УСТРОЙСТВО СИГНАЛЬНО-ПУСКОВОЕ

Полезная модель относится к противопожарной технике, а именно к автоматическим устройствам сигнализации о пожарной обстановке и управления автоматическим противопожарным оборудованием и может быть использована для обеспечения принудительного запуска средств пожаротушения в начальный момент возникновения пожара в автоматическом и ручном режиме.
Из уровня техники известны автономные тепловые пускатели с ударно-тепловым механизмом и тепловым предохранителем из материала, обладающего эффектом памяти формы (патенты РФ №2098157, кл. А62С 35/00, публ. 1998 г.; №2165781, кл. А62С 37/10, публ. 2001г.)
К недостаткам известных устройств, препятствующим их использованию, относится наличие в конструкции твердотопливного газогенератора, что обуславливает необходимость специальных условий их эксплуатации.
Известно также устройство сигнально-пусковое (патент РФ №2330701, кл. А62С 37/00, G08 17/06, публ. 2008г.), которое включает корпус с размещенной в нем катушкой индуктивности с осевым каналом и электрическими выводами и шток с постоянным магнитом, фиксатором и приводом его поступательного движения, установленный нижним концевым участком напротив осевого канала катушки индуктивности с возможностью перемещения внутрь канала, при этом фиксатор выполнен из материала с термомеханической памятью формы и закреплен на верхнем концевом участке штока, устройство дополнительно снабжено каркасом, перемычкой и пробойником, при этом каркас соединен с нижней частью корпуса, выполнен из электроизоляционного материала и имеет центральный канал, расположенный соосно с осевым каналом катушки индуктивности, перемычка выполнена из электропроводного материала, закреплена на каркасе, а ее концевые участки электрически соединены с электрическими выводами катушки индуктивности, пробойник выполнен из немагнитного неэлектропроводного материала, смонтирован с возможностью продольного перемещения в осевом канале катушки индуктивности между перемычкой и нижним концевым участком штока, при этом устройство снабжено направляющей, выполненной в корпусе в виде полой втулки, пробойник смонтирован внутри втулки, а на каркасе закреплены электрические разъемы, электрически соединенные с электрическими выводами катушки индуктивности и концевыми участками перемычки.
Данное устройство отличается невосприимчивостью к воздействию на него внешних электромагнитных полей, что позволяет исключить вероятность ложных срабатываний, подключенных к нему средств пожаротушения.
К недостаткам, препятствующим использованию данного устройства относится то, что данная конструкция после срабатывания не может быть сразу восстановлена (одноразовое применение). Для восстановления работоспособности надо разобрать устройство и заменить разрушенную перемычку. Наличие в конструкции пробойника повышает вероятность его перекоса при срабатывании, что негативно сказывается на надежности всего устройства.
Устройство по патенту №2330701 принято в качестве прототипа, как наиболее близкий аналог по технической сущности и достигаемому техническому результату.
Задачей, на решение которой направлена предлагаемая полезная модель, является создание устройства многоразового использования при исключении вероятности ложного срабатывания возможность выдачи сигнала о своем срабатывании от электромагнитных наводок.
При использовании предлагаемого устройства обеспечивается достижение следующего технического результата:
- при срабатывании устройства размыкание контактов катушки индуктивности обеспечивается без механического разрушения проводника, что обуславливает простоту восстановления исходного состояния - замыкание контактов;
- исключение возможности электромагнитных наводок на пусковые цепи исполнительных средств, а, следовательно, их несанкционированное срабатывание;
- отсутствие в конструкции пробойника исключает вероятность перекоса при срабатывании устройства.
- возможность выдачи сигнала о своем срабатывании.
Достижение указанного технического результата обеспечивается тем, что устройство сигнально-пусковое, включающее корпус из электроизоляционного материала, размещенную в корпусе катушку индуктивности с осевым каналом и электрическими выводами, шток с постоянным магнитом, фиксатором и приводом поступательного движения штока, установленного соосно каналу катушки и с обеспечением возможности перемещения магнита внутрь канала катушки по направляющей, выполненной в виде втулки и соосно совмещенной с каналом катушки, фиксатор выполнен с возможностью крепления на конце штока, каркас с центральным каналом, выполненным соосно каналу катушки индуктивности, каркас разъемно соединен с корпусом и выполнен из электроизоляционного материала, а электрические выводы катушки индуктивности обеспечивают возможность образования короткозамкнутого электрического контура, отличающееся тем, что образование короткозамкнутого контура обеспечивают замыканием через тело магнита двух электрических проводников, соединенных с выводами катушки индуктивности.
Для предотвращения самопроизвольного передвижения штока с магнитом после срабатывания устройства основание центрального отверстия в каркасе частично может быть перекрыто металлической шайбой для фиксации магнита.
Предпочтительнее, чтобы привод был выполнен в виде пружины сжатия. Для возможности запуска устройства в автоматическом режиме фиксатор может быть выполнен в виде разомкнутого кольца из материала с термомеханической памятью формы.
Для обеспечения возможности ручного режима запуска фиксатор может быть выполнен в виде чеки с кольцом.
Для сохранения работоспособности при транспортировке и монтаже устройство может быть снабжено защитным колпачком и/или предохранителем в виде шплинта, установленным в головке штока.
Для исключения снижения (потерь) силы генерируемого электрического импульса при срабатывании устройства длина направляющей в виде втулки, а также длина центрального канала каркаса по размеру должны быть равны или превосходить высоту магнита.
Технологически проще, если катушка индуктивности будет установлена с опорой непосредственно на каркас.
Для обеспечения надежности при повторном срабатывании устройства желательно, чтобы электрические проводники были закреплены в корпусе с обеспечением возможности их упора на торец направляющей в виде втулки при перемещении магнита внутрь канала катушки, а электрические проводники должны быть выполнены из магнитопроводного материала, например из стали.
Устройство может быть выполнено с возможностью выдачи сигнала о своем срабатывании, что является его дополнительной функцией.
При включении нескольких устройств в шлейфе пуска предпочтительнее, чтобы в цепи катушки индуктивности был установлен диод.
Предлагаемая полезная модель, обеспечивающая запуск исполнительных средств (противопожарного оборудования) в автоматическом и ручном режимах, поясняется чертежами. На фиг.1 представлен общий вид (разрез-выров) предлагаемого устройства предназначенного для работы в автоматическом режиме. На фиг.2 представлен общий вид (разрез-выров) устройства в ручном режиме запуска. Устройство включает корпус (1), размещенную в корпусе (1) катушку индуктивности (2) с осевым каналом (3) и электрическими выводами (4), а также шток (5) с головкой (6) и с постоянным магнитом (7). На штоке (5) установлен фиксатор (8). Шток (5) снабжен приводом (9) в виде пружины для поступательного движения штока (5), который установлен соосно каналу (3) катушки (2) и обеспечивает возможность перемещения магнита (7) внутрь канала (3) катушки (2) по оси направляющей (10), выполненной в виде втулки и соосно совмещенной с каналом (3) катушки (2). Корпус (1) вместе с катушкой (2) и направляющей (10) установлены с опорой на каркас (11), в котором выполнен центральный канал (12) соосно каналу (3) катушки (2). Каркас (11) разъемно соединен с корпусом (1). Оба выполнены из электроизоляционного материала. Электрические выводы (4) катушки индуктивности (2) соединены с двумя электрическими проводниками (13), примерное место контакта (14), проводники (13) закреплены внутри корпуса (1) с обеспечением их контакта (15) с телом магнита (7) для образования короткозамкнутого контура. На фиг.1 и 2 представлены возможные места крепления (16) проводников (13), выполненных из стали с обеспечением возможности их упора на торец (17) направляющей (10) катушки (2) при перемещении магнита (7) внутрь канала (3) катушки (2) при срабатывании устройства (опускании магнита). Длина направляющей (10) в виде втулки, совмещенной с каналом (3) катушкой (2), и длина центрального канала (12) каркаса (11) по размеру могут быть равны или превосходить высоту магнита (7). Магнит (7) в исходном состоянии может быть полностью или частично (показано на чертеже) размещен внутри направляющей (10) в виде втулки.
Устройство может быть дополнительно снабжено металлической шайбой (на чертеже не показано), которая закреплена и частично перекрывает основание центрального отверстия (12), что позволяет надежнее удерживать магнит (7) после срабатывания, исключая возможность его несанкционированного перемещения.
Устройство может дополнительно выполнять функцию сигнализации о своем срабатывании с выдачей сигнала на соответствующие приборы.
На фиг.1 представлен пример выполнения привода (9) в виде пружины сжатия. Фиксатор (8) выполнен в виде разомкнутого кольца из материала с термомеханической памятью формы.
Данное устройство обеспечивает срабатывание (запуск противопожарного оборудования) в автоматическом режиме.
Для обеспечения срабатывания в режиме ручного пуска (фиг.2) фиксатор (8) выполнен в виде чеки (18) с кольцом (19).
Целостность конструкции при транспортировке и монтаже может обеспечиваться защитным колпачком (на чертеже не показано).
На фиг.1 и 2 представлена схема включения диода (20) в цепь катушки индуктивности (2). Электрические проводники (13) и выводы катушки индуктивности (2) выведены на клеммные колодки (21) для подключения, например, средств пожаротушения.
Для обеспечения возможности выдачи сигнала о своем срабатывании устройство дополнительно снабжено двумя контактами (22), выведенными на соответствующие клеммы (23), и дополнительно установлена клемма (24). Все клеммы (23 и 24) выполнены на боковой стенке центрального отверстия (12) каркаса (11) и с возможностью контакта с телом магнита (7) при его нижнем положении после срабатывания.
Предлагаемое устройство в исходном состоянии устанавливается в месте наиболее вероятного возникновения пожара. Устройство крепится на плоскую поверхность через отверстия в каркасе и удаляется предохранитель в виде шплинта (на чертеже не показан).
Предлагаемое устройство сигнально-пусковое работает следующим образом.
В исходном состоянии конструктивно обеспечивается образование замкнутого электрического контура катушки индуктивности (2) замыканием через тело магнита (7) двух электрических проводников (13), соединенных (14) с выводами (4) катушки индуктивности (2). В автоматическом режиме при повышении температуры до порового значения, воспринимаемого термочувствительным фиксатором (8), например полукольцом из материала с термомеханической памятью формы, последний разжимается, восстанавливая свою форму. При этом высвобождается концевой участок штока (5), с головкой (6), который под воздействием пружины (9) привода поступательного движения, начинает движение по направляющей (10) вместе с магнитом (7).
При движении магнита (7) размыкаются контакты (15) электрических проводников (13) с телом магнита (7). Концы электрических проводников (13), закрепленные (16) в корпусе (1) опускаются до упора на торец (17) направляющей (10), которая дополнительно выполняет еще и функцию ограничителя движения электрических проводников (13) при размыкании цепи электрического контура.
При дальнейшем движении штока (5) с магнитом (7) по осевому каналу (3) катушки индуктивности (2) вырабатывается электрический импульс, который через электрические выводы на клеммных колодках (21) передается по цепи шлейфа к средствам пожаротушения или на другие устройства.
В ручном режиме запуск предлагаемого устройства осуществляется путем принудительного выдергивания из головки (6) штока (5) чеки (18) кольцом (19). Дальнейшая работа устройства повторяется последовательно, как в автоматическом режиме, начиная с освобождения штока (5) и его движения с магнитом (7) под воздействием пружины (9) с последующим размыканием электрического контура.
После срабатывания устройства магнит (7) фиксируется в положении ниже катушки индуктивности (2) при этом замыкает через себя магнитопроводящие контакты (22), которые выведены на клеммы (23). Через замкнутые контакты (22), клеммы (23) и клемму (24), в зависимости от схемы включения можно выдавать сигнал о срабатывании устройства на разные приборы сигнализации и/или светозвуковую сигнализацию.
После срабатывания, как в автоматическом, так и в ручном режимах, предлагаемое устройство легко восстанавливается в исходное положение нажатием на опустившийся конец штока (5) (например отверткой) через центральное отверстие (12) в каркасе (11). Шток (5) поднимают вверх до его упора, затем устанавливают фиксатор (8) в виде термозамка или чеки (18) ручного пуска. При поднятии штока (5) вместе с ним поднимается и магнит (7) и восстанавливает контакты (15) с проводниками (13). Таким образом, восстанавливается короткозамкнутый электрический контур через тело магнита (7).
Диод (20) в цепи катушки (2) устанавливается для того, чтобы при включении нескольких устройств сигнально-пусковых в шлейфе пуска при запуске одного из них исключить влияние других устройств на пусковой сигнал.
Устройство сигнально-пусковое изготовлено и испытано с подтверждением его работоспособности.
Для проведения испытаний была изготовлена партия (20 шт.) устройств сигнально-пусковых (УСП).
Для испытаний все УСП были оснащены термозамком в виде разомкнутого кольца из материала с термомеханической памятью формы с разным температурным порогом срабатывания (по 5 изделий в каждом): 45±5°C; 72±5°C; 93±5°C и 110±5°C.
Все образцы УСП при испытаниях показали 100% срабатывание как в автоматическом, так и в ручном режимах запуска.
Каждое изделие после срабатывания восстанавливали путем механического поднятия штока с магнитом до замыкания электрического контура через тело магнита. Восстановленные УСП 10-ти кратно проверялись на запуск. Все устройства сработали также 10-ти кратно.
Испытание подтвердили достижение следующих технических характеристик:
Инерционность срабатывания соответствует НПБ 85-2000 «Извещатели пожарные тепловые. Технические требования. Методы испытаний»;
- Устройство генерирует электрический импульс амплитудой не менее 3.5 В на нагрузке 1Ω. на уровне 3 В (I=3А) длительностью импульса более 1 мс;
- Устройство устойчиво к воздействию одиночных ударов длительностью от 2 до 50 мс с пиковым ускорением до 3g;
- Устройство устойчиво к воздействию вибрации частотой от 0.5 до 100 Гц с ускорением до 1g;
- Число контрольных срабатываний устройства не менее 10;
- Устройство соответствует степени жесткости 4 к наведенным электромагнитным помехам и электромагнитной эмиссии по ГОСТ Р 50009 и НПБ 57-97;
- Устройство при срабатывании выдает сигнал, который можно передать на различные приборы сигнализации.
Таким образом, совокупность всех существенных признаков предлагаемого устройства сигнально-пускового направлена на достижение указанного технического результата: - при срабатывании устройства размыкание контактов короткозамкнутого электрического контура и выработка электрического импульса обеспечивается без механического разрушения проводника;
- после срабатывания УСП легко восстанавливается в исходное состояние и относится к устройствам многократного использования;
- отсутствие пробойника и наличие направляющей, в которой полностью или частично размещен магнит, исключает перекос, а, следовательно, гарантирует надежность срабатывания УСП;
- образование короткозамкнутого электрического контура через тело магнита исключает вероятность ложного срабатывания при воздействии на УСП внешних электромагнитных помех;
- устройство при срабатывании обеспечивает возможность выдачи сигнала о своем срабатывании и передачи этого сигнала на соответствующие приборы.
Следовательно, предлагаемое УСП направлено на решение поставленной задачи и соответствует всем критериям охраноспособности по действующему законодательству.