Автоматический выключатель с генератором огнетушащего аэрозоля (варианты) Российский патент 2022 года по МПК A62C37/00 

Область техники

Заявленная группа изобретений относится к области электротехники и энергетики и может быть использована в виде автоматического выключателя (автомата) или вводного автоматического выключателя (вводного автомата) электрических щитов для оперативного аварийного отключения электрического оборудования с помощью теплового или электромагнитного расцепителя без инициирования системы пожаротушения или при воздействии высоких температур, например, при пожаре, при инициировании системы аэрозольного пожаротушения (тушении очага возгорания с помощью генератора огнетушащего аэрозоля (ГОА) и одновременном размыкании линии механизмом автоматического выключателя. При этом устройство выполнено с возможностью установки на DIN-рейку.

Уровень техники

Из уровня техники известны автоматические выключатели (автоматы), устанавливаемые в электрический щит на DIN-рейку и выполняющие функции предохранителя в случае короткого замыкания или длительной превышающей нагрузки силовой линии. Например, такие как автоматические выключатели и выключатели-разъединители в литом корпусе на токи 16-630 A, до 690 В Серия Pact компании Schneider Electric, каталог продукции 2021 (доступно онлайн на Интернет-ресурсе https://download.schneider-electric.com).

Однако такие известные решения не обеспечивают размыкание силовых цепей в случае возгорания электрических щитов и не имеют возможности проводить тушение огня в электрических щитах.

Из патентного уровня техники известно решение, представляющее собой пиротехнический разъединитель электрической цепи (RU 139706 U1, 20.04.2014). Известный разъединитель содержит корпус, в котором расположены в непосредственной близости или контактирующие друг с другом проводник и пиротехнический заряд с температурой плавления проводника, меньшей температуры горения пиротехнического заряда, при этом пиротехнический заряд запускается при помощи термошнура или от пожарного извещателя.

Технический результат, на достижение которого направлено указанное решение, заключается в надежном размыкании электрической цепи (отключение источника питания), в случае возникновения пожара или его угрозы, что препятствует развитию пожара вследствие короткого замыкания.

Однако известное решение так же, как и указанное выше, не обеспечивает возможность ликвидации очага возгорания. Кроме того, функционирование разъединителя при его активации пожарным извещателем находится в зависимости от работоспособности внешних средств, что снижает надежность его работы.

Также следует отметить, что известное решение не обладает оперативностью срабатывания, поскольку для его работы необходимо достижение температуры активации термошнура, причем источник этой температуры является внешним, т.е. обеспечивается самим очагом возгорания. Очевидно, что до достижения этой температуры возгорание будет беспрепятственно распространяться, нанося повреждения окружающему оборудованию.

Для обеспечения возможности не только размыкания цепей, но и реализации первичного автоматического пожаротушения в уровне техники применяется совмещение средства размыкания и средства пожаротушения, как это представлено, например, в патентном источнике CN 210040091 U, 07.02.2020.

В данном решении автоматический выключатель содержит основной корпус, а также присоединенную к нему емкость с огнетушащим составом и нагнетателем. Управление срабатыванием нагнетателя и распыление огнетушащего состава обеспечивается при достижении определенной температуры за счет термического ключа, расположенного на корпусе выключателя.

Известное решение устраняет отмеченные выше недостатки уровня техники в части обеспечения функции первичного пожаротушения. Несмотря на это, известному решению присущ ряд недостатков, заключающихся в следующем.

Сложность и громоздкость конструкции указанного выключателя препятствует его размещению в типовом корпусе электротехнических устройств для установки на DIN-рейку в электрический щит. При этом размещение способных к тушению очага возгорания средств в электрическом щите является критически важным, поскольку в замкнутом ограниченном пространстве щита с плотно скомпонованными электрическими модулями распространение огня происходит стремительно, что приводит к возникновению вторичных очагов пожара вследствие короткого замыкания проводов с обгоревшей или расплавившейся изоляцией и необратимому повреждению модулей.

Помимо указанного, известное решение так же, как и рассмотренное выше по патенту RU 139706 U1, не обладает оперативностью срабатывания, поскольку для его работы необходимо достижение температуры активации термического ключа, причем эта температура обуславливается внешним источником, т.е. самим очагом пожара. Как следствие, до момента срабатывания средства пожаротушения возможно существенное повреждение электрических модулей, расположенных в электрощите.

Из патентного уровня техники известно решение, представляющее собой автономное устройство пожаротушения с фиксацией на DIN-рейку (патент на полезную модель №204767 от 09.06.21). Известное устройство содержит корпус, в котором расположен модуль генератора огнетушащего аэрозоля с термохимическим инициатором.

Известное решение устраняет отмеченные выше недостатки уровня техники в части обеспечения функции первичного пожаротушения. Несмотря на это, известному решению присущ ряд недостатков, заключающихся в следующем.

Автономное устройство выполнено в виде отдельного модуля и не имеет возможности размыкать силовые электрические линии, что существенно повышает вероятность повторного возгорания электропроводки в электрических шкафах и увеличивает вероятность поражения электрическим током людей, так же автономное устройство не может быть инициировано внешним управляющим сигналом и не генерирует информационный сигнал о срабатывании, что не позволяет объединять автономные устройства в группы или информировать о начале процесса пожаротушения.

Техническая проблема заключается в преодолении отмеченных выше недостатков аналогов.

Технический результат заключается в повышении оперативности первичного пожаротушения с увеличением эффективности воспрепятствования распространения огня в замкнутом пространстве в частности, таком как электрощит, с одновременным размыканием электрической цепи, при этом описываемое устройство может размыкать электрическую цепь при коротком замыкании или длительной превышающей нагрузке без инициирования аэрозольной системы пожаротушения, работая как типовой автоматический выключатель для одно- или трехфазных подключений.

Раскрытие изобретения

Указанный технический результат достигается в автоматическом выключателе с генератором огнетушащего аэрозоля (ГОА), выполненным в корпусе с креплением на DIN-рейку, содержащий размещенные в корпусе силовые электрические клеммы для подключения фазного провода, электрические клеммы для подключения нулевого провода N, механизма автоматического отключения фазы и механизма отключения нулевого провода N, модуль генератора огнетушащего аэрозоля (ГОА), электрический воспламенитель ГОА, термовоспламенитель, инициирующее термочувствительное устройство (t1) для запуска электрического воспламенителя ГОА и/или датчик дыма (d2), отключающее термочувствительное устройство (t2), выполненное с возможностью управления отключением механизма автоматического отключения фазы и механизма отключения нулевого провода, причем вводная фазная и вводная нулевая N клеммы через проводники управления электрическим воспламенителем ГОА соединены с инициирующим термочувствительным устройством (t1) и/или датчиком дыма (d2) и электрическим воспламенителем ГОА, соединенным с модулем ГОА, а отключающее термочувствительное устройство (t2) расположен в зоне выброса аэрозолеобразующего состава и через проводники соединено с механизмом автоматического отключения фазы и механизмом отключения нулевого провода N; в нижней части корпуса выполнены отверстия для выхода аэрозоля, отверстия для инициирующего термочувствительного устройства (t1), при этом термовоспламенитель выполнен с возможностью запуска модуля ГОА без запуска электрического воспламенителя, а инициирующее термочувствительное устройство выполнено с возможностью срабатывания при температуре (t1) меньше чем температура отключающего термочувствительного устройства (t2) определяемой требованиями к температуре срабатывания генератора огнетушащего аэрозоля (ГОА).

В альтернативном варианте исполнения устройства датчик дыма (d2) содержит систему управления и питания.

В альтернативном варианте исполнения устройства в нижней части корпуса выполнены отверстия для датчика дыма

В альтернативном варианте исполнения устройства аэрозолеобразующий состав представляет собой низкотемпературную твердотопливную композицию.

В альтернативном варианте исполнения устройства, узел для крепления на DIN-рейку представляет собой прорезь под DIN-рейку, расположенную на тыльной стороне корпуса устройства, в которой установлена защелка-крепление для фиксации корпуса на DIN-рейке.

В альтернативном варианте исполнения устройство, содержит в себе термочувствительное устройство (t1), подключенное через контактную группу и провода к инициирующему напряжению, способное при возгорании в электрическом шкафу сработать и с помощью электровоспламенителя инициировать ГОА для тушения возгорания в электрическом щите.

В альтернативном варианте устройство может содержать датчик срабатывания генератора огнетушащего аэрозоля (ГОА) для формирования и вывода сигнала на внешние устройства о факте запуска процесса пожаротушения.

В предпочтительном варианте узел инициирования выполнен в виде термовоспламенителя и электрического воспламенителя, который в свою очередь соединен с запускающим термочувствительным устройством (t1).

Корпус может быть выполнен в форме стандартного электрооборудования, устанавливаемого в электрическом шкафу.

Возможность монтажа предлагаемого устройства, включающего ГОА с твердотопливным аэрозолеобразующим или газообразующим составом, внутри ограниченных помещений с электрооборудованием на DIN-рейку позволяет с высокой огнетушащей эффективностью подавлять очаги возгораний, не требуя установки дополнительных узлов крепления.

Выполнение узла для крепления на DIN-рейку в виде прорези, расположенной на тыльной стороне корпуса устройства, в которой установлена защелка-крепление для фиксации корпуса на DIN-рейке, является эргономичным - удобным для установки и удаления устройства, что дает возможность его установки в различных местах (в том числе и в труднодоступных) распределительных щитов или шкафов, что в свою очередь повышает эффективность автономного пожаротушения при возгораниях электрооборудования.

Принимая во внимание то, что DIN-рейка имеет широкое применение для крепления различного модульного электрооборудования в помещениях шкафного типа, а также то, что аэрозолеобразующий состав, по сравнению с порошковыми, углекислотными и пенными составами, не имеет ограничений по применению (по мощности защищаемого электрооборудования и наличию напряжения) и не оказывает негативного влияния на электрооборудование, предлагаемое устройство пожаротушения может быть установлено в любом месте объекта защиты, снабженного DIN-рейкой.

В развивающем варианте осуществления, при применении устройства в трехфазных сетях, в корпусе дополнительно размещаются фазные клеммы (еще две пары), соответствующие этим фазам (“В”, “С”) с устройствами автоматического отключения данных фаз соединенные единым рычагом включения и выключения автомата с механизмом автоматического отключения фазы “А” и механизмом отключения нулевого провода N.

Указанный технический результат достигается также автоматическом выключателе с генератором огнетушащего аэрозоля (ГОА), выполненным в корпусе с креплением на DIN - рейку, содержащим размещенные в корпусе силовые электрические клеммы для подключения фазного провода, электрические клеммы для подключения нулевого провода N, механизм автоматического отключения фазы и механизм отключения нулевого провода N, модуль генератора огнетушащего аэрозоля (ГОА), электрический воспламенитель ГОА, термовоспламенитель, инициирующее термочувствительное устройство (t2) и/или датчик дыма (d2), выполненные с возможностью запуска электрического воспламенителя ГОА, соединенное с ним последовательно отключающее термочувствительное устройство (t1), выполненное с возможностью управления отключением механизма автоматического отключения фазы и механизма отключения нулевого провода N, причем вводная фазная клемма А и вводная нулевая N клемма через проводники управления соединены с электрическим воспламенителем ГОА, соединенным с модулем ГОА, инициирующим термочувствительным устройством (t2) и/или датчиком дыма (d2) и отключающим термочувствительным устройством (t1), которое дополнительно, через проводники, соединено с механизмом автоматического отключения фазы А и механизмом отключения нулевого провода N; в нижней части корпуса выполнены отверстия для выхода аэрозоля, отверстия работы инициирующего термочувствительного устройства (t2) и отключающего термочувствительного устройства (t1) и/или датчика дыма d2, при этом термовоспламенитель выполнен с возможностью запуска модуля ГОА без запуска электрического воспламенителя, а инициирующее термочувствительное устройство выполнено с возможностью срабатывания при температуре (t1) меньше чем температура отключающего термочувствительного устройства (t2) определяемой требованиями к температуре срабатывания генератора огнетушащего аэрозоля (ГОА).

В альтернативном варианте исполнения устройства датчик дыма (d2) содержит модуль управления и питания

В альтернативном варианте исполнения устройства, узел для крепления на DIN-рейку представляет собой прорезь под DIN-рейку, расположенную на тыльной стороне корпуса устройства, в которой установлена защелка-крепление для фиксации корпуса на DIN-рейке.

В альтернативном варианте исполнения устройство, содержит в себе термочувствительное устройство (t1), подключенное через контактную группу и провода к инициирующему напряжению, способное при возгорании в электрическом шкафу сработать и с помощью электрического воспламенителя инициировать ГОА для тушения возгорания в электрическом щите.

В альтернативном варианте устройство может содержать датчик срабатывания генератора огнетушащего аэрозоля (ГОА) для формирования и вывода сигнала на внешние устройства о факте запуска процесса пожаротушения.

В предпочтительном варианте узел инициирования выполнен в виде термовоспламенителя и подключенного к нему электрического воспламенителя, который в свою очередь соединен с запускающим термочувствительным устройством (t1).

Корпус может быть выполнен в форме стандартного электрооборудования, устанавливаемого в электрическом шкафу.

Возможность монтажа предлагаемого устройства, включающего ГОА с твердотопливным аэрозолеобразующим или газообразующим составом, внутри ограниченных помещений с электрооборудованием на DIN-рейку позволяет с высокой огнетушащей эффективностью подавлять очаги возгораний, не требуя установки дополнительных узлов крепления.

Выполнение узла для крепления на DIN-рейку в виде прорези, расположенной на тыльной стороне корпуса устройства, в которой установлена защелка-крепление для фиксации корпуса на DIN-рейке, является эргономичным - удобным для установки и удаления устройства, что дает возможность его установки в различных местах (в том числе и в труднодоступных) распределительных щитов или шкафов, что в свою очередь повышает эффективность автономного пожаротушения при возгораниях электрооборудования.

Принимая во внимание то, что DIN-рейка имеет широкое применение для крепления различного модульного электрооборудования в помещениях шкафного типа, а также то, что аэрозолеобразующий состав, по сравнению с порошковыми, углекислотными и пенными составами, не имеет ограничений по применению (по мощности защищаемого электрооборудования и наличию напряжения) и не оказывает негативного влияния на электрооборудование, предлагаемое устройство пожаротушения может быть установлено в любом месте объекта защиты, снабженного DIN-рейкой.

В развивающем варианте осуществления, при применении устройства в трехфазных сетях, в корпусе дополнительно размещаются фазные клеммы (еще две пары), соответствующие этим фазам (“В”, “С”) с устройствами автоматического отключения данных фаз соединенные единым рычагом включения и выключения автомата с механизмом автоматического отключения фазы “А” и механизмом отключения нулевого провода N.

Далее в описании представлены сведения в отношении осуществления вариантов устройств и подтверждения достижения указанного технического результата.

Осуществление изобретения

В соответствии с вариантом 1, далее приведены сведения о преимущественном варианте осуществления устройства, не предназначенном для ограничения объема испрашиваемой охраны, определенным признаками независимого пункта формулы.

В целях более полного понимания сущности патента в описании сделаны отсылки на поясняющий чертеж (фиг. 1, фиг. 2, фиг. 3, фиг. 4), согласно которым представлен внешний вид корпуса с разрезом при однофазном исполнении (фиг. 1), схема автоматического выключателя (автомата) с генератором огнетушащего аэрозоля в однофазном исполнении (фиг. 2), внешний вид корпуса с разрезом при трехфазном исполнении (фиг. 3), схема автоматического выключателя (автомата) с генератором огнетушащего аэрозоля в трехфазном исполнении (фиг. 4), а также размещенная в автоматическом выключателе с ГОА совокупность элементов в однофазном исполнении (фиг. 1, фиг. 2) и трехфазном исполнении (фиг. 3, фиг. 4).

В предпочтительном варианте осуществления предложенное изделие смонтировано в электрическом шкафу на DIN–рейку и является самостоятельным устройством. Изделие может быть использовано как в однофазных, так и в трехфазных сетях, для чего в нем устанавливаются дополнительные пары фазных клемм В-В’ и С-С’.

Согласно фиг. 1 и фиг. 2, в корпусе изделия размещены: пара фазных клемм (14-14’) и пара нулевых клемм (13-13’). К устройству через фазные клеммы подключены, механизм автоматического выключателя фазы (1), силовые провода фазы, а через нулевые клеммы N – механизм выключателя нуля (2), нулевого провода. На нижней стороне корпуса согласно фиг. 1 и фиг. 2 выполнены выходные отверстия (7) для выхода аэрозоля, образующегося при работе модуля ГОА (12), а также входные отверстия (6) для корректной работы инициирующего термочувствительного устройства (t1) (5) и/или датчика дыма (d2) (17).

Преимущественно в центре корпуса закрепляются механизмы автоматического выключения фазы и нулевого провода N, а в боковом корпусе закрепляется генератор огнетушащего аэрозоля (ГОА) (12) с электрическим воспламенителем ГОА (9) и термовоспламенителем (22). ГОА являются широко распространенными в уровне техники. В качестве примера, может быть рассмотрен принцип действия генератора, основанный на ингибировании химических процессов, происходящих в пламени, высокодисперсными частицами (аэрозолем) солей щелочных металлов, выделяющимися при сгорании аэрозолеобразующего заряда и способных находиться во взвешенном состоянии в течение длительного времени, чем обеспечивается ликвидация очага возгорания. При этом известно, что при работе ГОА вокруг него обеспечивается зона с существенно повышенной температурой (например, более 300°С). Данный эффект использован в устройстве для повышения оперативности первичного пожаротушения с увеличением эффективности воспрепятствования распространения огня в замкнутом пространстве, и инициировании механизма отключения фазы (1) и механизма отключения нуля N (2).

В непосредственной близости от модуля ГОА (12) в корпусе устройства размещается отключающее термочувствительное устройство (t2) (8) (может быть выполнено c модулем электрического питания и управления - не показан) согласно фиг. 1 и фиг. 2, отвечающее за формирование сигнала отключения автоматического выключателя фаз и отключения нуля N в случае возгорания электрического щита и срабатывании модуля ГОА (12) при помощи электрического инициатора ГОА (9), сигнал, для которого формирует инициирующее термочувствительное устройство (t1) (5) (может быть выполнено с модулем электрического питания и управления - не показан) и/или датчик дыма (d2) (17). Выбор расстояния от отключающего термочувствительного устройства (t2) (8) до модуля ГОА (12) выбирается из условия того, чтобы при срабатывании модуля ГОА (12) возникающая температура обеспечивала срабатывание отключающего термочувствительного устройства (t2) (8) по перегреву (например, при 100°С), тем самым замыкая отключающее термочувствительное устройство (t2) (8) формируя сигнал отключения механизма автоматического отключения фазы и нулевого провода N (4). Таким образом, под термином «непосредственная близость» в рамках данной заявки следует понимать такое размещение, при котором тепло от работающего модуля ГОА (12) могло обеспечить срабатывание отключающего термочувствительного устройства (t2) (8).

Далее, как показано на фиг. 1 и фиг. 2, в корпусе размещено инициирующее термочувствительное устройство (t1) (5) и/или датчик дыма (d2) (17). Свойства инициирующего термочувствительного устройства (t1) (5) выбраны таким образом, чтобы его срабатывание было обеспечено до достижения температуры срабатывания отключающего термочувствительного устройства (t2) (8), а срабатывание датчика дыма (d2) (17) происходило при появлении в электрическом шкафу определенной концентрации продуктов горения. Например, температура срабатывания инициирующего термочувствительного устройства (t1) (5) может быть выбрана в дискретном диапазоне (например, 60°С, 70°С, 80°С) в зависимости от условий размещения устройства. Инициирующее термочувствительное устройство (t1) (5) дополнительно может быть оснащено модулем электрического питания и управления (не показан) электрического воспламенителя ГОА (9). Инициирующее термочувствительное устройство (t1) (5) и датчик дыма (d2) (17) могут быть подключены параллельно, что позволяет начать процесс тушения при срабатывании любого из датчиков или последовательно, что предполагает срабатывание модуля ГОА (12) только при срабатывании инициирующего термочувствительного устройства (t1) (5) и датчика дыма (d2) (17) одновременно. Так же в модуль ГОА (12) вместе с электрическим воспламенителем ГОА (9) встроен термовоспламенитель (22) способный при достижении температуры срабатывания запустить самостоятельно модуль ГОА (12).

Предложенное устройство работает следующим образом.

В нормальном состоянии фиг. 1, фиг. 2 фазные клеммы (14-14’) соединены с механизмом автоматического отключения. Таким образом обеспечивается протекание электрического тока по контуру: Клемма (14) – Проводник – Механизм автоматического отключения (1) – Проводник –Клемма (14’). Также нулевые клеммы (13-13’) соединены между собой соответствующими проводниками через механизм отключения нуля N (2), обеспечивая работоспособность силового электрического щита. Одновременно с указанными, вводная клемма (14 фазы “А”) и вводная клемма (13 ‘нулевого провода” N) через соответствующие проводники управления соединены с инициирующим термочувствительным устройством (t1) (5) и/или датчиком дыма (d2) (17) и электрическим воспламенителем ГОА (9) согласно фиг. 1 и фиг. 2.

При трехфазном исполнении устройства фиг. 3, фиг. 4 добавляются контура протекания тока по фазе “В”: Клемма (14) – Проводник – Механизм автоматического отключения (15) – Проводник – Клемма (14’) и фазе “С”: Клемма (14) – Проводник – Механизм автоматического отключения (16) – Проводник – Клемма (14’).

При повышении температуры в электрическом щите (возгорание электрического щита), в котором установлено устройство до заданного критического значения, определяемого свойствами инициирующего термочувствительного устройства (t1) (5), (с системой электрического питания и управления или без нее) (например, 60°С, 70°С, 80°С), в корпус (3) устройства через отверстие (6) попадает нагретый воздух, благодаря чему, инициирующее термочувствительное устройство (t1) (5) и/или датчик дыма (d2) (17) соединяют электрический воспламенитель ГОА (9), (через систему электрического питания или без нее) с вводной клеммой (14 фаза “А”) и вводной клеммой (13 “нулевой провод” N), тем самым обеспечивая протекание электрического тока, способного запустить электрический воспламенитель ГОА (9) и инициировать работу модуля ГОА (12).

При начале работы модуля ГОА (12) из корпуса (3) через выходные отверстия (7) согласно фиг. 1 и фиг. 2, начинает выходить огнетушащая аэрозоль в виде газообразной смеси, заполняя защищаемый объем электрического щита и подавляя горение компонентов электрического щита. Одновременно с этим вокруг модуля ГОА (12) образуется зона нагрева до температуры например, свыше 300°С, воздействуя своим тепловым потоком на отключающее термочувствительное устройство (t2) (8), которое, нагреваясь свыше температуры собственного срабатывания по перегреву (например, более 100°С), срабатывает, тем самым формируя сигнал размыкания механизма автоматического отключения фазы “А” (1) и механизма нуля – отключения нуля N (2), а при трехфазной реализации дополнительно размыкаются фаза “В” (15) и фаза “С” (16) согласно фиг. 3 и фиг. 4.

Таким образом, при срабатывании инициирующего термочувствительного устройства (t1) (5) и/или датчика дыма (d2) (17), согласно фиг. 1 и фиг. 2, а так же фиг. 3 и фиг. 4 при трехфазном исполнении, во время возгорания электрического щита одновременно происходит тушение щита с помощью модуля ГОА (12) и размыкание фазы “А” (1) или фаз “А”, “В”, “С” (1, 15, 16) при трехфазном исполнении по линии фазных клемм (14-14’) и нулевого провода N (2) по линии нулевых клемм N (13-13’) согласно фиг. 1, фиг. 2, фиг. 3, фиг. 4, что также можно отнести к преимуществу предложенного устройства по сравнению с известными из уровня техники решениями.

Особенностью данного устройства является еще и то, что в случае отказа срабатывания инициирующего устройства (t1) (5) или электрического воспламенителя ГОА (9) или пропадания входного напряжения, модуль ГОА все равно будет запущен с помощью термовоспламенителя (22) (фиг. 1, фиг. 3), с учетом того, что температура срабатывания термовоспламенителя выше температуры срабатывания инициирующего устройства (t1) (5), например, может составлять 170°С.

Так же важно отметить, что устройство содержит в себе входную контактную группу (18) позволяющую при подаче на нее сигнала, провести принудительный запуск электрического воспламенителя ГОА (9) с помощью внешнего устройства. Важно отметить, что у данной контактной группы есть и обратная функция – при подключении в линию нескольких автоматических выключателей или модулей расширения автоматических выключателей для увеличения защищаемого объема, при срабатывании одного из инициирующих термочувствительных устройств (t1) (5) и/или датчика дыма (d2) (17) в любом из устройств, остальные подключенные устройства получат входной инициирующий сигнал и будут принудительно инициированы вместе со сработавшим устройством.

Так же автоматический выключатель имеет датчик срабатывания ГОА (21), который в свою очередь по проводникам (20) выдает сигнал на контактную группу (19) для обработки полученного сигнала внешней контрольной автоматикой.

В предпочтительном варианте исполнения устройства, в тыльной части корпуса (3) выполнена прорезь, в которой установлена защелка-крепление (23), предназначенная для фиксации корпуса (3) с ГОА (12) на DIN-рейку.

Корпус устройства также может быть зафиксирован на DIN-рейке с помощью винтового соединения, однако крепление при помощи узла под DIN-рейку с защелкой (23) является преимущественным, т.к. дает возможность установки устройства в большем диапазоне мест в щитке или шкафу, что приводит к повышению эффективности тушения возгораний.

Отличительной особенностью устройства также является возможность отключения силовой части электрического щита при коротком замыкании или длительной превышающей нагрузке силовой линии без инициирования модуля ГОА (12) с возможностью последующего взведения автоматического выключателя (автомата) в первоначальное состояние с помощью механизма (4) и продолжения эксплуатации устройства.

В свою очередь, применение модуля ГОА (12) в качестве средства, обеспечивающего срабатывание автоматического выключателя (автомата), также обеспечивает ускорение размыкания электрических цепей до возникновения короткого замыкания или перенапряжения препятствуя, тем самым возникновению вторичных очагов пожара, поскольку время, необходимое для достижения температуры срабатывания отключающего термочувствительного устройства (t2) (8) за счет работы модуля ГОА (секунды) существенно меньше по сравнению с тем, если бы срабатывание отключающего термочувствительного устройства (t2) (8) обеспечивалось бы за счет тепла внешнего источника (т.е. очага пожара).

Таким образом, только за счет совместного использования перечисленных выше средств и их функционирования посредством указанных соединений возможно достижение технического результата, на который направлено предложенное устройство.

Устройство может быть осуществлено при помощи известных из уровня техники для специалиста средств и методов, а анализ уровня техники не выявил в нем решений, которым были бы присущи все представленные в формуле существенные признаки.

В соответствии с вариантом 2, в целях более полного понимания сущности патента в описании сделаны отсылки на поясняющий чертеж (фиг. 5, фиг. 6, фиг. 7, фиг. 8), согласно которым представлен внешний вид корпуса с разрезом при однофазном исполнении (фиг. 5), схема автоматического выключателя (автомата) с генератором огнетушащего аэрозоля в однофазном исполнении (фиг. 6), внешний вид корпуса с разрезом при трехфазном исполнении (фиг. 7), схема автоматического выключателя (автомата) с генератором огнетушащего аэрозоля в трехфазном исполнении (фиг. 8), а также размещенная в автоматическом выключателе с ГОА совокупность элементов в однофазном исполнении (фиг. 5, фиг. 6) и трехфазном исполнении (фиг. 7, фиг. 8).

В предпочтительном варианте осуществления предложенное изделие смонтировано в электрическом шкафу на DIN-рейку и является самостоятельным устройством. Изделие может быть использовано как в однофазных, так и в трехфазных сетях, для чего в нем устанавливаются дополнительные пары фазных клемм В-В’ и С-С’.

Согласно фиг. 5 и фиг. 6, в корпусе изделия размещены: пара фазных клемм (14-14’) и пара нулевых клемм (13-13’). К устройству через фазные клеммы подключены, механизм автоматического выключателя фазы (1), силовые провода фазы, а через нулевые клеммы N-механизм выключателя нуля (2), нулевого провода. На нижней стороне корпуса согласно фиг. 5 и фиг. 6 выполнены выходные отверстия (7) для выхода аэрозоля, образующегося при работе модуля ГОА (12), а также входные отверстия (6) для корректной работы отключающего термочувствительного устройства (t1) (5) и/или датчика дыма (d2) (17) и инициирующего термочувствительного устройства (t2) (8).

Преимущественно в центре корпуса закрепляются механизмы автоматического выключения фазы и нулевого провода N, а в боковом корпусе закрепляется генератор огнетушащего аэрозоля (ГОА) (12) с электрическим воспламенителем ГОА (9) и термовоспламенителем (22). ГОА являются широко распространенными в уровне техники. В качестве примера, может быть рассмотрен принцип действия генератора, основанный на ингибировании химических процессов, происходящих в пламени, высокодисперсными частицами (аэрозолем) солей щелочных металлов, выделяющимися при сгорании аэрозолеобразующего заряда и способных находиться во взвешенном состоянии в течение длительного времени, чем обеспечивается ликвидация очага возгорания.

Отключающее термочувствительное устройство (t1) (5) (может быть выполнено c модулем электрического питания и управления - не показан) и/или датчиком дыма (d2) (17) (с системой управления и питания или без нее) согласно фиг. 5 и фиг. 6, отвечает за формирование сигнала отключения автоматического выключателя фаз и отключения нуля N в случае возгорания электрического щита.

Далее, как показано на фиг. 5 и фиг. 6, в корпусе размещено инициирующее термочувствительное устройство (t2) (8). Свойства инициирующего термочувствительного устройства (t2) (8) выбраны таким образом, чтобы его срабатывание было обеспечено после достижения температуры срабатывания отключающего термочувствительного устройства (t1) (5), установленного с ним рядом и включенным с ним последовательно в электрической схеме и/или срабатывания датчика дыма (d2) (17). Например, температура срабатывания отключающего термочувствительного устройства (t1) (5) может быть выбрана в дискретном диапазоне (например, 60°С, 70°С, 80°С) в зависимости от условий размещения устройства, а температура срабатывания инициирующего термочувствительного устройства (t2) (8) может быть выбрана в диапазоне (например, 90°С, 100°С, 110°С). Инициирующее термочувствительное устройство (t2) (8) дополнительно может быть оснащено модулем электрического питания и управления (не показан). Датчик дыма (d2) (17) может быть подключен к отключающему термочувствительному устройству (t1) (5) параллельно или последовательно или может вообще отсутствовать, в зависимости от поставленной задачи. Так же в модуль ГОА (12) вместе с электрическим воспламенителем ГОА (9) встроен термовоспламенитель (22) способный при достижении температуры срабатывания запустить самостоятельно модуль ГОА (12).

Предложенное устройство согласно второму варианту выполнения работает следующим образом.

В нормальном состоянии фиг. 5, фиг. 6 фазные клеммы (14-14’) соединены с механизмом автоматического отключения. Таким образом обеспечивается протекание электрического тока по контуру: Клемма (14) – Проводник – Механизм автоматического отключения (1) – Проводник –Клемма (14’). Также нулевые клеммы (13-13’) соединены между собой соответствующими проводниками через механизм отключения нуля N (2), обеспечивая работоспособность силового электрического щита. Одновременно с указанными, вводная клемма (14 фазы “А”) и вводная клемма (13 “нулевого провода” N) через соответствующие проводники управления соединены с инициирующим термочувствительным устройством (t2) (8), отключающим термочувствительным устройством (t1) (5) и/или датчиком дыма (d2) (17) и электрическим воспламенителем ГОА (9) согласно фиг. 5 и фиг. 6. Одновременно, отключающее термочувствительное устройство (t1) (5) одним своим выводом через проводник управления подключено к выходной клемме фазы “А” (14’), а вторым выводом через проводник управления с вводной клеммой (13 “нулевого провода” N): Выходная клемма (14’) фазы “А” - Отключающее термочувствительное устройство (t1) (5) - Вводная клемма (13 “нулевого” провода N).

При трехфазном исполнении устройства фиг. 7, фиг. 8 добавляются контура протекания тока по фазе “В”: Клемма (14) – Проводник – Механизм автоматического отключения (15) – Проводник – Клемма (14’) и фазе “С”: Клемма (14) – Проводник – Механизм автоматического отключения (16) – Проводник – Клемма (14’).

При повышении температуры в электрическом щите (возгорание электрического щита), в котором установлено устройство до заданного критического значения, определяемого свойствами отключающего термочувствительного устройства (t1) (5), (с системой электрического питания и управления или без нее) (например, 60°С, 70°С, 80°С), в корпус (3) устройства через отверстие (6) попадает нагретый воздух, благодаря чему, срабатывает отключающее термочувствительное устройство (t1) (5), что приводит к отключению автоматического выключателя фазы “А” и нулевого провода “N”, а при трехфазной реализации дополнительно размыкаются фаза “В” и фаза “С” согласно фиг. 7 и фиг. 8. Точно такое же отключение фазы “А” или фаз “А”, “В”, “С” произойдет, если сработает датчик дыма (d2) (17).

В случае продолжения развития возгорания при отключенном питании устройств, подключенных после автоматического выключателя (автомата) с генератором огнетушащего аэрозоля, и дальнейшем росте температуры срабатывает инициирующее термочувствительное устройство (t2) (8), вследствие чего электрический ток кратковременно начинает протекать по контуру: Вводная клемма (14) – Проводник – Электрический воспламенитель ГОА (9) - Инициирующее термочувствительное устройство (t2) (8) – Отключающее термочувствительное устройство (t1) (5) – Проводник – Вводная клемма (13), тем самым обеспечивая кратковременное протекание электрического тока, способного запустить электрический воспламенитель ГОА (9) и инициировать работу модуля ГОА (12). После инициации электрического воспламенителя ГОА (9) он размыкает контур Вводная клемма (14) – Проводник – Электрический воспламенитель ГОА (9) - Инициирующее термочувствительное устройство (t2) (8) – Отключающее термочувствительное устройство (t1) (5) – Проводник – Вводная клемма (13).

При начале работы модуля ГОА (12) из корпуса (3) через выходные отверстия (7) согласно фиг. 5 и фиг. 6, начинает выходить огнетушащая аэрозоль в виде газообразной смеси, заполняя защищаемый объем электрического щита и подавляя горение компонентов электрического щита.

Таким образом, при последовательном срабатывании отключающего термочувствительного устройства (t1) (5) и/или датчика дыма (d2) (17) и инициирующего термочувствительного устройства (t2) (8), согласно фиг. 5 и фиг. 6, а так же фиг. 7 и фиг. 8 при трехфазном исполнении, во время возгорания электрического щита одновременно происходит тушение щита с помощью модуля ГОА (12) и размыкание фазы “А” (1) или фаз “А”, “В”, “С” (1, 15, 16) при трехфазном исполнении по линии фазных клемм (14-14’) и нулевого провода N (2) по линии нулевых клемм N (13-13’) согласно фиг. 5, фиг. 6, фиг. 7, фиг. 8, что также можно отнести к преимуществу предложенного устройства по сравнению с известными из уровня техники решениями.

Особенностью данного устройства является еще и то, что в случае отказа срабатывания инициирующего устройства (t1) (5) или электрического воспламенителя ГОА (9) или пропадания входного напряжения, модуль ГОА все равно будет запущен с помощью термовоспламенителя (22) (фиг. 5, фиг.7), с учетом того, что температура срабатывания термовоспламенителя выше температуры срабатывания инициирующего устройства (t1) (5), и, например, может составлять 170°С.

Так же важно отметить, что устройство содержит в себе входную контактную группу (18) позволяющую при подаче на нее сигнала, провести принудительный запуск электрического воспламенителя ГОА (9) с помощью внешнего устройства. Важно отметить, что у данной контактной группы есть и обратная функция – при подключении в линию нескольких силовых автоматических выключателей или модулей расширения силовых автоматических выключателей для увеличения защищаемого объема, при срабатывании одного из инициирующих термочувствительных устройств (t1) (5) и/или датчика дыма (d2) (17) в любом из устройств, остальные подключенные устройства получат входной инициирующий сигнал и будут принудительно инициированы вместе со сработавшим устройством.

Так же автоматический выключатель имеет датчик срабатывания ГОА (21), который в свою очередь по проводникам (20) выдает сигнал на контактную группу (19) для обработки полученного сигнала внешней контрольной автоматикой.

В предпочтительном варианте исполнения устройства, в тыльной части корпуса (3) выполнена прорезь, в которой установлена защелка-крепление (23), предназначенная для фиксации корпуса (3) с ГОА (12) на DIN-рейку.

Корпус устройства также может быть зафиксирован на DIN-рейке с помощью винтового соединения, однако крепление при помощи узла под DIN-рейку с защелкой (23) является преимущественным, т.к. дает возможность установки устройства в большем диапазоне мест в щитке или шкафу, что приводит к повышению эффективности тушения возгораний.

Отличительной особенностью устройства также является возможность отключения силовой части электрического щита при коротком замыкании или длительной превышающей нагрузке силовой линии без инициирования модуля ГОА (12) с возможностью последующего взведения автоматического выключателя (автомата) в первоначальное состояние с помощью механизма (4) и продолжения эксплуатации устройства.

Таким образом, только за счет совместного использования перечисленных выше средств и их функционирования посредством указанных соединений возможно достижение технического результата, на который направлено предложенное устройство.

Устройство может быть осуществлено при помощи известных из уровня техники для специалиста средств и методов, а анализ уровня техники не выявил в нем решений, которым были бы присущи все представленные в формуле существенные признаки.

Изобретение относится к области электротехники и энергетики и может быть использован для оперативного аварийного отключения электрического оборудования при воздействии высоких температур, например, при пожаре, а также перегрузке, коротком замыкании. Технический результат заключается в повышении оперативности первичного пожаротушения с увеличением эффективности воспрепятствования распространения огня в замкнутом пространстве, в частности, таком как электрощит при одновременной защите от короткого замыкания, перегрузке. Отличительной особенностью патента является одновременное использование в составе изделия механизма автоматического отключения фаз и механизма отключения нуля N, генератора огнетушащего аэрозоля (ГОА) совместно с электрическим воспламенителем ГОА и: инициирующего термочувствительного устройства (t1) и отключающего термочувствительного устройства (t2), находящегося в зоне воздействия тепла, возникающего при работе модуля генератора огнетушащего аэрозоля (ГОА); инициирующего термочувствительного устройства (t2) и отключающего термочувствительного устройства (t1), находящихся между собой в последовательном соединении; датчика срабатывания модуля ГОА; датчика дыма; термовоспламенителем, способным запустить модуль ГОА без запуска электрического воспламенителя; узла для крепления на DIN-рейку представляющим собой прорезь под DIN-рейку, расположенную на тыльной стороне корпуса устройства, в которой установлена защелка-крепление для фиксации корпуса на DIN-рейке. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Автоматический выключатель с генератором огнетушащего аэрозоля (ГОА), выполненный в корпусе с креплением на DIN-рейку, содержащий размещенные в корпусе силовые электрические клеммы для подключения фазного провода, электрические клеммы для подключения нулевого провода N, механизма автоматического отключения фазы и механизма отключения нулевого провода N, модуль генератора огнетушащего аэрозоля (ГОА), электрический воспламенитель ГОА, термовоспламенитель, инициирующее термочувствительное устройство (t1) для запуска электрического воспламенителя ГОА и/или датчик дыма (d2) выполненные с возможностью запуска электрического воспламенителя ГОА, отключающее термочувствительное устройство (t2) выполнено с возможностью управления отключением механизма автоматического отключения фазы и механизма отключения нулевого провода, причем вводная силовая электрическая клемма для подключения фазного провода A и вводная электрическая клемма для подключения нулевого провода N через проводники управления электрическим воспламенителем ГОА соединены с инициирующим термочувствительным устройством (t1) и/или датчиком дыма (d2) и электрическим воспламенителем ГОА, соединенным с модулем ГОА, а отключающее термочувствительное устройство (t2) расположено так, что обеспечивается возможность его срабатывания от тепла, испускаемого при срабатывании модуля ГОА, и через проводники соединено с механизмом автоматического отключения фазы А и механизмом отключения нулевого провода N; в нижней части корпуса выполнены отверстия для выхода аэрозолеобразующего состава, отверстия для работы инициирующего термочувствительного устройства (t1) и/или датчика дыма d2, при этом термовоспламенитель выполнен с возможностью запуска модуля ГОА без запуска электрического воспламенителя, а инициирующее термочувствительное устройство выполнено с возможностью срабатывания при температуре (t1) меньше чем температура отключающего термочувствительного устройства (t2).

2. Автоматический выключатель по п.1, отличающийся тем, что датчик дыма (d2) содержит модуль управления и питания.

3. Автоматический выключатель по п.1, отличающийся тем, что дополнительно содержит две пары силовых электрических клемм для подключения фазного провода: фазы В и С, соединенных между собой и механизмом фазы А механизмами автоматического выключения фаз.

4. Автоматический выключатель по п.1, отличающийся тем, что аэрозолеобразующий состав представляет собой низкотемпературную твердотопливную композицию.

5. Автоматический выключатель по п.1, отличающийся тем, что дополнительно содержит датчик срабатывания модуля ГОА соединенный проводниками с контактной группой для формирования сигнала срабатывания модуля ГОА для внешних устройств.

6. Автоматический выключатель по п.1, отличающийся тем, что крепление на DIN-рейку представляет собой прорезь под DIN-рейку, расположенную на тыльной стороне корпуса устройства, в которой установлена защелка-крепление для фиксации корпуса на DIN-рейке.

7. Автоматический выключатель по п.1, отличающийся тем, что содержит датчик срабатывания генератора огнетушащего аэрозоля (ГОА) для формирования и вывода сигнала на внешние устройства о факте запуска процесса пожаротушения.

8. Автоматический выключатель с генератором огнетушащего аэрозоля (ГОА), выполненный в корпусе с креплением на DIN-рейку, содержащий размещенные в корпусе силовые электрические клеммы для подключения фазного провода, электрические клеммы для подключения нулевого провода N, механизм автоматического отключения фазы и механизм отключения нулевого провода N, модуль генератора огнетушащего аэрозоля (ГОА), электрический воспламенитель ГОА, термовоспламенитель, инициирующее термочувствительное устройство (t2) и/или датчик дыма (d2), выполненные с возможностью запуска электрического воспламенителя ГОА, при этом инициирующее термочувствительное устройство (t2) соединено последовательно с отключающим термочувствительным устройством (t1), выполненным с возможностью управления отключением механизма автоматического отключения фазы и механизма отключения нулевого провода N, причем вводная силовая электрическая клемма для подключения фазного провода A и вводная электрическая клемма для подключения нулевого провода N через проводники управления соединены с электрическим воспламенителем ГОА, соединенным с модулем ГОА, инициирующим термочувствительным устройством (t2) и/или датчиком дыма (d2) и отключающим термочувствительным устройством (t1), которое дополнительно, через проводники, соединено с механизмом автоматического отключения фазы А и механизмом отключения нулевого провода N; в нижней части корпуса выполнены отверстия для выхода аэрозолеобразующего состава, отверстия работы инициирующего термочувствительного устройства (t2) и/или датчика дыма d2 и отключающего термочувствительного устройства (t1), при этом термовоспламенитель выполнен с возможностью запуска модуля ГОА без запуска электрического воспламенителя, а инициирующее термочувствительное устройство выполнено с возможностью срабатывания при температуре (t1) меньше, чем температура отключающего термочувствительного устройства (t2).

9. Автоматический выключатель по п.8, отличающийся тем, что датчик дыма (d2) содержит систему управления и питания.

10. Автоматический выключатель по п.8, отличающийся тем, что дополнительно содержит две пары силовых электрических клемм для подключения фазного провода: фазы В и С, соединенных между собой и механизмом фазы А механизмами автоматического выключения фаз.

11. Автоматический выключатель по п.8, отличающийся тем, что он дополнительно содержит датчик срабатывания модуля ГОА, соединенный проводниками с контактной группой для формирования сигнала срабатывания модуля ГОА для внешних устройств.

12. Автоматический выключатель по п.8, отличающийся тем, что крепление на DIN-рейку представляет собой прорезь под DIN-рейку, расположенную на тыльной стороне корпуса устройства, в которой установлена защелка-крепление для фиксации корпуса на DIN-рейке.

13. Автоматический выключатель по п.8, отличающийся тем, что содержит датчик срабатывания генератора огнетушащего аэрозоля (ГОА) для формирования и вывода сигнала на внешние устройства о факте запуска процесса пожаротушения.

14. Автоматический выключатель по п.8, отличающийся тем, что аэрозолеобразующий состав представляет собой низкотемпературную твердотопливную композицию.