Тепловой пожарный датчик с функцией пожаротушения
THERMAL FIRE SENSOR WITH FIRE EXTINGUISHING FUNCTION

Изобретение относится к пожарной сигнализации, предназначено для обеспечения оперативной диагностики и ликвидации возгорания в малогабаритных закрытых объемах и может использоваться в установках пожаротушения, используемых для подавления локальных очагов возгорания в момент их возникновения в системах силовой автоматики, пультах управления, электрических и распределительных шкафах, сейфах и малогабаритных хранилищах ценностей или воспламеняющихся и горючих материалов, узлах, блоках, радиоэлектронных и электротехнических установках и агрегатах, хранилищах документов, ящиках для химических и взрывоопасных продуктов и т.д.
Известно устройство для раннего выявления запредельного повышения температуры, в корпусе которого вмонтированы микроконтейнеры. Микроконтейнеры наполнены огнетушащим газом и производят в момент нарушения их целостности характерный звук, который обнаруживается с помощью микрофонов. Установка также оснащена приспособлением для фильтрации и обработки сигнала цифровым способом (см., напр., патент US 4309698, опубл. 1979 г.)
Недостаток описанного устройства заключается в том, что в случае утраты работоспособности микрофонов извещение не поступает ни о выходе из строя системы оповещения, ни о пожаре.
Из существующего уровня техники известно устройство, в котором измерительное устройство расположено на контактном проводе и выполнено в виде датчика температуры, вход которого соединен с контактным проводом, а выход связан со входом радиопередатчика, размещенного на контактном проводе и обеспечивающего передачу информации о температуре контактного провода. (Патент РФ №2337448, опубл. 27.10.2008).
Недостатком описанного устройства является его сложность, низкая эксплуатационная надежность и недостаточная оперативность отключения контактной сети от источника питания при превышении реальных значений температуры контактного провода от заданных значений.
Наиболее близким аналогом является тепловой пожарный датчик с функцией пожаротушения, включающий термочувствительный элемент и контактную группу электрической цепи пожарной сигнализации, содержащую, по крайней мере, один подвижный контакт (см., напр., SU 1721619 A, опубл. 23.03.1992).
Недостатком данного устройства является непригодность к дальнейшей эксплуатации после срабатывания датчика, отсутствие обеспечения функции пожаротушения, сложность изготовления.
Задачей изобретения является повышение эксплуатационной надежности устройства.
Поставленная задача решается за счет того, что в тепловом пожарном датчике с функцией пожаротушения, включающем термочувствительный элемент и контактную группу электрической цепи пожарной сигнализации, содержащую, по крайней мере, один подвижный контакт, согласно изобретению, термочувствительный элемент размещен относительно контактов с обеспечением нормально замкнутой или нормально разомкнутой электрической цепи, представляет собой термоактивирующиеся микрокапсулы огнетушащего вещества и выполнен с обеспечением возможности переключения электрической цепи в противоположное состояние с помощью подвижного контакта.
Термочувствительный элемент может представлять собой термоактивирующиеся микрокапсулы огнетушащего вещества, размещенные в замкнутой теплопроводной оболочке.
Термочувствительный элемент может представлять собой термоактивирующиеся микрокапсулы огнетушащего вещества, размещенные в замкнутой легковоспламеняющейся оболочке.
Термочувствительный элемент может представлять собой термоактивирующиеся микрокапсулы огнетушащего вещества, размещенные в двух оболочках, одна из которых легковоспламеняющаяся, а другая теплопроводная.
Термочувствительный элемент может представлять собой термоактивирующиеся микрокапсулы огнетушащего вещества, размещенные в оболочке, содержащей легковоспламеняющийся или теплопроводящий элемент, часть которого выведена за пределы оболочки.
Термочувствительный элемент может представлять собой термоактивирующиеся микрокапсулы огнетушащего вещества, плотно объединенные между собой посредством связующего.
Термочувствительный элемент может быть выполнен с возможностью обеспечения функции изолятора.
Контактная группа электрической цепи пожарной сигнализации может содержать один неподвижный контакт и один подвижный контакт. Контактная группа электрической цепи пожарной сигнализации может содержать два неподвижных контакта и один подвижный контакт.
Контактная группа электрической цепи пожарной сигнализации может содержать два подвижных контакта.
Датчик может содержать контактную группу дополнительной электрической цепи, при этом термочувствительный элемент размещен относительно контактов с обеспечением нормально замкнутой электрической цепи пожарной сигнализации и выполнен с обеспечением возможности переключения электрических цепей в противоположное состояние с помощью подвижного контакта.
Подвижный контакт может быть выполнен в виде пружинного или подпружиненного элемента, или вращающегося элемента.
В качестве огнетушащего вещества выбран хладон, или дибромметан, или перфторкетон.
Техническим результатом, достигаемым приведенной совокупностью признаков, является простота обслуживания устройства, обеспечение мгновенного инициирования процесса пожаротушения с одновременным оповещением о возгорании, применение минимального количества огнетушащего вещества, а также обеспечение возможности повторного использования устройства.
Причинно-следственная связь между техническим результатом и признаками изобретения раскрыта ниже.
Сущность заявленного устройства поясняется чертежами, не охватывающими и, тем более, не ограничивающими объем притязаний по данному решению, а лишь являющимися иллюстрирующими материалами частных случаев выполнения устройства.
На фиг. 1-4 изображены некоторые из возможных вариантов выполнения устройства.
Тепловой пожарный датчик с функцией пожаротушения включает термочувствительный элемент 1 и контактную группу электрической цепи пожарной сигнализации, содержащую контакты, по крайней мере один из которых является подвижным контактом 2. Термочувствительный элемент 1 размещен относительно контактов с обеспечением нормально замкнутой или нормально разомкнутой электрической цепи. Он выполнен с обеспечением возможности переключения электрической цепи в противоположное состояние с помощью подвижного контакта 2.
Термочувствительный элемент 1 представляет собой термоактивирующиеся микрокапсулы 3 огнетушащего вещества. Огнетушащее вещество - это легколетучие высокоэффективные огнегасящие жидкости, такие как хладон, или дибромметан, или перфторкетон.
Работает устройство следующим образом.
При возникновении перегрева искры или пламени термоактивирующиеся микрокапсулы 3 разрушаются и взрывообразно выбрасывают огнетушащее вещество. При разрушении термоактивирующихся микрокапсул 3 подвижный контакт 2 меняет свое положение, тем самым размыкая, если в нормальном положении цепь была замкнута, или замыкая, если в нормальном положении цепь была разомкнута, электрическую цепь пожарной сигнализации для оповещения о возникновении пожара. Таким образом происходит мгновенное инициирование процесса пожаротушения с одновременным оповещением о возгорании.
Благодаря применению термоактивирующихся микрокапсул 3 пожаротушение происходит с минимальным количеством огнетушащего вещества. Это позволяет защитить элементы системы, находящиеся в малогабаритном закрытом объеме, где установлено устройство, от воздействия на них огнетушащего вещества, например, от намокания или химического воздействия, что исключает ремонт охраняемого объекта после пожаротушения и минимизирует сроки восстановления работоспособности системы. Кроме того, благодаря применению термоактивирующихся микрокапсул 3 повышается надежность защиты от возникновения пожара на начальной стадии возгорания за счет применяемого в них огнетушащего вещества, представляющего собой хладон, или дибромметан, или перфторкетон, которое в очаге возгорания распадается с образованием «тяжелых» свободных радикалов, обрывающих кинетические цепи процесса горения, прекращая его развитие в течение нескольких секунд.
Возможность повторного использования устройства обеспечивается тем, что после срабатывания устройства его работоспособность легко восстановить, разместив относительно контактов новый термочувствительный элемент 1 с обеспечением нормально замкнутой или нормально разомкнутой электрической цепи. После этого устройство вновь готово к работе. Простота обслуживания заключается в достаточности визуального осмотра устройства в виду его простоты конструкции и легкости ремонта в случае обнаружения неполадок, заключающегося в замене термочувствительного элемента 1 путем размещения нового относительно контактов электрической цепи с замыканием или размыканием ее.
В одном из вариантов выполнения устройства термочувствительный элемент 1 размещен относительно контактов с обеспечением нормально замкнутой электрической цепи (фиг. 1). Контактная группа электрической цепи пожарной сигнализации содержит один подвижный контакт 2 и один неподвижный контакт 4. Подвижный контакт 2 выполнен в виде пружинного элемента. При этом термочувствительный элемент 1 представляет собой термоактивирующиеся микрокапсулы 3 огнетушащего вещества, размещенные в замкнутой оболочке 5. Замкнутая оболочка 5 выполнена теплопроводной или легковоспламеняющейся для обеспечения нагрева термоактивирующихся микрокапсул 3 с целью инициирования их срабатывания. Также термоактивирующиеся микрокапсулы 3 огнетушащего вещества могут быть размещены в двух замкнутых оболочках 5, одна из которых легковоспламеняющаяся, а другая теплопроводная. Контакты 2, 4 размещены на основании 6. Для обеспечения нормально замкнутой электрической цепи подвижный контакт 2, выполненный пружинным, заневолен путем помещения между ним и основанием 6 термочувствительного элемента 1. Подвижный контакт 2 в заневоленном состоянии обеспечивает постоянное электрическое соединение с неподвижным контактом 4, обеспечивающим замыкание цепи по линии проводников, образующих сигнальную цепь пожарной сигнализации, срабатывающей на размыкание.
При критическом повышении температуры, появлении искры или пламени замкнутая оболочка 5, нагреваясь или воспламеняясь, проводит тепло к термоактивирующимся микрокапсулам 3. Термоактивирующиеся микрокапсулы 3 нагреваются и, при повышении температуры до точки срабатывания, разрушаются, взрывообразно выбрасывая огнетушащее вещество в замкнутое пространство охраняемого объекта и разрывая при этом оболочку вследствие повышения давления внутри нее. При разрушении термоактивирующихся микрокапсул 3 пружинный подвижный контакт 2 меняет свое положение под действием памяти формы, выходит из соприкосновения с неподвижным контактом 4, тем самым размыкая электрическую цепь пожарной сигнализации. Сигнализация срабатывает, происходит оповещение о возникновении пожара.
Контактная группа электрической цепи пожарной сигнализации может содержать два неподвижных контакта и один подвижный контакт. В этом случае устройство, описанное выше, может быть выполнено с двумя неподвижными контактами 4 и 7 (фиг. 2). В этом варианте выполнения неподвижный контакт 7 является элементом ветви электрической цепи пожарной сигнализации, по которой при ее замыкании передается сигнал в прибор определения адреса возгорания, информирующее о месте локализации возгорания, и/или в прибор реагирования на возгорание для оперативного подключения резервных линий и/или устройств, позволяющих оперативно выполнить иные необходимые действия. В исходном положении подвижный контакт 5 и неподвижный контакт 7 не соприкасаются, эта ветвь электрической цепи разомкнута. При срабатывании термочувствительного элемента 1 пружинный подвижный контакт 2 меняет свое положение под действием памяти формы, выходит из соприкосновения с неподвижным контактом 4, тем самым размыкая электрическую цепь пожарной сигнализации, инициируя оповещение о пожаре, и соприкасается с неподвижным контактом 7, замыкая тем самым ветвь цепи для передачи сигнала на прибор определения адреса возгорания, и/или прибор реагирования на возгорание. Сигнализация срабатывает, происходит оповещение о возникновении пожара с одновременной подачей сигнала на прибор определения адреса возгорания, и/или прибор реагирования на возгорание.
В другом варианте выполнения устройства контактная группа электрической цепи пожарной сигнализации содержит два подвижных контакта 2 (фиг. 3), закрепленных на основании 6. Термочувствительный элемент 1 размещен между контактами 2 с обеспечением нормально разомкнутой электрической цепи. Такой вариант выполнения предназначен для установки в разрыв электрической цепи пожарной сигнализации, срабатывающей на замыкание. При этом термочувствительный элемент 1 представляет собой термоактивирующиеся микрокапсулы 3 огнетушащего вещества, плотно объединенные между собой посредством связующего. Он выполнен с возможностью обеспечения функции изолятора.
При возникновении перегрева, искры или пламени термоактивирующиеся микрокапсулы 3 разрушаются и взрывообразно выбрасывают огнетушащее вещество. При разрушении термоактивирующихся микрокапсул 3 подвижные контакты 2 меняют свое положение, соприкасаясь друг с другом и тем самым замыкая электрическую цепь пожарной сигнализации для оповещения о возникновении пожара. Таким образом происходит мгновенное инициирование процесса пожаротушения с одновременным оповещением о возгорании.
Еще в одном варианте исполнения устройство включает группу неподвижных контактов 8 дополнительной электрической цепи. Такой вариант выполнения предназначен для установки в разрыв электрической цепи пожарной сигнализации с планируемым замыканием другой электрической цепи, работающей от другого источника питания под другим напряжением. При этом термочувствительный элемент 1 размещен относительно контактов 4 с обеспечением нормально замкнутой электрической цепи пожарной сигнализации и выполнен с обеспечением возможности переключения электрических цепей в противоположное состояние с помощью подвижного контакта 2, выполненного в виде подпружиненного элемента. Термочувствительный элемент 1 представляет собой термоактивирующиеся микрокапсулы 3 огнетушащего вещества, размещенные в оболочке 5, содержащей легковоспламеняющийся элемент 9, часть которого выведена за пределы оболочки 5.
При возникновении перегрева, искры или пламени легковоспламеняющийся элемент 9 воспламеняется, повышая температуру внутри оболочки до критической, термоактивирующиеся микрокапсулы 3 разрушаются и взрывообразно выбрасывают огнетушащее вещество. При разрушении термоактивирующихся микрокапсул 3 подвижный контакт 2 меняет свое положение с помощью пружины 10, тем самым размыкая электрическую цепь пожарной сигнализации для оповещения о возникновении пожара с одновременным замыканием контактов 8 дополнительной электрической цепи. Таким образом, происходит мгновенное инициирование процесса пожаротушения с одновременным оповещением о возгорании и выполнением задачи, поставленной перед дополнительной электрической цепью.
Возможны варианты выполнения устройства, в которых подвижный контакт 2 может быть выполнен в виде вращающегося элемента, имеющего ось вращения, с обеспечением возможности изменения положения под действием собственного веса или толкающего механизма.
Предлагаемое техническое решение надежно в эксплуатации. Оно обеспечивает мгновенное инициирование процесса пожаротушения с одновременным оповещением о возгорании. Его действие безынерционно, происходит автоматически, без участия людей и специальных систем оповещения. Немаловажным фактором является преимущество применения минимального количества огнетушащего вещества, что важно для сохранения работоспособности электрооборудования шкафного исполнения после устранения возгорания. Простота в обслуживании и возможность повторного использования устройства способствует сокращению материальных расходов на восстановление системы пожарной сигнализации после устранения возгорания. Устройство может использоваться как при создании новых автономных систем пожаротушения, так и для усовершенствования штатных систем пожаротушения без кардинального изменения их структуры для повышения надежности защиты от возникновения пожара на начальной стадии возгорания.