ДАТЧИК ПОЖАРНЫЙ Российский патент 2006 года по МПК G08B17/10 G08B17/113 

Изобретение относится к противопожарной технике, а именно к пожарной сигнализации, и предназначено для обнаружения рассеянного излучения, обусловленного дымом, в закрытых помещениях.

Известен датчик пожарный, описанный в патенте ЕР 1272992 "FIRE DETECTOR" (опубл. 08.01.2003), содержащий корпус в виде тела вращения с дымозаборными отверстиями и направляющими ребрами на его внутренней поверхности, вложенное основание с выемками, соответствующими направляющим ребрам, и с установленной на нем печатной платой с электронными элементами и дымовым детектором, которая через электрические контакты электрически связана с соответствующей ответной частью съемной розетки.

Однако фиксация печатной платы на основании упругими защелками электрических контактов, выполненных многоэтапной штамповкой, не обеспечивает одновременного равномерного и надежного электрического соединения с каждым из них. Кроме того, плоская контактирующая поверхность вставленного в окно основания электрического контакта обуславливает сложную упругую конфигурацию ответного контакта розетки и неравномерность усилия контактирования, что снижает надежность электрического соединения датчика пожарного с ответной розеткой. При монтаже оптоэлектронной пары (светодиода и фотодиода) методом поверхностного монтажа на печатной плате необходимо обеспечение дополнительных мер по экранированию от паразитной засветки дымового детектора, например, применение защитного кожуха с уплотнителем для плотного прилегания дымового детектора к печатной плате, что в целом усложняет технологию сборки датчика пожарного, повышает производственные затраты и увеличивает себестоимость изделия.

Наиболее близким к заявляемому изобретению является датчик пожарный, описанный в патенте СА 2293830 "Photoelectric smoke detector and chamber therefor" (опубл. 30.06.2001), содержащий корпус в виде тела вращения с дымозаборными отверстиями, вложенное основание с установленной на нем печатной платой с электронными элементами и дымовым детектором, которая через электрические контакты, выполненные в виде штырей, электрически связана с соответствующими ответными контактами съемной розетки.

Однако выполнение корпуса данного датчика из сборных частей, одна из которых, размещенная над дымовым детектором, фиксируется защелками на другую - защитный кожух, охватывающий печатную плату с установленным на ней фотодиодом, усложняет конструкцию и повышает габаритные характеристики. Установка защитного кожуха упругими защелками на внутреннем кольцевом выступе основания сопровождается обеспечением дополнительных мер по экранированию от паразитной засветки дымового детектора, например, применением уплотнителя или выполнением всех деталей сборки с высокой точностью обработки для плотного прилегания, что в целом повышает производственные затраты и увеличивает себестоимость изделия. Установка печатной платы на основании защелками не обеспечивает при наличии вибрации равномерного усилия контактирования и устойчивого электрического соединения через электрический контакт с ответной розеткой.

Перед изобретателями стояла задача минимизировать количество сборочных деталей и массогабаритные характеристики датчика пожарного, упростить технологию его сборки и снизить себестоимость готового изделия при высокой точности обнаружения возгораний, сопровождающихся появлением дыма малой концентрации в закрытых помещениях.

Поставленная задача решается тем, что предложен датчик пожарный, содержащий корпус в виде тела вращения с дымозаборными отверстиями и направляющими ребрами на его внутренней поверхности, дымовой детектор, печатную плату с электронными элементами, вложенное основание с выемками, соответствующими направляющим ребрам, электрические контакты, взаимодействующие с соответствующей съемной розеткой.

Новым является то, что в корпусе с дымозаборными меридиальными щелевидными отверстиями, выполненными на его шаровом сегменте с постоянным шагом, основание устанавливается за счет выполнения на его внешней стороне скобообразных замковых выступов, ориентируемых направляющими ребрами корпуса и фиксируемых между ограничителями и соответствующими им заходными фасками на внутренней поверхности корпуса, кроме того, на основании сформированы кольцевые углубления, установочное и габаритное с отверстиями под защелки дымового детектора, а между кольцевыми углублениями соосно крепежным отверстиям печатной платы и в соответствии с электрическими контактами выполнены крепежные отверстия с радиально фиксирующим опорным углублением и выступающим ободом на внешней стороне основания и выступающими дугами обода на его внутренней стороне, разделенными возвышающимися над ними пластинами, позиционирующими печатную плату на основании при креплении гаек на конечной резьбовой части электрических контактов, при этом контактные площадки вблизи крепежных отверстий печатной платы электромеханически связаны с электрическими контактами, каждый из которых выполнен в виде тела вращения, контактирующая головка которого через заходную шейку сопряжена с радиально фиксирующим опорным ограничителем на ступенчатой установочной части, переходящей в конечную резьбовую часть контакта. При этом в корпусе и обращенной к нему стороне дымового детектора выполнены соосные отверстия, причем отверстие дымового детектора выполнено раструбом, обращенным к отверстию корпуса.

Технический результат заявляемого изобретения заключается в минимизации количества сборочных деталей, снижении массогабаритных характеристик датчика пожарного и упрощении технологии его сборки за счет единого корпуса с меридиальными щелевыми дымозаборными отверстиями с постоянным шагом на его шаровом сегменте, надежной и простой установки в корпус вложенного основания со скобообразными замковыми выступами, ориентируемыми направляющими ребрами корпуса и устанавливаемыми между ограничителями и соответствующими им заходными фасками на внутренней поверхности корпуса. Размещение электронных элементов на одной стороне печатной платы, обращенной к основанию, а световых индикаторов и дымового детектора с защелками - на другой ее стороне и выполнение дымового детектора со светонепроницаемыми установочными местами для каждого элемента оптоэлектронной пары (светодиода и фотодиода) между верхним и нижним основаниями, ограниченными боковыми лабиринтными пластинами, исключает дополнительное экранирование от паразитной засветки, снижает себестоимость готового изделия при высокой точности обнаружения возгораний. Выполнением крепежных отверстий основания с радиально фиксирующими опорными углублениями, соответствующими электрическим контактам, обеспечивается позиционирование контактирующих головок и заходных шеек каждого электрического контакта в одной и той же плоскости для легкого и надежного электромеханического взаимодействия с соответствующей съемной розеткой, а также предотвращается прокручивание электрических контактов при монтаже, что обеспечивает прочное электромеханическое соединение печатной платы, электрических контактов и основания, а выполнение крепежных отверстий на внутренней стороне основания с выступающими дугами обода, разделенными возвышающимися над ними пластинами, упруго позиционирует печатную плату на основании при закручивании гаек на конечной резьбовой части электрических контактов, прижимая контактные площадки, связанные с крепежными отверстиями печатной платы, к электрическим контактам. При этом печатная плата с контактными площадками, размещенными вблизи крепежных отверстий, надежно и устойчиво закрепляется на основании электрическими контактами, обеспечивая высокую устойчивость при наличии вибрации и надежное электрическое соединение с ответной розеткой. Выполненные в корпусе и на обращенной к нему поверхности дымового детектора соосные отверстия для тестирования упрощают проверку работоспособности датчика пожарного, например, введением тонкого штыря в дымовой детектор, а для устранения неточностей изготовления деталей сборки отверстие на основании дымового детектора выполнено раструбом, обращенным к соосному отверстию корпуса. При этом применение заявляемого электрического контакта обеспечивает не только устойчивую электрическую связь печатной платы с ответной розеткой, но и позволяет одновременно выполнять на основании монтаж всех электрических контактов и печатной платы.

На фиг.1 представлен общий вид составных частей датчика пожарного; на фиг.2 - общий вид в сборе датчика пожарного; на фиг.3 - корпус в разрезе датчика пожарного; на фиг.4 - внутренняя сторона основания датчика пожарного; на фиг.5 - сечение основания датчика пожарного; на фиг.6 - электрический контакт.

Устройство содержит корпус 1 (фиг.1, 2, 3), выполненный в виде тела вращения с дымозаборными меридиальными щелями 2 не более 2,5 мм шириной с постоянным шагом на его шаровом сегменте, направляющие ребра 3 (фиг.2, 3), выполненные в виде ключа и предполагающие взаимнооднозначное ответное соединение, например, пары диаметрально расположенных направляющих ребер 3 с разным шагом, ограничители 4 и соответствующие им заходные фаски 5 на внутренней поверхности корпуса 1 (фиг.3), и размещенное в центре его шарового сегмента отверстие 6 (фиг.1, 2, 3) для тестирования, дымовой детектор 7 (фиг.1, 2), образованный боковыми лабиринтными пластинами, расположенными между верхним 8 и нижним 9 основаниями со светонепроницаемыми установочными местами 10 с диафрагмами для каждого элемента оптоэлектронной пары (светодиода и фотодиода), имеющий раструбовое отверстие 11 на стороне, обращенной к соосному отверстию 6 и защелки 12 для установки на печатную плату 13, с односторонне установленными на ней поверхностным монтажом и электрически связанными между собой электронными элементами (не показаны) и с выполненными отверстиями 14 под защелки 12, установочными отверстиями 15 с соответствующими контактными площадками (не показаны), основание 16 (фиг.1, 2, 4, 5), соответствующее внутреннему диаметру корпуса 1 (фиг.1, 2, 3), на котором выполнены выемки 17 (фиг.1, 4), соответствующие направляющим ребрам 3 (фиг.3), а на его внешней стороне - скобообразные замковые выступы 18 (фиг.1, 2, 4, 5), ориентируемые направляющими ребрами 3 (фиг.3) и фиксируемые между ограничителями 4 (фиг.2, 3) и соответствующими им заходными фасками 5 на внутренней поверхности корпуса 1, а также сформированы кольцевые углубления (фиг.2, 4, 5) установочное 19 и габаритное 20 для размещения винтов крепления проводов шлейфа (не показано) с отверстиями 21 под защелки 12 дымового детектора 7, при этом между кольцевыми углублениями 19 и 20 выполнены крепежные отверстия 22 (фиг.1, 2, 4, 5), каждое с радиально фиксирующим опорным углублением 23 и выступающим ободом 24 на внешней стороне основания 16 и дугами обода 25, разделенными возвышающимися над ними пластинами 26, на внутренней стороне основания 16 для электрических контактов 27 (фиг.1, 2, 6), каждый из которых выполнен в виде тела вращения со сферической контактирующей головкой 28 (фиг.1, 6), сопряженной через заходную шейку 29 с радиально фиксирующим опорным ограничителем 30 на ступенчатой установочной части 31, переходящей в конечную резьбовую часть 32, на которую устанавливается гайка 33 (фиг.1). Установленные электрические контакты 27 при сопряжении со съемной розеткой 34 контактируют с соответствующими ответными контактами, выполненными, например, в виде прямоугольной пластины с лепестком, ограничивающим соответствующую электрическому контакту 27 площадку, которая сопряжена скользящим плечом лепестка с плоскостью ограничения под углом к основанию лепестка.

Сборка датчика пожарного осуществляется следующим образом. Полученные формованием из пластмассы корпус 1, дымовой детектор 7 в виде верхнего 8 и нижнего 9 оснований со светонепроницаемыми установочными местами 10, основание 16, также готовая печатная плата 13 с выполненными отверстиями 14, 15 и односторонне установленными на ней и электрически связанными между собой электронными элементами, с электропроводным покрытием для подключения оптоэлектронных элементов и выделенными контактными площадками (не показано) для электрических контактов 27, оптоэлектронные элементы (включая светодиоды для информационной индикации) и электрические контакты 27 поступают на сборку. На печатную плату 13 устанавливается в отверстия 14 защелками 12 нижнее 9 основание дымового детектора 7, в установочные места 10 (со специальными выходами для контактов - на фиг. не показано) которого размещают оптоэлектронные элементы с последующей пайкой их контактов на электропроводном покрытии печатной платы 13, осуществляется пайка светодиодов для информационной индикации, затем нижнее 9 основание закрывают верхним 8 основанием дымового детектора 7, при этом осуществляется светонепроницаемость установочных мест 10 с диафрагмами для каждого элемента оптоэлектронной пары и законченность сборки дымового детектора 7. Электрические контакты 27 помещают в крепежные отверстия 22 основания 16 так, чтобы их контактирующие головки 28 и заходные шейки 29 располагались с внешней стороны основания 16, а радиально фиксирующий опорный ограничитель 30 размещался в его опорном углублении 23. При этом ступенчатая установочная часть 31 электрического контакта 27, переходящая в конечную резьбовую часть 32, возвышается над дугами обода 25 и пластинами 26 на внутренней стороне основания 16. Печатная плата 13 с установленным дымовым детектором 7 совмещается установочными отверстиями 15 с конечными резьбовыми частями 32 и перемещается соосно электрическим контактам 27 до упора на пластины 26 на внутренней стороне основания 16, которые выступают над ступенькой ступенчатой установочной части 31 электрических контактов 27. На конечные резьбовые части 32 электрических контактов 27 закручиваются гайки 33 до упора печатной платы 13 на ступеньку ступенчатой установочной части 31 электрических контактов 27, несколько выступающей над дугами обода 25 основания 16. При закручивании гаек 33 пластины 26 расходятся, упруго подпирая печатную плату 13 и создавая натяжение, противодействующее раскручиванию резьбовых соединений между конечными резьбовыми частями 32 электрических контактов 27 и гайками 33. Одновременно обеспечивается электрическое соединение и плотное прижатие между собой соответствующих контактных площадок, связанных с установочными отверстиями 15 печатной платы 13, с соответствующими ступенчатыми частями 31 электрических контактов 27 и компенсируются возможные технологические разбросы размеров деталей. При этом защелки 12 дымового детектора 7 располагаются в отверстиях 21 кольцевого габаритного углубления 20, а контактирующие головки 28 и заходные шейки 29 электрических контактов 27, располагаемые с внешней стороны основания 16, фиксируются в одной плоскости, обеспечивая в дальнейшем надежное контактирование с розеткой 34, и не зависят от последующих операций сборки. Корпус 1 совмещается направляющими ребрами 3 с соответствующими выемками 17 основания 16. При этом ориентируемые скобообразные замковые выступы 18 устанавливаются под соответствующими заходными фасками 5 и ограничителями 4, а затем легким нажимом перпендикулярно плоскости основания 16 скобообразные замковые выступы 18 через заходные фаски 5 устанавливаются на ограничителях 4, позиционируя основание 16 во внутреннюю часть корпуса 1. Причем отверстие 6 корпуса 1 располагается над раструбом соосного отверстия 11 дымового детектора 7. Датчик пожарный готов для тестирования и работы. Высота датчика пожарного составляет не более 40 мм с радиусом его корпуса 1 не более 50 мм и высотой дымозаборных отверстий 2 примерно 50% его высоты, выполненных в виде меридиальных щелей не более 2,5 мм шириной на шаровом сегменте с постоянным шагом. Габаритные соотношения корпуса 1, дымозаборных отверстий 2, дымового детектора 7, печатной платы 13 и основания 16 обеспечивают размещение светодиодов для информационной индикации под корпусом 1, поскольку выполнение дымозаборных отверстий 2 в виде меридиальных щелей позволяет не только обеспечить прохождение дымовых потоков к дымовому детектору 7, но и защиту от насекомых и круговой обзор информационной индикации.

Для установки датчика пожарного в розетку 34 совмещаются части замкового элемента на основании 16 (не показано) и розетки 34, при этом электрические контакты 27, выступающие из основания, своей контактирующей головкой 28 взаимодействуют с соответствующими ответными контактами, выполненными, например, в виде прямоугольной пластины с площадкой, ограниченной прорезью лепестка, а край розетки 34 входит в кольцевое установочное углубление 19 основания 16. При нажатии и одновременном повороте по часовой стрелке корпуса 1 датчика пожарного электрические контакты 27 утапливают упругие лепестки ответных контактов розетки 34 на величину захода, соразмерную габаритам их контактирующей головки 28 и заходной шейки 29, и при повороте перемещаются по скользящему плечу лепестка до легкого упора с сопряженной плоскостью ограничения, расположенной под углом к основанию лепестка, с последующей фиксацией между ними, причем контактирующая головка 28 в месте сопряжения с заходной шейкой 29 поджимается упругим лепестком к контактным поверхностям ответных контактов розетки 34, что обеспечивает надежный электромеханический контакт. При открытом замковом ключе датчик пожарный удаляется из розетки 34 поворотом корпуса 1 против часовой стрелки с одновременным легким нажатием перпендикулярно плоскости его расположения.

Устройство относится к области автоматики, а именно к пожарной сигнализации. Техническим результатом является повышение электробезопасности, обеспечение быстродействия и надежности, упрощение конструкции и снижение массогабаритных характеристик. Устройство содержит корпус с крепежными отверстиями, отверстием для подвода проводников, элементами ориентации ответного основания и сквозными полостями, в которых упругой безвинтовой фиксацией установлены электропроводные контактные элементы, соответствующие ответным контактам основания и образующие с ними при повороте устойчивую механико-электрическую связь, а также элементы крепления проводников. На боковой поверхности корпуса выполнен отпирающий паз, расположенный над замковым элементом, запирающая поверхность которого соответствует ответной контактирующей поверхности элемента ориентации основания. Плоскость размещения электропроводного контактного элемента в полости расположена под углом к горизонтальной плоскости корпуса, с приподнятой стороной заходной части электропроводного контактного элемента. 3 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Датчик пожарный, содержащий корпус в виде тела вращения с дымозаборными отверстиями и направляющими ребрами на его внутренней поверхности, дымовой детектор, печатную плату с электронными элементами, вложенное основание с выемками, соответствующими направляющим ребрам, электрические контакты, взаимодействующие с соответствующей съемной розеткой, отличающийся тем, что на внешней стороне основания выполнены скобообразные замковые выступы, ориентируемые направляющими ребрами корпуса и фиксируемые между ограничителями и соответствующими им заходными фасками на внутренней поверхности корпуса, а также сформированы кольцевые углубления, установочное и габаритное, с отверстиями под защелки дымового детектора, а между кольцевыми углублениями соосно с крепежными отверстиями печатной платы и в соответствии с электрическими контактами выполнены крепежные отверстия с радиально фиксирующим опорным углублением и выступающим ободом на внешней стороне основания и выступающими дугами обода на его внутренней стороне, разделенными возвышающимися над ними пластинами, позиционирующими печатную плату на основании при креплении гаек на конечной резьбовой части электрических контактов, при этом контактные площадки вблизи крепежных отверстий печатной платы электромеханически связаны с электрическими контактами.2. Датчик пожарный по п.1, отличающийся тем, что электрический контакт выполнен в виде тела вращения, контактирующая головка которого через заходную шейку сопряжена с радиально фиксирующим опорным ограничителем на ступенчатой установочной части, переходящей в конечную резьбовую часть контакта.3. Датчик пожарный по п.1, отличающийся тем, что дымозаборные отверстия корпуса выполнены в виде меридиальных щелей шарового сегмента с постоянным шагом.4. Датчик пожарный по п.1, отличающийся тем, что в корпусе и обращенной к нему стороне дымового детектора выполнены соосные отверстия, причем отверстие дымового детектора выполнено раструбом, обращенным к корпусу.