RU182447U1

RU182447U1 - THERMOSENSITIVE SENSOR

Info

Publication number: RU182447U1
Application number: RU2017146424U
Authority: RU
Inventors: Алексей Сергеевич Козлов; Римма Яновна Лабковская; Вера Леонидовна Ткалич; Ольга Игоревна Пирожникова; Никита Андреевич Шмаков
Priority date: 2017-12-27
Filing date: 2017-12-27
Publication date: 2018-08-17

Abstract

Полезная модель относится к противопожарной технике, а именно к термочувствительным датчикам для пожарных извещателей и систем тревожной сигнализации и предназначена для работы в закрытых помещениях с целью выдачи информации о пожаре при достижении температуры окружающего воздуха 55-80°С. Увеличение чувствительности и снижение нижней границы температурного диапазона срабатывания достигается за счет наличия термочувствительного магнитоуправляемого контакта (с термобиметаллической пружиной с нижним инертным и верхним активным слоями) и баллона этого термочувствительного магнитоуправляемого контакта, установленного в трубке из термостойкого упругодеформируемого материала, с хорошей адгезией с элементами магнитной системы, которые крепятся на указанной трубке.The utility model relates to fire fighting equipment, namely to heat-sensitive sensors for fire detectors and alarm systems, and is designed to work in closed rooms in order to provide information about the fire when the ambient temperature reaches 55-80 ° C. An increase in sensitivity and a decrease in the lower limit of the temperature range of operation is achieved due to the presence of a thermosensitive magnetically controlled contact (with a thermobimetallic spring with lower inert and upper active layers) and a cylinder of this thermosensitive magnetically controlled contact installed in a tube made of heat-resistant elastically deformable material, with good adhesion with elements of the magnetic system which are mounted on the specified tube.

Description

Полезная модель относится к противопожарной технике, а именно к термочувствительным датчикам для пожарных извещателей и систем тревожной сигнализации и предназначена для работы в закрытых помещениях с целью выдачи информации о пожаре при достижении температуры окружающего воздуха 55-80°С.The utility model relates to fire fighting equipment, namely to heat-sensitive sensors for fire detectors and alarm systems, and is designed to work in closed rooms in order to provide information about the fire when the ambient temperature reaches 55-80 ° C.

Известен термочувствительный датчик пожарного извещателя, содержащий геркон с закрепленной на его баллоне магнитной системой, состоящей из двух радиаторов в форме алюминиевых дисков, ферритового элемента, выполненного в виде двух колец, и магнитных элементов в виде колец, при этом применен геркон МУК-1А-1, ферритовый элемент расположен на герконе между алюминиевыми дисками, по другие стороны которых установлены магнитные элементы, причем алюминиевые диски, ферритовые и магнитные кольца закреплены на герконе в указанном положении клеевым соединением (см. термочувствительный датчик пожарного извещателя ИП105-2/1, технические условия 12МО. 082.033 ТУ).A heat-sensitive sensor of a fire detector is known, containing a reed switch with a magnetic system mounted on its cylinder, consisting of two radiators in the form of aluminum disks, a ferrite element made in the form of two rings, and magnetic elements in the form of rings, with the reed switch MUK-1A-1 , the ferrite element is located on the reed switch between aluminum disks, on the other sides of which magnetic elements are installed, moreover, aluminum disks, ferrite and magnetic rings are fixed to the reed switch in the indicated adhesive position m connection (see the heat-sensitive sensor of the fire detector IP105-2 / 1, specifications 12MO. 082.033 TU).

Недостатком известного термочувствительного датчика является большие габариты за счет необходимости применения для геркона МУК-1А-1 в магнитной системе дисков с диаметром, превышающим диаметр магнитных и ферритовых колец, а также необходимость установки его в корпусе извещателя только в вертикальном положении относительно основания корпуса, что увеличивает высоту корпуса извещателя почти в 1,5-2 раза. При этом наличие указанных дисков усложняет технологию сборки магнитной системы, что увеличивает стоимость датчика.A disadvantage of the known heat-sensitive sensor is its large dimensions due to the need to use disks with a diameter greater than the diameter of magnetic and ferrite rings for the MUK-1A-1 reed switch in the magnetic system, as well as the need to install it in the detector housing only in a vertical position relative to the base of the housing, which increases the detector housing height is almost 1.5-2 times. Moreover, the presence of these disks complicates the assembly technology of the magnetic system, which increases the cost of the sensor.

Известен термочувствительный датчик пожарного извещателя, содержащий коммутатор в виде геркона с длиной корпуса не менее 20 мм с закрепленной на его баллоне магнитной системой, состоящей из не менее 4 элементов (по меньшей мере двух магнитных и двух ферритовых элементов в виде колец), причем в магнитной системе ферритовые элементы расположены между магнитными элементами, длина магнитной системы составляет не более 45% от длины корпуса геркона, а соотношение длины геркона к длине и диаметру магнитной системы составляет 4:(1,8-2):1 (Крымов С.Г., Назарьев С.А., Орешков А.С. Термочувствительный датчик пожарного извещателя. Патент RU №11366, 28.04.1999, кл. G08B 17/06, Н01H 37/58).A heat-sensitive sensor of a fire detector is known, comprising a switch in the form of a reed switch with a housing length of at least 20 mm and a magnetic system fixed on its cylinder, consisting of at least 4 elements (at least two magnetic and two ferrite elements in the form of rings), and in magnetic ferrite elements are located between the magnetic elements in the system, the length of the magnetic system is not more than 45% of the length of the reed switch housing, and the ratio of the length of the reed switch to the length and diameter of the magnetic system is 4: (1.8-2): 1 (Krymov S.G., On Aryan SA, AS Oreshkov temperature sensitive fire detector sensor. Patent RU №11366, 28.04.1999, Cl. G08B 17/06, 37/58 N01H).

В известном техническом решении применены герконы типа МКА 14101 или МКА 10104 или КЭМ-2 или МУК-1А-1, на баллонах которых магнитные и ферритовые элементы закреплены клеевым соединением.In a known technical solution, reed switches of the type MKA 14101 or MKA 10104 or KEM-2 or MUK-1A-1 are used, on the cylinders of which magnetic and ferrite elements are fixed with an adhesive joint.

Недостатками известного термочувствительного датчика являются его большие габариты, необходимость применения большого количества элементов в магнитной системе (не менее 4), что повышает стоимость датчика. При этом применение только клеевого соединения для крепления элементов (колец) магнитной системы с внутренним стандартным диаметром 3 мм на баллоне геркона не обеспечивает надежности сборки магнитной системы.The disadvantages of the known heat-sensitive sensor are its large dimensions, the need to use a large number of elements in the magnetic system (at least 4), which increases the cost of the sensor. Moreover, the use of only an adhesive joint for fixing elements (rings) of the magnetic system with an internal standard diameter of 3 mm on the reed switch cylinder does not ensure the reliability of the assembly of the magnetic system.

Наиболее близкой к предлагаемой полезной модели является конструкция термочувствительного датчика, содержащая коммутатор в виде геркона с закрепленной на нем магнитной системой, состоящей из элементов, выполненных соответственно из ферритового и магнитного материалов, при этом длина корпуса геркона не превышает 15 мм, магнитная система содержит два или три элемента, из которых один выполнен из магнитного материала, в магнитной системе один элемент из ферритового материала расположен крайним, а соотношение длины корпуса геркона к длине магнитной системы и к высоте магнитной системы составляет (1,8-3,0):(0,7-1,5): 1. Баллон геркона установлен в трубке из упругодеформируемого материала, а элементы магнитной системы закреплены на указанной трубке, в том числе за счет ее упругодеформируемых свойств и/или клеевого соединения. (Крымов С.Г., Фоменко А.А., Назарьев С.А. Термочувствительный датчик. Патент RU №2179350, 10.02.2002 кл. Н01Н 37/58; G08B17/06).Closest to the proposed utility model is the design of a thermosensitive sensor containing a switch in the form of a reed switch with a magnetic system mounted on it, consisting of elements made of ferrite and magnetic materials, respectively, while the length of the reed housing does not exceed 15 mm, the magnetic system contains two or three elements, of which one is made of magnetic material, in the magnetic system one element of ferrite material is located extreme, and the ratio of the length of the reed housing to the length of the magnetic system and to the height of the magnetic system is (1.8-3.0) :( 0.7-1.5): 1. The reed switch cylinder is installed in a tube of elastically deformable material, and the elements of the magnetic system are mounted on the specified tube, including including due to its elastically deformable properties and / or adhesive bonding. (Krymov S.G., Fomenko A.A., Nazariev S.A. Thermosensitive sensor. Patent RU No. 2179350, 02.10.2002 class. Н01Н 37/58; G08B17 / 06).

Недостатком прототипа являются ограниченные функциональные возможности, т.к. конструкция реагирует на изменение магнитного потока без реакции на изменение температурного поля, что существенно ухудшает надежность работы, а отсутствие термостойких и адгезивных свойств у трубки из упругодеформируемого материала может ухудшить показатели надежности термочувствительного датчика.The disadvantage of the prototype is limited functionality, because the design reacts to a change in the magnetic flux without reacting to a change in the temperature field, which significantly impairs the reliability of the work, and the absence of heat-resistant and adhesive properties of a tube of elastically deformable material can degrade the reliability of a heat-sensitive sensor.

Задача, решаемая предлагаемой полезной моделью, заключается в увеличении чувствительности к изменению температурного поля, снижению нижней границы по температуре срабатывания (55-80°С) термочувствительного датчика и улучшении качества сочленения трубки, установленной на баллоне, с магнитной системой термочувствительного датчика.The problem solved by the proposed utility model is to increase the sensitivity to changes in the temperature field, lower the lower limit on the response temperature (55-80 ° C) of the temperature-sensitive sensor and improve the quality of the articulation of the tube mounted on the cylinder with the magnetic system of the temperature-sensitive sensor.

Поставленная задача решается за счет достижения технического результата, заключающегося в повышении надежности работы термочувствительного датчика.The problem is solved by achieving a technical result, which consists in increasing the reliability of the heat-sensitive sensor.

Данный технический результат достигается тем, что в термочувствительном датчике, содержащем коммутатор с закрепленной на нем магнитной системой, состоящей из элементов, выполненных соответственно из ферритового и магнитного материалов, при этом длина корпуса коммутатора не превышает 15 мм, магнитная система содержит два или три элемента, из которых один выполнен из магнитного материала, в магнитной системе один элемент из ферритового материала расположен крайним, а соотношение длины корпуса коммутатора к длине магнитной системы и к высоте магнитной системы составляет (1,8-3,0):(0,7-1,5):1, также баллон коммутатора установлен в трубке из упругодеформируемого материала, а элементы магнитной системы закреплены на указанной трубке, в том числе за счет ее упругодеформируемых свойств и/или клеевого соединения, новым является то, что в качестве коммутатора использован термочувствительный магнитоуправляемый контакт с наличием двух контактных узлов, содержащий термобиметаллическую пружину с нижним инертным и верхним активным слоями, а баллон этого термочувствительного магнитоуправляемого контакта (коммутатора) установлен в трубке из термостойкого упругодеформированного материала с высокой адгезией к элементам магнитной системы, закрепленным на указанной трубке.This technical result is achieved by the fact that in a temperature-sensitive sensor containing a switch with a magnetic system fixed on it, consisting of elements made of ferrite and magnetic materials, respectively, while the length of the switch body does not exceed 15 mm, the magnetic system contains two or three elements, of which one is made of magnetic material, in the magnetic system one element of ferrite material is located extreme, and the ratio of the length of the switch housing to the length of the magnetic system and to the height the magnetic system is (1.8-3.0) :( 0.7-1.5): 1, also the switch cylinder is installed in a tube of elastically deformable material, and the elements of the magnetic system are mounted on the specified tube, including due to of its elastically deformable properties and / or glue connection, it is new that a thermosensitive magnetically controlled contact with two contact nodes containing a thermobimetallic spring with lower inert and upper active layers is used as a switch, and the cylinder of this thermosensitive magneto The contact (switch) is installed in a tube made of a heat-resistant elastically deformed material with high adhesion to the elements of the magnetic system fixed to the specified tube.

Наличие термобиметаллической пружины в магнитоуправляемом контакте позволяет повысить чувствительность датчика к вариациям теплового поля и изменить диапазон срабатывания магнитоуправляемого контакта за счет снижения нижней границы температурного диапазона пожарной опасности при нагреве воздуха в закрытом помещении.The presence of a thermo-bimetallic spring in the magnetically controlled contact makes it possible to increase the sensitivity of the sensor to variations in the thermal field and to change the response range of the magnetically controlled contact by lowering the lower limit of the temperature range of the fire hazard when air is heated indoors.

Выполнение трубки, внутри которой установлен баллон термочувствительного магнитоуправляемого контакта из термостойкого упругодеформируемого материала с хорошими адгезивными свойствами к материалу элементов магнитной системы также приводит к повышению надежности работы термочувствительного датчика. В качестве термостойкого упругодеформируемого материала может быть выбран элементоорганический полимер, например, кремнийорганические полимеры, в частности, полисилоксан, обладающий хорошей адгезией к стеклу баллона и материалу элементов магнитной системы (ферритовому или магнитному). Предлагаемый термостойкий упруго деформируемый материал не создает термоупругих напряжений, имеет малую усадку, высокую эластичность и химическую стойкость, а также хорошую электрическую прочность и влагостойкость. Все эти качества выбранного термостойкого упругодеформируемого материала в совокупности способствуют повышению надежности работы термочувствительного датчика, по сравнению с прототипом, в котором в качестве материала трубки используется упругодеформируемый материал (полихлорвинил), не обладающий такой высокой термостойкостью и хорошей адгезией к материалу элементов магнитной системы и к стеклу баллона коммутатора.The implementation of the tube, inside which is installed a cylinder of a thermosensitive magnetically controlled contact from a heat-resistant elastically deformable material with good adhesive properties to the material of the elements of the magnetic system also leads to increased reliability of the thermosensitive sensor. An organoelement polymer, for example, organosilicon polymers, in particular polysiloxane, having good adhesion to the glass of the balloon and the material of the elements of the magnetic system (ferrite or magnetic) can be selected as a heat-resistant elasto-deformable material. The proposed heat-resistant elastically deformable material does not create thermoelastic stresses, has low shrinkage, high elasticity and chemical resistance, as well as good electrical strength and moisture resistance. All these qualities of the selected heat-resistant elastically deformable material together contribute to an increase in the reliability of the heat-sensitive sensor, compared with the prototype, in which the elastically deformable material (polyvinyl chloride) is used as the tube material, which does not have such high heat resistance and good adhesion to the material of the elements of the magnetic system and to glass cylinder switch.

Наличие двух контактных узлов обеспечивает три функциональных состояния двух электрических цепей магнитоуправляемого контакта:The presence of two contact nodes provides three functional states of two electrical circuits of a magnetically controlled contact:

- замыкание одного контактного узла вызвано изменением температурного поля окружающей среды за счет введения в магнитоуправляемый контакт одной термобиметаллической пружины, установленной в противоположном торце диэлектрического баллона относительно замыкающего ферромагнитного упругого чувствительного элемента;- the closure of one contact node is caused by a change in the temperature field of the environment due to the introduction into the magnetically controlled contact of one thermo-bimetallic spring installed in the opposite end of the dielectric cylinder relative to the closing ferromagnetic elastic sensing element;

- замыкание второго контактного узла вызвано изменением магнитного потока, что приводит к сближению (вплоть до замыкания) введенной в магнитоуправляемый контакт термобиметаллической пружины, находящейся в нейтральном (неизогнутом) положении со вторым ферромагнитным упругим чувствительным элементом, расположенном в противоположном конце баллона.- the closure of the second contact node is caused by a change in the magnetic flux, which leads to a rapprochement (up to closure) of the thermo-bimetallic spring introduced into the magnetically controlled contact, which is in the neutral (unbent) position with the second ferromagnetic elastic sensing element located at the opposite end of the container.

- размыкание обеих электрических цепей при отсутствии факта достижения пороговых значений магнитного и теплового потоков в окружающей среде, при этом конструкция устройства магнитоуправляемого контакта предполагает, что зазор в зоне перекрытия первого контактного узла при нормальных температурных условиях больше, чем зазор во втором контактном узле, т.е. d₁ (зазор в первом контактном узле) больше (зазор во втором контактном узле).- the opening of both electrical circuits in the absence of the fact that the threshold values of the magnetic and heat fluxes are reached in the environment, while the design of the magnetically controlled contact device assumes that the gap in the overlap zone of the first contact node under normal temperature conditions is greater than the gap in the second contact node, t. e. d ₁ (gap in the first contact node) is larger (gap in the second contact node).

При совокупном использовании вышеперечисленных особенностей (наличие термочувствительного магнитоуправляемого контакта и термостойкой упругодеформируемой трубки с хорошими адгезивными свойствами к материалу элементов магнитной системы) в предлагаемой полезной модели термочувствительный датчик проявляет новые свойства, что приводит к повышению надежности его работы.With the combined use of the above features (the presence of a thermosensitive magnetically controlled contact and a heat-resistant elastically deformable tube with good adhesive properties to the material of the elements of the magnetic system), in the proposed utility model, the thermosensitive sensor exhibits new properties, which leads to an increase in its reliability.

На фиг. 1 представлен термочувствительный датчик с двумя элементами из ферритового материала и одним элементом из магнитного материала; на фиг. 2 - вариант выполнения термочувствительного датчика с одним элементом из ферритового материала и одним элементом из магнитного материала.In FIG. 1 shows a temperature-sensitive sensor with two elements of ferrite material and one element of magnetic material; in FIG. 2 is an embodiment of a temperature-sensitive sensor with one element of ferrite material and one element of magnetic material.

Устройство термочувствительного датчика (фиг. 1) содержит термочувствительный магнитоуправляемый контакт 1, размещенный в термостойкой упругодеформируемой трубке 2 из полисилоксана, и закрепленную на трубке 2 замкнутую магнитную систему из трех или двух элементов. Магнитная система может быть выполнена, например, из одного элемента 3 в виде кольца из магнитного материала и одного (фиг. 2) или двух (фиг. 1) элементов 4 из ферритового материала. В магнитной системе ферритовый элемент 4 является крайним. Соотношение длины корпуса (S) термочувствительного магнитоуправляемого контакта к длине (1) и высоте (d) магнитной системы составляет (1,8-3,0):(0,7-1,5):1. Длина (1) магнитной системы составляет 40-60% от длины (S) корпуса термочувствительного магнитоуправляемого контакта, которая не превышает 15 мм. Магнитная система закреплена на термочувствительном магнитоуправляемом контакте 1 за счет упругодеформируемых свойств трубки 2 и/или клеевого соединения. Также конструкция термочувствительного магнитоуправляемого контакта 1 содержит ферромагнитные упругие чувствительные элементы 5 и 6 и термобиметаллическую контактную пружину 7. Элементы 2 и 5 расположены в одном торце термочувствительного магнитоуправляемого контакта 1, а элемент 7 расположен в противоположном его торце. В исходном положении выводы 6, 7 термочувствительного магнитоуправляемого контакта 1 замкнуты.The thermosensitive sensor device (Fig. 1) contains a thermosensitive magnetically controlled contact 1 located in a heat-resistant elastically deformable tube 2 made of polysiloxane, and a closed magnetic system of three or two elements fixed to the tube 2. The magnetic system can be made, for example, of one element 3 in the form of a ring of magnetic material and one (Fig. 2) or two (Fig. 1) elements 4 of ferrite material. In the magnetic system, the ferrite element 4 is extreme. The ratio of the body length (S) of the thermosensitive magnetically controlled contact to the length (1) and height (d) of the magnetic system is (1.8-3.0) :( 0.7-1.5): 1. The length (1) of the magnetic system is 40-60% of the length (S) of the body of the thermosensitive magnetically controlled contact, which does not exceed 15 mm. The magnetic system is mounted on a thermosensitive magnetically controlled contact 1 due to the elastically deformable properties of the tube 2 and / or adhesive connection. Also, the design of the thermosensitive magnetically controlled contact 1 contains ferromagnetic elastic sensitive elements 5 and 6 and a thermo-bimetallic contact spring 7. Elements 2 and 5 are located at one end of the thermosensitive magnetically controlled contact 1, and element 7 is located at its opposite end. In the initial position, the terminals 6, 7 of the thermosensitive magnetically controlled contact 1 are closed.

Термочувствительный датчик пожарного извещателя работает следующим образом. При достижении температурой окружающего воздуха контролируемого значения магнитная проницаемость ферритового элемента 4 резко падает, что ведет к значительному увеличению магнитного сопротивления на магнитном элементе 3. Вследствие этого резко падает напряженность магнитного поля в месте расположения замкнутых выводов 6, 7 термочувствительного магнитоуправляемого контакта 1, в результате чего выводы 6, 7 последнего размыкаются, однако в отличие от известных аналогов и прототипа в данной полезной модели заложен принцип резервирования основанный на замыкании контактов 5 и 7 термочувствительного магнитоуправляемого контакта при достижении нижней границы температурного диапазона пожарной опасности.The temperature sensor of the fire detector operates as follows. When the ambient temperature reaches a controlled value, the magnetic permeability of the ferrite element 4 drops sharply, which leads to a significant increase in the magnetic resistance of the magnetic element 3. As a result, the magnetic field sharply drops at the location of the closed terminals 6, 7 of the thermally sensitive magnetically controlled contact 1, resulting in conclusions 6, 7 of the latter open, however, in contrast to the known analogues and prototype, this utility model incorporates the principle of redundancy warped on the closure contacts 5 and 7 are magnetically thermosensitive contact when the lower limit of the temperature range of fire hazard.

Предлагаемый термочувствительный датчик для пожарного извещателя прост, технологичен, надежен. Небольшие габариты его позволяют уменьшить габариты пожарных извещателей почти в 1,5-2 раза. Низкая стоимость обеспечивает его высокую конкурентоспособность.The proposed temperature-sensitive sensor for the fire detector is simple, technological, reliable. Its small dimensions make it possible to reduce the dimensions of fire detectors by almost 1.5-2 times. Low cost ensures its high competitiveness.

Компактность предлагаемого датчика обеспечивает удобство монтажа, хранения, транспортировки. Возможность установки термочувствительного датчика в корпусе пожарного извещателя в различном положении обеспечивает малогабаритность пожарных извещателей и снижение их стоимости.The compactness of the proposed sensor provides ease of installation, storage, transportation. The ability to install a heat-sensitive sensor in the housing of the fire detector in different positions provides the small size of the fire detectors and reduce their cost.

Claims

A temperature-sensitive sensor containing a switch with a magnetic system fixed on it, consisting of elements made of ferrite and magnetic materials, respectively, while the length of the switch case does not exceed 15 mm, the magnetic system contains two or three elements, one of which is made of magnetic material, in a magnetic system, one element of ferrite material is located extreme, and the ratio of the length of the switch housing to the length of the magnetic system and the height of the magnetic system is (1.8-3.0) :( 0.7-1.5): 1, while m the switch cylinder is installed in a tube of elastically deformable material, and the elements of the magnetic system are fixed on the tube, including due to its elastically deformable properties and / or adhesive connection, characterized in that a thermosensitive magnetically controlled contact containing a thermo-bimetal spring with a lower inert and upper active layers, and the cylinder of this thermosensitive magnetically controlled contact is installed in a tube of a heat-resistant elastically deformed mat rial with high adhesion to the elements of the magnet system, attached to said tube.