СИСТЕМА ДЛЯ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ ЗАЛИВА ПОМЕЩЕНИЙ ВОДОЙ

Полезная модель относится к контрольно-управляющим системам на основе устройств тревожной сигнализации, реагирующих на протечки систем водоснабжения и бытовой техники в результате нарушения их герметичности, а также позволяющих обнаружить утечки воды из-за переполнения ванны, раковины и других применяемых в быту емкостей. Система предназначена для предотвращения затопления помещений водой.
Известны системы для предотвращения залива помещений водой, которые характеризуются наличием двух основных функциональных узлов: датчиков (извещателей) наличия воды и исполнительных (запирающих) устройств для автоматического прекращения подачи воды (блокировки водоснабжения) в аварийных ситуациях. Входящие в состав таких систем запирающие устройства могут управляться централизованно - с помощью специализированного блока управления, включающего в себя контроллер. Эти функциональные узлы связаны друг с другом каналами связи, по которым могут передаваться команды управления запирающими устройствами и сигналы тестирования извещателей. По такой схеме построены практически все известные системы для предотвращения затопления помещений водой.
Используемые в вышеупомянутых системах каналы связи могут быть проводными и беспроводными (радиоканалы). К системам первого типа относятся, например, система по патенту на изобретение RU №2147145, G08В 25/00, система по патенту на полезную модель RU №77073, G08В 21/20 и ряд других. Указанное техническое решение реализовано в ряде серийно выпускаемых изделий, из которых наиболее известна система "Аквасторож" (www.water-com.ru). К недостаткам таких систем относятся неудобства, связанные с необходимостью прокладки в помещении проводов и их защиты от случайного порыва и замыкания. Дополнительные проблемы, связанные с
безопасностью, возникают в тех системах, для энергоснабжения которых используется штатная электропроводка с напряжением 220 В.
На устранение указанных недостатков направлены радиоканальные системы для предотвращения затопления помещений водой, использующие автономные низковольтные источники питания. К системам этого типа относится, например, устройство предотвращения залива квартиры по патенту на полезную модель RU №74505, G08В 21/20, являющееся ближайшим аналогом предлагаемой полезной модели.
Это устройство содержит нескольких датчиков наличия воды, установленных пользователем в местах наиболее вероятных протечек (утечек) воды, блок управления с автономным низковольтным источником питания и исполнительные устройства, например, запорные вентили с электроприводами. Датчики наличия воды представляют собой электронные устройства, выполненные во влагозащищенном корпусе с автономными низковольтными источниками питания, выполненные с возможностью передачи в блок управления кодированных радиокоманд. Электронная схема чувствительного элемента датчика наличия воды (далее, сенсора) в нормальном состоянии находится в режиме ожидания и активируется лишь при попадании воды на ее электроды. В этом случае сенсор выдает импульс напряжения, который с помощью блока кодирования преобразуется в модулирующий сигнал, подаваемый на вход приемопередатчика. В приемопередатчике указанный сигнал переносится на высокочастотную несущую и излучается в эфир. Излучение осуществляется на частотах, разрешенных для использования бытовыми приборами.
Сенсор может быть выполнен с возможностью самотестирования, которое проводится по заданной программе и/или по запросам, поступающим по радиоканалу из блока управления.
Блок управления размещен в отдельном корпусе и устанавливается пользователем в удобном для него месте. Он имеет собственный низковольтный блок питания. При срабатывании сенсора излучаемый им радиосигнал
принимается приемопередатчиком блока управления, декодируется, подвергается процедуре идентификации и в случае, если радиосигнал опознан как "свой", включается схема, подающая напряжение с элементов питания на конденсаторы большой емкости, подключенные к электроприводу запирающего устройства. При штатном срабатывании запирающего устройства происходит разрыв цепи его электропривода, что отслеживается электронной схемой блока управления, после чего напряжение на зарядку конденсатора подаваться прекращает и соединительные провода обесточиваются.
Через определенные промежутки времени блок управления получает тестирующие сигналы от датчиков наличия воды. При ослаблении амплитуды принимаемых радиосигналов (вследствие разрядки элементов питания) или при полном пропадании радиосигнала выдается тревожный сигнал на блок звуковой сигнализации, расположенный в блоке управления.
Запирающее устройство - вентиль с электроприводом - устанавливается в отводящий трубопровод водоразборного отвода стояка (после штатного запорного вентиля).
Запирающее устройство соединяется с блоком управления при помощи электропроводки водозащитного исполнения.
Связь датчиков наличия воды с блоком управления по радиоканалу позволяет минимизировать общую длину проводных линий связи, соответственно, упрощая установку функциональных узлов системы в помещении и повышая степень ее безопасности.
Указанное техническое решение реализовано в ряде серийно выпускаемых беспроводных устройств контроля протечки (утечки) воды и автоматического перекрытия водоснабжения, реализуемых на коммерческом рынке, в частности, в системах AXICO АЕ001 и АТ101 (www.axico.ru), МСТ-550 фирмы Visonic (www.activsb.ru), EL-261 (www.flagmanspb.ru).
Наряду с вышеупомянутыми достоинствами, указанные беспроводные (радиоканальные) системы имеют один общий недостаток принципиального характера, заключающийся в следующем.
Как известно, наибольший ущерб имуществу физических и юридических лиц могут нанести протечки (утечки) воды, произошедшие в отсутствие хозяев помещения, например, во время их пребывания на работе или отъезда на дачу.
В соответствии с описанными выше физическими принципами действия датчиков наличия воды, их срабатывание происходит лишь при появлении в помещении слоя воды определенной толщины. После срабатывания указанных датчиков наличия воды и, далее, запирающего устройства подача воды в систему водоснабжения помещений блокируется. Однако, следует иметь в виду, что определенное количество воды уже попало в помещение. Эта вода может растечься по полу и стенам помещения, попасть на мебель, проникнуть, через щели в нижерасположенные квартиры. При этом, чем дольше этот объем воды будет находиться в помещении - тем больший ущерб он может нанести интерьеру (например, испортить обои, мебель, покрытия полов, потолки проживающих ниже соседей).
Предлагаемое техническое решение направлено на устранение указанного недостатка ближайшего аналога, то есть на минимизацию ущерба, связанного с возможными протечками (утечками) воды в периоды отсутствия в помещении людей.
Предметом предлагаемой полезной модели является система для предотвращения залива помещений водой, содержащая несколько датчиков наличия воды, установленных пользователем в местах наиболее вероятных протечек и скоплений воды, блок управления, связанный с датчиками наличия воды радиоканалами и одно или несколько запирающих устройств, установленных в трубопроводах водоснабжения помещения и подключенных своими входами и выходами соответственно к выходам и входам оповещения блока управления, - при этом что в систему введен блок задания режима, содержащий связанные по радиоэфиру носимый блок идентификации и блок считывания, при этом блок управления выполнен со входом принудительного
блокирования, который подключен к выходу блока считывания, являющемуся выходом блока задания режима.
Частными существенными признаками полезной модели являются следующие.
Каждый датчик наличия воды содержит последовательно связанные друг с другом сенсор, на поверхности которого находятся электроды для обнаружения наличия воды, блок кодирования и первый приемопередатчик с антенной.
Блок управления содержит блок индикации и последовательно соединенные второй приемопередатчик с антенной, блок декодирования и блок формирования команд, первый выход блока формирования команд является выходом блока управления, второй выход блока формирования команд подключен ко входу блока индикации и третий выход - ко входу второго приемопередатчика, при этом второй вход блока формирования команд является входом принудительного блокирования блока управления, а третий вход - входом оповещения блока управления.
Каждое запирающее устройство выполнено в виде последовательно связанных электропривода и вентиля, вставленного в трубопровод водоснабжения, при этом вход электропривода является входом запирающего устройства а выход - выходом запирающего устройства.
Носимый блок идентификации выполнен в виде транспондера.
Носимый блок идентификации выполнен в виде радиобрелока.
Суть предлагаемой полезной модели поясняется на фиг.1 - фиг.5.
На фиг.1 представлена общая структурная схема заявляемой системы.
На фиг.2 представлена структурная схема датчика наличия воды.
На фиг.3 представлена структурная схема блока управления.
На фиг.4 представлена структурная схема запирающего устройства.
На фиг.5 представлена структурная схема блока задания режима.
На фиг.1 - фиг.5 использованы следующие обозначения: 1 - датчик наличия воды, 2 - сенсор; 3 - электроды; 4 - блок кодирования; 5 - первый
приемопередатчик; 6 - блок управления; 7 - запирающее устройство; 8 - второй приемопередатчик; 9 - блок декодирования; 10 - блок формирования команд; 11 - электропривод; 12 - вентиль; 13 - блок индикации; 14 - блок задания режима; 15 - носимый блок идентификации; 16 - блок считывания.
Предлагаемая система для предотвращения залива помещений водой, содержит (фиг.1) датчики 1 наличия воды, установленные пользователем в местах наиболее вероятных протечек и скоплений воды, блок 6 управления, связанный с датчиками 1 наличия воды радиоканалом, и одно или несколько запирающих устройств 7, установленных в трубопроводах водоснабжения помещений и подключенных своими электрическими входами к выходу блока 6 управления.
Кроме того, система включает в себя блок 14 задания режима (фиг.5), содержащий связанные друг с другом радиоканалом блок 16 считывания и носимый блок 15 идентификации.
При этом блок 6 управления выполнен с дополнительным входом принудительного блокирования, который подключен к выходу блока 16 считывания. Указанный выход является выходом блока 14 задания режима. Вход оповещения блока 6 управления подключен к выходу запирающего устройства 7.
Датчик 1 наличия воды (фиг.2) содержит последовательно связанные друг с другом сенсор 2, на поверхности которого находятся электроды 3 для обнаружения наличия воды, блок 4 кодирования и первый приемопередатчик 5 с антенной.
Блок 6 управления (фиг.3) содержит блок 13 индикации и последовательно соединенные второй приемопередатчик 8 с антенной, блок 9 декодирования и блок 10 формирования команд. Первый выход блока 10 формирования команд является выходом блока 6 управления, второй выход подключен ко входу блока 13 индикации, а третий выход - ко входу второго приемопередатчика 8, при этом второй вход блока 10 формирования команд является
входом принудительного блокирования блока 6 управления, а третий вход - входом оповещения блока 6 управления.
Запирающее устройство 7 (фиг.4) выполнено в виде последовательно связанных электропривода 11 и вентиля 12, установленного в трубопроводе водоснабжения. При этом вход электропривода 11 является входом запирающего устройства 7, а выход электропривода 11 - выходом запирающего устройства 7.
Носимый блок 15 идентификации может быть выполнен либо в виде транспондера, либо в виде радиобрелока.
За исключением блока 14 задания режима, все вышеупомянутые функциональные узлы выпускаются серийно и используются в радиоканальных системах контроля протечки воды, например, в системе AquaControl 100 ("Инструкция по монтажу и эксплуатации", ООО "Специальные системы и технологии", www.neptun-mcg.ru/technik/aquacontrol).
Принцип действия блока 14 задания режима аналогичен работе одноименного блока, применяемого в автомобильных охранных системах и в бесконтактных системах контроля и управления доступом (Л.А.Стасенко, "Современные технологии радиочастотной идентификации", "Системы безопасности", апрель-май 2004, с.72-78). Серийно выпускаемые предприятием-заявителем носимые блоки 15 идентификации (транспондеры и радиобрелоки) представлены в разделе "Аксессуары" каталога "Автомобильные охранные системы", ООО "Альтоника", выпуск №9, 2006. При этом связь блока 16 считывания с блоком 6 управления аналогична связи блока считывания с центральным блоком в охранной системе транспортного средства.
Таким образом, возможность практической реализации предлагаемой полезной модели не вызывает сомнений.
Рассматриваемая система для предотвращения залива помещений водой работает следующим образом.
Как было отмечено выше, источниками несанкционированного появления воды в помещении могут быть как протечки в системе водоснабжения и
приборах бытовой техники (в результате нарушения их герметичности), так и утечки воды в случаях переполнения оставленных без присмотра ванны, раковины и других емкостей для воды. Поэтому при установке рассматриваемой системы (фиг.1) в помещении (в квартире или в офисе), входящие в состав системы датчики 1 наличия воды размещают в местах наиболее вероятных протечек (утечек) и скоплений воды.
Чувствительным элементом датчика 1 наличия воды (фиг.2) является сенсор 2, на поверхности которого установлены электроды 3. Могут быть реализованы различные варианты установки датчика 1 наличия воды. Так, например, в вышеупомянутой системе AquaControl 100 рекомендуются следующие два варианта установки датчика 1 наличия воды.
В первом варианте датчики 1 наличия воды рекомендуется устанавливать в полу (врезать в плитку, покрытие) в местах наиболее вероятного скопления воды при протечках. Датчики 1 наличия воды монтируются электродами 3 вверх. Небольшой выступ датчика 1 наличия воды (3-4 мм) позволяет исключить ложное срабатывание.
Если врезание датчика 1 наличия воды в пол невозможно, то рекомендуется положить его на пол электродами вниз. Точечные выступы на корпусе датчика 1 наличия воды не позволяют электродам 3 касаться пола, что предотвращает ложное срабатывание датчика 1 наличия воды.
При появлении слоя воды определенной толщины происходит замыкание электродов 3, и сенсор 2 формирует импульс напряжения, который кодируется в блоке 4 кодирования. Кодирование позволяет уменьшить вероятность ложного срабатывания системы из-за внешних электромагнитных воздействий. Из блока 4 кодирования сигнал подается на модулирующий вход первого приемопередатчика 5 и излучается в эфир.
По радиоканалу этот сигнал поступает в блок 6 управления (фиг.3), который устанавливают в месте, удобном для обслуживания и оповещения пользователей в случаях появления на полу воды.
Конструктивно возможен вариант совмещения блока 6 управления в одном корпусе с запирающим устройством 7, устанавливаемым в трубопроводе.
Как датчики 1 наличия воды, так и блок 6 управления оснащены автономными источниками питания, причем низковольтными, что важно с точки зрения безопасности эксплуатации системы.
Сигнал, принятый на антенну второго приемопередатчика 8 в блоке 6 управления, подается в блок 9 декодирования. Если сигнал декодируется как "свой", то включается блок 10 формирования команд, выход которого подключен к электроприводу 11 запирающего устройства 7 (фиг.4). Электропривод 7 подключен к вентилю 12, выполненному с возможностью перекрытия трубопровода.
Варианты конструктивного выполнения запирающего устройства 7 могут быть различными. Например, может быть использован тот же вариант, который использован в ближайшем аналоге настоящей полезной модели. В этом варианте напряжение от автономного низковольтного источника питания, установленного, например, в блоке 10 формирования команд, подается на конденсаторы большой емкости. После полной зарядки указанных конденсаторов происходит их разряд на обмотку электропривода 11 запирающего устройства 7, внутри которой находится магнитный сердечник. Вентиль 12 в нормальном состоянии открыт. Закрытие вентиля 12 внутри трубопровода происходит от воздействия пружины. Пружина в нормальном состоянии сжата и запирается механизмом, управляемым электромагнитом. При подаче напряжения с вышеупомянутых конденсаторов на обмотку электромагнита сердечник втягивается и механизм освобождает пружину - вентиль 12 запирается и блокирует подачу воды.
Если вентиль 12 не закрылся в течение заданного времени, с него - через электропривод 11 - на блок 6 управления поступает сигнал команды повторной зарядки конденсаторов. Этот сигнал поступает на блок 10 формирования команд, после чего повторяется процесс зарядки и разрядки конденсаторов
на обмотку электропривода 11. Так продолжается в течение заданного числа попыток. Если вентиль 12 остается открытым, блок 13 индикации по команде блока 10 формирования команд выдает информацию о неисправности запирающего устройства 7.
А в том случае, если вентиль 12 штатном образом срабатывает, обратная связь запирающего устройства с блоком 10 формирования команд разрывается, после чего прекращает подаваться напряжение от автономного источника питания на зарядку конденсаторов в блоке 10 формирования команд.
Другой важной функцией блока 10 формирования команд является периодическое тестирование датчиков 1 наличия воды. Тестовые запросные команды из блока 10 формирования команд подаются на модулирующий вход второго приемопередатчика 8 и излучаются в эфир.
По радиоканалу эти тестовые запросные команды поступают в датчики 1 наличия воды (фиг.2). Принятые первым приемопередатчиком 5 тестовые запросные команды подаются в блок 4 кодирования, в котором осуществляется тестирование данного датчика 1 наличия воды, номер которого соответствует адресу, содержащемуся в тестовой запросной команде. Сформированный в блоке 4 кодирования ответный тестовый сигнал подается на модулирующий вход первого приемопередатчика 5 и посылается им по радиоканалу в блок 6 управления. При нештатных ситуациях, например, при разрядке автономного источника питания датчика 1 наличия воды, в эфир посылается тревожный тестовый сигнал.
Этот сигнал принимается в блоке 6 управления вторым приемопередатчиком 8 и после декодирования в блоке 9 декодирования подается в блок 10 формирования команд, который активирует блок 13 индикации. Индикация тестовой тревожной ситуации может быть звуковой и/или световой. Если блок 6 управления находится в удобном для обозрения месте, то блок 13 индикации может быть выполнен в виде светодиодной или жидкокристаллической панели (как это, например, сделано в ближайшем аналоге). Звуковая подача тестового тревожного сигнала при этом также не исключается.
Рассмотрим, далее, особенности работы предлагаемой полезной модели, связанные с введением в нее блока 14 задания режима (фиг.5).
Указанный блок 14 задания режима предназначен для того, чтобы принудительно блокировать подачу воды при отсутствии в контролируемых помещениях людей (например, при нахождении их на работе или при отъезде всей семьи за город). Именно эта особенность позволяет устранить общий недостаток упомянутых выше аналогов, в том числе ближайшего аналога (полезная модель RU №74505, G08В 21/20). Дело в том, что по принципу действия все эти системы в аварийной ситуации допускают несанкционированное проникновение в помещение и разлив по полу некоторого количества воды. Это может нанести ущерб (в том числе соседям, проживающим этажами ниже), хотя и меньший, чем в случае отсутствия системы-аналога.
В общем случае указанный блок 14 задания режима (фиг.5) включает в себя связанные с друг другом по радиоэфиру носимый блок 15 идентификации и блок 16 считывания.
Носимый блок 15 идентификации находится у пользователя. Блок 16 считывания устанавливается стационарно и может быть выполнен, к примеру, в одном корпусе с блоком 6 управления и запирающим устройством 7. Носимый блок 15 идентификации может представлять собой, например, в виде транспондера или радиобрелока (с кнопками управления). В первом случае дальность считывания составляет от 1,5 до 2,5 м. Во втором случае - сотни метров, что позволяет управлять запирающим устройством 7 практически из любой точки помещения.
При нажатии кнопки носимого блока 15 идентификации, выполненного в виде радиобрелока, последний излучает кодированный радиосигнал в частотном диапазоне, разрешенном для использования бытовыми приборами. Этот сигнал принимается блоком 16 считывания, который идентифицирует пользователя и, в случае правильной идентификации, формирует команду на включение или отключение блокировки подачи воды в помещения.
Уходя из охраняемых помещений последним, пользователь нажатием кнопки носимого блока 15 идентификации, выполненного в виде радиобрелока, включает блокировку подачи воды по трубопроводу. Первый из пользователей, вернувшихся в охраняемые помещения, нажатием другой кнопки (или повторным нажатием той же кнопки) может снять указанную блокировку.
Если в качестве носимого блока 15 идентификации используется транспондер, то блокировка подачи воды при выходе пользователя из охраняемых помещений осуществляется путем поднесения пользователем транспондера к блоку 15 считывания на заданное расстояние. При желании снять указанную блокировку пользователь также подносит транспондер к блоку 15 считывания.
Вне зависимости от того, каким образом построен носимый блок 15 идентификации, о введенной блокировке подачи воды по трубопроводу (а также о снятии этой блокировки) пользователь оповещается сигналами блока 13 индикации.
Таким образом, введение в ближайший аналог вышеупомянутого блока 14 задания режима позволяет практически полностью исключить возможность несанкционированного попадания воды в охраняемые помещения - даже в отсутствие людей в этих охраняемых помещениях. Если же люди присутствуют внутри охраняемых помещений, то рассматриваемая система работает в штатном режиме, оповещая пользователей в случае возникновения протечки (утечки) воды.
По принципу работы такой алгоритм аналогичен алгоритму постановки помещений под охрану и снятия с охраны.
Блок 16 считывания может быть выполнен с возможностью взаимодействия с охранной системой (при наличии ее в охраняемых помещениях). Детали такого взаимодействия в данной заявке не раскрываются, поскольку выходят за рамки тематики настоящей полезной модели и являются предметом другой заявки (на изобретение или на полезную модель).
Таким образом, задача, поставленная в настоящей полезной модели, решена - создана система, позволяющая минимизировать ущерб, связанный с возможными протечками (утечками) воды в охраняемых помещениях в периоды отсутствия в них людей.