ДАТЧИК ПОЖАРНОЙ СИГНАЛИЗАЦИИ

Предлагаемое устройство относится к устройствам пожарной сигнализации, основанных на пневматическом принципе работы и предназначенное, главным образом, для использования в воздушно-транспортных средствах.
Наиболее распространенный тип датчиков, которые используется в пожарной сигнализации самолетов, основан на использовании сенсорных трубок, изменение давления в которых, вызванное нагревом, передается в пневмореле, срабатывание которого формирует сигнал тревоги. Основные принципы построения таких датчиков изложены в патенте FR №391519 (МКИ G08B). В соответствие с патентом сенсорная трубка выполнена из металла, наполнена веществом чувствительным к температуре, давление которого меняется при нагреве. В частности трубка может быть заполнена гидридом одного из металлов, например, III группы, включая редкоземельные, периодической таблицы Менделеева, при нагревании которого высвобождается водород. Материал, насыщенный водородом, может быть выполнен в виде нити, порошка или гранул. Металл трубки должен быть не пористый, электропроводящий, например, никель, чистое железо, нержавеющая сталь, молибден. Должно соблюдаться главное условие - внутренняя поверхность трубки не должна реагировать с материалом, который с ней контактирует, включая выделяемый газ. Особенностью такого типа сенсорных трубок является то, что они должны быть очень малого диаметра - порядка 1,5 мм. В патенте приведен пример выполнения устройства сенсорной трубки датчика пожарной сигнализации. В нем металлическая нить диаметра 0,625 мм выполнена из циркония или титана. Нить обмотана молибденовой лентой, которая предохраняет ее от контакта со стенками трубки, препятствуя расплавлению нити в период нахождения сенсорной трубки в высокотемпературной зоне.
Сенсорная трубка соединена с пневмореле, в состав которого входят соединенные друг с другом пластины с образованием полости между ними. В каждой пластине выполнено отверстие, одно из них герметично соединено с открытым концом сенсорной трубки, а в другом установлен электрод, электрически изолированный от пластины. В полости между герметично соединенными пластинами закреплена, например приварена, диафрагма, которая образует купол. Она должна быть тонкой и гибкой для того, чтобы свободно изгибаться и к верхней и к нижней пластинам. Она может быть выполнена из молибдена. Из этого же материала могут быть выполнены и пластины. Диафрагма делит полость на две части: часть, сообщающуюся с сенсорной трубкой и часть, сообщающуюся с электродом, который может быть выполнен из палладиума или любого другого металла, который свободно адсорбирует водород при нагревании в пределах заданных температур. Таким образом, при повышении температуры в трубке в требуемом диапазоне температур в ней повышается давление за счет выделения газа и, соответственно, повышается давление в полости пневмореле и диафрагма соединяется с электродом, т.е. ключ замыкается. При остывании давление уменьшается и контакт с электродом разрывается. Более совершенная конструкция датчика пожарной сигнализации описана в патенте US №5691702. По сравнению с рассмотренным выше решением в данном датчике изменена конструкция сенсорной трубки, и эти изменения повлекли изменение в конструкции пневмореле. В рассматриваемом патенте сенсорная трубка также выполнена из металла, внутри находится металл, насыщенный газом, который может высвобождаться при нагревании в заданном интервале температур. От стенок трубки он отделен металлической лентой в виде спирали, а сама трубка заполнена инертным газом, например гелием. Пневмореле выполнено из трех герметично соединенных попарно по краям пластин, а между средней и крайними пластинами образованы две полости. В каждой пластине выполнено отверстие, они расположенные на одной оси. В отверстиях крайних пластин установлено по электроду, которые изолированы от них. В полостях установлены металлические тонкие гибкие диафрагмы. Выходной конец сенсорной трубки соединен через капилляр, выполненный в средней пластине, с отверстием в ней, за счет этого газ из трубки может заполнять пространство полостей в пластинах, ограниченное двумя диафрагмами. В исходном положении у первой диафрагмы нет контакта с первым электродом, она от него отстает на некоторое расстояние, т.е. первый ключ разомкнут, а вторая диафрагма при этом контактирует со вторым электродом, т.о. второй ключ замкнут. При опасном повышении температуры давление между диафрагмами повышается и первая диафрагма прикасается к первому электроду, ключ тревожной сигнализации замыкается, При понижении температуры, давление между диафрагмами понижается и первый ключ размыкается. В устройстве также предусмотрена сигнализация о поломке сенсорной трубки. В этом случае давление между диафрагмами понижается настолько, что вторая диафрагма отходит от второго электрода и, закрытый в исходном состоянии ключ, открывается. Это происходит за счет того, что из-за поломки трубки из нее выходит инертный газ, который также создавал давление между диафрагмами и это давление уменьшается.
Задачей решаемой полезной моделью, является создание датчика, который позволяет дополнительно разделить информацию о перегреве, т.е. об опасной высокой температуре и о о пожаре.
Поставленная задача решается за счет того, что предлагаемый датчик пожарной сигнализации, также как и известный, содержит металлическую сенсорную трубку, в которой находится вещество, насыщенное газом, способным выделяться и увеличивать объем при повышении температуры в заданном интервале температур, а также заполненную инертным газом, а ее открытый конец соединен с пневмореле, в состав которого входят центральная пластина с углублениями, выполненными с ее противоположных сторон и сообщающиеся друг с другом через отверстие, каждое углубление закрыто гибкой металлической диафрагмой, а пространство между диафрагмами соединено с капилляром, выполненным в центральной пластине, который соединен с открытым концом сенсорной трубки, поверх диафрагм расположены боковые пластины, закрепленные на центральной, а в каждой боковой пластине выполнено сквозное отверстие с установленным в нем электродом, изолированным от пластины диэлектриком, причем в исходном положении первая диафрагма контактирует с первым электродом, образуя закрытый ключ, а вторая образует со вторым электродом открытый ключ. Но, в отличие от известного, в предлагаемом датчике в центральной пластине выполнено третье углубление, закрытое диафрагмой, поверх которой расположена боковая пластина с отверстием, в котором установлен электрод, изолированный от пластины диэлектриком, а пространство между третей диафрагмой и центральной пластиной соединено через капилляр с открытым концом сенсорной трубки, причем в исходном положении третья диафрагма образует с третьим электродом открытый ключ, а диаметр третьего углубления больше диаметра второго углубления и выбран из условия закрытия третьего ключа при перегреве контролируемого объекта, предшествующем критической температуре.
Технический результат, достигаемый предложенным решением, заключается в увеличении информативности датчика, в появлении возможности определять не только критическую температуру, но и перегрев, который ему предшествует.
Совокупность признаков, сформулированная в пункте 2, характеризует датчик пожарной сигнализации, в котором пневмореле помещено в защитный кожух.
Использование защитного кожуха позволит обезопасить электрические контакты пневмореле от механических повреждений.
Совокупность признаков, сформулированная в пункте 3, зависимом от п.2, характеризует датчик пожарной сигнализации, в котором ширина боковых пластин меньше диаметра соответствующего ей углубления.
Такое выполнение датчика позволит уменьшить его металлоемкость.
Полезная модель иллюстрируется чертежами, где на фиг 1 и фиг.2 показаны два примера выполнения предлагаемого датчика.
Датчик пожарной сигнализации содержит металлическую сенсорную трубку 1 (фиг.1, 2), в которой находится вещество, насыщенное газом, которое при нагревании в заданном интервале температур выделяет его и увеличивает объем в заданном интервале температур. Это может быть цирконий, насыщенный водородом. Цирконий может быть выполнен в виде нити, на которую навита металлическая лента, например молибденовая в виде спирали 2. Трубка заполнена инертным газом, выполнена из металла, инертного к материалам, которыми она заполнена и соединена с пневмореле, которое содержит центральную пластину 3. В ней выполнены углубления 4, 5, 6, причем 5 и 6 из них расположены на противоположных сторонах пластины 3. Отверстие 7 их соединяет. Углубление 4 имеет диаметр больше, чем диаметр углубления 5. Выбор диаметра определен той температурой, которая для данного объекта будет свидетельствовать о перегреве. В пластине 3 проходит капилляр 8, который связывает все углубления с сенсорной трубкой 1. Каждое углубление закрыто гибкой металлической диафрагмой. Для этого края диафрагм 9, 10. 11 приваривают к поверхности центральной пластины. Поверх диафрагм расположены боковые пластины 12 с отверстиями 13, местоположение каждого из них совпадает с центром соответствующей диафрагмы. Каждое отверстие закрыто электродом 14, изолированным от остальной части пластины диэлектрической вставкой 15. В данном примере толщина боковых стенок, способ их крепления должны обеспечивать прочность конструкции, поскольку вся внешняя часть пневмореле является одновременно корпусом устройства. В рассматриваемой конструкции пространство всех углублений, ограниченное диафрагмами сообщается с пространством сенсорной трубки. В исходном положении диафрагма 10 находится в контакте с электродом 13, а диафрагмы 9 и 11 не касаются соответствующих электродов. Рассмотрим вариант, при котором произошло повреждение корпуса сенсорной трубки, например сдавливание или трещина. В этом случае уменьшается давление во всех углублениях 4, 5, 6 за счет уменьшения давления инертного газа. Диафрагма 10 «отлипает» от электрода 13 и тем самым размыкает ключ. При этом уменьшение давления не скажется на положениях диафрагм 9 и 11. В случае перегрева контролируемого объекта в сенсорной трубке из циркония начинает выделяться водород, который увеличивает давление во всех углублениях, которое никак не меняет положение диафрагмы 10, находящейся в контакте с электродом. Первой изменит положение диафрагма 11, поскольку из-за большего диаметра углубления 4 в ней давление на диафрагму будет больше, чем в углублении 5 и она «прилипнет» к соответствующему электроду 13. Если в дальнейшем температура контролируемого объекта будет уменьшаться, давление водорода тоже будет уменьшаться и ключ разомкнется. Но, если температура будет только увеличиваться, вплоть до критической, свидетельствующей о возгорании, диафрагма 9 тоже прилипнет к электроду, т.е. замкнет соответствующий ключ.
На фиг.2 приведен вид сверху еще одной возможной конструкции датчика, в которой дополнительно используется защитный кожух 16. Такая конструкция позволяет вне корпуса объединить все электрические выводы и защитить их механически. Но при использовании защитного кожуха можно уменьшить толщину и длину боковых пластин 12, поскольку они теряют свои защитные функции.
Как видно из описания конструкции датчика и его работы введение третьего углубления большего диаметра, закрытого гибкой диафрагмой, способной при повышении давления при перегреве, т.е. при температуре меньше критической контактировать с диафрагмой и замыкать третий ключ, обеспечивает возможность получения раздельной информации о перегреве и информации о критической температуре.