Устройство для обнаружения тлеющих частиц в пневмотранспорте Советский патент 1992 года по МПК A62C3/00 A62C39/00 

СО

С

Использование: в области создания оптико-электронных систем предупреждения возгораний, в частности в. пневмотранспор- тах. Сущность изобретения: использование двух световодов. Светрприемные концы световодов расположены на внутренней поверхности пневмопровода, а их жилы на светоприемном конце выполнены в виде веера, установленного так, что его плоскость перпендикулярна направлению потока транспортируемого материала. Информация о лучистой энергии тлеющей частицы, возникшей в пневмопроводе,по волоконно- оптическому каналу поступает на фотоприемные устройства, соединенные с выходными концами световодоВ|И далее сигнализатор, который предупреждает об опасной ситуации. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области опти- . ко-электронных противопожарных средств и может быть использовано для предупреждения возгорания, в частности сыпучих и зернистых материалов в пневмотранспор- тах.

Наиболее близким по решаемой задаче является устройство обнаружения тлеющих частиц в пневмотранспортах, содержащее волоконно-оптический сумматор, светопри- емные концы световодов которого расположены в пневмотранспорте, фотоприемник и сигнализатор.

Такое устройство позволяет работать при высоких температурах и в условиях сильных вибраций, так как использование волоконной оптики дает возможность вынести приемник излучения из рабочей зоны. Однако опыт длительной эксплуатации этих устройств показал их недостаточно высокую

обнаружительную способность: большие потери в волоконно-оптических каналах, а также малый апертурный (входной) угол световодов не позволяют обеспечить высокую чувствительность устройства.

Целью изобретения является повышение надежности обнаружения.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве обнаружения тлеющих частиц в пневмотранспорте, содержащем размещенные напротив друг друга волоконно-оп- тические световоды, светоприемные концы которых расположены на внутренней поверхности пневмопровода, а выходные концы соединены с фотоприемным устройством, на поверхности пневмопровода размещены светоприемные концы двух световодов, жилы которых на светоприемном конце выполнены в виде веера, установленного так, что

ю ю ел

ho

00

его плоскость перпендикулярна направлению потока транспортируемого материала.

Такая конструкция с двумя светоприем- ными световодами позволяет осуществить надежный контроль работоспособности си- стемы, если между этими концами разместить имитатор искры. В качестве имитатора искры в зависимости от решаемой задачи могут быть использованы любые источники света - лампы накаливания, све- тодиоды и другие.

На фиг.1, 2 приведено схематическое изображение предложенного устройства, использованного при проектировании системы обнаружения тлеющих частиц в пнев- мотранспорте цехов по производству древесно-стружечных плит (на примере конкретного выполнения опытного образца). Устройство содержит волоконно-оптические световоды 1, жилы которых на свето- приемном конце 2 выполнены в виде веера и установлены в пневмопроводе 3, фотоприемное устройство 4, сигнализатор 5 и имитатор излучения 6 .(на фиг.1 представлен вариант устройства с двумя фотоприемни- ками, на фиг.2 - с одним фотоприемником); на.фиг.З изображены зоны контроля устройства-прототипа, где световоды 1 при входном угле «макс 30° имеют угол контроля /Знаке 60°.

Предложенное устройство работает следующим образом. В случае возникновения пожарной ситуации по волоконно-опти- ческим световодам 1 информация о лучистой энергии тлеющей частицы поступает на фотоприемник 4. Лучистая энергия, преобразованная в электрический сигнал, с выхода фотоприемника 4 передается в сигнализатор 5, который предупреждает об опасной ситуации и включает средства предупреждения возгорания. Для периодической проверки функционирования устройства включается имитатор 6, излучение которого так же, как и излучение тлею- щей частицы, фиксируется фотоприемником 4 через волоконно-оптические световоды 1.

При размещении жил световода на све- топриемном конце в виде веера угол конт- .роля одного канала устройства определяется из выражения/5 2 «макс +%, где «макс входной угол жилы световоды; У& Угол между боковыми жилами веера, и может быть выбран наиболее оптимальным в зависимости от формы и размеров пневмопровода. Так, в случае пневмопровода круглого сечения большого (1000 мм) диаметра оптимальным является угол контроля

/3 180°, соответственно; при амакс 30° имеем у 120°.

Расположение таких световодов на внутренней поверхности пневмопровода напротив друг друга гарантирует обзор каждым из световодов всего сечения пневмопровода. Это позволяет существенно повысить чувствительность устройства и надежность обнаружения тлеющей частицы. Так, например, тлеющая частица А в объекте-прототипе может быть зафиксирована только двумя соседними световодными каналами из шести (см.фиг.З), при этом возможное максимальное расстояние от тлеющей частицы до светоприемного конца световода примерно равно внутреннему диаметру пневмопровода d. Из-за неоднородности светопропускания транспортируемого материала в данном варианте высока вероятность перекрытия потока излучения тлеющей частицы А, который фиксируется лишь двумя наиболее удаленными, соседними световодами. В предложенном устройстве тлеющая частица А всегда фиксируется обоими световодными каналами, причем возможное максимальное расстояние от тлеющей частицы до светоприемного конца равно длине хорды, стягивающей дугу по внутренней окружности пневмопровода длиной 90°, т.е., примерно, 0,7 d. Поскольку значение освещенности фотоприемного устройства обратно пропорционально квадрату расстояния от источника излучения (тлеющей частицы) до приемника (светоприемного конца световода), а взаимопротивоположное размещение светоприемных концов световодов практически исключает возможность перекрытия потока излучения тлеющей частицы, то в заявленном устройстве гарантировано обеспечивается в несколько раз большая чувствительность и надежность обнаружения.

Достаточность двух световодных каналов позволяет повысить точность измерений за счет уменьшения поглощения света в волоконно-оптическом тракте благодаря выравниванию и сокращению длины световодов. Это позволяет также упростить и значительно удешевить устройство в целом, так как световодное волокно является весьма дорогостоящим комплектующим изделием,

При использовании двух фотоприемников (см.фиг.1) длина световодов не зависит от габаритных размеров пневмопровода, а может быть выбрана лишь из условия достаточности температурной развязки фотоприемника от пневмотранспорта.

Экспериментальные испытания опытного образца предложенного устройства на

пневмопроводе диаметром 1000 мм, транспортирующем измельченную древесину со скоростью 10-20 м/с при плотности среды материала 15-20% и температуре в зоне обнаружения 120°С, в цехе по производству древесно-стружечных плит подтвердили его высокую эффективность. Так, в течение месячного цикла испытаний опытного образца было зафиксировано 150 случаев возникновения тлеющих частиц. Пропусков тлеющих частиц, приводящих к возгоранию,не наблюдалось. При аналогичных испытаниях объекта-прототипа произошло 3 локальных возгорания в пневмопроводе.

Таким образом, предложенное новое конструктивное решение устройства благодаря повышению чувствительности позволило существенно увеличить надежность обнаружения тлеющих частиц.

Формула изобретения 1. Устройство для обнаружения тлеющих частиц в пневмотранспорте, содержащее размещенные один напротив другого

волоконно-оптические световоды, свето- приемные концы которых расположены на внутренней поверхности пневмопровода, а выходные концы соединены с фотоприемным устройством, которое подключено к

сигнализатору, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности обнаружения, светоприемные концы световодов расположены в виде веера и лежат в плоскости, перпендикулярной направлению потока

транспортируемого материала.

концами световодов размещен имитатор искры.

Фиг.1

Составитель С.Вицинский Редактор Т.Пилипенко Техред М.МоргенталКорректор Т.Палий

Заказ 1458ТиражПодписное

ВНЙИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул.Гагарина, 101