ТЕРМОЧУВСТВИТЕЛЬНЫЙ ДАТЧИК

Полезная модель относится к противопожарной технике, а именно к термочувствительным датчикам для пожарных извещателей и систем тревожной сигнализации и предназначена для работы в закрытых помещениях с целью выдачи информации о пожаре при достижении температуры окружающего воздуха 55-80°С.
Известен термочувствительный датчик пожарного извещателя, содержащий геркон с закрепленной на его баллоне магнитной системой, состоящей из двух радиаторов в форме алюминиевых дисков, ферритового элемента, выполненного в виде двух колец, и магнитных элементов в виде колец, при этом применен геркон МУК-1А-1, ферритовый элемент расположен на герконе между алюминиевыми дисками, по другие стороны которых установлены магнитные элементы, причем алюминиевые диски, ферритовые и магнитные кольца закреплены на герконе в указанном положении клеевым соединением (см. термочувствительный датчик пожарного извещателя ИП105-2/1, технические условия 12МО. 082.033 ТУ).
Недостатком известного термочувствительного датчика является большие габариты за счет необходимости применения для геркона МУК-1А-1 в магнитной системе дисков с диаметром, превышающим диаметр магнитных и ферритовых колец, а также необходимость установки его в корпусе извещателя только в вертикальном положении относительно основания корпуса, что увеличивает высоту корпуса извещателя почти в 1,5-2 раза. При этом наличие указанных дисков усложняет технологию сборки магнитной системы, что увеличивает стоимость датчика.
Известен термочувствительный датчик пожарного извещателя, содержащий коммутатор в виде геркона с длиной корпуса не менее 20 мм с закрепленной на его баллоне магнитной системой, состоящей из не менее 4 элементов (по меньшей мере двух магнитных и двух ферритовых элементов в виде колец), причем в магнитной системе ферритовые элементы расположены между магнитными элементами, длина магнитной системы составляет не более 45% от длины корпуса геркона, а соотношение длины геркона к длине и диаметру магнитной системы составляет 4:(1,8-2):1 (Крымов С.Г., Назарьев С.А., Орешков А.С. Термочувствительный датчик пожарного извещателя. Патент RU №11366, 28.04.1999, кл. G08B 17/06, Н01H 37/58).
В известном техническом решении применены герконы типа МКА 14101 или МКА 10104 или КЭМ-2 или МУК-1А-1, на баллонах которых магнитные и ферритовые элементы закреплены клеевым соединением.
Недостатками известного термочувствительного датчика являются его большие габариты, необходимость применения большого количества элементов в магнитной системе (не менее 4), что повышает стоимость датчика. При этом применение только клеевого соединения для крепления элементов (колец) магнитной системы с внутренним стандартным диаметром 3 мм на баллоне геркона не обеспечивает надежности сборки магнитной системы.
Наиболее близкой к предлагаемой полезной модели является конструкция термочувствительного датчика, содержащая коммутатор в виде геркона с закрепленной на нем магнитной системой, состоящей из элементов, выполненных соответственно из ферритового и магнитного материалов, при этом длина корпуса геркона не превышает 15 мм, магнитная система содержит два или три элемента, из которых один выполнен из магнитного материала, в магнитной системе один элемент из ферритового материала расположен крайним, а соотношение длины корпуса геркона к длине магнитной системы и к высоте магнитной системы составляет (1,8-3,0):(0,7-1,5): 1. Баллон геркона установлен в трубке из упругодеформируемого материала, а элементы магнитной системы закреплены на указанной трубке, в том числе за счет ее упругодеформируемых свойств и/или клеевого соединения. (Крымов С.Г., Фоменко А.А., Назарьев С.А. Термочувствительный датчик. Патент RU №2179350, 10.02.2002 кл. Н01Н 37/58; G08B17/06).
Недостатком прототипа являются ограниченные функциональные возможности, т.к. конструкция реагирует на изменение магнитного потока без реакции на изменение температурного поля, что существенно ухудшает надежность работы, а отсутствие термостойких и адгезивных свойств у трубки из упругодеформируемого материала может ухудшить показатели надежности термочувствительного датчика.
Задача, решаемая предлагаемой полезной моделью, заключается в увеличении чувствительности к изменению температурного поля, снижению нижней границы по температуре срабатывания (55-80°С) термочувствительного датчика и улучшении качества сочленения трубки, установленной на баллоне, с магнитной системой термочувствительного датчика.
Поставленная задача решается за счет достижения технического результата, заключающегося в повышении надежности работы термочувствительного датчика.
Данный технический результат достигается тем, что в термочувствительном датчике, содержащем коммутатор с закрепленной на нем магнитной системой, состоящей из элементов, выполненных соответственно из ферритового и магнитного материалов, при этом длина корпуса коммутатора не превышает 15 мм, магнитная система содержит два или три элемента, из которых один выполнен из магнитного материала, в магнитной системе один элемент из ферритового материала расположен крайним, а соотношение длины корпуса коммутатора к длине магнитной системы и к высоте магнитной системы составляет (1,8-3,0):(0,7-1,5):1, также баллон коммутатора установлен в трубке из упругодеформируемого материала, а элементы магнитной системы закреплены на указанной трубке, в том числе за счет ее упругодеформируемых свойств и/или клеевого соединения, новым является то, что в качестве коммутатора использован термочувствительный магнитоуправляемый контакт с наличием двух контактных узлов, содержащий термобиметаллическую пружину с нижним инертным и верхним активным слоями, а баллон этого термочувствительного магнитоуправляемого контакта (коммутатора) установлен в трубке из термостойкого упругодеформированного материала с высокой адгезией к элементам магнитной системы, закрепленным на указанной трубке.
Наличие термобиметаллической пружины в магнитоуправляемом контакте позволяет повысить чувствительность датчика к вариациям теплового поля и изменить диапазон срабатывания магнитоуправляемого контакта за счет снижения нижней границы температурного диапазона пожарной опасности при нагреве воздуха в закрытом помещении.
Выполнение трубки, внутри которой установлен баллон термочувствительного магнитоуправляемого контакта из термостойкого упругодеформируемого материала с хорошими адгезивными свойствами к материалу элементов магнитной системы также приводит к повышению надежности работы термочувствительного датчика. В качестве термостойкого упругодеформируемого материала может быть выбран элементоорганический полимер, например, кремнийорганические полимеры, в частности, полисилоксан, обладающий хорошей адгезией к стеклу баллона и материалу элементов магнитной системы (ферритовому или магнитному). Предлагаемый термостойкий упруго деформируемый материал не создает термоупругих напряжений, имеет малую усадку, высокую эластичность и химическую стойкость, а также хорошую электрическую прочность и влагостойкость. Все эти качества выбранного термостойкого упругодеформируемого материала в совокупности способствуют повышению надежности работы термочувствительного датчика, по сравнению с прототипом, в котором в качестве материала трубки используется упругодеформируемый материал (полихлорвинил), не обладающий такой высокой термостойкостью и хорошей адгезией к материалу элементов магнитной системы и к стеклу баллона коммутатора.
Наличие двух контактных узлов обеспечивает три функциональных состояния двух электрических цепей магнитоуправляемого контакта:
- замыкание одного контактного узла вызвано изменением температурного поля окружающей среды за счет введения в магнитоуправляемый контакт одной термобиметаллической пружины, установленной в противоположном торце диэлектрического баллона относительно замыкающего ферромагнитного упругого чувствительного элемента;
- замыкание второго контактного узла вызвано изменением магнитного потока, что приводит к сближению (вплоть до замыкания) введенной в магнитоуправляемый контакт термобиметаллической пружины, находящейся в нейтральном (неизогнутом) положении со вторым ферромагнитным упругим чувствительным элементом, расположенном в противоположном конце баллона.
1
- размыкание обеих электрических цепей при отсутствии факта достижения пороговых значений магнитного и теплового потоков в окружающей среде, при этом конструкция устройства магнитоуправляемого контакта предполагает, что зазор в зоне перекрытия первого контактного узла при нормальных температурных условиях больше, чем зазор во втором контактном узле, т.е. d (зазор в первом контактном узле) больше (зазор во втором контактном узле).
При совокупном использовании вышеперечисленных особенностей (наличие термочувствительного магнитоуправляемого контакта и термостойкой упругодеформируемой трубки с хорошими адгезивными свойствами к материалу элементов магнитной системы) в предлагаемой полезной модели термочувствительный датчик проявляет новые свойства, что приводит к повышению надежности его работы.
На фиг. 1 представлен термочувствительный датчик с двумя элементами из ферритового материала и одним элементом из магнитного материала; на фиг. 2 - вариант выполнения термочувствительного датчика с одним элементом из ферритового материала и одним элементом из магнитного материала.
Устройство термочувствительного датчика (фиг. 1) содержит термочувствительный магнитоуправляемый контакт 1, размещенный в термостойкой упругодеформируемой трубке 2 из полисилоксана, и закрепленную на трубке 2 замкнутую магнитную систему из трех или двух элементов. Магнитная система может быть выполнена, например, из одного элемента 3 в виде кольца из магнитного материала и одного (фиг. 2) или двух (фиг. 1) элементов 4 из ферритового материала. В магнитной системе ферритовый элемент 4 является крайним. Соотношение длины корпуса (S) термочувствительного магнитоуправляемого контакта к длине (1) и высоте (d) магнитной системы составляет (1,8-3,0):(0,7-1,5):1. Длина (1) магнитной системы составляет 40-60% от длины (S) корпуса термочувствительного магнитоуправляемого контакта, которая не превышает 15 мм. Магнитная система закреплена на термочувствительном магнитоуправляемом контакте 1 за счет упругодеформируемых свойств трубки 2 и/или клеевого соединения. Также конструкция термочувствительного магнитоуправляемого контакта 1 содержит ферромагнитные упругие чувствительные элементы 5 и 6 и термобиметаллическую контактную пружину 7. Элементы 2 и 5 расположены в одном торце термочувствительного магнитоуправляемого контакта 1, а элемент 7 расположен в противоположном его торце. В исходном положении выводы 6, 7 термочувствительного магнитоуправляемого контакта 1 замкнуты.
Термочувствительный датчик пожарного извещателя работает следующим образом. При достижении температурой окружающего воздуха контролируемого значения магнитная проницаемость ферритового элемента 4 резко падает, что ведет к значительному увеличению магнитного сопротивления на магнитном элементе 3. Вследствие этого резко падает напряженность магнитного поля в месте расположения замкнутых выводов 6, 7 термочувствительного магнитоуправляемого контакта 1, в результате чего выводы 6, 7 последнего размыкаются, однако в отличие от известных аналогов и прототипа в данной полезной модели заложен принцип резервирования основанный на замыкании контактов 5 и 7 термочувствительного магнитоуправляемого контакта при достижении нижней границы температурного диапазона пожарной опасности.
Предлагаемый термочувствительный датчик для пожарного извещателя прост, технологичен, надежен. Небольшие габариты его позволяют уменьшить габариты пожарных извещателей почти в 1,5-2 раза. Низкая стоимость обеспечивает его высокую конкурентоспособность.
Компактность предлагаемого датчика обеспечивает удобство монтажа, хранения, транспортировки. Возможность установки термочувствительного датчика в корпусе пожарного извещателя в различном положении обеспечивает малогабаритность пожарных извещателей и снижение их стоимости.