ТЕРМОЧУВСТВИТЕЛЬНЫЙ ЭЛЕМЕНТ ДЛЯ ПНЕВМАТИЧЕСКОГО УСТРОЙСТВА ПОЖАРНОЙ СИГНАЛИЗАЦИИ

Полезная модель относится к элементам устройств пожарной сигнализации, работа которых основана на пневматическом принципе, и может быть использована как для объектов авиакосмической техники, так и для других объектов, где требуется раннее выявление и предупреждение очагов воспламенения.
Одним из наиболее известных типов изделия пожарной сигнализации, применяемых в авиационной технике, являются датчики, содержащие чувствительный элемент в виде трубки, изменение давления в которой, вызванное повышением температуры, передается в регулятор давления, формирующий тревожный электрический сигнал.
Известна чувствительная трубка, выполненная из металла и заполненная веществом, способным насыщаться водородом при низких температурах и адсорбировать его при повышении температуры, причем вещество имеет форму порошка или гранул, которые насыщаются водородом при изготовлении датчика (см. патент US 3122728, МПК А62С3/08; опубл. 25.02.1964 г.)
Недостатком известного технического решения является непосредственный контакт частиц порошка со стенками чувствительной трубки, что при высоких температурах может приводить к привариванию частиц к стенкам трубки и снижению чувствительности датчика за счет уменьшения площади внутренней поверхности трубки, контактирующей с частицами порошка.
H01M2/10
Известен чувствительный элемент датчика (см. патент CH №391021, МПК , опубл. 30.04.1965) в виде сенсорной трубки из металла, заполненной веществом, способным насыщаться водородом при низких температурах и адсорбировать его при повышении температуры, причем вещество выполнено в виде нити, насыщенной водородом при операции изготовления датчика, и обвито металлической лентой в форме спирали, предохраняющей нить от приваривания к стенкам чувствительной трубки при высоких температурах.
В известной конструкции не исключено срабатывание датчика с задержкой за счет спирально свернутой металлической ленты, снижающей температурный порог чувствительности датчика.
Наиболее близким к предлагаемому решению по технической сущности и достигаемому результату является датчик пожарной сигнализации, описанный в патенте РФ № 2438184, МПК G08B17/10. Известный датчик содержит чувствительную трубку, выполненную из металла и заполненную веществом, способным к насыщению водородом при низких температурах и абсорбированию его при нагревании в заданном диапазоне температур, причем вещество выполнено в виде циркониевой нити, насыщенной водородом в процессе изготовления датчика. Нить помещена в оплетку, выполненную из базальтовых нитей, а чувствительная трубка заполнена гелием.
При использовании базальтовой оплетки вследствие ее шероховатости  возникают значительные технологические сложности при протягивании металлической нити с базальтовой оплеткой в чувствительную трубку, поскольку длина чувствительной трубки для объектов авиационной техники составляет от 7 до 12 м. Кроме того, в известной конструкции существует вероятность задержки и нестабильного срабатывания датчика за счет низкой теплопроводности базальтовой нити, снижающей температурный порог чувствительности датчика.
Задача полезной модели – разработка термочувствительного элемента для датчика пожарной сигнализации, основанного на пневматическом принципе.
Технический результат – упрощение сборки путем облегчения протяжки сердечника в оплетке в металлическую трубку большой протяженности при сохранении рабочих параметров датчика.
0
Поставленная задача решается тем, что в термочувствительном элементе для устройства пожарной сигнализации, содержащем металлическую трубку, заполненную газом, с размещенным в ней сердечником из металла, способного обратимо выделять и поглощать водород при изменении температуры, помещенным в оплетку, согласно решению, оплетка выполнена из кремнеземных нитей, угол переплетения кремнеземных нитей выбран из интервала 20-35.
Трубка может быть выполнена из нержавеющей стали, сердечник - из гидрида титана, трубка может быть заполнена водородом.
Решение поясняется чертежом, на котором приведена конструкция чувствительного элемента, где 1 - металлическая трубка; 2 – сердечник, 3 – оплетка.
Устройство содержит металлическую трубку 1. Максимальный диаметр трубки не должен превышать 2 мм. Внутри трубки размещен сердечник 2 в виде металлической проволоки (нити) с навитой на нее оплеткой 3.
Свободный конец сердечника (проволоки) в оплетке из кремнеземной нити протягивается по всей длине металлической трубки до того момента, пока конец титанового сердечника в кремнеземной оплетке не сравняется с концом металлической трубки, после чего один конец трубки заваривается и трубка проверяется на герметичность.
Затем металлическая трубка с протянутым по всей длине сердечником в кремнеземной оплетке помещается в устройство для наводораживания титанового сердечника. В процессе наводораживания титановый сердечник поглощает водород и превращается в гидрид титана. После завершения процесса наводораживания свободный конец термочувствительной трубки приваривается к датчику, реагирующему на повышение давления в трубке. Второй конец трубки вскрывается и заполняется газом (водородом). После заполнения газом второй конец трубки герметично заваривается.
В качестве материалов сердечника могут быть использованы следующие материалы: титан, никель, ванадий, палладий.
В качестве материалов металлической трубки могут быть использованы хромоникелевые нержавеющие стали аустенитного класса: 03Х11Н10М2Т,12Х18Н10Т, 20Х23Н18,12Х18Н9Т,10Х14Т14Н4Т.
0
Оплетку делают из кремнеземной нити, которая облегчает процесс протягивания сердечника в оплетке в трубку за счет гибкости, сглаженной формы кремнеземной нити, отсутствия пор и шероховатостей на ее поверхности (в отличие от базальтовой нити). Для облегчения протягивания угол переплетения кремнеземных нитей выбирают в интервале 20-35.
Опытным путем было установлено, что угол переплетения нитей зависит от числа нитей в оплетке. При переплетении числа нитей менее 8 угол переплетения составляет меньше 20 градусов, оплетка получается рыхлой и не способна надежно предохранять сердечник от приваривания к стенкам трубки. При переплетении числа нитей более 8 угол переплетения увеличивается до 45 градусов, увеличивается толщина оплетки, она теряет гибкость и подвижность, что затрудняет ее протягивание в трубку. Верхний предел толщины оплетки ограничен диаметром термочувствительной трубки, которая по конструктивным особенностям авиационной техники должна быть минимальной (1,8 -2,0 мм) и сохранять гибкость при установке на объект. При этом в случае увеличения толщины оплетки за счет уменьшения толщины сердечника не обеспечивается выделение необходимого объема газа при нагревании трубки.
Устройство было реализовано и имело следующие параметры.
Длина трубки 12 м. Толщина стенок трубки 0,2 мм. Материал трубки сталь марки 12Х18Н10Т (ГОСТ 14162-79). Материал сердечника трубки - титановая проволока марки ВТ1-00. Толщина титановой проволоки 0,3 мм. Толщина титановой проволоки в оплетке 3 из кремнеземной нити составляла 1,4 мм. Промежуток между стенкой трубки и титановой проволокой в оплетке составлял 0,1мм, поэтому ее трудно протягивать в трубку, особенно при размере трубки свыше 10 м. Переплетение выполнено из 8 нитей с минимальным шагом, что необходимо для создания «плотной» оплетки для гарантированного удержания порошка гидрида титана, в который превращается титановая проволока при наводораживании. Применена оплетка из 8 кремнеземных нитей марки К-11 С6-90, изготовленная по ТУ 5952-148-05786904-99.