkler heads are used in sprinkler systems for firefighting inside factories, buildings and on ships. Such sprinkler heads are often provided with a trigger device comprising an actuator, e.g. a glass ball/glass bulb/- glass bulb, hereafter referred to as a glass bulb, which is activated by heating to a high ambient temperature. It is also known to supply such a glass bulb with an electrode that can blow up the bulb electrically with remote control, for example by a signal from a smoke detector or during function testing.

En ulempe med sprinklersystemer som er utstyrt med slike aktuatoranordninger er at funksjonstestingen av systemet er svært vanskelig å utføre. F.eks. må hver bulb byttes ut, og tilbakestillingen av systemet til normal funksjon tar således lang tid. Forskrifter setter vanligvis krav til utførelse av slik funksjonstesting med en viss regularitet. A disadvantage of sprinkler systems that are equipped with such actuator devices is that the functional testing of the system is very difficult to carry out. E.g. each bulb has to be replaced, and resetting the system to normal function thus takes a long time. Regulations usually require such functional testing to be carried out with a certain regularity.

Krav om en mulighet for en enkel og effektiv funksjonstesting har derfor ført til utvikling av sprinklersystemer, med en eller flere sentralt plasserte aktuatoranordninger med elektrisk styrte strømningsventiler for aktivering av et valgfritt antall sprøytehoder, enten for funksjonstesting eller for påvisning av en alarm, eksempelvis via en røykdetektor. Sprøytehodene ved disse sprinklersystemer er således ikke forsynt med aktuator, og matelinjene mellom ventilenhetene og sprøytehodene er følgelig tørre. Demand for an option for simple and effective functional testing has therefore led to the development of sprinkler systems, with one or more centrally located actuator devices with electrically controlled flow valves for activating an optional number of spray heads, either for functional testing or for detecting an alarm, for example via a smoke detector. The spray heads of these sprinkler systems are thus not equipped with an actuator, and the supply lines between the valve units and the spray heads are consequently dry.

En vesentlig ulempe med disse "moderne" sprinklersystemer er at hvert individuelle sprøytehode, eller individuelle gruppe av sprinklerhoder, som skal være individuelt styrbare, må være forsynt med en separat matelinje til ventilenheten. Dette medfører installasjon av en rekke materør i parallell, hvilket gjør installasjonen mer kostbar. Slike systemer fører også til en høyere strømningsmotstand enn i et system med forgreninger fra en felles hovedlinje. A significant disadvantage of these "modern" sprinkler systems is that each individual sprinkler head, or individual group of sprinkler heads, which must be individually controllable, must be provided with a separate supply line to the valve unit. This entails the installation of a number of feed pipes in parallel, which makes the installation more expensive. Such systems also lead to a higher flow resistance than in a system with branches from a common main line.

En hensikt med den foreliggende oppfinnelse er derfor å tilveiebringe en utløseranordning som kan løses ut direkte både mekanisk ved hjelp av en smeltesikring, og også ved hjelp av en elektrisk fjernkontroll, eksempelvis med en røykdetektor, uten behov for spesielle strømningsventiler. En annen hensikt er å tilveiebringe en utløseranordning som er enkel å funksjonsteste. One purpose of the present invention is therefore to provide a release device that can be released directly both mechanically by means of a fuse, and also by means of an electrical remote control, for example with a smoke detector, without the need for special flow valves. Another purpose is to provide a release device which is easy to functionally test.

Dette er ifølge oppfinnelsen oppnådd ved at strømningspassasjen i den normale, lukkede stilling av ventilstempelet, hvor aktuatoren er intakt, kan åpnes ved hjelp av et fjernkontrollert pilotstempel og et annet stempel, som utgjør et ventilsete for ventilstempelet, idet ventilsetet er bevegelig. According to the invention, this is achieved by the fact that the flow passage in the normal, closed position of the valve piston, where the actuator is intact, can be opened by means of a remote-controlled pilot piston and another piston, which constitutes a valve seat for the valve piston, the valve seat being movable.

Fordelaktige varianter av oppfinnelsen er beskrevet i de uselvstendige patentkravene. Advantageous variants of the invention are described in the independent patent claims.

Oppfinnelsen vil nå i det følgende bli beskrevet med henvisning til utførelser vist på de ledsagende tegninger, hvor The invention will now be described in the following with reference to embodiments shown in the accompanying drawings, where

Figur 1 viser en del av et tverrsnitt av en utløseranordning utformet i Figure 1 shows part of a cross-section of a release device designed in

samsvar med oppfinnelsen, conformity with the invention,

Figur 2 viser i en noe større målestokk et annet stempel som hører til Figure 2 shows, on a somewhat larger scale, another stamp that belongs to it

utløseranordningen, release device,

Figur 3 viser et ventilstempel som hører til utløseranordningen, og Figure 3 shows a valve piston belonging to the release device, and

Figur 4 viser en bulbskrue som hører til utløseranordningen. Figure 4 shows a bulb screw that belongs to the release device.

Utløseranordningen ifølge oppfinnelsen er i den følgende utførelsen vist sammen med et sprinklerhode av en type som er beregnet for et spesielt høyt trykk, men oppfinnelsen er ikke begrenset til denne type sprinklerdyser. The release device according to the invention is shown in the following embodiment together with a sprinkler head of a type which is intended for a particularly high pressure, but the invention is not limited to this type of sprinkler nozzles.

Dysen omfatter en holder 10 som danner et feste for et dysehode 11. Dette hodet 11 er i sin tur montert i holderen 10 ved hjelp av en bulbskrue 12 som med en av sine ender rager inn i holderen, og som bærer en bulbbeskyttelse 13 i sin andre ende. En glassbulb 14 er montert på den ytre ende av et ventilstempel 15 som er bevegelig opplagret inne i bulbskruen 12, på en slik måte at stempelet 15 holdes i lukket stilling mot et ventilsete. Dette ventilsetet er dannet av et konisk parti 16 på et annet stempel 17. The nozzle comprises a holder 10 which forms an attachment for a nozzle head 11. This head 11 is in turn mounted in the holder 10 by means of a bulb screw 12 which with one of its ends projects into the holder, and which carries a bulb protection 13 in its other end. A glass bulb 14 is mounted on the outer end of a valve piston 15 which is movably supported inside the bulb screw 12, in such a way that the piston 15 is held in a closed position against a valve seat. This valve seat is formed by a conical part 16 on another piston 17.

Dersom glassbulben 14 utsettes for varme over en viss temperatur, eksempelvis 70°C, knuses bulben og ventilstempelet 15 er ved hjelp av påvirkning av et fluidtrykk som er tilstede inne i rommet 18 i stand til å bevege seg i retning nedover på figur 1. Dette trykket overføres til rommet via en matelinje som ikke er vist på tegningen, og som er forbundet til rommet i en rett vinkel, idet trykket virker mot eridekanten av ventilstempelet 15, som i dette endepartiet er forsynt med en aksielt rettet midtplassert boring 19. Når ventilstempelet 15 er presset bort fra setet i det annet stempel 17, trenger vann således inn i den midtplasserte boring 19 og strømmer videre via en første vinkelpassasje 20 gjennom stempelveggen og en annen vinkelpassasje 21 gjennom bulbskruen 12, inn i et rom 22 mellom holderen 10 og sprinklerdysehodet 11. If the glass bulb 14 is exposed to heat above a certain temperature, for example 70°C, the bulb is crushed and the valve piston 15 is, by means of the influence of a fluid pressure present inside the space 18, able to move in a downward direction in Figure 1. This the pressure is transferred to the chamber via a feed line that is not shown in the drawing, and which is connected to the chamber at a right angle, as the pressure acts against the eride edge of the valve piston 15, which in this end part is provided with an axially aligned centrally located bore 19. When the valve piston 15 is pushed away from the seat in the second piston 17, water thus penetrates the centrally located bore 19 and flows on via a first angled passage 20 through the piston wall and a second angled passage 21 through the bulb screw 12, into a space 22 between the holder 10 and the sprinkler nozzle head 11.

Vannet er nå i stand til å strømme ut av sprinklerhodet via ikke viste kanaler i kontaktflatene mellom holderen 10 og dysehodet 11. Disse kontaktflatene, bortsett fra nevnte kanaler, er tettet ved hjelp av en O-ring 23. The water is now able to flow out of the sprinkler head via channels not shown in the contact surfaces between the holder 10 and the nozzle head 11. These contact surfaces, apart from said channels, are sealed by means of an O-ring 23.

Det ovenfor beskrevne funksjonsforløp skjer således når glassbulben er oppvarmet til over en viss temperatur. Ved det ovenfor beskrevne høyttrykkssprinklersystem er det passende at trykkfallet i matelinjen ved utløsning av sprinklerhodet påvirker en trykkdetekteringsventil som starter å pumpe for tilførsel av sprinklervann med høyt trykk, eksempelvis 200 bar. The functional sequence described above thus occurs when the glass bulb is heated to above a certain temperature. With the high-pressure sprinkler system described above, it is appropriate that the pressure drop in the supply line when the sprinkler head is triggered affects a pressure detection valve which starts pumping to supply sprinkler water at high pressure, for example 200 bar.

Funksjonstesting eller utløsning av sprinklerhodet på enhver annen måte, eksempelvis med en røykdetektor eller fra en kommandosentral, er gjort mulig i samsvar med følgende: Det annet stempel 17 er bevegelig opplagret i en stempelhylse 24 inne i holderen 10, hvilken stempelhylse er koaksial med styringen for ventilstempelet 15 i bulbskruen 12. En skruefjær 25 hviler på en vinkelansats 26 inne i en pilotstempelsylinder 27, som er skrudd på den øvre ende av holderen 10. Fjæren 25 presser med liten kraft mot en endekant 28 på den øvre side av det annet stempel, som vist på figur 1, eller den venstre side, som vist på figur 2. Functional testing or triggering of the sprinkler head in any other way, for example with a smoke detector or from a command center, is made possible in accordance with the following: The second piston 17 is movably stored in a piston sleeve 24 inside the holder 10, which piston sleeve is coaxial with the control for the valve piston 15 in the bulb screw 12. A screw spring 25 rests on an angle shoulder 26 inside a pilot piston cylinder 27, which is screwed onto the upper end of the holder 10. The spring 25 presses with a small force against an end edge 28 on the upper side of the second piston, as shown in figure 1, or the left side, as shown in figure 2.

Som det best fremgår av figur 2, er det annet stempel 17 forsynt med en første kanal 29 som forløper mellom de to ender av stempelet 17 og danner en forbindelse mellom rommet 18 på den ene siden av stempelet, og rommet 30 som rommer skruefjæren 25, slik at likt trykk råder på begge sider av stempelet. Det annet stempel 17 er også forsynt med en parallelt anordnet annen kanal 31, som har et større tverrsnitt enn den første kanal 29. Denne annen kanal 31 forløper langs stempelets midtlinje, og er vanligvis lukket av et pilotstempel 32 som er bevegelig anordnet inne i pilotstempelsylinderen 27, koaksialt med ventilstempelet 15 og det annet stempel 17. Pilotstempelet 32 er vanligvis holdt i sin lukkede stilling mot utløpet av den annen kanal 31 av det annet stempel 17 ved påvirkning av en skruefjær 33. Pilotstempelet er også styrbart ved hjelp av en solenoid 34 som er elektrisk regulerbar via en kabelforbindelse 35. As can best be seen from figure 2, the second piston 17 is provided with a first channel 29 which extends between the two ends of the piston 17 and forms a connection between the space 18 on one side of the piston, and the space 30 which accommodates the coil spring 25, so that equal pressure prevails on both sides of the piston. The second piston 17 is also provided with a parallel arranged second channel 31, which has a larger cross-section than the first channel 29. This second channel 31 runs along the center line of the piston, and is usually closed by a pilot piston 32 which is movably arranged inside the pilot piston cylinder 27, coaxial with the valve piston 15 and the second piston 17. The pilot piston 32 is usually held in its closed position against the outlet of the second channel 31 by the second piston 17 by the action of a coil spring 33. The pilot piston is also controllable by means of a solenoid 34 which is electrically adjustable via a cable connection 35.

Under aktivering av solenoiden 34 blir pilotstempelet 32 trukket oppover på figur 1, mot virkningen av skruefjæren 33. Dette åpner kanalen 31, som fører fluid fra rommet 30, via den midtplasserte boring 19 i ventilstempelet, vinkelpassasjene 20, 21 og sprinklerkanalene og rommet 22, ut av sprinklerhodet. Samtidig opptrer en mindre fluidstrøm fra rommet 18, gjennom den annen kanal 28. Denne begrensede strøm er ikke i stand til å kompensere for trykkforskjellen mellom de to ender av det annet stempel, det vil si mellom de to rom 18, 30, hvilket resulterer i at stempelet 17 blir presset/trukket i retning oppover på figur 1. Dette åpner ventilsetet mellom det annet stempel 17 og enden av ventilstempelet 15, og det skjer nå en mating av sprinklervann på samme måte som i det foregående funksjonseksempel. During activation of the solenoid 34, the pilot piston 32 is pulled upwards in Figure 1, against the action of the coil spring 33. This opens the channel 31, which carries fluid from the chamber 30, via the centrally located bore 19 in the valve piston, the angle passages 20, 21 and the sprinkler channels and the chamber 22, out of the sprinkler head. At the same time, a smaller fluid flow occurs from the chamber 18, through the second channel 28. This limited flow is not able to compensate for the pressure difference between the two ends of the second piston, that is, between the two chambers 18, 30, which results in that the piston 17 is pushed/pulled in the upward direction in Figure 1. This opens the valve seat between the second piston 17 and the end of the valve piston 15, and sprinkler water is now fed in the same way as in the previous functional example.

Denne strømmen kan være avbrutt av en deaktivering av solenoiden. Dette stenger av kanalen 31 og det annet stempel 17 presses ned på figur 1, mot enden av ventilstempelet 15, og lukker boringen 19. This current may be interrupted by a deactivation of the solenoid. This closes the channel 31 and the second piston 17 is pressed down in figure 1, towards the end of the valve piston 15, and closes the bore 19.

Funksjonstestingen kan således utføres ved hjelp av en kort aktivering av solenoiden. The functional testing can thus be carried out by means of a short activation of the solenoid.

Oppfinnelsen er ikke begrenset til den ovenfor beskrevne utførelse, idet flere varianter kan tenkes innen rammen av de følgende krav. F.eks. behøver ikke ventilstempelet, det annet stempel og pilotstempelet å være aksielt anordnet langs en felles lengdeakse. Den elektrisk styrte utløsning av sprinklerhodet behøver ikke å skje med et annet stempel, idet pilotstempelet kan virke direkte mot ventilstempelet. The invention is not limited to the embodiment described above, as several variants are conceivable within the framework of the following claims. E.g. the valve piston, the second piston and the pilot piston do not need to be axially arranged along a common longitudinal axis. The electrically controlled release of the sprinkler head does not need to take place with another piston, as the pilot piston can act directly against the valve piston.

Claims (10)

Utløseranordning for sprinklerhode, omfattende en sprøytedyse med en aktuator (14) som er utløsbar ved oppvarming til en viss temperatur, og som vanligvis holder et ventilstempel (15) i lukket stilling mot et ventilsete, hvilket ventilstempel ved utløsning av aktuatoren er bevegelig i forhold til en stempelhylse i retning bort fra setet, for åpning av en strømningspassasje (19-22) fra en matelinje for trykksatt vann til sprøytedysen,karakterisert ved at strømningspassasjen (19-22) i den normalt, lukkede stilling av ventilstempelet (15) hvor aktuatoren (14) er intakt, kan åpnes ved hjelp av et fjernstyrt pilotstempel (32) og et annet stempel (17) som utgjør et ventilsete for ventilstempelet (15), idet ventilsetet er bevegelig. Trigger device for a sprinkler head, comprising a spray nozzle with an actuator (14) which can be released by heating to a certain temperature, and which usually holds a valve piston (15) in a closed position against a valve seat, which valve piston, when the actuator is released, is movable in relation to a piston sleeve in the direction away from the seat, for opening a flow passage (19-22) from a supply line for pressurized water to the spray nozzle, characterized in that the flow passage (19-22) in the normally closed position of the valve piston (15) where the actuator ( 14) is intact, can be opened using a remote-controlled pilot piston (32) and another piston (17) which forms a valve seat for the valve piston (15), the valve seat being movable. 2. Utløseranordning ifølge krav 1,karakterisert ved at ventilstempelet (15) er forsynt med en midtplassert boring (19) og en første vinkelpassasje (20), og at den midtplasserte boring og den første vinkelpassasje sammen med en annen vinkelpassasje (21) gjennom en bulbskrue (12) og et rom (22) danner strømningspassasjen som kan åpnes av pilotstempelet (32). 2. Release device according to claim 1, characterized in that the valve piston (15) is provided with a centrally located bore (19) and a first angular passage (20), and that the centrally located bore and the first angular passage together with another angular passage (21) through a bulb screw (12) and a chamber (22) form the flow passage which can be opened by the pilot piston (32). 3. Utløseranordning ifølge krav 1 eller 2,karakterisert ved at pilotstempelet (32) er bevegelig montert inne i en stempelhylse mellom det annet stempel (17) og minst én fjæranordning (33). 3. Release device according to claim 1 or 2, characterized in that the pilot piston (32) is movably mounted inside a piston sleeve between the second piston (17) and at least one spring device (33). 4. Utløseranordning ifølge et av kravene 1-3,karakterisert ved at ventilstempelet (15) er anordnet koaksialt med pilotstempelet (32), at det annet stempel (17) er plassert mellom pilotstempelet (32) og ventilstempelet, og at ventilstempelet ved påvirkning av et fluidtrykk, som virker på den ene side av stempelet er forskyvbart fra sin hvilestilling. 4. Release device according to one of claims 1-3, characterized in that the valve piston (15) is arranged coaxially with the pilot piston (32), that the second piston (17) is placed between the pilot piston (32) and the valve piston, and that the valve piston under the influence of a fluid pressure acting on one side of the piston is displaceable from its rest position. 5. Utløseranordning ifølge et av kravene 1-4,karakterisert ved at en ende av det annet stempel (17) utgjør ventilsetet for ventilstempelet (15). 5. Release device according to one of claims 1-4, characterized in that one end of the second piston (17) forms the valve seat for the valve piston (15). 6. Utløseranordning ifølge et av kravene 1-5,karakterisert ved at det annet stempel (17) er forsynt med en første kanal (29) med et lite tverrsnitt, idet den første kanalen går gjennom dette stempelet og overfører fluidtrykk fra en ende av stempelet til den andre. 6. Release device according to one of claims 1-5, characterized in that the second piston (17) is provided with a first channel (29) with a small cross-section, the first channel passing through this piston and transmitting fluid pressure from one end of the piston to the other. 7. Utløseranordning ifølge et av kravene 1-6,karakterisert ved at det annet stempel (17) også er forsynt med en annen kanal (31) med et større tverrsnitt, hvilken annen kanal også går fra en ende av stempelet til den andre. 7. Release device according to one of claims 1-6, characterized in that the second piston (17) is also provided with another channel (31) with a larger cross-section, which second channel also runs from one end of the piston to the other. 8. Utløseranordning ifølge krav 7,karakterisert, ved at den annen kanal (31) kan bli åpnet og lukket ved hjelp av pilotstempelet (32), hvorved åpning av denne kanalen fører til en trykkreduksjon ved den i forhold til setet motsatte ende av det annet stempel (17), slik at det annet stempel ved hjelp av trykkdifferansen forflyttes i retning fra ventilstempelet (15), for åpning av strømnings-passasjen (19-22) fra matelinjen for trykksatt vann til sprøytedysen. 8. Release device according to claim 7, characterized in that the second channel (31) can be opened and closed by means of the pilot piston (32), whereby opening this channel leads to a pressure reduction at the opposite end of the second channel in relation to the seat piston (17), so that the second piston is moved by the pressure difference in the direction from the valve piston (15), to open the flow passage (19-22) from the supply line for pressurized water to the spray nozzle. 9. Utløseranordning ifølge ett av de ovenstående krav, karakterisert ved at pilotstempelet (32) er styrbart ved hjelp av en elektromagnet (34). 9. Release device according to one of the above claims, characterized in that the pilot piston (32) is controllable by means of an electromagnet (34). 10. Utløseranordning ifølge ett av de foregående krav, karakterisert ved. at matelinjen for trykksatt vann er direkte forbundet uten spesielle ventilanordninger til én eller flere matepumper via en trykkdetektor som starter pumpen ved påvisning av en trykkforandring.10. Release device according to one of the preceding claims, characterized by. that the feed line for pressurized water is directly connected without special valve devices to one or more feed pumps via a pressure detector which starts the pump when a pressure change is detected.