RU2510532C1

RU2510532C1 - Smoke detector

Info

Publication number: RU2510532C1
Application number: RU2012132548/08A
Authority: RU
Inventors: Алексей Юрьевич Фадеев; Юрий Иванович Агафонцев
Original assignee: Закрытое Акционерное Общество "Кб "Света-Лед"
Priority date: 2012-07-27
Filing date: 2012-07-27
Publication date: 2014-03-27
Also published as: RU2012132548A

Abstract

FIELD: physics.

SUBSTANCE: smoke detector, having a cover equipped with slits for intake of smoke, a smoke chamber mounted in the bottom part of the cover, having a smoke detection area, which includes a closed lateral enclosure, a radiation source, a photodetector, as well as, below the smoke detection area, a smoke entry area having a bottom and smoke-directing fins, according to the invention, the smoke chamber has a flat annular base, on the perimetre of the top surface of which there is a lateral enclosure; the smoke entry area has a first annular shoulder formed on the bottom surface of the annular base with offset from its outer edge; the bottom is in form of a disc which is deeper than the bottom surface of the annular base, wherein the size and location of said disc are selected such that an annular gap is formed between it and the inner edge of the annular base; the smoke-directing fins are in form of vertical plates which are mounted on the bottom surface of the annular base in a star-like manner such that their outer areas are located on the first annular shoulder, and bottom edges of the inner annular areas are fastened to the bottom; the cover has a flat bottom part, having an outer second annular shoulder and an inner third annular shoulder, which forms an annular groove with the second annular shoulder, and a lateral surface in the bottom part of which there are peripheral slits which form openings for intake of smoke; the fins have incisions under the third annular shoulder, the dimensions and the location of the first, second and third annular shoulders, the mutual arrangement thereof, as well as the mutual position of the smoke chamber and the cover a selected such that, when mounting the smoke chamber into the cover, the third annular shoulder passes through the incisions in the fins, and the first annular shoulder lies in the annular groove with clearance from its bottom and lateral sides.

EFFECT: improved dust protection of the sensor while minimising dependency of its sensitiveness on the direction of smoke.

4 dwg

Description

Изобретение относится к области электронной пожарно-охранной сигнализации, а именно к оптическим датчикам дыма.The invention relates to the field of electronic fire alarm, in particular to optical smoke detectors.

Известны оптические датчики дыма, определяющие оптическую плотность среды путем регистрации излучения, рассеянного частицами дыма.Optical smoke detectors are known that determine the optical density of a medium by detecting radiation scattered by smoke particles.

Для обеспечения отсутствия ложных срабатываний и повышения точности измерения рассматриваемых датчиков важным является обеспечить в них такие условия дымозахода, при которых минимизируется возможность проникновения в их рабочий объем посторонних частиц, в частности частиц пыли.To ensure the absence of false alarms and improve the measurement accuracy of the sensors in question, it is important to ensure that they have such smoke conditions that minimizes the possibility of penetration of foreign particles, in particular dust particles, into their working volume.

Известен датчик дыма [RU 2301455], включающий дымовую камеру, образованную двумя цилиндрическими поверхностями, нижняя из которых образует зону захода дыма, а верхняя образует зону обнаружения дыма.A known smoke sensor [RU 2301455], comprising a smoke chamber formed by two cylindrical surfaces, the lower of which forms the zone of smoke entry, and the upper forms the zone of smoke detection.

Зона обнаружения дыма содержит замкнутое боковое ограждение, источник излучения и фотоприемник.The smoke detection zone contains a closed side fence, a radiation source and a photodetector.

Зона захода дыма содержит распределенные по ее периметру непрозрачные V-образные бленды, установленные в окружном направлении с образованием зигзагообразных сквозных щелей для прохода дыма.The smoke entry zone contains opaque V-shaped hoods distributed around its perimeter, installed in the circumferential direction with the formation of zigzag through slots for smoke passage.

В рассматриваемом датчике благодаря разделению зоны захода дыма и зоны обнаружения дыма, а также выполнению дымозаборных щелей зигзагообразными снижается возможность проникновения в дымовую камеру частиц пыли.In the considered sensor, due to the separation of the smoke entry zone and the smoke detection zone, as well as making smoke gaps zigzag, the possibility of dust particles penetrating into the smoke chamber is reduced.

Однако пылезащищенность рассматриваемого датчика недостаточно велика, поскольку сквозные щели расположены в непосредственной близости от рабочего объема зоны обнаружения.However, the dust protection of the sensor under consideration is not large enough, because through slots are located in close proximity to the working volume of the detection zone.

Известен датчик дыма [RU 2189639], выбранный в качестве ближайшего аналога.A known smoke sensor [RU 2189639], selected as the closest analogue.

Рассматриваемый датчик включает крышку, имеющую щели для забора дыма. В нижней части крышки помещена дымовая камера, содержащая зону обнаружения дыма, включающую замкнутое боковое ограждение, внутри которого помещены источник излучения и фотоприемник, и зону захода дыма, образованную дном, краевые участки которого примыкают к нижней части бокового ограждения.The sensor in question includes a cover having slots for collecting smoke. In the lower part of the lid there is a smoke chamber containing a smoke detection zone, including a closed side fence, inside which a radiation source and a photodetector are placed, and a smoke entry zone formed by the bottom, the edge sections of which are adjacent to the lower part of the side fence.

Дно выполнено воронкообразным. Его центральная часть дальше отстоит от плоскости, в которой расположены оптические оси источника излучения и фотоприемника, чем краевые участки. Дно имеет сетчатую или решетчатую структуру, при этом сетчатые или щелевые отверстия служат для прохода дыма в рабочий объем дымовой камеры.The bottom is funnel-shaped. Its central part is further away from the plane in which the optical axes of the radiation source and the photodetector are located than the edge sections. The bottom has a mesh or lattice structure, while mesh or slotted openings serve for the passage of smoke into the working volume of the smoke chamber.

Зона захода дыма также содержит дымонаправляющие ребра, расположенные звездообразно на выходной стороне дна.The smoke entry zone also contains smoke guide ribs located star-shaped on the outlet side of the bottom.

В рассматриваемом датчике проникающие в его рабочий объем частицы пыли оседают в нижней части дна благодаря его воронкообразному выполнению. Указанные факторы способствуют снижению вероятности ложных срабатываний датчика.In the considered sensor, dust particles penetrating into its working volume settle in the lower part of the bottom due to its funnel-shaped design. These factors help reduce the likelihood of false alarms of the sensor.

Однако из-за того, что различные участки донной поверхности дымовой камеры находятся на разном удалении от зоны обнаружения дыма, снижается равномерность проникновения дыма в дымовую камеру, что обуславливает зависимость чувствительности рассматриваемого датчика от направленности дыма.However, due to the fact that different sections of the bottom surface of the smoke chamber are located at different distances from the smoke detection zone, the uniformity of smoke penetration into the smoke chamber decreases, which determines the sensitivity of the sensor under consideration on the direction of the smoke.

Задачей заявляемого изобретения является повышение пылезащищенности датчика при минимизации зависимости его чувствительности от направленности дыма.The task of the invention is to increase the dust resistance of the sensor while minimizing the dependence of its sensitivity on the direction of the smoke.

Сущность изобретения заключается в том, что в датчике дыма, включающем крышку, снабженную щелями для забора дыма, дымовую камеру, установленную в нижней части крышки, содержащую зону обнаружения дыма, включающую замкнутое боковое ограждение, источник излучения, фотоприемник, а также расположенную ниже зоны обнаружения дыма зону захода дыма, включающую дно и дымонаправляющие ребра, согласно изобретению дымовая камера содержит плоское кольцевое основание, по периметру верхней поверхности которого расположено боковое ограждение, зона захода дыма содержит сформированный на нижней поверхности кольцевого основания с отступом от ее внешней кромки первый кольцевой бортик, дно выполнено в виде заглубленного относительно нижней поверхности кольцевого основания диска, размер и местоположение которого выбраны из условия образования кольцевого зазора между ним и внутренней кромкой кольцевого основания, дымонаправляющие ребра выполнены в виде вертикальных пластин, звездообразно установленных на нижней поверхности кольцевого основания так, что их наружные концевые участки расположены на первом кольцевом бортике, а нижние кромки внутренних концевых участков скреплены с дном, крышка имеет плоскую донную часть, содержащую краевой второй кольцевой бортик и внутренний третий кольцевой бортик, образующий со вторым кольцевым бортиком кольцевую канавку, и боковую поверхность, в придонной части которой выполнены окружные щелевые прорези, образующие отверстия для забора дыма, при этом в ребрах выполнены прорези под третий кольцевой бортик, геометрические размеры и местоположение первого, второго и третьего кольцевых бортиков, их взаимное расположение, а также взаимное положение дымовой камеры и крышки выбраны такими, что при установке дымовой камеры в крышку третий кольцевой бортик проходит через прорези ребер, а первый кольцевой бортик располагается в кольцевой канавке с зазором относительно ее нижней и боковых сторон.The essence of the invention lies in the fact that in the smoke detector, including a cover provided with slots for smoke intake, a smoke chamber mounted in the lower part of the cover containing a smoke detection area, including a closed side fence, a radiation source, a photodetector, as well as located below the detection zone smoke the smoke entry zone, including the bottom and smoke guide fins, according to the invention, the smoke chamber contains a flat annular base, along the perimeter of the upper surface of which there is a side fence, a catch zone The smoke ode contains a first annular rim formed on the lower surface of the annular base with a spacing from its outer edge, the bottom is made in the form of a ring recessed relative to the lower surface of the annular base of the disk, the size and location of which are selected from the conditions for the formation of an annular gap between it and the inner edge of the annular base, the ribs are made in the form of vertical plates star-shaped on the lower surface of the annular base so that their outer end sections p located on the first annular flange, and the lower edges of the inner end sections are fastened to the bottom, the lid has a flat bottom part containing an edge second annular flange and an inner third annular flange forming an annular groove with the second annular flange, and a side surface in the bottom of which circumferential slotted slots forming holes for smoke intake, while in the ribs there are slots for the third annular rim, the geometric dimensions and location of the first, second and third ring s ledges, their mutual arrangement and mutual position of the smoke chamber and the cover are chosen such that during installation of the smoke chamber to cover the third annular rim passes through the slit edges, a first annular ledge located in the annular groove with a clearance with respect to the bottom and sides.

Расположение зоны захода дыма ниже зоны обнаружения дыма способствует повышению пылезащищенности заявляемого датчика, а также защищенности его от внешнего света. Этому же способствует и наличие замкнутого бокового ограждения в зоне обнаружения дыма.The location of the smoke entry zone below the smoke detection zone helps to increase the dust protection of the inventive sensor, as well as its protection from external light. The presence of a closed side fence in the smoke detection zone also contributes to this.

Принципиальным отличием заявляемого датчика является то, что у него в зоне забора дыма сформирована совокупность кольцевых бортиков, перекрывающихся по высоте с образованием узких кольцевых зазоров, выполняющих роль «лабиринтных» проходов для дыма.The fundamental difference between the inventive sensor is that in its smoke collection zone a set of annular flanges is formed, overlapping in height with the formation of narrow annular gaps, which act as “labyrinth” passages for smoke.

Благодаря указанным конструктивным особенностям дым, прежде чем попасть в рабочий объем дымовой камеры, волнообразно обтекает кольцевые бортики. При этом обеспечивается ее защита от пыли, поскольку частицы пыли осаждаются в кольцевой канавке, а также предотвращается прямое попадание внешнего света в дымовую камеру.Due to the indicated design features, the smoke, before entering the working volume of the smoke chamber, wave-like flows around the annular sides. At the same time, it is protected from dust, since dust particles are deposited in the annular groove, and direct exposure to external light in the smoke chamber is also prevented.

Преимуществом заявляемого датчика также является то, что зона захода и зона обнаружения дыма имеют симметричную геометрию, что позволяет исключить разброс чувствительности датчика относительно направленности дыма.An advantage of the inventive sensor is also that the approach zone and the smoke detection zone have a symmetrical geometry, which eliminates the variation in the sensitivity of the sensor relative to the direction of the smoke.

Таким образом, техническим результатом, достигаемым при реализации изобретения, является повышение пылезащищенности датчика при минимизации зависимости его чувствительности от направленности дыма.Thus, the technical result achieved by the implementation of the invention is to increase the dust resistance of the sensor while minimizing the dependence of its sensitivity on the direction of the smoke.

На фиг.1 представлен общий вид заявляемого устройства спереди в разрезе (линиями показано направление движения дыма.); на фиг 2 - то же, разрез в плоскости, проходящей через дымонаправляющее ребро; на фиг.3 представлен вид дымовой камеры снизу; на фиг.4 представлен общий вид заявляемого устройства в аксонометрии.Figure 1 presents a General view of the inventive device in front in section (lines show the direction of movement of the smoke.); in Fig.2 is the same, a section in a plane passing through the smoke guide rib; figure 3 presents a view of the smoke chamber from below; figure 4 presents a General view of the inventive device in a perspective view.

Устройство содержит крышку 1, имеющую плоскую донную часть 2 и боковую поверхность 3, в придонной части которой выполнены окружные щелевые прорези 4, образующие отверстия для забора дыма.The device comprises a cover 1, having a flat bottom part 2 and a side surface 3, in the bottom part of which there are made circular slotted slots 4, forming holes for smoke intake.

Устройство также содержит дымовую камеру, установленную в нижней части крышки 1, содержащую зону 5 обнаружения дыма и зону 6 захода дыма, сформированные соответственно на верхней и нижней поверхностях плоского кольцевого основания 7. Зона 5 содержит установленное по периметру верхней поверхности основания 7 замкнутое боковое ограждение 8. Внутри ограждения 8 помещены источник излучения, в качестве которого использован светодиод (на чертеже не показан), и фотоприемник 9, установленные под углом друг к другу таким образом, что в последний не попадает прямым путем излучение от светодиода.The device also includes a smoke chamber installed in the lower part of the lid 1, containing a smoke detection zone 5 and a smoke entry zone 6, formed respectively on the upper and lower surfaces of the flat annular base 7. Zone 5 contains a closed side railing mounted around the perimeter of the upper surface of the base 7 Inside the enclosure 8 there is placed a radiation source, which is used as an LED (not shown), and a photodetector 9, mounted at an angle to each other so that the latter is not direct radiation from the LED falls.

На нижней поверхности основания 7 с отступом от ее внешней кромки сформирован первый кольцевой бортик 10. Зона 6 захода дыма содержит плоское дно 11, выполненное в виде заглубленного относительно нижней поверхности кольцевого основания 7 диска, размер и местоположение которого выбраны из условия образования кольцевого зазора 12 между дном 11 и внутренней кромкой кольцевого основания 7.A first annular rim 10 is formed on the bottom surface of the base 7 indented from its outer edge. The smoke entry zone 6 contains a flat bottom 11 made in the form of a disk buried relative to the lower surface of the annular base 7, the size and location of which are selected from the conditions for the formation of an annular gap 12 between bottom 11 and the inner edge of the annular base 7.

На нижней поверхности основания 7 также расположены дымонаправляющие ребра 13 (на чертежах позицией обозначено одно ребро). Ребра 13 выполнены в виде вертикальных пластин, звездообразно установленных на нижней поверхности основания 7 так, что наружные концевые участки ребер 13 расположены на первом кольцевом бортике 10 по его периметру, а нижние кромки внутренних концевых участков ребер 13 скреплены с дном 11 по его периметру. В ребрах 13 имеются поперечные прорези 14 (на чертежах позицией обозначена прорезь в одном ребре), расположенные на одинаковом удалении от бортика 10.Smoke guiding ribs 13 are also located on the lower surface of the base 7 (in the drawings, one rib is indicated by the position). The ribs 13 are made in the form of vertical plates that are star-shaped on the bottom surface of the base 7 so that the outer end sections of the ribs 13 are located on the first annular rim 10 along its perimeter, and the lower edges of the inner end sections of the ribs 13 are fastened to the bottom 11 along its perimeter. In the ribs 13 there are transverse slots 14 (in the drawings, the position denotes a slot in one rib) located at the same distance from the side 10.

Донная часть 2 крышки 1 содержит краевой второй кольцевой бортик 15 и внутренний третий кольцевой бортик 16, образующий с бортиком 15 кольцевую канавку 17.The bottom part 2 of the lid 1 contains an edge second annular flange 15 and an inner third annular flange 16, forming an annular groove 17 with the flange 15.

Окружное местоположение и геометрические размеры прорезей 14 в ребрах 13, геометрические размеры бортиков 10, 15 и 16, их взаимное расположение, а также взаимное положение дымовой камеры в крышке 1 выбраны такими, что при установке дымовой камеры в крышку 1 бортик 16 проходит через прорези 14 ребер 13, а бортик 10 располагается в кольцевой канавке 17 с зазором относительно ее нижней и боковых сторон.The circumferential location and the geometric dimensions of the slots 14 in the ribs 13, the geometric dimensions of the flanges 10, 15 and 16, their relative position, as well as the relative position of the smoke chamber in the lid 1 are selected such that when the smoke chamber is installed in the lid 1, the flange 16 passes through the slots 14 ribs 13, and the side 10 is located in the annular groove 17 with a gap relative to its lower and lateral sides.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

При отсутствии дыма фотоприемник 9 регистрирует небольшой фоновый сигнал «засветка», поскольку излучение от светодиода в фотоприемник 9 прямым путем не попадает, но попадает малая доля сигнала, отраженная от стенки внутренних ограждений 8.In the absence of smoke, the photodetector 9 detects a small background “flare” signal, since the radiation from the LED does not directly enter the photodetector 9, but a small fraction of the signal is reflected from the wall of the internal fencing 8.

При возникновении дыма он проникает в крышку 1 через щелевые прорези 4, обтекает бортик 15, двигаясь снизу вверх, обтекает бортик 10, двигаясь по канавке 17 сверху вниз, обтекает бортик 16, двигаясь по канавке 17 снизу вверх. Далее дым движется по проходам, образованным стенками дымонаправляющих ребер 13, и попадает через кольцевой зазор 12 в зону обнаружения дыма 5. Фотоприемник 9 регистрирует излучение от светодиода, рассеянное частицами дыма.When smoke occurs, it enters the lid 1 through the slotted slots 4, flows around the rim 15, moving from the bottom up, flows around the rim 10, moving along the groove 17 from top to bottom, flows around the rim 16, moving along the groove 17 from the bottom up. Next, the smoke moves along the passages formed by the walls of the smoke guide ribs 13 and enters through the annular gap 12 into the smoke detection zone 5. The photodetector 9 detects the radiation from the LED scattered by the smoke particles.

При описанном движении дыма пыль под действием силы тяжести будет оседать и скапливаться в канавке 17. Одинаковые условия дымозахода позволяют исключить разброс чувствительности устройства в зависимости от направленности дыма.With the described movement of smoke, dust under the influence of gravity will settle and accumulate in the groove 17. The same conditions of the smoke intake can eliminate the sensitivity spread of the device depending on the direction of the smoke.

Claims

A smoke detector including a lid provided with smoke extraction slits, a smoke chamber mounted in the lower part of the lid containing a smoke detection area including a closed side fence, a radiation source, a photodetector, and a smoke entry area located below the smoke detection area including a bottom and smoke guide ribs, characterized in that the smoke chamber contains a flat annular base, along the perimeter of the upper surface of which there is a side fence, the zone of smoke entry contains formed on the bottom the surface of the annular base indented from its outer edge is the first annular rim, the bottom is made in the form of a disk deepened relative to the bottom surface of the annular base, the size and location of which are selected from the condition of the formation of an annular gap between it and the inner edge of the annular base, smoke guide ribs are made in the form of vertical plates installed star-shaped on the lower surface of the annular base so that their outer end sections are located on the first annular side, and the lower e the edges of the inner end sections are fastened to the bottom, the lid has a flat bottom part containing an edge second annular flange and an inner third annular flange forming an annular groove with the second annular flange, and a side surface in the bottom of which circumferential slotted slots are made forming holes for smoke intake, while in the ribs there are slots for the third annular side, the geometric dimensions and location of the first, second and third annular sides, their relative position, and the relative positions of the smoke chamber and the cover are chosen such that when the smoke chamber is installed in the cover, the third annular flange passes through the slots of the ribs, and the first annular flange is located in the annular groove with a gap relative to its lower and lateral sides.