Устройство для обнаружения тлеющих частиц в пневмотранспорте

 

Использование: в области создания оптико-электронных систем предупреждения возгораний, в частности в. пневмотранспортах. Сущность изобретения: использование двух световодов. Светрприемные концы световодов расположены на внутренней поверхности пневмопровода, а их жилы на светоприемном конце выполнены в виде веера , установленного так, что его плоскость перпендикулярна направлению потока транспортируемого материала. Информация о лучистой энергии тлеющей частицы, возникшей в пневмопроводе,по волоконнооптическому каналу поступает на фотоприемные устройства, соединенные с выходными концами световодоВ|И далее сигнализатор, который предупреждает об опасной ситуации. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 А 62 С 3/00, 39/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4859734/12 (22) 13.08.90 (46) 30.04,92. Бюл. М 16 (71) Государственный оптический институт им.С.И. Вавилова (72) С.А.Вицинский, О.М,Нилов и Г.В.Поспелов (53) 628.74 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1140302, кл. А 61 С 37/00, 1980, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ

ТЛЕЮЩИХ ЧАСТИЦ .В ПНЕВМОТРАНСПОРТЕ (57) Использование: в области создания оптико-электронных систем предупреждения

Изобретение относится к области оптико-электронных противопожарных средств и может быть использовано для предупреждения возгорания, в частности сыпучих и зернистых материалов в пневмотранспор-ах.

Наиболее близким по решаемой задаче является устройство обнаружения тлеющих частиц в пневмотранспортах, содержащее волоконно-оптический сумматор, светоприемные концы световодов которого расположены в пневмотранспорте, фотоприемник и сигнализатор.

Такое устройство позволяет работать при высоких температурах и в условиях сильных вибраций, так как использование волоконной оптики дает возможность вынести приемник излучения из рабочей зоны.

Однако опыт длительной эксплуатации этих устройств показал их недостаточно высокую. Ы 1729528 А1 возгораний, в частности в. пневмотранспортах. Сущность изобретения: использование двух световодов. Светоприемные концы световодов расположены на внутренней поверхности пневмопровода, а их жилы на светоприемном конце выполнены в виде веера, установленного так, что его плоскость

/ перпендикулярна направлению потока транспортируемого материала. Информация о лучистой энергии тлеющей частицы, возникшей в пневмопроводе,по волоконнооптическому каналу поступает на фотоприемные устройства, соединенные с выходными концами световодов и далее — в сигнализатор, который предупреждает об опасной ситуации. 1 з.п. ф-лы, 3 ил. обнаружительную способность: большие потери в волоконно-оптических каналах, а также малый апертурный (входной) угол световодов не позволяют обеспечить высокую чувствительность устройства.

Целью изобретения является повышение надежности обнаружения.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве обнаружения тлеющих частиц в пневмотранспорте, содержащем размещенные напротив друг друга волоконно-оптические световоды, светоприемные концы которых расположены нв внутренней поверхности пневмопровода, а выходные концы соединены с фотоприемным устройством, на поверхности пневмопровода размещены светоприемные концы двух световодов, жилы которых на светоприемном конце выполнены в виде веера, установленного так, что

1729528 его плоскость перпендикулярна направлению потока транспортируемого материала.

Такая конструкция с двумя светоприемными световодами позволяет осуществить надежный контроль работоспособности системы, если между этими концами разместить имитатор искры. В качестве имитатора искры в зависимости от решаемой задачи могут быть использованы любые источники света — лампы накаливания, светодиоды и другие.

На фиг.1, 2 приведено схематическое изображение предложенного устройства, использованного при проектировании системы обнаружения тлеющих частиц в пневмотранспорте цехов по производству древесно-стружечных плит(на примере конкретного выполнения опытного образца).

Устройство содержит волоконно-оптические световоды 1, жилы которых на светоприемном конце 2 выполнены в виде веера иустановлены в пневмопроводе3,фотоприемное устройство 4, сигнализатор 5 и имитатор излучения 6 .(на фиг.1 представлен вариант устройства с двумя фотоприемниками, на фиг.2 — с одним фотоприемником); на фиг.3 изображены зоны контроля устройства-прототипа, где световоды 1 при входном угле (хмакс = 30 имеют угол контроля

Щкс = 60О.

Предложенное устройство работает следующим образом. В случае возникновения пожарной ситуации по волоконно-оптическим световодам 1 информация о лучистой энергии тлеющей частицы поступает на фотоприемник 4, Лучистая энергия, преобразованная в электрический сигнал, с выхода фотоприемника 4 передается в сигнализатор 5, который предупреждает об опасной ситуации и включает средства предупреждения возгорания. Для периодической проверки функционирования устройства включается имитатор 6, излучение которого так же, как и излучение тлеющей частицы, фиксируется фотоприемником 4 через волоконно-оптические световоды 1.

При размещении жил световода на светоприемном конце в виде веера угол контроля одного канала устройства определяется из выражения P = 2 с макс + 7 где OMaxc — входной угол жилы световоды; ф — угол между боковыми жилами веера, и может быть выбран наиболее оптимальным в зависимости от формы и размеров пневмопровода. Так, в случае пневмопровода круглого сечения большого (1000 мм) диаметра оптимальным является угол контроля

P = 180о, соответственно: при aMBKc = 30 имеем у, =120О.

Расположение таких световодов на внутренней поверхности пневмопровода напротивдругдруга гарантирует обзор каждым из световодов всего сечения пневмопровода. Это позволяет существенно повыситьчувствительность устройства и надежность обнаружения тлеющей частицы.

Так, например, тлеющая частица А в обьекте-прототипе может быть зафиксирована только двумя соседними световодными каналами из шести (см,фиг.3), при этом возможное максимальное расстояние от тлеющей частицы до светоприемного конца световода примерно равно внутреннему диаметру пневмопровода d. Из-за неоднородности светопропускания транспортируемого материала в данном варианте высока вероятность "перекрытия" потока излучения тлеющей частицы А, который фиксируется лишь двумя наиболее удаленными, соседними световодами. В предложенном устройстве тлеющая частица А всегда фиксируется обоими световодными каналами, причем возможное максимальное расстояние от тлеющей частицы до светоприемного конца равно длине хорды, стягивающей дугу по внутренней окружности пневмопроводэ длиной 90О, т.е., примерно, 0,7 d, Поскольку значение освещенности фотоприемного устройства обратно пропорционально квадрату расстояния от источника излучения (тлеющей частицы) до приемника (светоприемного конца световода), а взаимопротивоположное размещение светоприемных концов световодов практически исключает возможность "перекрытия" потока излучения тлеющей частицы, то в заявленном устройстве гарантировано обеспечивается в несколько раз большая чувствительность и надежность обнаружения, Достаточность двух световодных каналов позволяет повысить точность измерений за счет уменьшения поглощения света в волоконно-оптическом тракте благодаря выравниванию и сокращению длины световодов. Это позволяет также упростить и значительно удешевить устройство в целом, так как световодное волокно является весьма дорогостоящим комплектующим изделием, При использовании двух фотоприемников (см.фиг.1) длина световодов не зависит от габаритных размеров пневмопровода, а может быть выбрана лишь из условия достаточности температурной развязки фотоприемника от пневмотранспорта.

Экспериментальные испытания опытного образца предложенного устройства нэ

1729528 пневмопроводе диаметром 1000 мм, транспортирующем измельченную древесину со скоростью 10 — 20 м/с при плотности среды материала 15 — 20% и температуре в зоне обнаружения 120 С, в цехе по производству древесно-стружечных плит подтвердили его высокую эффективность. Так, в течение месячного цикла испытаний опытного образца было зафиксировано 150 случаев возникновения тлеющих частиц.

Пропусков тлеющих частиц, приводящих к возгоранию,не наблюдалось. При аналогичных испытаниях объекта-прототипа произошло 3 локальных возгорания в пневмопроводе.

Таким образом, предложенное новое конструктивное решение устройства благодаря повышению чувствительности позволило существенно увеличить надежность обнаружения тлеющих частиц.

Формула изобретения

1. Устройство для обнаружения тлеющих частиц в пневмотранспорте, содержащее размещенные один напротив другого

5 волоконно-оптические световоды, светоприемные концы которых расположены на внутренней поверхности пневмопровода, а выходные концы соединены с фотоприемным устройством, которое подключено к

10 сигнализатору, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности обнаружения, светоприемные концы световодов расположены в виде веера и лежат в плоскости, перпендикулярной направлению потока

15 транспортируемого материала.

2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью контроля работоспособности системы, на внутренней поверхности пневмопровода между светоприемными

20 концами световодов размещен имитатор искры, 1729528 фиг.2

ЭигЗ

Составитель С.Вицинский

Редактор Т.Пилипенко Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор Т,Палий

Заказ 1458 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул,Гагарина, 101