Датчик пожарный оптико-электронный Российский патент 2023 года по МПК G08B17/10 

Изобретение относится к области пожарной сигнализации, а именно к оптико-электронным дымовым датчикам пожарной сигнализации с рассеянным светом, которые предназначены для обнаружения возгорания, сопровождающегося появлением дыма в закрытых помещениях, в том числе в условиях возникновения резкого потока воздуха (сквозняк, включение вентиляции, открывание двери, окна и т.д.).

Известна дымовая камера для извещателя пожарного дымового оптико-электронного, содержащая розетку и датчик, представляющая собой пластмассовый корпус с щелевыми отверстиями, внутри которого размещена оптико-электронная система и плата с радиоэлементами, а с наружной стороны дымовой камеры на крышке установлена защитная сетка с размером ячеек 1×1 мм (патент на полезную модель RU № 85716, опубл. 10.08.2009).

Недостатком данного решения является то, что защитная сетка по мере ее забивания пылью и другими взвешенными частицами (мусором) создает дополнительное сопротивление потоку воздуха, что уменьшает надежность и оперативность срабатывания извещателя особенно на начальном этапе развития пожара при малой концентрации дыма в воздухе.

Известен корпус потолочного пожарного дымового извещателя для горизонтально вентилируемой дымовой камеры (патент RU № 2231238, опубл. 20.06.2004). Корпус образован боковой и торцевыми стенками с возможностью установки в его центральной области дымовой камеры так, что ее отверстия для прохождения дыма располагаются напротив боковой стенки корпуса. Корпус снабжен вертикальными перегородками, разделяющими корпус на секции горизонтального и вертикального прохождения дыма. В секциях горизонтального прохождения дыма выполнены отверстия в боковой стенке корпуса. В секциях вертикального прохождения дыма выполнены отверстия в торцевых стенках корпуса и образованы криволинейные каналы, обеспечивающие прохождение дыма от отверстий в торцевых стенках корпуса к отверстиям дымовой камеры.

Конструкция корпуса обеспечивает прямое, быстрое поступление дыма в горизонтально вентилируемую дымовую камеру независимо от направления его распространения, в том числе из межпотолочного пространства, путем снижения аэродинамического сопротивления потоку дыма.

Недостатком данного корпуса является низкая эффективность работы в условиях возникновения резкого потока воздуха (сквозняк, включение вентиляции, открывание двери, окна и т.д.), который может увлечь скопившуюся внутри корпуса извещателя пыль в дымовую камеру и вызвать ложное срабатывание извещателя.

Известен дымовой пожарный извещатель с горизонтально вентилируемой дымовой камерой, содержащий розетку с креплением, пластмассовый корпус с щелевыми отверстиями в боковой части корпуса, плату, индикатор, оптический модуль (Извещатель пожарный дымовой оптико-электронный ИП 212-45, Паспорт 4371-006-12215496-00 ПС). Корпус извещателя состоит из двух частей: основания и крышки. Нижняя часть крышки выполнена в виде усеченного конуса с вогнутой боковой поверхностью. В этой вогнутой поверхности расположены щелевые отверстия для захода дыма как сбоку, так и снизу. При заходе дыма в корпус снизу вверх происходит разрушение направленного потока из-за аэродинамического сопротивления изменению направления распространения дыма, что снижает скорость заполнения камеры дымом, снижает время срабатывания извещателя. Практическое применение пожарных дымовых извещателей данной конструкции корпуса показало, что в процессе эксплуатации может возрастать частота ложных срабатываний, причем причиной этого является проникновение и осаждение частиц пыли в дымовой камере, на щелевых отверстиях. Чтобы исключить возникновение таких ложных срабатываний, дымовые камеры извещателей нужно периодически очищать от пыли. Проведение профилактического технического обслуживания извещателя заключается в его разборке с последующей чисткой дымовой камеры. Это требует как трудовых затрат, так и несет риски поломок пластмассовых защелок, которые не подлежат ремонту, что приводит к необходимости замены извещателя, что снижает качество извещателя.

Известен дымовой пожарный извещатель, содержащий розетку с креплением, пластмассовый корпус цилиндрической формы с щелевыми отверстиями в боковой части корпуса, сплошную поверхность внутренней рифленой части основания корпуса, плату, индикатор, оптический модуль, дымонаправляющий элемент (патент RU № 211299, опубл. 30.05.2022). Корпус выполнен составным, верхняя и нижняя части боковой поверхности корпуса соединены между собой резьбовым соединением, щелевые отверстия размещены на боковой поверхности верхней части корпуса, при этом на верхней части корпуса ниже фильтрационных отверстий выполнена наружная резьба, а на верхнем конце нижней части корпуса выполнена внутренняя резьба, в рабочем положении боковая поверхность нижней части корпуса размещена ниже щелевых отверстий на боковой поверхности верхней части корпуса, верхний конец нижней части корпуса выполнен с возможностью перекрытия щелевых отверстий в транспортном положении, на наружной поверхности верхней части корпуса по окружности выше щелевых отверстий выполнен упорный бурт, обеспечивающий упор нижней части корпуса при полном закручивании. Дымонаправляющий элемент размещен на внутренней поверхности верхней части корпуса над щелевыми отверстиями, выполнен в форме усеченного конуса без оснований, с высотой, равной высоте щелевых отверстий, и закреплен с помощью штырьков в пазы на внутренней поверхности верхней части корпуса.

Недостатком датчика является низкая эффективность из-за расположения щелевых отверстий на верхней части боковой поверхности корпуса, что увеличивает риск как прямого попадания, скопления пыли, насекомых внутри корпуса извещателя в дымовой камере и возникновения ложных срабатываний, так и снижения доли попадания дыма в дымовую кмеру в условиях резкого потока воздуха (сквозняк, включение вентиляции, открывание двери, окна и т.д.), а дымонаправляющий элемент и пылесборник не обеспечивают достаточную защиту от попадания пыли в оптический модуль (дымовую камеру) и срабатывания датчика при преимущественно горизонтальном распространении потоков дыма.

Наиболее близким по технической сущности является датчик дымовой оптико-электронный для условий, осложненных наличием внутри помещения взвешенных частиц цемента, содержащий вставку, закрепляемую в цоколе, с оптическим модулем, состоящим из источника света, светоприемника и измерительной камеры, основания, снабженного щелями для прохождения дыма и дымонаправляющим элементом (патент RU № 210429, опубл. 15.04.2022). Основание выполнено плоской формы с кольцевым выступом по окружности с наружной стороны, с внутренней стороны основание выполнено с кольцевым углублением. Дымонаправляющий элемент выполнен внутри корпуса в форме диска параллельно основанию и жестко установлен на основании на равноудаленном расстоянии между основанием и оптическим модулем, с образованием сквозного кольцевого зазора между внутренней поверхностью корпуса и торцевой частью дымонаправляющего элемента, обеспечивающего отклонение потока поступающего воздуха внутри корпуса с осаждением взвешенных частиц цемента и/или строительной пыли. Дымонаправляющий элемент выполнен из пластмассы. Щелевые отверстия расположены в плоском основании. Кольцевое углубление с внутренней стороны основания выполнено с одной стороны перпендикулярно основанию, а с другой стороны образовано боковой поверхностью корпуса датчика, основание кольцевого углубления параллельно основанию датчика.

Недостатком датчика является низкая эффективность из-за расположения щелевых отверстий на основании корпуса, что увеличивает время попадания дыма в оптический модуль (дымовую камеру) и срабатывания датчика при преимущественно горизонтальном распространении потоков дыма. В то же время, дымонаправляющий элемент и пылесборник не обеспечивают достаточную защиту от ложных срабатываний в условиях возникновения резкого потока воздуха.

Технический результат датчика пожарного оптико-электронного заключается в повышении эффективности работы датчика за счет повышения качества защиты от ложного срабатывания, в том числе в условиях возникновения резкого горизонтального потока воздуха, при обеспечении прямого поступления дыма в корпус и дымовую камеру, расширение технических средств пожарных оптико-электронных датчиков при высокой надежности работы в случае возгорания.

Технический результат достигается датчиком пожарным оптико-электронным, содержащим вставку с креплением, закрепляемую в цоколе, корпус с основанием, оптический модуль, дымонаправляющий элемент, выполненный внутри корпуса в форме диска параллельно основанию.

Новым является то, что щелевые отверстия расположены на боковой поверхности корпуса цилиндрической формы ниже оптического модуля, внутри корпуса выше щелевых отверстий установлены два дымонаправляющих элемента, размещенных параллельно один над другим и вместе основанию корпуса, первый дымонаправляющий элемент выполнен в виде кольца с наружным диаметром равным внутреннему диаметру корпуса, жестко соединенного нижней поверхностью кольца с вертикальными направляющими, обеспечивающими упор на основание корпуса, второй дымонаправляющий элемент размещен выше первого дымонаправляющего элемента и выполнен в форме диска с наружным диаметром равным внутреннему диаметру корпуса, диск соосно установлен на цилиндр, размещенный в центре основания корпуса, соединенный с основанием корпуса и нижней поверхностью диска через пазы штифтами, дымонаправляющие элементы соединены между собой с помощью штырьков и пазов, с образованием свободного пространства между дымонаправляющими элементами, обеспечивающего разворот потока воздуха, причем внутренний диаметр кольца выполнен больше диаметра цилиндра, обеспечивающий разворот потока воздуха с осаждением пыли, внутренняя поверхность основания выполнена с вертикальными перегородками, обеспечивающими оседание пыли.

На фиг. 1 изображена схема датчика пожарного оптико-электронного.

Датчик пожарный оптико-электронный, содержит вставку 1 (фиг. 1) с креплением 2, закрепляемую в цоколе (на фигуре не показан), корпус 3 с щелевыми отверстиями 4 и основанием 5, оптический модуль 6, дымонаправляющий элемент 7, выполненный внутри корпуса 3 в форме диска параллельно основанию 5.

Щелевые отверстия 4 расположены на боковой поверхности корпуса 3 цилиндрической формы ниже оптического модуля 6. Внутри корпуса выше щелевых отверстий установлены два дымонаправляющих элемента 7, 8, размещенных параллельно один над другим и вместе основанию корпуса 5. Первый дымонаправляющий элемент 8 выполнен в виде кольца с внутренним круглым отверстием 9 в центре и с наружным диаметром равным внутреннему диаметру корпуса 3, жестко соединенного нижней поверхностью кольца 8 с вертикальными направляющими 10 в виде прямоугольников, обеспечивающих упор кольца 8 на основание 5 корпуса 3. Второй дымонаправляющий элемент 7 размещен выше первого дымонаправляющего элемента 8 и выполнен в форме диска с наружным диаметром равным внутреннему диаметру корпуса 3. Диск 7 соосно установлен на цилиндр 11, размещенный в центре основания 5 корпуса 3, соединенный с основанием 5 корпуса 3 и нижней поверхностью диска 7 через пазы 12 штифтами 13. Дымонаправляющие элементы 7, 8 соединены между собой с помощью штырьков 14 и пазов 15, с образованием свободного пространства между дымонаправляющими элементами 7, 8 с образованием свободного пространства между дымонаправляющими элементами 7, 8, обеспечивающего разворот потока воздуха. Внутренний диаметр кольца 8 выполнен больше диаметра цилиндра 11, обеспечивающий разворот потока воздуха с осаждением пыли. Внутренняя поверхность основания 5 выполнена с вертикальными перегородками 16, размещенными параллельно друг другу между вертикальными направляющими 10 и, например, под углом 45° относительно направляющих 10 в виде отрезков или в виде хорд (автор не претендует на форму вертикальных перегородок 16, но для повышения эффективности задержания пыли их количество должно быть максимальным), выполняющими функцию пылесборника с оседанием пыли, попавшей во внутрь корпуса с воздухом и дымом, в пространство между перегородками 16, исключающими циркуляцию пыли при возникновении резкого потока воздуха (сквозняка).

На верхней поверхности основания 5 имеются вертикальные перегородки 16.

Щелевые отверстия 4 расположены на боковой поверхности корпуса 3 цилиндрической формы ниже оптического модуля 6 и ниже дымонаправляющих элементов 7, 8, но выше вертикальных перегородок 16 на основании 5. Такое расположение щелевых отверстий обеспечивает поступление воздуха и дыма внутрь корпуса датчика между дымонаправляющими элементами.

Основные составные части дымового датчика (вставка, корпус, оптический модуль), как и в большинстве аналогов, соединяются между собой пластиковыми защелками, поэтому на схеме не показаны.

Сборка датчика производится следующим образом.

На основание 5 с помощью паза 12 штифта 13 фиксируют сплошной пластмассовый цилиндр 11 и устанавливают первый дымонаправляющий элемент 8. Дымонаправляющий элемент 8, представляет собой диск с круглым отверстием 9 в центре и четырьмя вертикальными направляющими 10 в виде прямоугольников, опирающихся на основание 5 корпуса 3. Диск с отверстием 9 и направляющие 10 являются единой конструкцией из пластмассы. Так как наружный диаметр диска равен внутреннему диаметру корпуса, то диск плотно прилегает к внутренней поверхности корпуса, необходимость в дополнительном соединении отсутствует. Второй дымонаправляющий элемент 7 по центру устанавливают на цилиндр 11 и соединяют с основанием 5 и цилиндром 11 через пазы 12 с помощью штифтов 13, установленных на основании 5 и в центре нижней части дымонаправляющего элемента 8, соответственно, а с первым дымонаправляющим элементом 8 крепится с помощью штырьков 14, расположенных на нижней поверхности дымонаправялющего элемента 7, и пазов 15, выполненных на верхней поверхности дымонапрялющего элемента 8.

Вертикальные направляющие 10 и диск - дымонаправляющий элемент 8 являются единым элементом, также единым элементом являются перегородки 16 и основание 5. Высота перегородок 16 составляет 5 мм, ширина и расстояние между перегородками 16 составляет 2 мм. Составные части корпуса и основание крепятся между собой защелками (на схеме не показаны).

Датчик пожарный оптико-электронный работает следующим образом.

Конструкция корпуса 3 датчика пожарного оптико-электронного и дымонаправляющих элементов 7 и 8 обеспечивают свободное поступление (воздуха) дыма через отверстия, направляющие 10 и дымонаправляющие элементы 7 и 8 обеспечивают изменение направления потока дыма (воздуха) внутри корпуса 3, при изменении направления движения взвешенных частиц пыли под действием силы тяжести происходит осаждение ее за счет высокого удельного веса на внутреннее основание 5 между перегородками 16 являющимися пылесборником.

При этом благодаря двойному изменению направления потока воздуха на 180 градусов и оседанию пыли в промежутках между перегородками 16 обеспечивается предотвращение попадания пыли в оптический модуль даже в случае возникновения резкого потока воздуха (сквозняк, включение вентиляции, открывание двери, окна и т.д.).

При появлении признаков задымленности, дым, имеющий более высокую температуру, беспрепятственно поднимается внутри корпуса датчика и попадает в оптический модуль. Оптический модуль с лабиринтными каналами, включающий источник света со светоприемником, работает аналогично большинству применяемых, поэтому на схеме изображена без детализации. Формируемые электронной схемой на плате импульсные последовательности электрических сигналов преобразуются источником света в световые импульсы. Рассеянное излучение принимается светоприемником, который оптически недоступен прямому излучению источника света, оптическая ось которого расположена под углом к оптической оси светоприемника. Полученное рассеянное отраженное излучение светоприемником преобразуется в электрические сигналы, которые обрабатываются элементами электронной схемы платы с последующим формированием сигналов «Дежурный режим» или при наличии дымовых аэрозолей «Пожар».

Таким образом, датчик пожарный оптико-электронный имеет высокую эффективность за счет повышения качества защиты от ложного срабатывания, в том числе в условиях возникновения резкого потока воздуха, при обеспечении прямого поступления дыма в корпус и дымовую камеру, обеспечивает расширение технических средств пожарных оптико-электронных датчиков с высокой надежностью работы в случае возгорания.

Изобретение относится к области пожарной сигнализации, а именно к оптико-электронным дымовым датчикам пожарной сигнализации с рассеянным светом. Технический результат заключается в повышении защиты от ложного срабатывания при возмущающих воздействиях в виде резкого горизонтального потока воздуха, прямого поступления дыма в корпус и дымовую камеру. Датчик пожарный оптико-электронный, содержит вставку с креплением, закрепляемую в цоколе, корпус с основанием, оптический модуль, дымонаправляющий элемент, выполненный внутри корпуса в форме диска параллельно основанию. Щелевые отверстия расположены на боковой поверхности корпуса цилиндрической формы ниже оптического модуля. Внутри корпуса выше щелевых отверстий установлены два дымонаправляющих элемента, размещенных параллельно основанию корпуса и один над другим, первый дымонаправляющий элемент выполнен в виде кольца с наружным диаметром равным внутреннему диаметру корпуса, второй дымонаправляющий элемент размещен выше первого дымонаправляющего элемента и выполнен в форме диска с наружным диаметром равным внутреннему диаметру корпуса, дымонаправляющие элементы соединены между собой с образованием свободного пространства между ними, обеспечивающего разворот потока воздуха, внутренняя поверхность основания выполнена с вертикальными перегородками, обеспечивающими оседание пыли. 1 ил.

Датчик пожарный оптико-электронный, содержащий вставку с креплением, закрепляемую в цоколе, корпус с основанием, оптический модуль, дымонаправляющий элемент, выполненный внутри корпуса в форме диска параллельно основанию, отличающийся тем, что щелевые отверстия расположены на боковой поверхности корпуса цилиндрической формы ниже оптического модуля, внутри корпуса выше щелевых отверстий установлены два дымонаправляющих элемента, размещенных параллельно один над другим и вместе основанию корпуса, первый дымонаправляющий элемент выполнен в виде кольца с наружным диаметром равным внутреннему диаметру корпуса, жестко соединенного нижней поверхностью кольца с вертикальными направляющими, обеспечивающими упор на основание корпуса, второй дымонаправляющий элемент размещен выше первого дымонаправляющего элемента и выполнен в форме диска с наружным диаметром меньше внутреннего диаметра корпуса, диск соосно установлен на цилиндр, размещенный в центре основания корпуса, соединенный с основанием корпуса и нижней поверхностью диска через пазы штифтами, дымонаправляющие элементы соединены между собой с помощью штырьков и пазов, с образованием свободного пространства между дымонаправляющими элементами, обеспечивающего разворот потока воздуха, причем внутренний диаметр кольца выполнен больше диаметра цилиндра, обеспечивающий разворот потока воздуха с осаждением пыли, внутренняя поверхность основания выполнена с вертикальными перегородками, обеспечивающими оседание пыли.