СИСТЕМА ЗАЩИТЫ СМОТРОВОГО ОКНА КОЖУХА ВИДЕОКАМЕРЫ
SYSTEM OF PROTECTION FOR VIEWING WINDOW OF CAMERA HOUSING

Изобретение относиться к области чистки с использованием воздушного или газового потока, а именно к системам защиты смотрового окна кожуха видеокамеры, и может применяться в системах наружного видеонаблюдения.
Эксплуатация систем видеонаблюдения в уличных условиях приводит к необходимости применения кожухов для видеокамер. Поскольку в процессе эксплуатации происходит загрязнение смотрового окна кожуха пылью, снегом и другими загрязняющими веществами, это приводит к снижению эффективности видеонаблюдения и к необходимости выполнения периодической очистки смотрового окна от загрязнения. Для увеличения периода нормальной эксплуатации для кожухов видеокамер применяют системы, препятствующие загрязнению смотрового окна, а именно: системы принудительного орошения смотрового окна моющей жидкостью; системы очистки смотрового окна, аналогичные дворникам на лобовом стекле транспортного средства; системы принудительного обдува смотрового окна сжатым воздухом или нагнетателя.
Известны системы защиты смотрового окна кожуха видеокамеры, описанные в патенте RU 2573426 и заявке US 2013062228, в которых используют компрессор и термическое устройство нагнетания воздуха для передачи его в бленду с целью предотвращения попадания пыли и других загрязняющих веществ.
Недостатками данных систем являются увеличенные энергические затраты при эксплуатации видеокамеры, вследствие необходимости энергопитания данных систем, а также увеличенная сложность и стоимость эксплуатации, вследствие необходимости проведения периодического технического обслуживания механизмов нагнетания воздуха.
Наиболее близкой к заявленному изобретению является система защиты смотрового окна кожуха видеокамеры, описанная в JPH 08113082, в которой направленное движение воздушного потока в сторону смотрового окна кожуха видеокамеры осуществляют за счет движения кожуха, прикрепленного на подвижном объекте (транспортное средство). Данная система выбрана в качестве прототипа заявленного изобретения.
Недостатком системы-прототипа является ограничение условий ее эксплуатации только движущимися объектами, вследствие того, что она начинает работать только при наличии движения кожуха.
Техническим результатом изобретения является создание системы защиты смотрового окна кожуха видеокамеры с уменьшенной сложностью эксплуатации, за счет увеличения периодов технического обслуживания, вследствие упрощения конструкции системы, и с уменьшенной стоимостью эксплуатации, за счет уменьшения энергических затрат при эксплуатации, вследствие использования естественной ветровой энергии и энергии воздушных потоков, возникающих по причине разности воздушного атмосферного давления между разными частями системы.
Поставленный технический результат достигнут путем создания системы защиты смотрового окна кожуха видеокамеры, содержащей бленду, которая соединена с передним торцом кожуха видеокамеры и с воздуховодом, который соединен с воздушной камерой, которая соединена с кожухом видеокамеры и с воздухозаборником, который соединен с флюгером, причем воздухозаборник имеет внешнее отверстие, ведущее в полость воздухозаборника, которая соединена с полостью воздушной камеры, которая через воздуховод соединена с полостью бленды, причем воздухозаборник подвижно соединен с воздушной камерой и выполнен с возможностью вращения вокруг своей оси за счет энергии ветра, улавливаемого флюгером, при этом поворота внешнего отверстия воздухозаборника против направления вера, причем площадь отверстия воздухозаборника больше площади внешнего отверстия бленды, и, за счет разницы площадей отверстий, а также за счет ветровой энергии, возникает разница давления воздуха и движение потока воздуха из воздухозаборника в бленду, при этом поток воздуха выдувает грязь из бленды наружу, препятствуя осаждению грязи на смотровом окне видеокамеры.
В предпочтительном варианте осуществления системы воздухозаборник подвижно соединен с воздушной камерой с помощью шарикоподшипника.
В предпочтительном варианте осуществления системы кожух дополнительно соединен с пластиной, выполненной с возможностью крепления видеокамеры и дополнительного оборудования.
Для лучшего понимания заявленного изобретения далее приводится его подробное описание с соответствующими графическими материалами.
Фиг. 1. Схема системы защиты смотрового окна кожуха видеокамеры, выполненная согласно изобретению.
Фиг. 2. Схема работы системы защиты смотрового окна кожуха видеокамеры при векторе ветрового потока, направленном на смотровое окно, выполненная согласно изобретению.
Фиг. 3. Схема работы системы защиты смотрового окна кожуха видеокамеры при векторе ветрового потока, направленном от смотрового окна, выполненная согласно изобретению.
Элементы:
1 - флюгер;
2 - внешнее отверстие воздухозаборника;
3 - воздухозаборник;
4 - воздушная камера;
5 - воздуховод;
6 - бленда;
7 - кожух;
8 - пластина для крепления видеокамеры и дополнительного оборудования.
Рассмотрим вариант выполнения заявленной системы защиты смотрового окна кожуха видеокамеры (Фиг. 1-3). Система содержит бленду 6, которая соединена с передним торцом кожуха 7 видеокамеры и с воздуховодом 5, который соединен с воздушной камерой 4, которая соединена с кожухом 7 видеокамеры и с воздухозаборником 3, который соединен с флюгером 1. Воздухозаборник 3 имеет внешнее отверстие 2, ведущее в полость воздухозаборника 3, которая соединена с полостью воздушной камеры 4, которая через воздуховод 5 соединена с полостью бленды 6. Воздухозаборник 3 подвижно соединен с воздушной камерой 4 и выполнен с возможностью вращения вокруг своей оси за счет энергии ветра, улавливаемого флюгером 1. В результате вращения внешнее отверстие 2 воздухозаборника 3 поворачивается против направления ветра (Фиг. 2-3). Площадь Sвз отверстия воздухозаборника 3 больше площади Sб внешнего отверстия бленды 6. За счет разницы площадей отверстий, а также за счет ветровой энергии, возникает разница давления воздуха и движение потока воздуха из воздухозаборника 3 в бленду 6, при этом поток воздуха выдувает грязь из бленды 6 наружу, препятствуя осаждению грязи на смотровом окне видеокамеры.
Воздухозаборник 3 подвижно соединен с воздушной камерой 4 с помощью шарикоподшипника.
Кожух 7 дополнительно соединен с пластиной 8, выполненной с возможностью крепления видеокамеры и дополнительного оборудования.
б
вз
б
На переднем торце кожуха 7 видеокамеры размещена бленда 6, выполненная в виде трубы сечения S таким образом, что внутренние стенки бленды 6 образуют границы зоны видимости видеокамеры, при этом через, по меньшей мере, одно внешнее отверстие в бленде 6 в нее нагнетается поток воздуха за счет разности давления воздуха во внешнем отверстии бленды 6 и во внешнем отверстии 2 воздухозаборника 3. Условия для возникновения разницы давления обусловлены условием S>S. Для получения максимального ветрового эффекта воздухозаборник 3 прикреплен к кожуху 7 подвижно с возможностью вращения вокруг своей оси. Вращение воздухозаборника 3 обеспечивает направление внешнего отверстия 2 воздухозаборника 3 в сторону, противоположную направлению движения окружающих воздушных масс. Вращение воздухозаборника 3 выполняют с помощью флюгера 1, который обеспечивает такое положение воздухозаборника 3, при котором его внешнее отверстие 2 направлено противоположно направлению движения окружающих воздушных масс.
вз
б
Полная ветровая нагрузка определяется и зависит от сечения внешнего отверстия 2 воздухозаборника 3 и внешнего отверстия бленды 6. Давление воздуха в полости воздухозаборника 3 больше давления в полости бленды 6 на величину соотношения площадей сечений внешних отверстий бленды 6 и воздухозаборника 3, которое характеризуется как S>S.
Для подтверждения приведенного выше утверждения приведем формулу расчета полной ветровой нагрузки, создаваемой на единицу площади:
max
W=f×S×n×с, где
f - динамическое давление ветра на поверхность; \
S - сечение внешнего отверстия воздухозаборника;
n - коэффициент, учитывающий динамическую составляющую ветровой нагрузки;
с - аэродинамический коэффициент поверхности.
Динамическое давление ветра на поверхность определяется по формуле:
, где
ρ - плотность воздуха (1.225 кг/м3);
g - ускорение свободного падения (9.81 м/с2);
V - скорость ветра, воздействующая на кожух 7.
Рассмотрим работу системы защиты смотрового окна кожуха видеокамеры при векторе ветрового потока направленном на смотровое окно кожуха 7 и от него (Фиг. 2-3). Воздухозаборник 3 поворачивается вокруг своей вертикальной оси, при этом внешнее отверстие 2 воздухозаборника 3 направляется в сторону воздушного потока. Воздушный поток, проходящий через внешнее отверстие 2, поступает в воздухозаборник 3 и в воздушную камеру 4. Далее воздушная масса из камеры 4 по воздуховоду 5 поступает в бленду 6. Движение воздушных масс не позволяет проникать грязи или другим предметам, которые могут вызвать загрязнение смотрового окна кожуха 7.
Заявленная система защиты смотрового окна кожуха видеокамеры обладает следующими преимуществами:
- система полностью пассивная, поэтому для ее работы не нужны нагнетатели воздуха, омыватели стекла, жидкость для отмывания стекла.
- система имеет простое и технологичное решение, что позволяет применять ее на существующих кожухах без дополнительных переделок.
Заявленная система обеспечивает движение воздушного потока в направлении от смотрового окна кожуха из бленды без дополнительных затрат энергии, а также обеспечивает минимальное налипание пыли и других загрязняющих веществ на смотровое окно. Заявленная система позволяет использовать движение окружающих воздушных масс для предотвращения загрязнения смотрового окна кожуха. В заявленной системе отсутствует необходимость применения нагнетателей воздуха, так как нужное направление воздуха создается за счет разности сечения внешних отверстий воздухозаборника и бленды. Направление движение окружающих воздушных масс не влияет на работу заявленной системы за счет того, что воздухозаборник выполнен с возможностью поворота вокруг своей оси, а его направление задает флюгер.
Хотя описанный выше вариант выполнения изобретения был изложен с целью иллюстрации заявленного изобретения, специалистам ясно, что возможны разные модификации, добавления и замены, не выходящие из объема и смысла заявленного изобретения, раскрытого в прилагаемой формуле изобретения.