УСТРОЙСТВО ОЧИСТКИ СТЕКЛА КОЖУХА КАМЕРЫ НАРУЖНОГО НАБЛЮДЕНИЯ
DEVICE FOR CLEANING GLASS OF EXTERNAL SURVEILLANCE CAMERA COVER

Изобретение относится к оборудованию наружного наблюдения и средствам для его защиты от неблагоприятных внешних воздействий, в частности, к устройствам очистки стекол кожухов камер наружного наблюдения, в том числе эксплуатирующихся в пожаро-взрывоопасных условиях и условиях крайнего севера.
При эксплуатации оборудования наружного наблюдения вне помещения оно подвергается неблагоприятному воздействию окружающей среды, в частности, на поверхности стекла кожуха, в который помещается видеокамера и другое необходимое оборудование. Под загрязнением стекла переднего окна кожуха камеры наружного наблюдения понимают накапливание пыли, запотевание, накапливание капель воды, снега, обледенение стекла.
Известны способы защиты стекла переднего окна кожуха видеокамеры наружного наблюдения от грязи с помощью стеклоочистителя, с помощью очищающей жидкости, с помощью электронагревателя и кожух для реализации этих способов (см. патент США №US 6,674,476, опубл. в 1999 г., по классу США 348/375, «Outdoor housing for TV camera»). Недостаток способа заключается в методе контактной очистки, при котором очищаемая поверхность и чистящая кромка подвергаются механическому износу, а также в низком качестве такой очистки.
Известны бесконтактные способы устранения запотевания, снега и обледенения защитного стекла объектива видеокамеры наружного наблюдения на основе автоматического регулирования температуры в корпусе, в котором находится это стекло, и устройство для реализации этого способа (см. патент США № US 7,440,025, опубл. в 2008 г., по классу США 348/373, «Defogging device for a surveillance camera»). Это устройство содержит датчик температуры окружающей среды, нагревательный элемент, систему автоматического регулирования, поддерживающую постоянную температуру, равную заранее выбранной, моющее средство. В указанном устройстве защитное стекло можно рассматривать как стекло переднего окна кожуха видеокамеры наружного наблюдения. Недостаток способа и устройства по патенту США №US 7,440,025 заключается в том, что они не помогут при потоках дождевой воды, при сильном загрязнении снегом и сильном обледенении и не предохраняют от загрязнения пылью.
Наиболее близким по сути техническим решением является «Устройство для поддержания чистоты оптических элементов моторного транспортного средства, в частности, покрытий сенсоров или камер», раскрытое в описании к заявке на выдачу патента США на изобретение US 2003155001 (МПК: В08В 7/04; заяв. 2003.01.28). Устройство содержит форсунки, предназначенные для подачи газа/воздуха на наружную поверхность стекла, и форсунки, предназначенные для подачи жидкости на наружную поверхность стекла, компрессор, линию подачи воздуха с клапаном, блок управления 82, кабели управления. Недостатком технического решения является сложность конструкции. Для подачи воздуха используется воздушный компрессор, при этом давление воздуха, создаваемое компрессором, не используется для подачи жидкости. Для подачи омывающей жидкости в жидкостную форсунку требуется дополнительный насос или иное устройство.
Задача изобретения заключается в создании устройства для очистки стекла кожуха камеры наружного наблюдения, позволяющего при упрощении конструкции повысить надежность работы, обеспечить постоянную готовность устройства для очистки стекла кожуха, также обеспечить качественную очистку стекла кожуха от загрязнений.
Поставленная задача решается тем, что устройство очистки стекла кожуха камеры наружного наблюдения, включающее компрессор и сопло для воздуха, вход которого сообщен с выходом воздушного компрессора посредством воздушного трубопровода с клапаном, форсунку для омывающей жидкости и управляющий блок, соединенный с воздушным компрессором, клапаном воздушного трубопровода и установленный с возможностью управления форсункой для омывающей жидкости дополнительно содержит емкость для омывающей жидкости, резервуар для сжатого воздуха, при этом резервуар для сжатого воздуха подключен к воздушному трубопроводу между выходом компрессора и клапаном воздушного трубопровода, верхняя часть емкости для омывающей жидкости соединена с резервуаром для сжатого воздуха, нижняя часть емкости для омывающей жидкости соединена с форсункой для омывающей жидкости посредством жидкостного трубопровода, снабженного клапаном, а управляющий блок соединен с форсункой для омывающей жидкости через клапан жидкостного трубопровода.
Поставленная задача решается также тем, что устройство очистки стекла кожуха камеры наружного наблюдения может содержать на жидкостном трубопроводе две и более форсунок для омывающей жидкости.
Устройство очистки стекла кожуха камеры наружного наблюдения может быть дополнительно снабжено осушителем с маслоотделителем, при этом выход осушителя с маслоотделителем будет сообщен с входом компрессора.
В частных случаях устройство может быть дополнительно снабжено нагревателями, установленными как в резервуар для сжатого воздуха, так и в емкость для омывающей жидкости.
Верхняя часть емкости для омывающей жидкости соединена с резервуаром для сжатого воздуха жесткой или гибкой трубой, при этом труба может быть снабжена клапаном, а управляющий блок соединен с клапаном трубы.
Устройство очистки стекла кожуха камеры наружного наблюдения может быть снабжено емкостью для омывающей жидкости, выполненной заодно с резервуаром для сжатого воздуха в виде общего контейнера, верхняя часть которого является резервуаром для сжатого воздуха, а нижняя - емкостью для омывающей жидкости.
Сопло для воздуха и форсунка для омывающей жидкости могут быть встроены в кожух камеры, при этом целесообразнее выполнение сопла для воздуха щелевидной формы.
В частном случае выполнения устройства очистки стекла кожуха двух и более камер наружного наблюдения может содержать дополнительное сопло для воздуха, вход которого сообщен выходом компрессора посредством дополнительного воздушного трубопровода с клапаном, и дополнительную форсунку для омывающей жидкости, соединенную с нижней частью емкости для омывающей жидкости посредством дополнительного жидкостного трубопровода, снабженного клапаном, а управляющий блок, в этом случае, будет соединен с клапаном дополнительного воздушного трубопровода и клапаном дополнительного жидкостного трубопровода.
Клапаны воздушных и жидкостных трубопроводов в частных случаях могут быть выполнены в виде электромагнитных клапанов, а управляющий блок - в виде электронного управляющего блока.
Отличительными признаками устройства очистки стекла кожуха камеры наружного наблюдения являются:
- наличие резервуара для сжатого воздуха и подключение к воздушному трубопроводу между выходом компрессора и клапаном воздушного трубопровода;
- наличие емкости для омывающей жидкости, верхняя часть которой соединена с резервуаром для сжатого воздуха, нижняя часть которой соединена с форсункой для омывающей жидкости посредством жидкостного трубопровода, снабженного клапаном;
- соединение управляющего блока с форсункой для омывающей жидкости через клапан жидкостного трубопровода.
Отличительными признаками, в частных случаях выполнения устройства очистки стекла кожуха камеры наружного наблюдения, являются:
- на жидкостном трубопроводе может быть установлено, по меньшей мере, две форсунки для омывающей жидкости;
- дополнительное снабжение устройства осушителем с маслоотделителем, нагревателями;
- соединение верхней части емкости для омывающей жидкости с резервуаром для сжатого воздуха жесткой или гибкой трубой с клапаном или без клапана управляющего блока;
- выполнение емкости для омывающей жидкости заодно с резервуаром для сжатого воздуха в виде общего контейнера, верхняя часть которого является резервуаром для сжатого воздуха, а нижняя - емкостью для омывающей жидкости.
- сопло для воздуха и форсунка для омывающей жидкости встроены в кожух камеры, при этом сопло для воздуха имеет щелевидную форму;
- наличие дополнительного сопла для воздуха, вход которого сообщен выходом компрессора посредством дополнительного воздушного трубопровода с клапаном и дополнительной форсунки для омывающей жидкости, соединенной с нижней частью емкости для омывающей жидкости посредством дополнительного жидкостного трубопровода, снабженного клапаном, а управляющий блок соединен с клапаном дополнительного воздушного трубопровода и клапаном дополнительного жидкостного трубопровода;
- клапаны трубопроводов выполнены в виде электромагнитных клапанов, а управляющий блок выполнен в виде электронного управляющего блока.
Устройство очистки стекла кожуха камеры наружного наблюдения состоит из выносного блока, соединенного с кожухом камеры наружного наблюдения кабелями управления и трубопроводами для подачи омывающей жидкости в форсунку и воздуха в сопло. При помощи компрессора и блока управления воздух под давлением поступает через резервуар для сжатого воздуха в емкость с омывающей жидкостью и выдавливает ее через форсунку на поверхность стекла. Также под давлением воздух поступает непосредственно в сопло, создавая направленную воздушную струю. Сообщение емкости для омывающей жидкости с резервуаром для сжатого воздуха обеспечивает возможность исключения отдельного источника давления или насоса для подачи омывающей жидкости, обеспечивает возможность поддержания в емкости для омывающей жидкости давления, равного давлению в резервуаре для сжатого воздуха. Компрессор включается циклично, поддерживая требуемые параметры давления в системе и тем самым обеспечивая готовность устройства к очистке стекла кожуха в любой момент времени. В заявленном устройстве исключается дополнительный источник давления для подачи жидкости, тем самым упрощается конструкция устройства, повышается надежность, ремонтопригодность, повышается готовность системы к очистке в любой момент, сразу после появления загрязнения стекла. Чередованием обработки стекла направленной струей омывающей жидкости, очищающей поверхность стекла от грязи с последующей обработкой струей воздуха под давлением, очищающей поверхность стекла от остатков омывающей жидкости и высушивающей ее полностью, обеспечивается качественная очистка стекла. Форсунка для распыления омывающей жидкости на поверхность стекла кожуха камеры и сопло для воздушной струи устанавливаются с наружной стороны стекла кожуха, могут быть встроены непосредственно в кожух камеры. Встраивание сопла для воздуха и форсунки для омывающей жидкости в кожух камеры обеспечивает универсальность конструкции и удобство эксплуатации кожуха камеры наружного наблюдения. Отдельные форсунка для омывающей жидкости и сопло для воздуха обеспечивают возможность подбора оптимальных технических характеристик для конкретной среды - жидкости или воздуха, например напор, степень измельчения омывающей жидкости, позволяют избежать засорения. Струи омывающей жидкости и потоки воздуха под давлением, чередуясь, поступают строго в заранее выбранном направлении. Таким образом, при загрязнении очищаемой поверхности маслянистыми продуктами образуется равномерно распределенная по поверхности пленка без разводов. Установка на жидкостном трубопроводе двух и более форсунок способствует созданию единого фронта волны омывающей жидкости для равномерной очистки всей поверхности стекла. При дополнительном снабжении устройства осушителем с маслоотделителем перед компрессором очищается воздух, подаваемый в компрессор. Нагревательные элементы с датчиками температуры, установленные внутри резервуара для сжатого воздуха и емкости для омывающей жидкости, способствуют увеличению активности чистящих свойств омывающей жидкости, а также позволяют справляться с наледью на стекле кожуха, растапливая ее. Выполнение емкости для омывающей жидкости заодно с резервуаром для сжатого воздуха в виде общего контейнера, в котором верхняя часть является резервуаром для сжатого воздуха, а нижняя - емкостью для омывающей жидкости также позволяет использовать в устройстве только один источник давления в виде компрессора, как для подачи сжатого воздуха, так и для подачи под давлением омывающей жидкости, упрощает конструкцию устройства и уменьшает габаритные размеры выносного блока. Выполнение сопла для воздуха щелевидной формы позволяет создать направленную воздушную струю, охватывающую всю поверхность стекла кожуха. Снабжение устройства дополнительными соплом для воздуха, форсункой для омывающей жидкости с трубопроводами и клапанами позволяет очищать одновременно стекла кожухов двух камер. Выносной блок устройства может быть установлен на уже выпускаемые кожухи камер наружного наблюдения без существенной их переделки. Изнутри кожуха камеры выводится кабель питания и передачи данных для питания и управления блоком. Трубопроводы, например, в виде шлангов для подачи омывающей жидкости и воздуха под давлением могут крепиться как к отдельному кронштейну, так и непосредственно к корпусу кожуха.
Техническое решение поясняется блок-схемами.
Фиг. 1, 2 - блок-схема устройства очистки стекла кожуха камеры наружного наблюдения;
Фиг. 3 - блок-схема устройства очистки стекла кожуха камеры наружного наблюдения с осушителем и маслоотделителем;
Фиг. 4, 5 - блок-схема устройства очистки стекла кожуха камеры наружного наблюдения с нагревательными элементами;
Фиг. 6, 7 - блок-схема устройства очистки стекла кожуха камеры наружного наблюдения с клапаном трубы;
Фиг. 8 - блок-схема устройства очистки стекла кожуха камеры наружного наблюдения с емкостью для омывающей жидкости с резервуаром для сжатого воздуха в виде общего контейнера;
Фиг. 9 - закрепление форсунки для омывающей жидкости и сопла для воздуха на торце корпуса кожуха;
Фиг. 10 - блок-схема устройства очистки стекол кожухов двух камер наружного наблюдения.
Устройство очистки стекла кожуха камеры наружного наблюдения работает следующим образом. При помощи воздушного компрессора 1 воздух засасывается, затем под давлением нагнетается по воздушному трубопроводу 2 в резервуар для сжатого воздуха 3, соединенный трубой 5 с емкостью для омывающей жидкости 4. Этот процесс регулирует блок управления 6, например, микропроцессорный блок управления (- далее МБУ). При достижении давления в интервале 5-9 атмосфер МБУ отключает воздушный компрессор. Указанное давление поддерживается как в резервуаре для сжатого воздуха, так и в емкости для омывающей жидкости. При поступлении сигнала от датчика о загрязнении (не показан) и необходимости очистки стекла 7 кожуха, МБУ открывает на 1-2 сек электромагнитный клапан 8 на выходе емкости с омывающей жидкостью, чего достаточно при большинстве типов загрязнения. При этом омывающая жидкость под давлением воздуха поступает по жидкостному трубопроводу 9 к форсунке 10, установленной перед стеклом, и распыляется на его поверхность. Оптимальным вариантом является наличие нескольких форсунок для омывающей жидкости. Жидкость размягчает, смывает загрязнения с поверхности стекла, далее МБУ закрывает электромагнитный клапан жидкостного трубопровода и открывает примерно на секунду электромагнитный клапан 11 воздушного трубопровода на выходе резервуара со сжатым воздухом. Воздух под давлением поступает в сопло 12, установленное перед стеклом кожуха. Воздух осушает поверхность стекла, удаляя остатки омывающей жидкости. Аналогично работает устройство очистки стекла кожуха камеры наружного наблюдения при совмещении емкости для омывающей жидкости с резервуаром для сжатого воздуха и выполнении их в виде общего контейнера 20, верхняя часть которого является резервуаром для сжатого воздуха, а нижняя - емкостью для омывающей жидкости. После получения от датчика загрязнения сигнала о том, что загрязнение удалено с поверхности стекла кожуха МБУ запускает воздушный компрессор, тем самым пополняя запасы воздуха в резервуаре для сжатого воздуха и поддерживая в устройстве очистки стекла кожуха камеры давление в пределах 5-9 атмосфер. МБУ соединен с клапанами воздушного и жидкостного трубопроводов кабелями 13, 14. В устройстве очистки стекла кожуха камеры должны быть установлены датчики давления воздуха, датчик уровня омывающей жидкости (не показаны) и, если устройство оснащено нагревательными элементами 16, 17, датчики температуры, при этом МБУ контролирует показания указанных датчиков.
При отклонении показаний датчиков от нормы (если в системе не поддерживается рабочее давление, отсутствует необходимое количество омывающей жидкости), МБУ выдает сообщение об ошибке и цикл очистки не запускается. При работе в сложных условиях воздух засасывается, проходя через установленные дополнительно осушитель с маслоотделителем 15. Посредством клапана трубы 18, соединенного с кабелем 19 МБУ, можно перекрывать подачу воздуха под давлением в емкость для омывающей жидкости, тогда очистка стекла кожуха может осуществляться только направленной струей воздуха, которая сдувает мелкие частицы, пыль. Форсунки для омывающей жидкости и сопла для воздуха могут быть выполнены в виде единой монолитной бленды и крепиться при помощи винтовых соединений на торец корпуса кожуха 21. Устройство может очищать стекла, по меньшей мере, двух кожухов камер наружного наблюдения при докомплектовании его дополнительными соплом для воздуха 22 с воздушным трубопроводом 23 и клапаном 24 и дополнительной форсункой для омывающей жидкости 25, с дополнительным жидкостным трубопроводом 26 и клапаном 27, при соединении управляющего блока кабелями 28, 29 с указанными клапанами.
Устройство для очистки стекла кожуха камеры наружного наблюдения позволяет при упрощении конструкции повысить надежность работы, обеспечить постоянную готовность к очистке стекла кожуха, также качественную очистку стекла кожуха от загрязнений. Предотвратить накапливание пыли, запотевание, накапливание капель воды, снега и обледенение стекла кожуха камеры наружного наблюдения.