ИОНИЗАЦИОННЫЙ ПОЖАРНЫЙ ИЗВЕЩАТЕЛЬ Российский патент 2002 года по МПК G08B17/11 

Изобретение относится к области пожарной сигнализации, а именно к приборам формирования сигнала по пожарной тревоге при начальной стадии возгорания, т. е., при появлении дыма (аэрозолей), и может быть использовано в помещениях, характеризующихся большим перепадом температур, повышенной влажностью, воздействием ионизирующих веществ, например, на таких объектах, как реакторные отделения АЭС, прокатно-литейные цеха.

Известно устройство для пожарной сигнализации, содержащее эталонную ионизационную камеру и измерительную камеру, выполненную в виде цилиндрического внешнего электрода, центрального стержневого электрода, источника ионизирующего излучения и коллектора ионов, соединенного с центральным электродом. При этом коллектор ионов выполнен в виде диска, причем плоскость диска перпендикулярна оси центрального электрода и расположена напротив источника ионизирующего излучения [1].

Также известен ионизационный пожарный извещатель, содержащий включенные последовательно ионизационные камеры, управляющий электрод, выполненный из фольги, установленный внутри защитной системы, источник излучения, расположенный внутри первой ионизационной камеры, регулирующий электрод, установленный во второй ионизационной камере, при этом источник излучения и регулирующий электрод установлены с возможностью перемещения [2].

Наиболее близким по технической сущности и взятый за прототип является промышленно изготовленный радиоизотопный извещатель дыма РИД-6М [3]. Устройство содержит корпус, состоящий из двух отсеков, при этом в верхнем закрытом отсеке, не имеющем сообщения с атмосферой, расположена компенсационная (эталонная) камера, образованная двумя плоскими кольцевыми электродами, причем в середине верхнего электрода установлен источник ионизирующего излучения, а камера снабжена электронной схемой (печатной платой усилителя) и последовательно соединена с расположенной в нижней части отсека открытой, сообщающейся с атмосферой, рабочей (измерительной) камерой, образованной цилиндрической внутренней стенкой отсека и цилиндрическим электродом, внутри которого установлен источник ионизирующего излучения, а также устройство для проверки на срабатывание, связанное с оптической индикацией срабатывания извещателя (светодиодом), установленное на поверхности корпуса.

Недостатком известных устройств является малая надежность, вызванная их чувствительностью к воздушным потокам, к влажности и радиационному воздействию. Кроме того, известные пожарные извещатели не восстанавливают свою работоспособность после аварийных (ложных) срабатываний автоматических систем водяного пожаротушения.

Целью изобретения является повышение эффективности работы устройства в особо сложных условиях эксплуатации и упрощение настройки извещателя в условиях серийного производства.

Цель достигается тем, что ионизационный пожарный извещатель состоит из корпуса, верхний отсек которого выполнен герметичным и снабжен влагопоглатителем, например силикагелем, внутри которого расположена электронная схема устройства, а нижний отсек корпуса имеет сквозные пазы, размещенные под углом к продольной оси корпуса, при этом ширина паза меньше или равна толщине стенки корпуса, причем в нижнем отсеке корпуса находятся идентично выполненные эталонная и измерительная ионизационные камеры, соединенные с электронной схемой, а внутри камер помещены источники ионизирующего излучения, при этом в вдоль оси камеры установлены пружины, навитые вокруг источников ионизирующего излучения эталонной и измерительной камер, а устройство для проверки на срабатывание, соединенное с оптической индикацией, например со светодиодом, выполнено в виде, например, кнопки-толкателя, связанной с пружиной измерительной камеры.

Существенными отличительными признаками изобретения являются:
- выполнение верхнего отсека корпуса герметичным и снабженным влагопоглатителем;
- выполнение нижнего отсека корпуса со сквозными пазами, расположенными под углом к продольной оси корпуса, с шириной паза, меньшей или равной толщине стенки корпуса;
- идентичное по конструкции выполнение эталонной и измерительной камер;
- пружины, навитые вокруг источников ионизирующего излучения;
- выполнение устройства для проверки на срабатывание в виде, например, кнопки-толкателя, связанной с пружиной измерительной камеры.

Выполнение верхнего отсека корпуса герметичным и снабженным влагопоглатителем позволяет увеличить срок службы и надежность расположенной в ней электронной схемы (независимость от воздействия повышенной влажности).

Выполнение пазов на нижнем отсеке корпуса, расположенных под углом к продольной оси корпуса, и соотношение их размеров позволяет избежать воздействия на устройство прямых воздушных потоков, что приводит к исключению ложного срабатывания извещателя, при этом сохраняется возможность свободного доступа дыма в измерительную камеру.

Идентичность конструктивного выполнения эталонной и измерительной камеры позволяет повысить устойчивость работы извещателя при воздействии ионизирующих излучений на извещатель, так как изменения ионизационного тока по абсолютной величине в эталонной и измерительной камерах из-за равенства объема равны по величине, но противоположны по знаку (дифференциальное включение).

Расположение пружин, навитых вдоль оси извещателя вокруг источников эталонной и измерительной камер, позволяет упростить процесс настройки извещателя при автоматизированной сборке. За счет изменения шага пружин компенсируется неравенство ионизационных токов эталонной и измерительной камер, связанных, например, с разбросом активности источников ионизирующего излучения или геометрических размеров камер.

Конструктивное выполнение устройства для проверки срабатывания извещателя, по сравнению с прототипом, позволяет осуществлять контроль работоспособности извещателя без применения специального колпочка-поглатителя излучения, за счет сжатия пружины измерительной камеры.

Благодаря тому, что электронная схема находится в герметичном отсеке, она не подвергается воздействию паров воды при включении системы водяного пожаротушения и при высыхании внутреннего объема измерительной камеры работоспособность извещателя самовосстанавливается.

Таким образом, совокупность существенных отличительных признаков позволяет повысить эффективность работы устройства при применении его в особо сложных условиях.

На фиг. 1. представлена принципиальная схема ионизационного пожарного извещателя, где:
1 - верхний отсек корпуса,
2 - нижний отсек корпуса,
3 - эталонная ионизационная камера,
4 - измерительная ионизационная камера,
5 - электронная схема,
6 - влагопоглатитель,
7 - кнопка-толкатель,
8 - пружина измерительной камеры,
9 - пружина эталонной камеры,
10 - пазы.

На фиг. 2 представлен укрупненный фрагмент схемы ионизационных камер с пружинами и цилиндрическими источниками ионизирующего излучения 11.

Ионизационный пожарный извещатель состоит ив верхнего 1 и нижнего 2 отсеков корпуса. В верхнем 1 герметичном отсеке корпуса расположена электронная схема 5 и влагопоглатитель 6, а в нижнем 2 отсеке корпуса, имеющего пазы 10, размещены эталонная 3 и измерительная 4 ионизационные камеры, соединенные с электронной схемой 5. Вдоль продольной оси камер установлены прyжины 8 и 9, внутри которых размещены источники ионизирующего излучения 11. Кнопка-толкатель 7 связана с пружиной 8 измерительной камеры.

Устройство работает следующим образом.

В отсутствии возгорания ионизационные токи (омические сопротивления) эталонной 3 и измерительной 4 камеры равны друг другу.

При возгорании дым (аэрозольные образования) через пазы 10 нижнего отсека 2 корпуса извещателя поступает в измерительную камеру 4 и вызывает уменьшение ионизационного тока измерительной камеры 4 (возрастает омическое сопротивление). Если эталонная камера 3 не связана с воздухом, то дым в нее не проникает и ионизационный ток (омическое сопротивление) эталонной камеры 3 не изменяется. Так как средняя точка последовательно включенных камер соединена с входом порогового усилителя электронной схемы 5, то из-за возникающего дисбаланса (неравенство омических сопротивлений эталонной 3 и измерительной 4 камер) происходит срабатывание пожарного извещателя с выдачей сигнала "пожар" и загоранием сигнальной лампочки (светодиода), расположенной на самом корпусе извещателя или вынесенной за его пределы.

Контроль работоспособности извещателя производится следующим образом. При нажатии кнопки-толкателя 7 происходит сжатие пружины 8 измерительной камеры 4. При этом измерение от источника 11 экранируется, что приводит к уменьшению ионизационного тока измерительной камеры 4 и к срабатыванию извещателя, как если бы в извещатель попал дым.

Для проверки работоспособности был создан извещатель, корпус которого выполнен из алюминиевого сплава с толщиной стенки 5 мм. В нижнем отсеке корпуса имеются пазы, расположенные под углом 45^o к продольной оси корпуса, ширина которых составила 3 мм. Вдоль продольной оси корпуса расположены последовательно соединенные эталонная и измерительная камеры, выполненные в виде тороидальных камер с пазами, внутри которых установлены цилиндрические α-источники ионизирующего излучения, а камеры соединены с электронной схемой, выполняющей функцию порогового усилителя-формирователя, которая находится в верхнем герметичном отсеке, снабженном влагопоглатителем, в качестве которого был использован силикагель. На корпусе установлен светодиод. Внутри камеры вдоль продольной оси корпуса расположены пружины, навитые с шагом 3 мм вокруг источников ионизирующего излучения, при этом пружина измерительной камеры связана с устройством для проверки на срабатывание, которое было выполнено в виде кнопки-толкателя.

Извещатель был испытан на действующей атомной станции.

Испытания показали, что извещатель работоспособен в диапазоне температур от минус 30^o до плюс 100^oС при относительной влажности окружающего воздуха до 98% и при воздействии воздушных потоков до 7,0 м/с.

Измеритель также сохранял работоспособность при воздействии полей гамма-измерения с экспозиционной мощностью дозы облучения до 100 Р/ч.

Кроме того, извещать самовосстанавливался после аварийных (пожарных) включений АСПТ (автоматических систем пожаротушения).

Литература
1. Авторское свидетельство N 538384, G 08 В 17/12 от 29.08.77.

2. Авторское свидетельство N 587884, G 08 В 17/12 от 15.01.78.

3. М.Е. Гельфанд и др. Радиоизотопные приборы и их применение в промышленности. - Энергоатомиздат, 1986, с. 180-182.

Изобретение относится к области пожарной сигнализации, а именно к приборам формирования сигнала по пожарной тревоге при начальной стадии возгорания, т.е. при появлении дыма, и может быть использовано в помещениях, характеризующихся большим перепадом температур, повышенной влажности, воздействием ионизирующих веществ. Техническим результатом является повышение эффективности работы устройства в особо сложных условиях эксплуатации и упрощение настройки извещателя в условиях серийного производства. Технический результат достигается тем, что ионизационный пожарный извещатель состоит из корпуса, верхний отсек которого выполнен герметичным и снабжен влагопоглотителем, например силикагелем, внутри которого расположена электронная схема устройства, а нижний отсек корпуса имеет сквозные пазы, размещенные под углом к продольной оси корпуса, при этом ширина паза меньше или равна толщине стенки корпуса. В нижнем отсеке корпуса находятся идентично выполненные эталонная и измерительная ионизационные камеры, соединенные с электронной схемой, а внутри камер помещены источники ионизирующего излучения. Вдоль оси камеры установлены пружины, навитые вокруг источников ионизирующего излучения эталонной и измерительной камер. Устройство для проверки на срабатывание, соединенное с оптической индикацией, например со светодиодом, может быть выполнено в виде кнопки-толкателя и связано с пружиной измерительной камеры. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Ионизационный пожарный извещатель, содержащий корпус, состоящий из двух отсеков - верхнего и нижнего, последовательно соединенные и расположенные вдоль продольной оси эталонную и измерительную камеры, внутри которых размещены источники ионизирующего излучения, электронную схему, расположенную в верхнем отсеке корпуса, и устройство для проверки на срабатывание, отличающийся тем, что верхний отсек корпуса выполнен герметичным и снабжен влагопоглотителем, а нижний отсек корпуса имеет сквозные пазы, расположенные под углом к продольной оси корпуса, причем ширина паза меньше или равна толщине стенки корпуса, эталонная и измерительная камеры выполнены идентичными по конструкции и обе расположены внутри нижнего отсека, при этом вдоль продольной оси камер установлены пружины, внутри которых размещены источники ионизирующего излучения, а пружина измерительной камеры связана с устройством для проверки на срабатывание.