RU170683U1

RU170683U1 - THERMOSENSITIVE ELEMENT FOR PNEUMATIC FIRE ALARM SYSTEM

Info

Publication number: RU170683U1
Application number: RU2016120104U
Authority: RU
Inventors: Андрей Владимирович Архипов; Роман Станиславович Коновалов; Сергей Александрович Гончаров; Наталья Анатольевна Ермишкина
Original assignee: Акционерное общество Энгельсское опытно-конструкторское бюро "Сигнал" им. А.И. Глухарева
Priority date: 2016-05-24
Filing date: 2016-05-24
Publication date: 2017-05-03

Abstract

Полезная модель относится к элементам устройств пожарной сигнализации, работа которых основана на пневматическом принципе, и может быть использовано как для объектов авиакосмической техники, так и для других объектов, где требуется раннее выявление и предупреждение очагов воспламенения.Задача полезной модели – разработка термочувствительного элемента для датчика пожарной сигнализации, основанного на пневматическом принципе.Технический результат – упрощение сборки путем облегчения протяжки сердечника в оплетке в металлическую трубку большой протяженности при сохранении рабочих параметров датчика.Термочувствительный элемент для устройства пожарной сигнализации содержит металлическую трубку 1, внутри которой размещен сердечник 2 из металла, способного обратимо выделять и поглощать водород при изменении температуры. Сердечник 2 помещен в оплетку 3 из кремнеземных нитей. Угол переплетения кремнеземных нитей выбран из интервала 20-35. 1 н. и 3 з.п.ф-лы, 1 ил.The invention relates to elements of fire alarm devices, the operation of which is based on the pneumatic principle, and can be used both for aerospace engineering objects and for other objects where early detection and prevention of ignition sites is required. fire alarm based on the pneumatic principle. The technical result is to simplify the assembly by facilitating the pulling of the core in a braid in a metal tr BUD large extent while maintaining operating parameters datchika.Termochuvstvitelny element for the fire alarm device 1 comprises a metal tube, inside which is placed a core 2 of metal capable of reversibly absorb and emit hydrogen when the temperature changes. The core 2 is placed in a braid 3 of silica threads. The angle of interlacing of silica filaments is selected from the interval 20-35. 1 n and 3 C.p. f-ls, 1 ill.

Description

Полезная модель относится к элементам устройств пожарной сигнализации, работа которых основана на пневматическом принципе, и может быть использована как для объектов авиакосмической техники, так и для других объектов, где требуется раннее выявление и предупреждение очагов воспламенения. The utility model relates to elements of fire alarm devices, the operation of which is based on the pneumatic principle, and can be used both for objects of aerospace engineering and for other objects where early detection and prevention of ignition sources is required.

Одним из наиболее известных типов изделия пожарной сигнализации, применяемых в авиационной технике, являются датчики, содержащие чувствительный элемент в виде трубки, изменение давления в которой, вызванное повышением температуры, передается в регулятор давления, формирующий тревожный электрический сигнал.One of the most well-known types of fire alarm products used in aviation technology are sensors containing a tube-shaped sensing element, the pressure change in which, caused by an increase in temperature, is transmitted to a pressure regulator that generates an alarming electric signal.

Известна чувствительная трубка, выполненная из металла и заполненная веществом, способным насыщаться водородом при низких температурах и адсорбировать его при повышении температуры, причем вещество имеет форму порошка или гранул, которые насыщаются водородом при изготовлении датчика (см. патент US 3122728, МПК А62С3/08; опубл. 25.02.1964 г.) A known sensitive tube made of metal and filled with a substance capable of being saturated with hydrogen at low temperatures and adsorbing it with increasing temperature, the substance is in the form of powder or granules that are saturated with hydrogen in the manufacture of the sensor (see patent US 3122728, IPC A62C3 / 08; published on February 25, 1964)

Недостатком известного технического решения является непосредственный контакт частиц порошка со стенками чувствительной трубки, что при высоких температурах может приводить к привариванию частиц к стенкам трубки и снижению чувствительности датчика за счет уменьшения площади внутренней поверхности трубки, контактирующей с частицами порошка.A disadvantage of the known technical solution is the direct contact of the powder particles with the walls of the sensitive tube, which at high temperatures can lead to welding of particles to the walls of the tube and reduce the sensitivity of the sensor by reducing the area of the inner surface of the tube in contact with the powder particles.

Известен чувствительный элемент датчика (см. патент CH №391021, МПК H01M2/10, опубл. 30.04.1965) в виде сенсорной трубки из металла, заполненной веществом, способным насыщаться водородом при низких температурах и адсорбировать его при повышении температуры, причем вещество выполнено в виде нити, насыщенной водородом при операции изготовления датчика, и обвито металлической лентой в форме спирали, предохраняющей нить от приваривания к стенкам чувствительной трубки при высоких температурах.A sensor element is known (see patent CH No. 391021, IPC H01M2 / 10 , published April 30, 1965 ) in the form of a metal sensor tube filled with a substance capable of being saturated with hydrogen at low temperatures and adsorbing it at an increase in temperature, the substance being made in in the form of a thread saturated with hydrogen during the operation of manufacturing the sensor, and entwined with a metal tape in the form of a spiral that protects the thread from welding to the walls of the sensitive tube at high temperatures.

В известной конструкции не исключено срабатывание датчика с задержкой за счет спирально свернутой металлической ленты, снижающей температурный порог чувствительности датчика. In the known design, it is possible that the sensor is triggered with a delay due to a spirally rolled metal strip that lowers the temperature threshold of the sensor sensitivity.

Наиболее близким к предлагаемому решению по технической сущности и достигаемому результату является датчик пожарной сигнализации, описанный в патенте РФ № 2438184, МПК G08B17/10. Известный датчик содержит чувствительную трубку, выполненную из металла и заполненную веществом, способным к насыщению водородом при низких температурах и абсорбированию его при нагревании в заданном диапазоне температур, причем вещество выполнено в виде циркониевой нити, насыщенной водородом в процессе изготовления датчика. Нить помещена в оплетку, выполненную из базальтовых нитей, а чувствительная трубка заполнена гелием.Closest to the proposed solution in terms of technical nature and the achieved result is the fire alarm sensor described in RF patent No. 2438184, IPC G08B17 / 10. The known sensor contains a sensitive tube made of metal and filled with a substance capable of saturating with hydrogen at low temperatures and absorbing it when heated in a given temperature range, the substance being made in the form of a zirconium filament saturated with hydrogen during the manufacture of the sensor. The thread is placed in a braid made of basalt threads, and the sensitive tube is filled with helium.

При использовании базальтовой оплетки вследствие ее шероховатости возникают значительные технологические сложности при протягивании металлической нити с базальтовой оплеткой в чувствительную трубку, поскольку длина чувствительной трубки для объектов авиационной техники составляет от 7 до 12 м. Кроме того, в известной конструкции существует вероятность задержки и нестабильного срабатывания датчика за счет низкой теплопроводности базальтовой нити, снижающей температурный порог чувствительности датчика. When using a basalt braid due to its roughness, significant technological difficulties arise when pulling a metal thread with a basalt braid into a sensitive tube, since the length of the sensitive tube for aircraft objects is from 7 to 12 m. In addition, in the known design there is a possibility of delay and unstable operation of the sensor due to the low thermal conductivity of the basalt thread, which reduces the temperature threshold of the sensitivity of the sensor.

Задача полезной модели – разработка термочувствительного элемента для датчика пожарной сигнализации, основанного на пневматическом принципе.The objective of the utility model is the development of a thermosensitive element for a fire alarm sensor based on the pneumatic principle.

Технический результат – упрощение сборки путем облегчения протяжки сердечника в оплетке в металлическую трубку большой протяженности при сохранении рабочих параметров датчика.The technical result is to simplify the assembly by facilitating the pulling of the core in a braid into a long metal tube while maintaining the operating parameters of the sensor.

Поставленная задача решается тем, что в термочувствительном элементе для устройства пожарной сигнализации, содержащем металлическую трубку, заполненную газом, с размещенным в ней сердечником из металла, способного обратимо выделять и поглощать водород при изменении температуры, помещенным в оплетку, согласно решению, оплетка выполнена из кремнеземных нитей, угол переплетения кремнеземных нитей выбран из интервала 20-35⁰.The problem is solved in that in a heat-sensitive element for a fire alarm device containing a metal tube filled with gas, with a core of metal placed in it, capable of reversibly releasing and absorbing hydrogen when the temperature is placed in the braid, according to the solution, the braid is made of silica threads, the angle of interweaving of silica threads is selected from the interval of 20-35 ⁰ .

Трубка может быть выполнена из нержавеющей стали, сердечник - из гидрида титана, трубка может быть заполнена водородом.The tube can be made of stainless steel, the core can be made of titanium hydride, the tube can be filled with hydrogen.

Решение поясняется чертежом, на котором приведена конструкция чувствительного элемента, где 1 - металлическая трубка; 2 – сердечник, 3 – оплетка.The solution is illustrated by the drawing, which shows the design of the sensing element, where 1 is a metal tube; 2 - core, 3 - braid.

Устройство содержит металлическую трубку 1. Максимальный диаметр трубки не должен превышать 2 мм. Внутри трубки размещен сердечник 2 в виде металлической проволоки (нити) с навитой на нее оплеткой 3. The device contains a metal tube 1. The maximum diameter of the tube should not exceed 2 mm. Inside the tube there is a core 2 in the form of a metal wire (thread) with a braid 3 wound around it.

Свободный конец сердечника (проволоки) в оплетке из кремнеземной нити протягивается по всей длине металлической трубки до того момента, пока конец титанового сердечника в кремнеземной оплетке не сравняется с концом металлической трубки, после чего один конец трубки заваривается и трубка проверяется на герметичность.The free end of the core (wire) in a silica braid extends along the entire length of the metal tube until the end of the titanium core in the silica braid is equal to the end of the metal tube, after which one end of the tube is welded and the tube is checked for leaks.

Затем металлическая трубка с протянутым по всей длине сердечником в кремнеземной оплетке помещается в устройство для наводораживания титанового сердечника. В процессе наводораживания титановый сердечник поглощает водород и превращается в гидрид титана. После завершения процесса наводораживания свободный конец термочувствительной трубки приваривается к датчику, реагирующему на повышение давления в трубке. Второй конец трубки вскрывается и заполняется газом (водородом). После заполнения газом второй конец трубки герметично заваривается. Then a metal tube with a silica braid stretched along the entire length of the core is placed in a device for hydrogenation of the titanium core. In the process of hydrogenation, the titanium core absorbs hydrogen and turns into titanium hydride. After completion of the hydrogenation process, the free end of the heat-sensitive tube is welded to a sensor that responds to an increase in pressure in the tube. The second end of the tube is opened and filled with gas (hydrogen). After filling with gas, the second end of the tube is hermetically sealed.

В качестве материалов сердечника могут быть использованы следующие материалы: титан, никель, ванадий, палладий.The following materials can be used as core materials: titanium, nickel, vanadium, palladium.

В качестве материалов металлической трубки могут быть использованы хромоникелевые нержавеющие стали аустенитного класса: 03Х11Н10М2Т,12Х18Н10Т, 20Х23Н18,12Х18Н9Т,10Х14Т14Н4Т.As the materials of the metal tube, austenitic chromium-nickel stainless steels can be used: 03X11H10M2T, 12X18H10T, 20X23N18,12X18H9T, 10X14T14N4T.

Оплетку делают из кремнеземной нити, которая облегчает процесс протягивания сердечника в оплетке в трубку за счет гибкости, сглаженной формы кремнеземной нити, отсутствия пор и шероховатостей на ее поверхности (в отличие от базальтовой нити). Для облегчения протягивания угол переплетения кремнеземных нитей выбирают в интервале 20-35⁰.The braid is made of silica filament, which facilitates the process of pulling the core in the braid into the tube due to the flexibility, the smoothed shape of the silica filament, the absence of pores and roughness on its surface (unlike basalt filament). To facilitate pulling, the angle of interlacing of silica threads is chosen in the range of 20-35 ⁰ .

Опытным путем было установлено, что угол переплетения нитей зависит от числа нитей в оплетке. При переплетении числа нитей менее 8 угол переплетения составляет меньше 20 градусов, оплетка получается рыхлой и не способна надежно предохранять сердечник от приваривания к стенкам трубки. При переплетении числа нитей более 8 угол переплетения увеличивается до 45 градусов, увеличивается толщина оплетки, она теряет гибкость и подвижность, что затрудняет ее протягивание в трубку. Верхний предел толщины оплетки ограничен диаметром термочувствительной трубки, которая по конструктивным особенностям авиационной техники должна быть минимальной (1,8 -2,0 мм) и сохранять гибкость при установке на объект. При этом в случае увеличения толщины оплетки за счет уменьшения толщины сердечника не обеспечивается выделение необходимого объема газа при нагревании трубки.It was experimentally established that the angle of weaving of the threads depends on the number of threads in the braid. When the number of threads is interwoven less than 8, the angle of interweaving is less than 20 degrees, the braid is loose and is not able to reliably protect the core from welding to the tube walls. When the number of threads is interwoven more than 8, the angle of interlock increases to 45 degrees, the thickness of the braid increases, it loses flexibility and mobility, which makes it difficult to pull it into the tube. The upper limit of the thickness of the braid is limited by the diameter of the heat-sensitive tube, which, according to the design features of aircraft, should be minimal (1.8 -2.0 mm) and maintain flexibility when installed on an object. Moreover, in the case of an increase in the thickness of the braid due to a decrease in the thickness of the core, the necessary volume of gas is not provided when the tube is heated.

Устройство было реализовано и имело следующие параметры.The device was implemented and had the following parameters.

Длина трубки 12 м. Толщина стенок трубки 0,2 мм. Материал трубки сталь марки 12Х18Н10Т (ГОСТ 14162-79). Материал сердечника трубки - титановая проволока марки ВТ1-00. Толщина титановой проволоки 0,3 мм. Толщина титановой проволоки в оплетке 3 из кремнеземной нити составляла 1,4 мм. Промежуток между стенкой трубки и титановой проволокой в оплетке составлял 0,1мм, поэтому ее трудно протягивать в трубку, особенно при размере трубки свыше 10 м. Переплетение выполнено из 8 нитей с минимальным шагом, что необходимо для создания «плотной» оплетки для гарантированного удержания порошка гидрида титана, в который превращается титановая проволока при наводораживании. Применена оплетка из 8 кремнеземных нитей марки К-11 С6-90, изготовленная по ТУ 5952-148-05786904-99. The length of the tube is 12 m. The thickness of the walls of the tube is 0.2 mm. The tube material is steel grade 12X18H10T (GOST 14162-79). The core material of the tube is VT1-00 grade titanium wire. The thickness of the titanium wire is 0.3 mm. The thickness of the titanium wire in the braid 3 of silica yarn was 1.4 mm The gap between the tube wall and the titanium wire in the braid was 0.1 mm, so it is difficult to pull it into the tube, especially when the tube size is more than 10 m. The weave is made of 8 threads with a minimum step, which is necessary to create a “dense” braid for guaranteed powder retention titanium hydride, which turns a titanium wire during hydrogen distillation. A braid of 8 silica threads of the brand K-11 S6-90, made according to TU 5952-148-05786904-99, was used.

Claims

1. A heat-sensitive element for a fire alarm device containing a metal tube filled with gas, with a core made of metal placed in it, capable of reversibly releasing and absorbing hydrogen when the temperature is placed in a braid, characterized in that the braid is made of silica threads, the angle of weaving silica filaments selected from the interval 20-35 ⁰ .

2. The thermosensitive element according to claim 1, characterized in that the tube is made of stainless steel.

3. The thermosensitive element according to claim 1, characterized in that the core is made of titanium hydride.

4. The thermosensitive element according to claim 1, characterized in that the tube is filled with hydrogen.