CN105590399A - 火灾报警系统的气动压力检测器和绝缘方法 - Google Patents

Abstract

本文公开一种用于火灾报警系统的气动压力检测器，所述气动压力检测器包括壳体，所述壳体具有界定内部体积的内表面。还包括报警开关，所述报警开关被定位在所述壳体的所述内部体积内并且包括第一可变形隔膜，所述第一可变形隔膜对设置在传感器管道中的气体的压力的增大作出响应以指示过热状态。还包括完整性开关，所述完整性开关被定位在所述内部体积内并且包括第二可变形隔膜，所述第二可变形隔膜在所述气体在预定压力范围内的加压期间被设置成与电接触件接触并且在所述气体的所述压力小于所述预定范围时被设置成处于电开启状态。进一步包括云母套筒，所述云母套筒被定位在所述壳体的所述内部体积内并且沿所述壳体的所述内表面的至少一部分设置以使所述报警开关和所述完整性开关绝缘。

Description

火灾报警系统的气动压力检测器和绝缘方法

技术领域

本文所公开的主题涉及火灾报警系统，且更具体来说，涉及火灾报警系统的气动压力检测器，以及使气动压力检测器的开关绝缘的方法。

背景技术

火灾报警系统是用来在许多行业中检测广泛多种应用的过热状态(例如，火灾)。例如，检测飞机或商业车辆上的过热状态是重要的。一种方法是气动压力检测器，所述气动压力检测器是使用在加热时膨胀的气体的系统的一部分。在加热时，气体启动相关可变形隔膜以及任何其他类型的开关，以使电开关(例如，火灾报警开关)闭合，从而指示报警状态。完整性开关或故障开关还利用可变形隔膜。完整性开关在正常操作条件下电闭合，但在气动压力降低到低于校准压力的情况下将会电开启。将火灾报警开关和完整性开关在壳体内定位、密封和绝缘。

航空航天防火标准ISO2685和AC20-135要求壳体经过2000℉焰色测试至少五分钟。所述测试要求将含有这些开关的壳体直接置于火焰中持续整个测试，并且气动火灾检测器在这段时间必须如所预期的那样操作。测试期间的挑战是保护两个压力开关，以使得它们不会暴露于测试的全热负荷。测试期间暴露于过多热量的开关可导致压力设定显著降低，从而导致气动火灾检测器不能指示火灾已扑灭或完整性压力开关不能指示传感元件被切断。

通常，将开关灌封在壳体中，其方式为保护它们免于遭受2000℉火焰的全热负荷。将灌封材料放到壳体中并使其在室温下固化。在测试期间，可能的情况是，灌封材料的粘度可以变化，从而允许灌封材料在壳体内移动并且重新定向。如果发生这种情况，那么灌封材料可以在开关和附接至开关的压力管道上施加过量的压力，因为灌封材料在其从火中移除时冷却。这些过度的应力可能会导致在冷却过程中发生某种类型的失效或泄漏，从而导致气动火灾检测器丧失功能。

应当指出，各种灌封材料可供使用，其中一些是耐火的，并且另一些可以承受极高的温度。然而，在2000℉时的五分钟测试的全热负荷下，它们在某种程度上可能由于热膨胀而全部经历尺寸变化，并且其中一些还可以对可能具有有害材料兼容性问题的物质除气。还可能的情况是，当灌封材料在测试期间膨胀时，这些开关本身可以重新定向，从而导致它们与金属壳体接触并且形成电介质失效。另一种可能性是，由于灌封材料在其从火中移除时冷却，因此由灌封材料的热收缩过程所引起的应力或力可能会使连接压力管道破裂。这在压力管道材料由于材料兼容性问题已敏化的情况下尤其如此。

发明内容

根据本发明的一个方面，火灾报警系统的气动压力检测器包括壳体，所述壳体具有界定内部体积的内表面。还包括至少一个报警开关，所述报警开关被定位在壳体的内部体积内并且包括第一可变形隔膜，所述第一可变形隔膜对设置在传感器管道中的气体的压力的增大作出响应以指示过热状态。进一步包括至少一个完整性开关，所述完整性开关被定位在壳体的内部体积内并且包括第二可变形隔膜，所述第二可变形隔膜在气体在预定压力范围内的加压期间被设置成与电接触件接触并且在气体压力小于预定范围时被设置成处于电开启状态。进一步包括云母套筒，所述云母套筒被定位在所述壳体的所述内部体积内并且沿所述壳体的所述内表面的至少一部分设置以使所述报警开关和所述完整性开关绝缘。

根据本发明的另一个方面，提供使火灾报警系统的气动压力检测器的开关绝缘的方法。所述方法包括将火灾报警开关安装在壳体的内部体积内，所述内部体积由壳体的内表面界定。所述方法还包括将完整性开关安装在壳体的内部体积内。所述方法进一步包括使火灾报警开关和完整性开关利用云母套筒绝缘，所述云母套筒被定位在内部体积内并且沿壳体的内表面的至少一部分设置。

从下文结合附图进行的描述中，可以更加明白这些以及其他优点和特征。

附图说明

在随说明书所附的权利要求中具体指出和清楚地要求被视为本发明的主题。从下文结合附图进行的具体实施方式中，可以明白本发明的前述以及其他特征和优点，在附图中：

图1为火灾报警系统的气动压力检测器的局部截面图。

具体实施方式通过举例的方式参考附图阐述了本发明的实施方案以及优点和特征。

具体实施方式

参照图1，图示了火灾报警系统10的一部分。具体地说，示出了火灾报警系统10的气动压力检测器12。火灾报警系统10可以用于需要使用过热状态诸如由火灾造成的过热状态的任何位置。应当了解，火灾报警系统10可以用于许多行业诸如航空和航天工业，其中火灾报警系统10设置在飞机上。

气动压力检测器12包括壳体14，所述壳体由能够传导电信号的金属材料构造而成。使用金属材料以使得设置于其中的组件在经受高温时可维持它们的强度。壳体14包括外表面16和内表面18，其中在一些实施方案中，壳体14具有基本圆柱形的截面。然而，也可以考虑其它截面几何形状。内表面18界定内部体积20。

在内部体积20内设置有各种组件，所述各种组件被构造成检测指示环境条件(例如，过热状态)的不同压力状态。在不存在过热状态的情况下在正常操作期间，将第一开关(本文中称为完整性开关22)定位在内部体积20内并且设置成处于闭合状态。完整性开关22包括第一可变形隔膜24，所述第一可变形隔膜在正常操作期间与电接触件接触。在内部体积20内还设置有第二开关(本文中称为报警开关26)，并且在气动压力检测器12的正常操作期间将所述报警开关设置成处于开启状态。报警开关26包括第二可变形隔膜28，所述第二可变形隔膜在压力管道30内的压力维持低于预定压力范围的情况下不与电接触件接触，如以下详细描述。

压力管道30延伸穿过壳体14，进入内部体积20中。压力管道30含有在加热时膨胀的气体。因此，当对压力管道30加热时，压力管道30中的压力将会增大。当压力管道30中的压力增大时，开关22和26的内部体积中的压力也会增大。压力管道30中的压力可导致可变形隔膜24、28变形。例如，压力管道30将被放在能够过热的组件或其中可能发生火灾的组件诸如发动机附近。

壳体14的压力管道30内的压力变化导致完整性开关22和报警开关26在发生某些预定压力变化时启动。达到临界水平的充分大的压力增大(其取决于具体应用发生变化)将导致第二可变形隔膜28变形以使所述开关闭合，由此指示报警状态。相反，降低到低于预定压力范围的压力的显著降低导致第一可变形隔膜24变形以使所述开关开启，由此指示气动压力检测器12的故障状态。如果传感器管道受损，则可能出现这种压降。

重要的是保护内部体积20内的组件包括报警开关26和完整性开关22免于遭受它们在过热状态期间包括在气动压力检测器12的测试期间所暴露于的热量的影响。在内部体积20中提供灌封材料32以封装报警开关26和完整性开关22并使它们绝缘。可以使用各种灌封材料，但灌封材料在加热期间容易出现粘度变化，这会对开关22、26造成各种危险。还可以考虑各种灌封材料。在一个实施方案中，灌封材料32包括熔融硅石，熔融硅石基于其低膨胀系数和低导热性能是特别有利的。这种材料固化成固体形式并且具有大于2000℉的最大操作参数。

为了进一步保护开关22、26，在壳体14的内表面18邻近应用云母套筒34。将云母套筒34沿内表面18的至少一部分设置以使灌封材料32电绝缘且热绝缘，所述灌封材料位于与云母套筒34相比更远的内部区域中。云母的性质(其包括低导热性和低导电性，由此使得其成为优良的电绝缘体和热绝缘体)导致产生高耐热性，以保护灌封材料32并且因此保护开关22、26。

可将云母套筒34沿内表面18的仅一部分设置，诸如其中开关22、26与内表面18密切接触的那一部分。在其他实施方案中，将云母套筒34沿内表面18的整体设置以确保灌封材料32和开关22、26的热绝缘和电绝缘。云母套筒34的厚度可取决于具体应用发生变化。在一些实施方案中，云母套筒34的体积小于灌封材料32的体积。换言之，相对于灌封材料32，内部体积20的可用绝缘体积的较少部分由云母构成。在其他实施方案中，云母套筒34的体积大于灌封材料32的体积。极端情况包括内部体积18的整个可用绝缘体积都用云母填充的实施方案。

虽然以上描述为套筒由云母形成，但应当理解，可将云母的替代物用作附加绝缘层。任何具有上述与低导电性和低导热性相关的性质的材料均可适用作套筒。不管使用哪种精密材料，本文所述的实施方案都适于在2,000℉下接受热测试至少五分钟。

有利的是，云母套筒34保证在开关22、26与金属壳体14之间存在所需的电绝缘，同时提供增强的热电阻以使灌封材料中的任何粘度变化最小化。此外，在体积基础上，云母比任何灌封材料更轻。因此，云母减小了气动压力检测器12的最终生产重量。

虽然本发明已仅结合有限数量的实施方案进行了详细描述，但应当容易理解，本发明并不限于此等公开的实施方案。而是，可以修改本发明以结合许多以上未描述但与本发明的精神和范围相当的变化、变更、置换或等效配置。此外，虽然已描述了本发明的各种实施方案，但应当理解，本发明的各方面可包括所描述实施方案中的仅一些。因此，本发明并不视为受限于前面的描述，而是仅由随附权利要求的范围来界定。

Claims (15)

1.一种用于火灾报警系统的气动压力检测器，所述气动压力检测器包括：

壳体，所述壳体具有界定内部体积的内表面；

至少一个报警开关，所述报警开关被定位在所述壳体的所述内部体积内并且包括第一可变形隔膜，所述第一可变形隔膜对设置在传感器管道中的气体的压力的增大作出响应以指示过热状态；

至少一个完整性开关，所述完整性开关被定位在所述壳体的所述内部体积内并且包括第二可变形隔膜，所述第二可变形隔膜在所述气体在预定压力范围内的加压期间被设置成与电接触件接触并且在所述气体的所述压力小于所述预定范围时被设置成处于电开启状态；以及

云母套筒，所述云母套筒被定位在所述壳体的所述内部体积内并且沿所述壳体的所述内表面的至少一部分设置以使所述报警开关和所述完整性开关绝缘。

2.如权利要求1所述的气动压力检测器，其中所述云母套筒沿所述壳体的所述内表面的整体设置。

3.如权利要求1所述的气动压力检测器，所述气动压力检测器进一步包括灌封材料，所述灌封材料设置在所述壳体的所述内部体积中以封装所述报警开关和所述完整性开关并使它们绝缘，所述灌封材料设置在所述云母套筒的内部区域中并且通过所述云母套筒绝缘。

4.如权利要求1所述的气动压力检测器，其中所述云母套筒具有云母体积并且所述灌封材料具有灌封体积，所述灌封体积大于所述云母体积。

5.如权利要求1所述的气动压力检测器，其中所述云母套筒具有云母体积并且所述灌封材料具有灌封体积，所述云母体积大于所述灌封体积。

6.如权利要求1所述的气动压力检测器，其中将所述内部体积内的整个绝缘体积用所述云母套筒填充。

7.如权利要求1所述的气动压力检测器，其中所述气动压力检测器在2,000℉下耐受正常操作条件五分钟的时间。

8.如权利要求1所述的气动压力检测器，其中所述壳体包括圆柱形截面几何形状。

9.如权利要求3所述的气动压力检测器，其中所述灌封材料包括熔融硅石。

10.一种使火灾报警系统的气动压力检测器的开关绝缘的方法，所述方法包括：

将火灾报警开关安装在壳体的内部体积内，所述内部体积由所述壳体的内表面界定；

将完整性开关安装在所述壳体的所述内部体积内；以及

使所述火灾报警开关和所述完整性开关利用云母套筒绝缘，所述云母套筒被定位在所述内部体积内并且沿所述壳体的所述内表面的至少一部分设置。

11.如权利要求10所述的方法，其中利用所述云母套筒绝缘包括将所述内部体积的整个绝缘体积用所述云母套筒填充。

12.如权利要求10所述的方法，其中与所述云母套筒绝缘包括将所述云母套筒沿所述壳体的所述内表面的整体设置。

13.如权利要求10所述的方法，所述方法进一步包括将所述火灾报警开关和所述完整性开关用灌封材料封装并使它们绝缘，所述灌封材料被定位在所述壳体的所述内部体积内，其中所述云母套筒包围所述灌封材料的至少一部分以使所述灌封材料绝缘。

14.如权利要求13所述的方法，其中所述云母套筒具有云母体积并且所述灌封材料具有灌封体积，所述灌封体积大于所述云母体积。

15.如权利要求13所述的方法，其中所述云母套筒具有云母体积并且所述灌封材料具有灌封体积，所述云母体积大于所述灌封体积。