ДЫМОВАЯ КАМЕРА ГОРИЗОНТАЛЬНО ВЕНТИЛИРУЕМАЯ Российский патент 2007 года по МПК G08B25/00 

Заявляемое в качестве изобретения техническое решение относится к отрасли электронной пожарно-охранной сигнализации, а именно к технике пожарного оповещения, и может применяться в системах обнаружения возгорания, сопровождающегося выделением дыма, устанавливаемых внутри зданий и сооружений как промышленного, так и бытового назначения. Техническое решение дымовой камеры, горизонтально вентилируемой, может быть использовано в потолочных пожарных дымовых оптико-электронных извещателях.

Уровень техники представлен разработками фирмы «Сименс Билдинг Технолоджиз АГ», которой были поданы две заявки на сигнализатор дыма: №№98107584 и 98107903, по первой из которых получен патент России № 2189080, защищающий устройство сигнализатора дыма.

В заявке РФ №98107903 «Сигнализатор дыма» от 22.07.1996 г., опубликованной 20.02.2000 г., был описан сигнализатор дыма, содержащий закрепляемую в цоколе вставку с оптическим модулем, состоящим из источника света, светоприемника, измерительной камеры, центральной бленды, дна и лабиринтной системы с расположенными на периферии измерительной камеры блендами, причем периферийные бленды расположены так, что угол падения излученного источником света и принятого светоприемником светового луча на большинство из них постоянный. Названный угол падения и форма периферийных бленд выбраны с возможностью отражения между периферийными блендами падающего и непоглощенного света как можно чаще. Периферийные бленды имеют на своей направленной к центральной бленде торцовой стороне как можно более острую кромку. Корпус на своей обращенной к центральной бленде передней стороне закрыт цельным окошком со световпускным и световыпускным отверстиями. Особенностью описываемого в заявке технического решения являлось то, что периферийные бленды и центральная бленда, а при необходимости и другие детали оптического модуля или вся его внутренняя сторона, имеют блестящую поверхность, а оптический модуль изготовлен с помощью литьевой формы, имеющей полированную поверхность. Дно сигнализатора по заявке №98107903 выполнено так, что его центр дальше отстоит от плоскости, образованной источником света и светоприемником, чем его край. При этом дно на своей обращенной к измерительной камере внутренней поверхности снабжено множеством направленных вверх пластин, а расположение, число, высота и взаимное расстояние между этими пластинами выбраны так, что, с одной стороны, падающий на дно свет перед попаданием на него попадает на одну из пластин и светоприемник видит со стороны дна только пластины, а с другой стороны, светоприемник экранирован пластинами от постороннего света, проникающего снаружи в измерительную камеру. Сигнализатор имеет сетку для защиты от насекомых.

Известен также сигнализатор дыма по заявке №98107584 от 22.07.1996 г., опубликованной 20.02.2000 г. Устройство по данной заявке аналогично рассматриваемому выше, при этом дно выполнено так, что его центр находится от плоскости, образованной источником света и светоприемником на большем расстоянии, чем его край. Дно выполнено в виде воронки и имеет форму конуса или пирамиды. Дно также, как и в заявке №98107903, имеет сетчатую или решетчатую структуру и выполнено в виде сетки для защиты от насекомых и также конфигурация пластин дна такова, что светоприемник видит со стороны дна только пластины и экранирован пластинами от постороннего света, проникающего снаружи в измерительную камеру, причем пластины ориентированы параллельно и перпендикулярно основанию соответствующих боковых граней пирамиды. На наружной стороне дна предусмотрены расположенные звездообразно ребра, образующие боковые стенки дымонаправляющих каналов. Сигнализатор также имеет детали оптического модуля с блестящей поверхностью, выполненные с возможностью отражения непоглощенного света в определенном направлении. Важно то, что, в отличие от предыдущего аналога, периферийные бленды расположены так, что угол падения излученного источником света и принятого светоприемником светового луча на большинство из них постоянный. Причем периферийные бленды имеют на своей направленной к центральной бленде торцовой стороне как можно более острую кромку.

Формулировка формулы изобретения, патент №2189080 (ПРОТОТИП) на которое выдан по заявке №98107584, лишь редакционно усовершенствовал формулировки формулы заявки. Основной эффект от применения изобретения по патенту №2189080 заключается в исключении или сильном уменьшении ложных срабатываний - техническая проблема, стоящая перед разработчиками данного вида техники.

Практическое применение подобных сигнализаторов дыма с рассеянным светом, имеющих плоскую цилиндрическую измерительную камеру, показало, что у них по мере увеличения срока применения может возрастать частота ложных срабатываний, причем существенную причину этого следует искать в том, что свет источника рассеивается по осажденным в измерительной камере частицам пыли, симулирующим наличие дымовых частиц. Чтобы исключить возникновение таких ложных срабатываний, сигнализаторы необходимо время от времени очищать от пыли, что связано с нежелательными дополнительными затратами. В прототипе задача решена с помощью того, что дно выполнено так, что его центр находится на большом расстоянии от плоскости, образованной источником света и светоприемником, чем его край. Техническое решение, согласно изобретению по патенту №2189080, приводит к резкому уменьшению отрицательного воздействия частиц пыли, поскольку они значительно дальше удалены теперь от собственно измерительной зоны, чем до сих пор, благодаря чему существенно снижена вероятность попадания в измерительную зону рассеянного по частицам пыли света.

Общие признаки прототипа и заявляемого технического решения - наличие зоны обнаружения дыма с расположенными в ней источником света и светоприемником, измерительной камеры, центральной бленды, дна и бленд.

Отличие заявляемого технического решения от прототипа заключается в том, что заявляемая дымовая камера образована двумя цилиндрическими поверхностями разного диаметра, образующими, соответственно, зону захода, и цилиндрическая поверхность меньшего диаметра, расположенная выше зоны захода, образует зону обнаружения. Основные отличия от прототипа:

1) наличие двух зон: зоны захода 13 и зоны обнаружения 11, расположенных на разной высоте относительно друг друга;

2) рифление на поверхностях, участвующих в формировании сигнала;

3) наличие сменных диафрагм.

Цель изобретения - увеличение равномерности проникновения частиц дыма в активную зону приемника при снижении влияния накапливаемой пыли на работу оптико-электронных пожарных извещателей.

Техническая задача заключалась в модификации конструкции дымовой камеры горизонтально вентилируемой с достижением возможности более быстрого реагирования системы на возникновение в окружающем пространстве частиц дыма с тем, чтобы конструкция камеры обеспечивала заход дыма, в частности, и с боковых сторон внешней части корпуса. Технический результат применения заявляемого технического решения - повышение эффективности и надежности работы пожарно-охранной сигнализации.

Сущность заявляемого технического решения состоит в том, что дымовая камера горизонтально вентилируемая включает корпус, источник света и фотоприемник, измерительную камеру и бленды, причем дымовая камера образована двумя цилиндрическими поверхностями разного диаметра, первая из которых, большего диаметра, образует зону захода, а вторая цилиндрическая поверхность, меньшего диаметра, расположена выше зоны захода и образует зону обнаружения, при этом по периметру зоны захода расположена бленда, состоящая из непрозрачных перегородок, расположенных таким образом, что падающий свет с внешней стороны многократно переотражается от поверхностей перегородок и максимально ослабляется, что обеспечивает защищенность приемника от внешних засветок, при этом оптические оси излучателя и приемника отъюстированы в горизонтальной плоскости с образованием тупого угла при пересечении оптических осей излучателя и приемника, при этом для исключения прямой засветки приемника излучателем применены непрозрачные экраны, расположенные перпендикулярно оптической оси излучателя и приемника и блокирующие часть излучения излучателя, а с целью уменьшения влияния переотраженного излучения от излучателя на внутренней поверхности зоны обнаружения нанесено рифление как по диаметру так и по верхней части поверхности, при этом для сужения диаграммы направленности излучателя и приемника используются сменные диафрагмы. Диаметры зоны обнаружения и зоны захода обуславливают габариты дымовой камеры, при этом диаметр меньшей цилиндрической поверхности, образующей зону обнаружения, выполнен в пределах от 20 до 30 мм и высота меньшей цилиндрической поверхности выполнена в пределах от 10 до 12 мм, что обеспечивает необходимый объем, достаточный для обнаружения попавших частиц дыма, а диаметр большей цилиндрической поверхности, образующей зону захода, выполнен в пределах от 40 до 50 мм и высота большей цилиндрической поверхности выполнена в пределах от 12 до 18 мм, что обеспечивает быстрое, беспрепятственное проникновение частиц дыма в зону захода, причем разница в диаметрах большей и меньшей цилиндрических поверхностей порядка 10-20 мм обеспечивает быстрое распространение частиц дыма из зоны захода в зону обнаружения.

Конструкция заявляемого технического решения проиллюстрирована чертежами: Фиг.1 и Фиг.2, показывающими фронтальный и боковой разрез извещателя, где:

1 - место излучателя;

1' - излучатель;

2 - место приемника;

2' - приемник;

3, 4 - диафрагмы;

5 - корпус;

7, 8 - экраны;

9 - крышка;

10 - боковые отверстия (для впуска окружающего воздуха);

11 - зона обнаружения;

12 - бленда (защищает от фоновых засветок все оптические элементы);

13 - зона захода.

Дымовая камера образована двумя цилиндрическими поверхностями разного диаметра. Первая цилиндрическая поверхность большего диаметра образует зону захода 13. Вторая цилиндрическая поверхность меньшего диаметра, расположенная выше зоны захода 13, образует зону обнаружения 11. По периметру зоны захода 13 расположена бленда 12, состоящая из непрозрачных перегородок, расположенных таким образом, что падающий свет с внешней стороны многократно переотражается от поверхностей перегородок и максимально ослабляется, что обеспечивает защищенность приемника от внешних засветок.

Диаметры зоны обнаружения 11 и зоны захода 13 обуславливают габариты дымовой камеры и, как следствие, габариты извещателя в целом.

Диаметр меньшей цилиндрической поверхности, образующей зону обнаружения 11, - (20÷30) мм и высота - (10÷12) мм обеспечивает необходимый объем, достаточный для обнаружения попавших частиц дыма с удельной оптической плотностью (0,05÷0,2) дБ·м^-1, заложенных в требованиях НПБ 65-97.

Диаметр большей цилиндрической поверхности, образующей зону захода 13, - (40÷50) мм и высота - (12÷18) мм обеспечивает быстрое, беспрепятственное проникновение частиц дыма в зону захода.

Разница в диаметрах порядка 10÷20 мм обеспечивает быстрое распространение частиц дыма из зоны захода 13 в зону обнаружения 11.

Благодаря тому, что оптические оси излучателя 1' и приемника 2' значительно удалены от внутренней поверхности крышки 9 и их диаграммы направленности сужены диафрагмами 3 и 4 соответственно, влияние накапливаемой пыли на внутренней поверхности крышки, расположенной горизонтально, минимально на работу извещателя в течение длительного времени эксплуатации извещателя.

Оптические оси излучателя и приемника отъюстированы в горизонтальной плоскости. Пересечение оптических осей излучателя и приемника образуют тупой угол α.

Для исключения прямой засветки приемника излучателем применены непрозрачные экраны 7 и 8, расположенные перпендикулярно оптической оси излучателя и приемника и блокирующие часть излучения излучателя.

Для уменьшения влияния переотраженного излучения от излучателя на внутренней поверхности зоны обнаружения 11 нанесено рифление (как по диаметру, так и сверху).

Для сужения диаграммы направленности излучателя и приемника используются диафрагмы 3 и 4 соответственно.

Принцип работы основан на регистрации оптического излучения инфракрасного диапазона, отраженного частицами дыма. При отсутствии дыма излучение от излучателя не попадает на приемник. Для снижения уровня нулевой точки введены элементы экраны 7 и 8. Для обеспечения защищенности от внешних засветок установлены бленды 12.

Дымовая камера горизонтально вентилируемая работает следующим образом. При распространении дыма в горизонтальной плоскости он попадает в боковые отверстия 10, заполняет зону захода 13, попадает в зону обнаружения 11 при этом излучение, рассеянное частицами дыма, регистрируется приемником 2'. Расположение излучателя 1' и приемника 2' выше боковых отверстий 10 не препятствует проникновению частиц дыма в зону обнаружения 11, благодаря этому достигается более равномерная чувствительность, не зависящая от направления распространения дыма в горизонтальной плоскости.

При изучении уровня техники подобная конструкция излучателя не обнаружена, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критериям «новизна», «изобретательский уровень» и «промышленная применимость».

Изобретение относится к отрасли электронной пожарно-охранной сигнализации, а именно к технике пожарного оповещения, и может применяться в системах обнаружения возгорания, сопровождающегося выделением дыма, устанавливаемых внутри зданий и сооружений как промышленного, так и бытового назначения. Технический результат - увеличение равномерности проникновения частиц дыма в активную зону приемника при снижении влияния накапливаемой пыли на работу оптико-электронных пожарных извещателей. Предложенное расположение излучателя и приемника излучения выше боковых отверстий не препятствует проникновению частиц дыма в зону обнаружения, благодаря чему достигается более равномерная чувствительность, не зависящая от направления распространения дыма в горизонтальной плоскости. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Дымовая камера горизонтально вентилируемая, включающая корпус, источник света, фотоприемник и бленды, отличающаяся тем, что дымовая камера образована двумя цилиндрическими поверхностями разного диаметра, первая из которых, большего диаметра, образует зону захода, а вторая цилиндрическая поверхность, меньшего диаметра, расположена выше зоны захода и образует зону обнаружения, при этом бленды расположены по периметру зоны захода и представляют собой непрозрачные перегородки, расположенные таким образом, что падающий с внешней стороны свет многократно переотражается от поверхностей перегородок и максимально ослабляется, при этом оптические оси излучателя и приемника отъюстированы в горизонтальной плоскости с образованием тупого угла при их пересечении, кроме того, перпендикулярно оптическим осям излучателя и приемника размещены непрозрачные экраны, блокирующие часть излучения излучателя, а внутри цилиндрической поверхности зоны обнаружения нанесено рифление, как по диаметру, так и по ее верхней части, излучатель и приемник снабжены сменными диафрагмами.2. Дымовая камера горизонтально вентилируемая по п.1, отличающаяся тем, что диаметр меньшей цилиндрической поверхности, образующей зону обнаружения, выполнен в пределах от 20 до 30 мм и высота меньшей цилиндрической поверхности выполнена в пределах от 10 до 12 мм, а диаметр большей цилиндрической поверхности образующей зону захода, выполнен в пределах от 40 до 50 мм и высота большей цилиндрической поверхности выполнена в пределах от 12 до 18 мм, причем разница в диаметрах большей и меньшей цилиндрических поверхностей составляет 10÷20 мм.