Термически срабатывающий разъединитель, в частности, для противопожарных систем

 

Термически срабатывающий разъединитель относится к противопожарному оборудованию. Термически срабатывающий разъединитель состоит из двух скоб, имеющих по две ножки. Растягивающее усилие, действующее на скобы, симметрично разлагается по типу параллелограмма сил и разъединяет обе скобы в аварийной ситуации. Скобы удерживаются в фиксированном положении с помощью термически размыкающего элемента, выполненного предпочтительно в виде стеклянной ампулы. Последняя удерживается в основном перпендикулярно направлению растяжения между двумя противоположными ножками обеих скоб. Две другие ножки каждой скобы, которые не поддерживают или не удерживают стеклянную ампулу, соединены с удерживающей ампулу ножкой соответственно другой скобы с геометрическим замыканием против направления растяжения предпочтительно с помощью крючков. Это соединение с геометрическим замыканием в случае аварийной ситуации разъединяется в результате разрушения стеклянной ампулы. Такая конструкция разъединителя повышает надежность его работы в аварийной ситуации. 9 з.п. ф-лы, 9 ил.

Настоящее изобретение относится к термически срабатывающему разъединителю согласно ограничительной части п.1 формулы изобретения. Подобные устройства размещаются между двумя тросами или аналогичными растягивающими элементами, благодаря чему на их соединенные детали, выполненные в виде скоб, действует растягивающее напряжение. Такие разъединители находят применение, например, в противопожарных системах, запирающих (блокировочных) и открывающих элементах, которые в случае превышения порогового значения температуры выполняют защитные действия, например открывают или закрывают вентили, открывают задвижки в газоходе и закрывают заслонки в вентиляционных каналах.

Изобретение относится к разъединителю, который известен, например, из выложенной заявки DE-OS 1559693, и в котором термически размыкающим элементом служит стеклянная ампула. При превышении определенной температуры она разрушается и размыкает разъединитель, т.е. его соединенные детали, выполненные в виде скоб, могут отделиться одна от другой, обеспечивая срабатывание системы защиты. Растягивающие усилия, которые действуют на соединенные детали и тем самым в большей или меньшей степени передаются на стеклянную ампулу, могут быть относительно большими. В разъединителе согласно DE-OS 1559693 соединенные детали образуют такой параллелограмм сил, что на стеклянную ампулу передается только сжимающее усилие. Это сжимающее усилие из-за неблагоприятного распределения сил в параллелограмме превышает растягивающее усилие, что во многих случаях недопустимо. В связи с этим стеклянная ампула соответственно должна выполняться более прочной, что также снижает порог срабатывания. Современные стеклянные ампулы выполняются с большим отношением их длины к диаметру, т.е. "тонкими", и отличаются высоким быстродействием. По этим причинам целесообразно уменьшить сжимающее усилие и использовать такую "тонкую" стеклянную ампулу с высоким быстродействием. Стеклянные ампулы благодаря высокой надежности хорошо зарекомендовали себя в качестве термически размыкающего элемента в спринклерах.

Таким образом, в основу настоящего изобретения положена задача создать разъединитель упомянутого типа, в котором на термически размыкающий элемент в фиксированном положении действует лишь незначительное сжимающее усилие, которое примерно на 70% меньше растягивающего усилия, действующего на соединенные детали. Далее, разъединитель должен иметь простую конструкцию и надежно работать в аварийной ситуации.

Эта задача решается с помощью разъединителя согласно отличительным признакам по п.1 формулы изобретения.

В предлагаемом согласно изобретению разъединителе скобы образуют ромбовидную рамку, в которой термически размыкающий элемент расположен перпендикулярно направлению растяжения. Растягивающие усилия распределяются симметрично на обе скобы, т.е. верхняя, соответственно нижняя части и любой фиксатор воспринимают только около 50% суммарного растягивающего усилия. Усилия, действующие на скобы, образуют параллелограмм сил, в котором на термически размыкающий элемент перпендикулярно направлению растяжения действует сжимающее усилие. Величина этого усилия вследствие расположения элемента поперек направления растяжения почти на 70% меньше, чем величина растягивающего усилия.

Скобы выполнены с незначительным предварительным натяжением. Преимущество предварительного натяжения (п.3) заключается в том, что скобы удерживаются в сомкнутом положении с геометрическим замыканием с опорой на размыкающий элемент. Вследствие незначительного предварительного натяжения разъединительный элемент срабатывает даже без растягивающей нагрузки.

Собственно размыкание происходит в результате "складывания" параллелограмма сил (т.е. он вытягивается, стремясь к форме линии), когда размыкающий элемент разрушается под воздействием тепла. В варианте выполнения согласно п. 2 при складывании параллелограмма под действием растяжения крючок каждой ножки, удерживающей размыкающий элемент, принудительно выводится из отверстия другой ножки, не удерживающей размыкающий элемент (п.6). Усилия вывода пропорциональны растягивающим усилиям, т. е. при повышении растягивающих усилий возрастают также усилия вывода. Это обусловлено тем, что ножки выступают за среднюю ось термически размыкающего элемента.

Вершинами параллелограмма являются точки приложения растягивающих усилий и точки опоры размыкающего элемента. Растягивающие усилия в некоторой степени действуют вокруг параллелограмма, создавая некоторый пружинный эффект.

Предпочтительный вариант выполнения разъединителя представлен в последующих п. п. 3-10 формулы изобретения. Благодаря ломаной форме ножек каждой скобы образуется требуемый параллелограмм, в центре которого находится термически срабатывающий размыкающий элемент. В фиксированном же состоянии ножки удерживают одна другую (п.5). Особенно предпочтительным является вариант выполнения согласно п.п.6 и 7 формулы изобретения. Во-первых, каждая скоба имеет крючок, с помощью которого в фиксированном положении образуется соединение с геометрическим замыканием. Этот крючок входит в отверстие другой ножки таким образом, что при разрушении размыкающего элемента это соединение гарантированно разъединяется, однако в собранном положении одновременно передаются растягивающие усилия (п.5). В варианте выполнения устройства согласно п. 6 клиновидный язычок в фиксированном положении обеспечивает, с одной стороны, надежное соединение ножек и точное положение размыкающего элемента, удерживаемого ножками, а с другой стороны, такая клиновидная форма в сочетании с клиновидной формой окна исключает возможность проворота обеих ножек вокруг оси растяжения. Кроме того, язычок, вставленный в окно, препятствует их взаимному сближению при действии сжимающих усилий на разъединитель.

Преимущество варианта выполнения согласно п.8 состоит в том, что пружинное усилие, обеспечивающее предварительное натяжение, создается с помощью проушин, являющихся собственно пружинными элементами. В варианте выполнения согласно п. 9 проушины выполнены плоскими, что особенно пригодно для насаживания на цапфу или болт, в то время как выполнение согласно п.8 применимо для соединения несущими тросами.

Предпочтительным вариантом выполнения изобретения является разъединитель, состоящий преимущественно из двух идентичных скоб, изготовленных из закаленной пружинной стали и удерживающих размыкающий элемент в фиксированном положении таким образом, что ромбовидный параллелограмм сил передает на него сжимающее усилие, относительно незначительное по сравнению с приложенным растягивающим усилием. В аварийной ситуации неизолированный и неэкранированный размыкающий элемент быстро нагревается при повышении температуры и срабатывает аварийная защита. Образованная скобами ромбовидная конструкция складывается, разблокируя тем самым соединение с геометрическим замыканием, благодаря чему происходит требуемое разъединение.

Ниже изобретение более подробно поясняется на двух примерах его выполнения со ссылкой на чертежи, на которых показано: на фиг.1 - вид сбоку одного из вариантов выполнения изобретения с изображением параллелограмма сил, на фиг. 2 - вид сверху одного из вариантов выполнения разъединителя согласно изобретению, на фиг.3 - вид сбоку разъединителя по фиг.2 в фиксированном положении, на фиг.4 - вид сбоку разъединителя по фиг.3 непосредственно после разрушения стеклянной ампулы, на фиг.5 - вид сбоку разъединителя по фиг.3 и 4 после разъединения обеих соединенных деталей, на фиг.6 - вид сверху другого варианта выполнения разъединителя по изобретению, на фиг.7 - вид сбоку варианта выполнения разъединителя по фиг.6 в фиксированном положении, на фиг.8 - вид сбоку разъединителя по фиг.7 непосредственно после разрушения стеклянной ампулы и на фиг.9 - вид сбоку варианта выполнения по фиг.7 и 8 после разъединения обеих соединенных деталей.

На фиг. 1 буквой D обозначено сжимающее усилие, а буквой Z обозначено растягивающее усилие, действующие на размыкающий элемент.

На чертежах идентичные детали обозначены одинаковыми позициями. В обоих вариантах соединенные детали в виде скоб 2, 3 изготовлены из закаленной пружинной стали.

Скобы 2, 3 в варианте выполнения по фиг.2-5 изготовлены из катаной полосовой стали. Каждая скоба 2, 3 имеет проушину 4, которая одновременно является кольцевой пружиной. От этой проушины 4 отходят две различные ножки 10 и 11. Каждая ножка воспринимает примерно 50% растягивающего усилия. На фиг.3 обе скобы 2, 3 вместе со стеклянной ампулой 1 показаны в обычном фиксированном положении. С помощью стеклянной ампулы 1 обе скобы 2, 3 удерживаются в этом положении с геометрическим замыканием и незначительным предварительным натяжением. Растягивающее усилие, действующее на обе скобы, направлено по центру обеих проушин 4 в плоскости чертежа (фиг.3-5).

Стеклянная ампула 1 удерживается обеими ножками 10 каждой скобы 2, 3, причем ножки примерно в направлении растяжения имеют участок, в котором предусмотрено отверстие, предназначенное для удержания ампулы 1. Другая ножка 11 каждой скобы 2, 3 имеет ломаную форму с изломом примерно в зоне пересечения с осью ампулы 1. На эту ножку 11 опирается удерживающая стеклянную ампулу ножка 10 другой скобы.

Для надежного соединения обеих скоб с целью обеспечить выполнение ими требуемой функции и восприятия растягивающих усилий на концах ножек 10 предусмотрены крючки 6, которые входят в отверстия 5 соответствующих ножек 11 другой скобы. Такое соединение крючок-отверстие воспринимает сверху и снизу в фиксированном состоянии по половине растягивающего усилия. На концах ножек 11 имеется язычок 7, который в направлении к концу ножки сужается в виде клина. В собранном состоянии этот язычок 7 входит в соответственно имеющее клинообразную форму окно 8 прилегающей ножки 10, которая удерживает стеклянную ампулу.

Ножки скоб находятся под действием незначительного предварительного натяжения в направлении ампулы 1. Пружинное усилие для обеспечения этого предварительного натяжения создает кольцевая проушина 4, которая одновременно является пружиной.

Посредине каждой ножки скоб вырублены два выступа 12, которые почти закрывают проушину. Почти полное закрытие проушины препятствует перемещению троса в направлении размыкающего элемента, если на этот элемент не действует растягивающее усилие.

На чертеже видно, что в фиксированном положении каждый крючок 6 каждой ножки 10, удерживающей стеклянную ампулу 1, входит в соответствующее отверстие 5 другой ножки 11 другой скобы 2, 3 и что соответственно клиновидный язычок 7 ножки 11, не удерживающей стеклянную ампулу, входит в окно 8 соответствующей ножки 10, удерживающей стеклянную ампулу. Стеклянная ампула находится под действием сжимающей нагрузки, составляющей в основном около 30% от суммарного усилия. Усилия, создающие предварительное натяжение, пренебрежимо малы.

В аварийной ситуации, т.е. при разрушении стеклянной ампулы 1 под воздействием тепла, параллелограмм сил будет стремиться к складыванию. Однако этому также препятствует ножка 11, которая не удерживает размыкающий элемент и которая еще выступает за среднюю ось размыкающего элемента и своим концом в том месте, где она, сужаясь, переходит в язычок 7, опирается на другую ножку 10, поворачивает ее против направления крючка 5 и тем самым принудительно разблокирует фиксатор. Поскольку оба усилия пропорциональны, размыкающий элемент надежно фиксируется даже при высоких растягивающих усилиях. Вследствие незначительного предварительного натяжения скоб 2, 3 разъединитель надежно срабатывает также без приложения растягивающего усилия.

Вариант выполнения согласно фиг.6 и 7 принципиально аналогичен варианту по фиг. 2-5. Отличие состоит лишь в иной форме проушины 9. Эта проушина 9, как и скобы, изготовлена из листовой заготовки, которая при обработке была скручена на 90^o вокруг оси растяжения, так что образовались плоские проушины 9, которые можно легко соединить болтами или винтами. Полученные таким путем проушины наиболее отчетливо видны на фиг. 6-9. Пружинная сила создает в ножках предварительное натяжение, действующее на стеклянную ампулу 1. Аналогично варианту выполнения по фиг.2-5 усилие предварительного натяжения действует таким образом, что в аварийной ситуации при разрушении стеклянной ампулы 1 крючки 6 выталкиваются из отверстий 5 и занимают положение, показанное на фиг.8.

В обоих вариантах выполнения изобретения скобы выполнены предпочтительно идентичными. Они расположены симметрично одна другой, лишь с поворотом вокруг оси растяжения на 180^o. Благодаря этому снижаются затраты на их изготовление из листовой заготовки, которая после обработки давлением подвергается закалке.

Вместо стеклянной ампулы 1 можно применять и другие термически размыкающие элементы, например элементы с легкоплавким припоем.

Каждая скоба может быть выполнена не только в виде цельной детали. Эта скоба может быть изготовлена также в виде составной детали, а единственным ограничивающим условием является возможность соответствующей передачи усилий.

Формула изобретения

1. Термически срабатывающий разъединитель, в частности для противопожарных систем, выполненный с двумя противоположными и соединенными между собой деталями, на которые действуют растягивающие усилия и между которыми удерживается термически размыкающий элемент, отличающийся тем, что соединенные детали выполнены в виде поровну воспринимающих растягивающее усилие (Z) скоб (2, 3), имеющих по две ножки (10, 11), разрушающийся термически размыкающий элемент удерживается между двумя противоположными ножками (10) соответствующих скоб (2, 3) в фиксированном положении в основном перпендикулярно направлению растяжения, каждая удерживающая размыкающий элемент (1) ножка (10) одной из скоб (2 или 3) в фиксированном положении соединена с другой ножкой (10) другой скобы (2 или 3) с геометрическим замыканием против направления растяжения.

2. Разъединитель по п.1, отличающийся тем, что обе ножки (10, 11) выступают за среднюю ось термически размыкающего элемента (1).

3. Разъединитель по п.1 или 2, отличающийся тем, что ножки (10, 11) каждой скобы (2, 3) выполнены с упругим предварительным натяжением, действующим по оси термически размыкающего элемента.

4. Разъединитель по одному или нескольким предыдущим пунктам, отличающийся тем, что обе скобы (2, 3) выполнены предпочтительно из закаленной катаной полосовой стали идентичными, расположенными симметрично с поворотом на 180^o вокруг оси растяжения и соединенными между собой.

5. Разъединитель по одному или нескольким предыдущим пунктам, отличающийся тем, что любая другая скоба (11), не удерживающая термически размыкающий элемент (1), имеет ломаную форму и в фиксированном положении находится на противоположной размыкающему элементу стороне удерживающей этот элемент ножки (10) другой скобы (2 или 3).

6. Разъединитель по одному или нескольким предыдущим пунктам, отличающийся тем, что на конце той ножки (10) каждой из скоб (2 или 3), которая удерживает термически размыкающий элемент (1), выполнен крючок (6), входящий в фиксированном положении в отверстие (5) другой, не удерживающей размыкающий элемент ножки (11) другой скобы (2 или 3).

7. Разъединитель по одному или нескольким предыдущим пунктам, отличающийся тем, что на конце той ножки (11) каждой из скоб (2, 3), которая не удерживает размыкающий элемент (1), выполнен клинообразно сужающийся язычок (7), который в фиксированном положении входит соответственно в окно (8) клиновидной формы, выполненное в прилегающей и удерживающей размыкающий элемент ножке (10) другой скобы (2, 3).

8. Разъединитель по одному или нескольким пп.1-7, отличающийся тем, что каждая скоба (2, 3) имеет проушину (4), которая передает растягивающее усилие и выполнена в виде кольцевой пружины.

9. Разъединитель по одному или нескольким пп.1-7, отличающийся тем, что каждая скоба (2, 3) имеет проушину (9), которая передает растягивающее усилие и выполнена плоской путем скручивания соединяемой детали или листовой заготовки на 90^o вокруг оси растяжения.

10. Разъединитель по одному или нескольким предыдущим пунктам, отличающийся тем, что термически размыкающий элемент представляет собой стеклянную ампулу (1).

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9