RU2626753C1 - Fire/overheat signaling detector with built-in remote operation checking device - Google Patents
Fire/overheat signaling detector with built-in remote operation checking device Download PDFInfo
- Publication number
- RU2626753C1 RU2626753C1 RU2016137252A RU2016137252A RU2626753C1 RU 2626753 C1 RU2626753 C1 RU 2626753C1 RU 2016137252 A RU2016137252 A RU 2016137252A RU 2016137252 A RU2016137252 A RU 2016137252A RU 2626753 C1 RU2626753 C1 RU 2626753C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- signaling
- miniature
- fire
- membrane
- cavity
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G08—SIGNALLING
- G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
- G08B17/00—Fire alarms; Alarms responsive to explosion
- G08B17/04—Hydraulic or pneumatic actuation of the alarm, e.g. by change of fluid pressure
-
- G—PHYSICS
- G08—SIGNALLING
- G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
- G08B29/00—Checking or monitoring of signalling or alarm systems; Prevention or correction of operating errors, e.g. preventing unauthorised operation
- G08B29/02—Monitoring continuously signalling or alarm systems
- G08B29/04—Monitoring of the detection circuits
- G08B29/043—Monitoring of the detection circuits of fire detection circuits
Landscapes
- Fire-Detection Mechanisms (AREA)
- Emergency Alarm Devices (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к устройствам пожарной сигнализации, основанным на пневматическом принципе работы, и предназначено для использования как в авиакосмической технике, так и в других областях, где требуется раннее выявление и предупреждение очагов воспламенения. Возможно применение в различных отраслях промышленности для сигнализации температур перегрева и пожара на различных типах двигателей, компрессоров и других устройств.The invention relates to fire alarm devices based on the pneumatic principle of operation, and is intended for use both in aerospace engineering and in other areas where early detection and prevention of foci of ignition is required. It can be used in various industries for signaling temperatures of overheating and fire on various types of engines, compressors and other devices.
Одним из наиболее известных типов датчиков 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. В чувствительной трубке размещено чувствительное к температуре вещество, способное выделять большие объемы газа при повышении температуры. К веществам, способным к насыщению-выделению газа относятся гидриды и псевдогибриды металлов. Вещество имеет форму порошка или гранул, которые насыщаются водородом при изготовлении датчика. Характерной особенностью указанного вещества является способность к насыщению газом при низких температурах и лавинообразному выделению поглощенного газа при повышении температуры, причем с понижением температуры выделенный объем газа вновь поглощается. Датчик вырабатывает электрический сигнал, пропорциональный изменению давления. Регулятор давления может быть выполнен в виде одной или нескольких камер, с закрепленной металлической мембраной и с электродом расположенным напротив нее. За счет гибкости металлическая мембрана под действием давления в чувствительной трубке способна прогибаться и прерывать электрический контакт (см. DE19927841, МПК G01K5/34; US513627, МПК G08B17/04).One of the most well-known types of fire alarm sensors used in aeronautical engineering are sensors that contain 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. A temperature-sensitive substance is placed in the sensitive tube, capable of emitting large volumes of gas with increasing temperature. Substances capable of saturation and evolution of gas include metal hydrides and pseudohybrids. The substance is in the form of a powder or granules that are saturated with hydrogen in the manufacture of the sensor. A characteristic feature of this substance is the ability to saturate with gas at low temperatures and the avalanche-like evolution of absorbed gas with increasing temperature, and with decreasing temperature, the released volume of gas is absorbed again. The sensor generates an electrical signal proportional to the change in pressure. The pressure regulator can be made in the form of one or more chambers, with a fixed metal membrane and with an electrode located opposite it. Due to the flexibility of the metal membrane under the action of pressure in the sensitive tube is able to bend and interrupt the electrical contact (see DE19927841, IPC G01K5 / 34; US513627, IPC G08B17 / 04).
Недостатками известных технических решений являются 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.The disadvantages of the known technical solutions are direct contact of the powder particles with the walls of the sensitive tube, which at high temperatures can lead to the 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 пневматический датчик давления (см. US5691702, МПК G08B17/04), в котором раскрывается конструкция пневматического датчика давления с использованием одинарного провода в качестве сигнального проводника между управляющей электроникой и узлом выключателя. Второй путь в схеме между двумя основными компонентами системы образует заземляющий контур, выполненный заземляющим соединением на блок управляющей электроники и еще одним заземляющим соединением на блок датчика в сборе. Завершение этого пути в схеме достигается через общий контур заземления летательного аппарата. Устройство содержит две диафрагмы в одном модуле, коммутирующие контакты и комплект резисторов в электронном модуле датчика. Данная конструкция позволяет обойтись без второго провода, который служил бы обратным проводником, проходящим между блоком управляющей электроники и датчиком в сборе, а также обеспечивает дополнительную возможность обнаружения короткого замыкания на землю на всем протяжении проводника между двумя крайними точками цепи датчика.A pneumatic pressure sensor is known (see US5691702, IPC G08B17 / 04), which discloses the construction of a pneumatic pressure sensor using a single wire as a signal conductor between the control electronics and the switch assembly. The second path in the circuit between the two main components of the system is formed by a ground loop made by a ground connection to the control electronics unit and another ground connection to the sensor assembly. The completion of this path in the circuit is achieved through the general ground loop of the aircraft. The device contains two diaphragms in one module, switching contacts and a set of resistors in the electronic module of the sensor. This design eliminates the need for a second wire, which would serve as a return conductor passing between the control electronics unit and the sensor assembly, and also provides an additional opportunity to detect a short circuit to ground throughout the conductor between the two extreme points of the sensor circuit.
Известен также пневматический датчик давления (см. US5136278, МПК G08B17/04)/ Датчик содержит цилиндрический контейнер, оборудованный газонепроницаемой камерой, на одном торце которого установлено устройство сигнализации, а на другом торце – устройство контроля целостности. Устройство сигнализации содержит деформируемую мембрану, нормально не имеющую электрического контакта. Устройство контроля целостности содержит деформируемую мембрану, нормально имеющую электрический контакт со вторым контактом. Мембрана устройства контроля целостности и мембрана устройства сигнализации расположены рядом вплотную друг к другу, образуя между собой газонепроницаемую полость, которая соединяется с трубкой-датчиком при том же давлении газа. Мембрана устройства контроля целостности реагирует на пониженное давление газа, отходя от второго контакта и обеспечивая индикацию неисправности. Такая конфигурация позволяет сэкономить пространство и снизить вес.A pneumatic pressure sensor is also known (see US5136278, IPC G08B17 / 04) / The sensor contains a cylindrical container equipped with a gas tight chamber, on one end of which an alarm device is installed, and on the other end is an integrity control device. The alarm device contains a deformable membrane that normally has no electrical contact. The integrity control device contains a deformable membrane, normally having electrical contact with the second contact. The membrane of the integrity monitoring device and the membrane of the alarm device are located adjacent to each other, forming a gas-tight cavity, which is connected to the sensor tube at the same gas pressure. The membrane of the integrity control device responds to reduced gas pressure, moving away from the second contact and providing an indication of a malfunction. This configuration saves space and reduces weight.
Известен вариант датчика, описанный в патенте CH371021, МПК A62C3/08 (опубликовано также как патент US3122728, патент GB961143). Датчик содержит исполнительный блок, соединенный с чувствительной трубкой. Исполнительный блок выполнен в виде одной (или нескольких) камеры, ограниченной металлической мембраной с электродом, расположенным напротив нее, причем, мембрана под действием изменения давления в чувствительной трубке вступает в контакт с электродом и прерывает контакт.A known version of the sensor described in patent CH371021, IPC A62C3 / 08 (also published as patent US3122728, patent GB961143). The sensor contains an actuator unit connected to the sensing tube. The executive unit is made in the form of one (or several) chambers, limited by a metal membrane with an electrode located opposite it, moreover, the membrane comes into contact with the electrode under the influence of pressure changes in the sensitive tube and breaks the contact.
Открытый конец чувствительной трубки соединен с полостью камеры (камер) исполнительного блока, с закрепленной металлической мембраной, сама чувствительная трубка выполнена из металла и заполнена 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 обвитого металлической лентой в форме спирали, предохраняющей нить от приваривания к стенкам чувствительной трубки при высоких температурах.The open end of the sensing tube is connected to the cavity of the chamber (s) of the actuator unit, with a fixed metal membrane, the sensing tube itself is made of metal and is filled with a substance that can be saturated with hydrogen at low temperatures and adsorb it with increasing temperature, and the substance is made in the form of a thread saturated 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 rates Aturi.
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.
Известен датчик пожарной сигнализации, описанный в патенте US5691702, МПК G08B17/04. Отличительной особенностью известного датчика является заполнение чувствительной трубки, содержащей способное к насыщению водородом вещество, инертным газом, например гелием. Наличие инертного газа позволяет сформировать тревожный сигнал в случае механического нарушения целостности чувствительной трубки. С целью формирования тревожного сигнала о нарушении целостности трубки в исполнительном блоке предусмотрена отдельная камера, соединенная с трубкой, в которой металлическая мембрана находится в постоянном контакте с противостоящим электродом. При повреждении трубки происходит утечка инертного газа в камере, сопровождающаяся снижением давления с отсоединением мембраны от электрода и формированием соответствующего сигнала.A known fire alarm sensor described in patent US5691702, IPC G08B17 / 04. A distinctive feature of the known sensor is the filling of a sensitive tube containing a substance capable of saturation with hydrogen, an inert gas, such as helium. The presence of inert gas allows you to generate an alarm signal in case of mechanical violation of the integrity of the sensitive tube. In order to generate an alarm signal about a violation of the integrity of the tube, a separate chamber is provided in the executive unit connected to the tube in which the metal membrane is in constant contact with the opposing electrode. If the tube is damaged, an inert gas leaks in the chamber, accompanied by a decrease in pressure with the membrane disconnected from the electrode and the formation of the corresponding signal.
Известен датчик, описанный в патенте РФ2438184, в котором чувствительная трубка выполнена из металла и заполнена 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.A known sensor described in patent RF2438184, in which the sensitive tube is 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 is 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.
В известной конструкции существует вероятность ложного срабатывания сигнализатора (не в заданном интервале температур) за счет сравнительно низкой теплопроводности базальтовой нити, снижающей температурный порог чувствительности сигнализатора. Шероховатость и хрупкость базальтовой нити создают технологические сложности при протягивании нити с базальтовой оплеткой в термочувствительную трубку, поскольку длина трубки для объектов авиационной техники может составлять от 7 м до 12 м. Одновременно наличие большого количества микропор и реакционноспособных окислов металлов в базальтовом волокне может приводить к поглощению некоторого количества выделяющегося из металлической нити водорода, снижая давление срабатывания сигнализатора. Цирконий является сравнительно дорогостоящим материалом и по способности к насыщению водородом уступает другим металлам, способным к насыщению водородом, что ограничивает возможности его применения в датчиках пожарной сигнализации. In the known construction, there is a possibility of false alarms of the signaling device (not in a given temperature range) due to the relatively low thermal conductivity of the basalt thread, which reduces the temperature threshold of the sensitivity of the signaling device. The roughness and brittleness of a basalt thread creates technological difficulties when pulling a basalt braided thread into a heat-sensitive tube, since the length of the tube for aircraft can range from 7 m to 12 m. At the same time, the presence of a large number of micropores and reactive metal oxides in the basalt fiber can lead to absorption a certain amount of hydrogen released from the metal filament, reducing the alarm pressure. Zirconium is a relatively expensive material and, in terms of its ability to saturate with hydrogen, is inferior to other metals capable of being saturated with hydrogen, which limits the possibilities of its use in fire alarm sensors.
Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является пневматический датчик давления для использования в системе предупреждения о перегреве или пожаре с модулем выключателей, содержащий газонепроницаемый коллектор, функционально соединенный с чувствительной трубкой, заполненной газом; переключатели подачи тревожной сигнализации, расположенные непосредственно рядом друг с другом поперек коллектора, и реагирующих на повышение давления газа в указанной чувствительной трубке для индикации соответствующего условия нагрева; каждый из этих переключателей подачи тревожной сигнализации состоит из первой гибкой мембраны, обычно не соприкасающейся внешней поверхностью с первым электрическим контактом, расположенным снаружи коллектора. Эта первая гибкая мембрана реагирует на повышенное давление из коллектора и смещается по направлению к первому контакту для индикации состояния перегрева. Датчик содержит переключатель подачи сигнала о неисправности для индикации аварийной ситуации при падении давления газа в чувствительной трубке, который состоит из второй гибкой мембраны, обычно касающейся своей внешней поверхностью второго электрического контакта, расположенного снаружи коллектора. Эта вторая гибкая мембрана реагирует на понижение давления газа и отслоняется от второго контакта для индикации неисправности. И коллектор, упомянутые первая и вторая мембраны и соответствующие первый и второй электрические контакты образуют коммутационный модуль. Коммутационный модуль дополнительно содержит соответствующую формирующую трубку для каждой гибкой мембраны. Эта формирующая трубка имеет первый конец, открывающийся в герметичный газонепроницаемый отсек, расположенный позади соответствующей мембраны для передачи достаточно давления для деформации мембраны (см. заявку US2009/0236205, МПК Н01Н35/24).Closest to the proposed technical essence and the achieved result is a pneumatic pressure sensor for use in an overheat or fire warning system with a switch module, comprising a gas-tight manifold functionally connected to a sensitive tube filled with gas; alarm supply switches located directly adjacent to each other across the collector and responsive to an increase in gas pressure in said sensing tube to indicate an appropriate heating condition; each of these alarm triggers consists of a first flexible membrane, typically not in contact with an external surface, with a first electrical contact located outside the collector. This first flexible membrane responds to increased pressure from the manifold and moves toward the first contact to indicate overheating status. The sensor contains a failure signaling switch for indicating an emergency situation when the pressure of the gas in the sensor tube drops, which consists of a second flexible membrane, usually touching its external surface with a second electrical contact located outside the collector. This second flexible membrane responds to a decrease in gas pressure and moves away from the second contact to indicate a malfunction. And the collector, the first and second membranes mentioned, and the corresponding first and second electrical contacts form a switching module. The switching module further comprises a corresponding forming tube for each flexible membrane. This forming tube has a first end opening into a sealed gas-tight compartment located behind the corresponding membrane to transfer enough pressure to deform the membrane (see application US2009 / 0236205, IPC H01N35 / 24).
Устройство обладает недостаточной чувствительностью к воздействию температуры при достижении заданного интервала температуры. Кроме того не обеспечивает возможности обеспечения дистанционной проверки работоспособности. The device has insufficient sensitivity to the effects of temperature when a specified temperature interval is reached. In addition, it does not provide the ability to provide remote health checks.
Технической задачей решаемой изобретением является создание сигнализатора обнаружения пожара/перегрева, надежно работающего в условиях вибрации и перепада температур, характерных для условий эксплуатации авиационной техники, обладающего более высокой чувствительностью к воздействию температуры при достижении заданного интервала температуры, с регулируемым гистерезисом.The technical problem of the invention is the creation of a fire / overheating detection device that works reliably under vibration and temperature extremes, typical for operating conditions of aircraft, which has a higher sensitivity to temperature when a specified temperature interval is reached, with adjustable hysteresis.
Технический результат заключается в повышении надежности сигнализатора и сниженной трудоемкости изготовления при обеспечении дистанционной проверки работоспособности. The technical result consists in increasing the reliability of the signaling device and the reduced complexity of manufacturing while providing remote verification of performance.
Поставленная задача решается тем, что в сигнализаторе обнаружения пожара/перегрева, включающем корпус, в котором расположены, по крайней мере, два миниатюрных сигнализатора абсолютного давления, каждый из сигнализаторов содержит мембрану с расположенным напротив неё электрическим контактом, заключенные в одну общую миниатюрную камеру; термочувствительную трубку, заполненную газом с размещенным в ней сердечником из металла, способного обратимо выделять и поглощать водород при изменении температуры, открытый конец которой сообщается с полостью корпуса, сообщающейся с полостью миниатюрных камер при помощи капиллярных трубок, модуль выключателей, контакты которых соединены с контактами сигнализаторов, согласно решению, в качестве сигнализаторов выбраны сигнализаторы с хлопающей мембраной, мембраны настроены на заданный порог срабатывания по давлению за счет выбора толщины мембраны, сердечник помещен в оплетку, выполненную из кремнеземной нити, при этом внутренняя полость корпуса и статические полости миниатюрных сигнализаторов абсолютного давления вакуумированы. The problem is solved in that in a fire / overheating detection device, including a housing in which at least two miniature absolute pressure sensors are located, each of the indicators contains a membrane with an electrical contact located opposite it, enclosed in one common miniature camera; a heat-sensitive tube filled with gas with a core made of metal capable of reversibly releasing and absorbing hydrogen when the temperature changes, the open end of which communicates with the cavity of the housing, communicating with the cavity of the miniature chambers using capillary tubes, a switch module, the contacts of which are connected to the contacts of the signaling devices , according to the solution, signaling devices with a popping membrane are selected as signaling devices, the membranes are configured to a predetermined pressure response threshold by selecting t membrane thickness, the core is placed in a braid made of silica filament, while the inner cavity of the body and the static cavity of miniature absolute pressure alarms are evacuated.
Сигнализатор дополнительно содержит устройство проверки работоспособности сигнализатора, выполненное в виде нихромовой проволоки, спиралевидно намотанной по длине термочувствительной трубки поверх кремнеземной оплетки толщиной 0,2-0,3 мм с шагом намотки 1–1,2 мм при этом концы нихромовой проволоки заведены в корпус сигнализатора через гермовывод и выведены на соединитель в крышке корпуса для подачи напряжения питания. The signaling device further comprises a signaling device operability checker made in the form of a nichrome wire, helically wound along the length of the heat-sensitive tube over a silica braid 0.2-0.3 mm thick with a winding pitch of 1-1.2 mm, while the ends of the nichrome wire are brought into the signaling device housing through the hermetic outlet and output to the connector in the housing cover for supplying voltage.
В качестве газа выбран водород. В качестве сердечника использована титановая нить. Число миниатюрных камер может равняться трем. Hydrogen is selected as the gas. As the core used titanium thread. The number of miniature cameras can be three.
Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 приведена схема сигнализатора обнаружения пожара/перегрева, на фиг. 2 - конструкция сигнализатора обнаружения пожара/перегрева, на фиг. 3 – миниатюрная камера абсолютного давления, на фиг. 4 - термочувствительная трубка. Позициями на чертежах обозначены позиции:The invention is illustrated by drawings, in which Fig. 1 shows a diagram of a fire / overheat detection signaling device, in Fig. 2 is a design of a fire / overheating detection device, FIG. 3 is a miniature absolute pressure chamber; FIG. 4 - heat-sensitive tube. The positions in the drawings indicate the positions:
1. Термочувствительная трубка;1. Heat-sensitive tube;
2. Исполнительный блок;2. Executive unit;
3. Крышка;3. Cover;
4. Кольцо;4. The ring;
5. Капиллярные трубки;5. Capillary tubes;
6. Втулка;6. Sleeve;
7. Пластина крепежная;7. Mounting plate;
8. Шпилька;8. Hairpin;
9. Миниатюрный сигнализатор давления («ОТКАЗ») ;9. Miniature pressure signaling device ("FAILURE");
10. Миниатюрный сигнализатор давления («ПЕРЕГРЕВ») ;10. Miniature pressure signaling device ("OVERHEAT");
11. Миниатюрный сигнализатор давления («ПОЖАР») ;11. Miniature pressure signaling device ("FIRE");
12. Плата с резисторами;12. The board with resistors;
13. Изолятор;13. The insulator;
14. Кожух;14. Casing;
15. Контактный винт;15. Contact screw;
16. Соединитель;16. Connector;
17. Провод;17. Wire;
18. Гермовывод для подключения устройства проверки работоспособности сигнализатора;18. Germovyvod for connecting a device for checking the operability of the signaling device;
19. Динамическая полость;19. Dynamic cavity;
20. Мембрана;20. Membrane;
21. Статическая полость;21. Static cavity;
22. Электрический контакт;22. Electrical contact;
23. Гермовывод камеры;23. Germovyvod cameras;
24. Металлическая оболочка;24. The metal shell;
25. Титановая нить;25. Titanium thread;
26. Оплетка из кремнеземной нити;26. A silica filament braid;
27. Нихромовая проволока.27. Nichrome wire.
Предлагаемый сигнализатор обнаружения пожара/перегрева (фиг.1) содержит исполнительный блок 2, соединенный с термочувствительной трубкой 1, а также два (или более) миниатюрных сигнализатора абсолютного давления и встроенное дистанционное устройство проверки работоспособности. Исполнительный блок 2 включает корпус, два и более миниатюрных сигнализатора абсолютного давления 9, 10, 11, плату с тремя резисторами 12, контактный винт 15, соединитель 16 для подключения устройства проверки работоспособности, гермовывод 18 для подключения устройства проверки работоспособности сигнализатора.The proposed fire / overheating detection device (Fig. 1) comprises an actuating unit 2 connected to a heat-sensitive tube 1, as well as two (or more) miniature absolute pressure sensors and an integrated remote operability check device. The executive unit 2 includes a housing, two or more miniature
Миниатюрные сигнализаторы абсолютного давления 9, 10, 11 (фиг.2), закреплены в исполнительном блоке на шпильках 8 установленных в кольце 4 при помощи втулки 6 и пластины крепежной 7. Три капиллярные трубки 5 вварены в кольцо 4 для сообщения с динамической полостью 19 соответствующего миниатюрного сигнализатора абсолютного давления (фиг.3). Таким образом, динамическая полость каждого миниатюрного сигнализатора абсолютного давления, ограниченная мембраной 20 (фиг. 3), сообщается с полостью термочувствительной трубки посредством соответствующей капиллярной трубки. В состав миниатюрного сигнализатора абсолютного давления (фиг. 3) входит мембрана 20, которая способна перемещаться под действием изменения давления и контактировать с противолежащим электрическим контактом 22, изолированным от корпуса при помощи гермовывода камеры 23, тем самым разрывать или замыкать электрическую цепь в зависимости от её положения относительно контакта. Miniature absolute pressure switches 9, 10, 11 (Fig. 2), are mounted in the actuator block on the
Функциональное соединение с системой аварийной сигнализации и выдача сигналов «ОТКАЗ», «ПОЖАР», «ПЕРЕГРЕВ» происходит через плату с резисторами 12 и контактный винт 15. Подача напряжения питания и отключение устройства проверки работоспособности сигнализатора осуществляется при помощи соединителя 16 и гермовывода 18.Functional connection with the alarm system and the issuance of signals “FAILURE”, “FIRE”, “OVERHEAT” occurs through a board with
Полость миниатюрного сигнализатора абсолютного давления разделена мембраной 20 на динамическую 19 и статическую 21. Динамическая полость 19 сообщается при помощи капиллярной трубки 5 с полостью термочувствительной трубки 1, статическая полость вакуумируется. Сигнализатор обнаружения пожара/перегрева определяет три типа состояния температуры/давления, которым соответствуют три значения выходного сопротивления, и производит выдачу соответствующих тревожных сигналов, а также имеет встроенное дистанционное устройство проверки работоспособности. Если температура окружающей термочувствительную трубку среды повышается или термочувствительная трубка подвергается интенсивному нагреву, внутреннее давление в термочувствительной трубке и соответственно в динамических полостях миниатюрных сигнализаторов абсолютного давления исполнительного блока начинает увеличиваться пропорционально росту температуры. Когда давление внутри термочувствительной трубки достигнет установленного значения, срабатывает мембрана и замыкает электрический контакт в миниатюрном сигнализаторе абсолютного давления 10 отвечающего за сигнализацию «ПЕРЕГРЕВ» в исполнительном блоке. Это приводит к коммутации тока в электрической цепи для прохождения сигнала «ПЕРЕГРЕВ» через плату с резисторами 12 и контактный винт 15 к системе аварийной сигнализации. Плата с резисторами содержит три резистора 12 (фиг.1), каждый из которых имеет электрическую связь с электрическим контактом соответствующего миниатюрного сигнализатора абсолютного давления 9, 10, 11 («ОТКАЗ», «ПЕРЕГРЕВ», «ПОЖАР»), коммутирующих ток при замыкании/размыкании соответствующего электрического контакта. Другой тип состояния температуры/давления возникает при высокоинтенсивном воздействии пламени на короткий участок термочувствительной трубки или когда общее значительное превышение температуры окружающей среды выше установленных пределов (выше температуры, при которой выдается сигнал «ПЕРЕГРЕВ», усредненный по длине сигнализатора). При этом происходит быстрое выделение большого объема газа из титановой нити. В миниатюрном сигнализаторе абсолютного давления 11 происходит повышение давления, вследствие чего мембрана перемещается и замыкает электрический контакт, коммутируя в цепи электрический ток для прохождения сигнала «ПОЖАР». Третий, чувствительный к давлению миниатюрный сигнализатор абсолютного давления 9, входящий в состав исполнительного блока давления, находится под постоянным давлением (мембрана замкнута с электрическим контактом), которое поддерживается в термочувствительной трубке и капиллярных трубках. В случае нарушения целостности термочувствительной трубки происходит утечка газа, сопровождающаяся снижением давления с отсоединением мембраны от электрического контакта и формированием соответствующего сигнала «ОТКАЗ». В приведенном примере все три миниатюрных сигнализатора абсолютного давления, входящие в состав исполнительного блока имеют статическую 21 и динамическую полости 19 (фиг.3). Динамическая полость ограничена мембраной. Причем, давление срабатывания мембран миниатюрных сигнализаторов абсолютного давления отвечающих за выдачу сигналов «ПОЖАР» и «ПЕРЕГРЕВ», регулируется толщиной мембран, подобранных таким образом, чтобы срабатывание каждой из них происходило при давлении, соответствующем достижению заданного диапазона положительных температур. Толщина мембраны миниатюрного сигнализатора абсолютного давления, отвечающего за выдачу сигнала «ОТКАЗ» подбирается таким образом, чтобы давление газа, заполняющего термочувствительную трубку, капиллярные трубки и динамическую полость указанного миниатюрного сигнализатора абсолютного давления удерживало мембрану в замкнутом с электрическим контактом состоянии. Преимуществом примененных мембран является возможность регулирования гистерезиса, обеспечивающая точность их срабатывания по достижении заданной величины давления. The cavity of the miniature absolute pressure switch is divided by a
В качестве таких мембран могут быть использованы хлопающие мембраны, например по патенту РФ2293298, обеспечивающие необходимую точность срабатывания.As such membranes, flapping membranes can be used, for example, according to the patent of the Russian Federation 2293298, providing the necessary accuracy of operation.
После снижения температуры окружающей среды, внутреннее давление газа в термочувствительной трубке падает и контакты миниатюрных сигнализаторов абсолютного давления «ПОЖАР» и «ПЕРЕГРЕВ» размыкаются, сигнализатор возвращается в нормальное состояние (контакт сигнализатора «ОТКАЗ» остается замкнутым). При нормальной работе сигнализатора цикл многократно повторяется.After lowering the ambient temperature, the internal gas pressure in the heat-sensitive tube drops and the contacts of the miniature absolute pressure switches “FIRE” and “OVERHEAT” open, the indicator returns to its normal state (the contact of the “FAILURE” indicator remains closed). During normal operation of the detector, the cycle is repeated many times.
С целью повышения надежности работы сигнализатора обнаружения пожара/перегрева в условиях вибрации и перепада температур, характерных для условий эксплуатации авиационной техники статическая полость всех трех миниатюрных сигнализаторов абсолютного давления и внутренняя полость исполнительного блока (корпус), в которой находятся миниатюрные сигнализаторы абсолютного давления, вакуумируется. In order to increase the reliability of the fire / overheating detection device under vibration and temperature differences typical of the operating conditions of aircraft, the static cavity of all three miniature absolute pressure sensors and the internal cavity of the actuator unit (housing), in which the miniature absolute pressure sensors are located, is evacuated.
Для снижения трудоемкости изготовления сигнализатора обнаружения пожара/перегрева и повышения точности срабатывания по достижении заданного интервала положительных температур состав газовой среды, заполняющий термочувствительную трубку однороден и не содержит инертного газа. Однородная газовая среда, состоящая полностью из водорода, обеспечивает более высокую степень поглощения водорода титановой нитью при заполнении термочувствительной трубки газом и полноту выделения поглощенного газа при достижении заданного диапазона температур, обеспечивая тем самым создание необходимого давления в термочувствительной трубке и надежность срабатывания соответствующего миниатюрного сигнализатора абсолютного давления. To reduce the complexity of manufacturing a fire / overheat detection alarm and to increase the accuracy of operation upon reaching a predetermined interval of positive temperatures, the composition of the gaseous medium filling the heat-sensitive tube is homogeneous and does not contain inert gas. A homogeneous gas environment consisting entirely of hydrogen provides a higher degree of absorption of hydrogen by titanium filament when filling the heat-sensitive tube with gas and a complete release of absorbed gas when the specified temperature range is reached, thereby ensuring the necessary pressure in the heat-sensitive tube and reliable operation of the corresponding miniature absolute pressure switch .
В конкретном примере металлическая оболочка 24 термочувствительной трубки сигнализатора (фиг.4) выполнена из нержавеющей стали, нить 25 изготовлена из титана и помещена в оплётку из кремнезёмной нити 26. Выбор титана в качестве материала для изготовления нити обусловлен его высокой способностью к поглощению водорода в заданном интервале положительных температур. In a specific example, the
Результат достигается за счет более высокой способности титановой нити к насыщению водородом, повышенной теплопроводности оплетки из кремнеземных нитей, обеспечивающей эффективную передачу тепла от стенок чувствительной трубки титановому порошку, в который превращается титановая нить при ее насыщении водородом и облегчении процесса протягивания кремнеземной оплетки с титановой нитью в термочувствительную трубку за счет гибкости, сглаженной формы кремнеземной нити, отсутствия пор и шероховатостей на ее поверхности (в отличие от базальтовой нити), наличия устройства проверки работоспособности.The result is achieved due to the higher ability of the titanium filament to saturate with hydrogen, increased thermal conductivity of the silica filament braid, which provides efficient heat transfer from the walls of the sensitive tube to the titanium powder, into which the titanium filament turns when it is saturated with hydrogen and facilitates the process of drawing the silica filament with a titanium filament into heat-sensitive tube due to flexibility, smooth shape of silica filament, lack of pores and roughness on its surface (unlike ba alto threads), the presence of health check unit.
Термочувствительная трубка (фиг.4) выполнена из нержавеющей стали, внешний диаметр трубки 1,5мм-2мм, толщина стенок 0,2-0,5мм. Длина трубки в зависимости от конструктивных особенностей объекта авиационной техники составляет от 7 до 12 м. Толщина кремнеземной нити в оплетке 0,1 мм, количество нитей в оплетке – восемь. При указанном количестве нитей достигается наибольший технический результат. Теплопроводность оплетки увеличивается с увеличением числа нитей за счет увеличения площади контакта с внутренней поверхностью трубки. Однако увеличение числа нитей в оплетке ограничено толщиной титановой нити, величина которой составляет 0,6-0,8 мм.The heat-sensitive tube (figure 4) is made of stainless steel, the outer diameter of the tube is 1.5mm-2mm, the wall thickness is 0.2-0.5mm. The length of the tube, depending on the design features of the aircraft, is from 7 to 12 m. The thickness of the silica yarn in the braid is 0.1 mm, the number of threads in the braid is eight. With the specified number of threads, the greatest technical result is achieved. The thermal conductivity of the braid increases with increasing number of threads due to an increase in the contact area with the inner surface of the tube. However, the increase in the number of filaments in the braid is limited by the thickness of the titanium filament, the magnitude of which is 0.6-0.8 mm.
Сигнализатор обнаружения пожара/перегрева с встроенным дистанционным устройством проверки работоспособности устроен следующим образом (фиг. 2). The fire / overheat detection device with an integrated remote operability check device is arranged as follows (Fig. 2).
Термочувствительная трубка 1 с титановой нитью в оплетке, выполненной из кремнеземной нити, поверх которой спирально намотана нихромовая проволока, одним концом через крышку 3 сообщается через каналы кольца 4 с капиллярными трубками 5, соединенными с динамическими полостями миниатюрных сигнализаторов абсолютного давления 9,10,11. Второй конец термочувствительной трубки сообщается с линией обезгаживания и заполнения трубки водородом. После обезгаживания и нагрева в термочувствительную трубку закачивается водород. Титановая нить в оплетке из кремнеземной нити, помещенная в термочувствительную трубку, насыщается водородом и превращается в гидрид титана – порошкообразное вещество, удерживаемое в термочувствительной трубке оплеткой из кремнеземной нити и предотвращающей спекание частиц порошка с внутренней поверхностью трубки при нагреве до высоких температур, а также обеспечивающую эффективную передачу тепла от стенок трубки порошку гидрида титана. Затем второй конец термочувствительной трубки заваривается и сигнализатор готов к работе.A heat-sensitive tube 1 with a titanium braided thread made of silica thread, over which a nichrome wire is helically wound, is connected through the cap 3 through the channels of the ring 4 with
Конструкция сигнализатора дополнительно снабжена встроенным дистанционным устройством проверки его работоспособности, моделирующим реальный процесс перегрева термочувствительной трубки сигнализатора, которое реализовано следующим образом (фиг. 4).The design of the signaling device is additionally equipped with a built-in remote device for checking its operability, simulating the actual process of overheating of the heat-sensitive signaling tube, which is implemented as follows (Fig. 4).
По длине термочувствительной трубки поверх кремнеземной оплетки 26, в которую помещена наводороженная титановая нить 25, спиралевидно намотана нихромовая проволока 27 диаметром 0,2-0,3 мм с шагом намотки 1–1,2 мм. Благодаря эластичности кремнеземной оплетки намотка нихромовой проволоки поверх кремнеземной оплетки проводится с определенным натягом для облегчения процесса протягивания титановой нити в кремнеземной оплетке с нихромовой проволокой в оболочку термочувствительной трубки.Along the length of the heat-sensitive tube over the
Концы нихромовой проволоки (см. фиг.2) заведены в корпус сигнализатора через гермовывод 18 и выведены на соединитель 16, через который подаётся напряжение питания устройства. При подаче напряжения на нихромовую проволоку происходит её нагрев до температуры 650-700°С, достаточный для того, чтобы в термочувствительной трубке из наводороженной титановой нити начался процесс выделения водорода. Выделение водорода повышает внутреннее давление в термочувствительной трубке, и соответственно в динамической полости миниатюрного сигнализатора, отвечающего за сигнализацию «ПЕРЕГРЕВ» и приводит к выдаче соответствующего сигнала на контактный винт 15. The ends of the nichrome wire (see figure 2) are introduced into the body of the signaling device through a
В начале выделение водорода в результате нагрева нихромовой проволоки повышает внутреннее давление в термочувствительной трубке, и соответственно в динамической полости миниатюрного сигнализатора, отвечающего за сигнализацию «ПЕРЕГРЕВ» и приводит к выдаче сигнала «ПЕРЕГРЕВ» на контактный винт 15. At the beginning, the evolution of hydrogen as a result of heating the nichrome wire increases the internal pressure in the heat-sensitive tube, and, accordingly, in the dynamic cavity of the miniature signaling device responsible for the “OVERHEAT” signaling and leads to the output of the “OVERHEAT” signal to the
В результате дальнейшего нагрева нихромовой проволоки и повышения внутреннего давления в термочувствительной трубке, увеличивается давление в динамической полости миниатюрного сигнализатора, отвечающего за сигнализацию «ПОЖАР», что приводит к выдаче сигнала «ПОЖАР» на контактный винт 15.As a result of further heating of the nichrome wire and an increase in the internal pressure in the heat-sensitive tube, the pressure in the dynamic cavity of the miniature detector responsible for the “FIRE” alarm increases, which leads to the generation of the “FIRE” signal to the
Выдача сигналов «ПЕРЕГРЕВ» и «ПОЖАР» указывает на исправность и работоспособность сигнализатора пожара/перегрева. The output of “OVERHEAT” and “FIRE” signals indicates the serviceability and operability of the fire / overheat signaling device.
Сразу после срабатывания сигнализации «ПОЖАР», напряжение питания, подаваемое на устройство проверки работоспособности отключается. При этом температура в термочувствительной трубке с намотанной нихромовой проволокой снижается, давление в трубке, и соответственно в миниатюрных сигнализаторах «ПОЖАР» и «ПЕРЕГРЕВ», падает, выдача сигналов «ПОЖАР» и «ПЕРЕГРЕВ» прекращается. Immediately after the “FIRE” alarm is triggered, the supply voltage supplied to the health check device is turned off. At the same time, the temperature in the heat-sensitive tube with the nichrome wire wound decreases, the pressure in the tube, and accordingly in the miniature warning devices “FIRE” and “OVERHEAT”, drops, the output of the signals “FIRE” and “OVERHEAT” stops.
Встроенное дистанционное устройство проверки работоспособности позволяет осуществлять проверку работоспособности сигнализатора пожара/перегрева на протяжении всего срока эксплуатации сигнализатора.The built-in remote health check device allows you to check the operability of the fire / overheat signaling device throughout the entire life of the signaling device.
В реализованной конструкции встроенного дистанционного устройства проверки работоспособности сигнализатора пожара/перегрева толщина нихромовой проволоки составляла 0,3 м, шаг намотки спирали 1,2 м. При таком сочетании параметров устройства обеспечивается необходимая скорость и температура нагрева термочувствительной трубки, обеспечивающая полноту и достоверность проверки работоспособности сигнализатора.In the implemented design of the built-in remote device for checking the operability of the fire / overheat signaling device, the thickness of the nichrome wire was 0.3 m, the spiral winding pitch was 1.2 m. With this combination of device parameters, the required speed and temperature of heating of the heat-sensitive tube are ensured, which ensures the completeness and reliability of the operation test .
Таким образом, помимо устройства контроля целостности чувствительного элемента встроенного в сигнализатор, имеется внешнее устройство оперативной диагностики, которое позволяет осуществлять тестирование функционирования сигнализатора в целом. Тестирование происходит дистанционно и не требует вмешательства технических служб, что позволяет сократить сроки проведения предполетной диагностики авиационного объекта в целом. Thus, in addition to the device for monitoring the integrity of the sensing element built into the detector, there is an external operational diagnostic device that allows testing the functioning of the detector as a whole. Testing takes place remotely and does not require the intervention of technical services, which reduces the time required for pre-flight diagnostics of the aviation object as a whole.
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016137252A RU2626753C1 (en) | 2016-09-19 | 2016-09-19 | Fire/overheat signaling detector with built-in remote operation checking device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016137252A RU2626753C1 (en) | 2016-09-19 | 2016-09-19 | Fire/overheat signaling detector with built-in remote operation checking device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2626753C1 true RU2626753C1 (en) | 2017-07-31 |
Family
ID=59632434
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016137252A RU2626753C1 (en) | 2016-09-19 | 2016-09-19 | Fire/overheat signaling detector with built-in remote operation checking device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2626753C1 (en) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1179401A1 (en) * | 1983-07-13 | 1985-09-15 | Предприятие П/Я В-8296 | Dangerously explosive concentration alarm |
US5691702A (en) * | 1995-09-08 | 1997-11-25 | Whittaker Corporation | Pneumatic pressure detector for fire and ground fault detection |
US20090236205A1 (en) * | 2007-09-07 | 2009-09-24 | Pacific Scientific Company | Pneumatic fire detector |
EP2779127A2 (en) * | 2013-03-14 | 2014-09-17 | Kidde Technologies, Inc. | Pneumatic sensing apparatus for fire or overheat alarm |
US20150097677A1 (en) * | 2013-10-03 | 2015-04-09 | Kidde Technologies, Inc. | Pneumatic detector switch having a single diaphragm for alarm and fault conditions |
US20160133106A1 (en) * | 2014-11-10 | 2016-05-12 | Kidde Technologies, Inc. | Pneumatic pressure detector for a fire alarm system and method of insulating |
-
2016
- 2016-09-19 RU RU2016137252A patent/RU2626753C1/en active IP Right Revival
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1179401A1 (en) * | 1983-07-13 | 1985-09-15 | Предприятие П/Я В-8296 | Dangerously explosive concentration alarm |
US5691702A (en) * | 1995-09-08 | 1997-11-25 | Whittaker Corporation | Pneumatic pressure detector for fire and ground fault detection |
US20090236205A1 (en) * | 2007-09-07 | 2009-09-24 | Pacific Scientific Company | Pneumatic fire detector |
EP2779127A2 (en) * | 2013-03-14 | 2014-09-17 | Kidde Technologies, Inc. | Pneumatic sensing apparatus for fire or overheat alarm |
US20150097677A1 (en) * | 2013-10-03 | 2015-04-09 | Kidde Technologies, Inc. | Pneumatic detector switch having a single diaphragm for alarm and fault conditions |
US20160133106A1 (en) * | 2014-11-10 | 2016-05-12 | Kidde Technologies, Inc. | Pneumatic pressure detector for a fire alarm system and method of insulating |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3122728A (en) | Heat detection | |
JP4035848B2 (en) | Hydrogen gas leak warning system | |
EP2779125A2 (en) | Pneumatic detector integrated alarm and fault swtich | |
US5136278A (en) | Compact and lightweight pneumatic pressure detector for fire detection with integrity switch | |
CA2901857C (en) | Pneumatic detector assembly with bellows | |
US9524841B2 (en) | Heat detector with shape metal alloy element | |
US5691702A (en) | Pneumatic pressure detector for fire and ground fault detection | |
RU2626753C1 (en) | Fire/overheat signaling detector with built-in remote operation checking device | |
US3064245A (en) | Heat detection device | |
US20040194976A1 (en) | Fire protection unit with glass vessel sensors | |
US3760393A (en) | Overheat detection system | |
US3221319A (en) | Heat detection system with testing means | |
US5012672A (en) | Hydrogen gas sensor and method of manufacture | |
US3277860A (en) | Sensor for heat or temperature detection and fire detection | |
US3390365A (en) | Sensor for heat or temperature detection and fire detection | |
EP2858050B1 (en) | Pneumatic detector switch having a single diaphragm for alarm and fault conditions | |
US2985870A (en) | Engine analyzer for detecting temperature with transducer and circuits | |
RU2626716C1 (en) | Method for fire or overheat detection, and device for its implementation | |
US3345875A (en) | Heat detecting sensor | |
US3237179A (en) | Heat detection device with test system | |
US3319239A (en) | Sensor for heat or temperature detection and fire detection | |
US2993169A (en) | Timing device | |
US3235859A (en) | Fire detection system | |
US3205329A (en) | Sensitive pressure-responsive device | |
SU809274A1 (en) | Device for signalling preemergency state of an object with high-temperature electroconductive medium |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20210319 |
|
TK4A | Correction to the publication in the bulletin (patent) |
Free format text: CORRECTION TO CHAPTER -MM4A- IN JOURNAL 21-2021 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20210805 |