Датчик дымовой оптико-электронный для условий, осложненных наличием внутри помещения взвешенных частиц цемента

Полезная модель относится к области пожарной сигнализации, а именно к оптико-электронным датчикам пожарной сигнализации с рассеянным светом, которые предназначены для обнаружения возгорания, сопровождающегося появлением дыма в закрытых помещениях, в частности эксплуатация которых осложнена наличием внутри помещения взвешенных частиц цемента и/или строительной пыли.
Известен дымовой пожарный извещатель (Извещатель пожарный дымовой оптико-электронный ИП 212-45, Паспорт 4371-006-12215496-00 ПС). Извещатель состоит из розетки и датчика, представляющего собой пластмассовый корпус, внутри которого размещена оптико-электронная система и плата с радиоэлементами (электронная схема обработки сигнала). Щелевые отверстия корпуса датчика не обеспечивают эффективную защиту от пыли, попадающей в оптическую (дымовую) камеру, особенно при наличии взвешенных частиц цемента и/или строительной пыли, имеющей мелкий размер частиц. Чтобы исключить возникновение таких ложных срабатываний, дымовые камеры извещателей нужно периодически очищать от пыли. Проведение профилактического технического обслуживания извещателя заключается в его разборке с последующей чисткой дымовой камеры. Это требует как трудовых затрат, так и несет риски поломок пластмассовых защелок, которые не подлежат ремонту, что приводит к необходимости замены извещателя.
Известна дымовая камера для извещателя пожарного дымового оптико-электронного (патент RU № 85716, опубл. 10.08.2009), содержащая расположенные по периметру боковой поверхности вертикальные лабиринтные перегородки, каждая из которых состоит из двух закругленных пластин - первой пластины, расположенной с наружной стороны, и второй пластины, отходящей от конца первой пластины, выпуклые стороны которых направлены наружу, в сторону дымозахода, а вогнутые - внутрь, к центру дымовой камеры, при этом радиус закругления второй пластины больше, чем радиус закругления первой пластины. Дымовая камера оснащена защитной сеткой с размером ячеек 1×1 мм, установленной с ее наружной стороны в крышке дымовой камеры.
Недостатком данного решения является то, что при размещении защитной сетки непосредственно на дымовой камере создается дополнительное сопротивление потоку воздуха из-за уменьшения площади проходного сечения. К тому же в процессе эксплуатации происходит частичное забивание отверстий сетки пылью и другими взвешенными частицами (мусором), что еще сильнее усугубляет ситуацию, уменьшает надежность и оперативность срабатывания извещателя особенно на начальном этапе развития пожара при малой концентрации дыма в воздухе. Кроме того, сетка не обеспечивает защиту от мелких взвешенных частиц цемента и/или строительной пыли, которые проникают в дымовую камеру, вызывая ложное срабатывание.
Известен извещатель пожарный дымовой оптико-электронный, содержащий корпус, имеющий разъемное соединение с основанием, в котором закреплены электрические контакты, и размещенные в корпусе печатную плату с элементами электронной схемы и оптическую камеру, содержащую оптически изолированные друг от друга модули светоизлучателя и светоприемника, закрепленные на печатной плате и не связанные жестко с оптической камерой, измерительный объем образован поверхностью печатной платы и установленной на нее съемной крышкой оптической камеры, которая выполнена в виде ограничивающего элемента с дымозаборными окнами и центральной блендой, сопряженного с соосными, вложенными и связанными между собой радиальными перемычками цилиндрическими оболочками, дымозаборные окна которых связаны с дымозаборными окнами ограничивающего элемента и измерительным объемом лабиринтными каналами, образованными радиальными перемычками между цилиндрическими оболочками и исключающими прямое попадание света извне в измерительный объем. Модули светоизлучателя и светоприемника, установленные в соответствующих местах печатной платы, располагаются между коробчатым ограждением нижней части внешней цилиндрической оболочки съемной крышки и соответствующей диафрагмой ее внутренней цилиндрической оболочки (патент RU № 2450361, опубл. 10.05.2012).
Недостатком данного извещателя является низкая эффективность применения в закрытых помещениях, в частности эксплуатация которых осложнена наличием внутри помещения взвешенных частиц цемента и/или строительной пыли, проникающих в корпус датчика, создающих условия для ложных срабатываний, что сужает область применения датчика, приводит к проблеме частого профилактического осмотра оптической камеры, что также усугубляется сложностью конструкции данного извещателя при изготовлении и обслуживании.
Наиболее близким по технической сущности является сигнализатор дыма, состоящий из вставки, закрепляемой в цоколе, с оптическим модулем, состоящим из источника света, светоприемника, измерительной камеры и основания, снабженного щелями для прохождения дыма и дымонаправляющим элементом (патент RU № 2189080, опубл. 10.09.2002). Внутри корпуса расположена печатная плата с элементами электронной схемы. При этом печатная плата расположена на стороне оптической камеры, обращенной к основанию извещателя, которое имеет форму конуса или пирамиды. Зона захода дыма содержит дымонаправляющие ребра, расположенные звездообразно на выходной стороне основания. Проникающие в рабочий объем сигнализатора частицы пыли оседают в нижней части дна основания благодаря его воронкообразному выполнению.
Такая конструкция выполнения основания позволяет увеличить расстояние между основанием и оптическим модулем, уменьшить ложные срабатывания из-за рассеивания света на частицах пыли, в результате достигается увеличение интервалов профилактического осмотра. Однако такая конструкция неравномерного удаления основания от оптического модуля снижает равномерное проникновение дыма в дымовую камеру, что снижает эффективность работы датчика.
Недостатком данного сигнализатора дыма является низкая эффективность применения в закрытых помещениях, в частности, эксплуатация которых осложнена наличием внутри помещения взвешенных частиц цемента и/или строительной пыли, проникающих в корпус датчика, создающих условия для ложных срабатываний, что сужает область применения датчика, приводит к проблеме частого профилактического осмотра оптической камеры, что также усугубляется сложностью конструкции данного сигнализатора при изготовлении и обслуживании.
Технической задачей полезной модели является повышение эффективности защиты от ложного срабатывания при обеспечении высокой надежности работы дымового извещателя в случае возгорания, в частности эксплуатация которого осложнена наличием внутри помещения взвешенных частиц цемента и/или строительной пыли, за счет снижения проникновения взвешенных частиц цемента и/или строительной пыли к оптическому модулю. А также расширение арсенала простых в изготовлении и использовании конструкций датчиков дымовых оптико-электронных.
Техническая задача решается датчиком дымовым оптико-электронным для условий, осложненных наличием внутри помещения взвешенных частиц цемента, состоящим из вставки, закрепляемой в цоколе, с оптическим модулем, состоящим из источника света, светоприемника и измерительной камеры, основания, снабженного щелями для прохождения дыма и дымонаправляющим элементом.
Новым является то, что основание выполнено плоской формы с кольцевым выступом по окружности с наружной стороны, с внутренней стороны основание выполнено с кольцевым углублением, дымонаправляющий элемент выполнен внутри корпуса в форме диска параллельно основанию и жестко установлен на основании на равноудаленном расстоянии между основанием и оптическим модулем, с образованием сквозного кольцевого зазора между внутренней поверхностью корпуса и торцевой частью дымонаправляющего элемента, обеспечивающего отклонение потока поступающего воздуха внутри корпуса с осаждением взвешенных частиц цемента и/или строительной пыли.
Также новым является то, что дымонаправляющий элемент выполнен из пластмассы.
Также новым является то, что щелевые отверстия расположены в плоском основании.
Также новым является то, что кольцевое углубление с внутренней стороны основания выполнено с одной стороны перпендикулярно основанию, а с другой стороны образовано боковой поверхностью корпуса датчика, основание кольцевого углубления параллельно основанию датчика.
На фигуре представлена схема предлагаемого датчика дымового оптико-электронного.
Датчик дымовой оптико-электронный для условий, осложненных наличием внутри помещения взвешенных частиц цемента состоит из вставки 1 с креплением 2, закрепляемой в цоколе (на чертеже не показан), пластмассового корпуса измерительной камеры 3 формы перевернутого усеченного конуса, основания с щелевыми отверстиями 4 для прохождения дыма. Внутри корпуса 3 размещен оптический модуль, состоящий из платы 5, индикатора 6, оптической камеры 7, которая включает источник света со светоприемником (на чертеже не показаны) и дымонаправляющим элементом 8. Основание выполнено плоским круглой формы с кольцевым выступом по окружности с наружной стороны, а с внутренней стороны основание выполнено с кольцевым углублением 9. Дымонаправляющий элемент 8 выполнен внутри корпуса 3 в форме диска параллельно основанию и жестко установлен на основании, например с помощью 4-6 штырьков 10, устанавливаемых в пазы 11 на внутренней поверхности основания, на равноудаленном расстоянии между основанием и оптическим модулем, обеспечивающим отклонение потока поступающего воздуха, включающего в том числе дым в определенной концентрации и взвешенные частицы цемента и/или строительной пыли, к внутренней боковой поверхности корпуса. Диаметр основания равен диаметру дымонаправляющего элемента. Дымонаправляющий элемент 8 выполнен из пластмассы и образует сквозной кольцевой зазор между внутренней поверхностью корпуса и торцевой частью дымонаправляющего элемента, обеспечивающего отклонение потока. Щелевые отверстия 4 для входа воздуха расположены в плоском основании. Кольцевое углубление 9 глубиной и шириной, например, 10 мм является достаточным для сбора взвеси цемента и/или строительной пыли в объеме, обеспечивающем увеличение межремонтного периода работы датчика в сложных условиях замкнутого пространства, а с внутренней стороны основания выполнено с одной стороны перпендикулярно основанию, а с другой стороны образовано боковой поверхностью корпуса 3 датчика, основание кольцевого углубления параллельно основанию датчика. Конструкция предлагаемого датчика с дымонаправляющим элементом, образующим зазор между торцевой частью дымонаправляющего элемента-диска и внутренней боковой поверхностью корпуса в виде кольцевого пространства, обеспечивает при изменении направления движения осаждение взвешенных частиц цемента и/или строительной пыли, имеющих значительный удельный вес по сравнению с дымом, в кольцевое углубление - пылесборник 9. Повышается эффективность пылезащищенности и защиты от внешнего света и ложного срабатывания датчика при обеспечении высокой надежности работы дымового извещателя в случае возгорания. А дым, имеющий более высокую температуру, свободно поднимается внутри корпуса 3 через зазор и попадает в оптическую камеру 7.
Излучение от источника света, рассеянное частицами дыма, регистрируется фотоприемником. При этом достигается высокое быстродействие и равномерная чувствительность датчика независимо от направления распространения дыма.
Датчик дымовой оптико-электронный для условий, осложненных наличием внутри помещения взвешенных частиц цемента, работает следующим образом.
Наличие дымонаправляющего элемента 8, выполняющего функцию изменения направления потока воздуха внутри корпуса 3, обеспечивает при изменении направления движения взвешенных частиц цемента и/или строительной пыли под действием силы тяжести осаждение ее за счет высокого удельного веса в пылесборник 9, что повышает эффективность и расширяет возможность использования датчика дымового при размещении и в замкнутом помещении с повышенным содержанием в воздухе взвешенных частиц цемента и/или строительной пыли. При появлении признаков задымленности, дым, имеющий более высокую температуру, беспрепятственно поднимается внутри корпуса 3 датчика и свободно проходит через (зазор) кольцевое пространство между торцом дымонаправляющего элемента 8 и внутренней боковой поверхностью корпуса, и попадает в оптическую камеру 7. Оптическая камера 7 с лабиринтными каналами, включающая источник света со светоприемником работает аналогично большинству применяемых, поэтому на схеме изображена без детализации. Формируемые электронной схемой на плате 5 импульсные последовательности электрических сигналов преобразуются источником света в световые импульсы. Рассеянное излучение принимается светоприемником, который оптически недоступен прямому излучению источника света, оптическая ось которого расположена под углом к оптической оси светоприемника. Полученное рассеянное отраженное излучение светоприемником преобразуется в электрические сигналы, которые обрабатываются элементами электронной схемы платы 5 с последующим формированием сигналов «Дежурный режим» или при наличии дымовых аэрозолей «Пожар». Таким образом, предлагаемый датчик дымовой оптико-электронный имеет высокую защиту от ложного срабатывания при обеспечении надежности работы в случае возгорания.
Исполнение корпуса в виде перевернутого усеченного конуса обеспечивает обтекание потоков дыма, в случае бокового распространении вдоль потолка помещения, вниз к основанию корпуса, попаданию в кольцевое углубление и далее в щелевые отверстия.
Полезная модель обеспечивает повышение эффективности защиты датчика от ложного срабатывания при обеспечении высокой надежности работы дымового датчика в случае возгорания за счет увеличения срока поддержания его в рабочем состоянии, снижения проникновения взвешенных частиц цемента и/или строительной пыли к оптическому модулю, в том числе в условиях замкнутого помещения, упрощения очистки основания. А также расширяет арсенал простых в изготовлении и использовании конструкций датчиков дымовых оптико-электронных. Применение предлагаемого датчика для условий, осложненных наличием внутри помещения взвешенных частиц цемента и/или строительной пыли, позволяет увеличить период между техническим обслуживанием не менее чем в два раза.