Устройство поочередного пуска с контролем работоспособности выходных ключей

 

Устройство относится к противопожарной технике и предназначено для использования в автоматических системах управления техническими средствами пожаротушения на тяговом подвижном составе железнодорожного транспорта и других объектах. Устройство содержит ряд цепочек включения, число которых соответствует количеству нитей накала средств пожаротушения, блок питания, выходы которого подключены к первой и второй шинам, подключенные к обеим шинам блок включения средств пожаротушения, блок контроля работоспособности выходных ключей и блок контроля целостности нитей накала с подключенным к выходу последнего сигнальным устройством, блок включения средств пожаротушения, пусковой вход которого подключен к пусковому элементу, и блок контроля работоспособности выходных ключей, блок контроля целостности нитей накала, которые реализованы определенным образом. Предусмотрено, что сигнальный элемент блока контроля выходных ключей выполнен в виде последовательно включеных светодиода и токоограничивающего резистора. Технический результат состоит в том, что в устройстве значительно снижены его габариты и вес и имеется возможность осуществлять контроль работоспособности всех его цепей с требуемой периодичностью. 4 з.п.ф-лы, 1 ил.

Устройство относится к противопожарной технике и предназначено для использования в автоматических системах управления техническими средствами пожаротушения на тяговом подвижном составе железнодорожного транспорта и других объектах.

Известно "Устройство для контроля и подрыва пиропатронов" [1], содержащее ряд цепочек соответственно количеству средств пожаротушения, причем в каждой цепочке в качестве выходного ключа использовано реле, обмотка которого зашунтирована нитью накала электровоспламенителя (в дальнейшем по тексту - нить накала) с последовательно включенным с ними замыкающим контактом реле выходного ключа предыдущей цепочки. При пуске установки пожаротушения происходит перегорание первой нити накала, в результате чего срабатывает первое реле, которое своим контактом подключает источник питания к второй нити накала. При сгорании второй нити накала срабатывает второе реле, подключающее питание к третьей нити накала и т.д. Устройство имеет блок контроля целостности нитей накала, которым постоянно ведется контроль за целостностью нитей накала установки пожаротушения.

Недостатком известного устройства [1] является отсутствие контроля работоспособности выходных ключей (реле). Кроме того, при большом количестве средств пожаротушения требуется и соответствующее число реле, что ведет к значительным габаритам и весу устройства.

В основу настоящего изобретения поставлена задача создания устройства поочередного пуска средств пожаротушения, имеющего малые габариты и с полным контролем работоспособности всех цепей, в том числе и выходных ключей.

Решение поставленной задачи достигается тем, что в устройстве поочередного пуска с контролем работоспособности выходных ключей, содержащем ряд цепочек включения соответственно числу нитей накала средств пожаротушения, причем каждая цепочка включения состоит из последовательно соединенных токоограничивающего резистора, развязывающего диода и нити накала и имеет выходной ключ, блок питания, выходы которого подключены к первой и второй шинам, к второй шине подключены выводы нитей накала, подключенный к шинам и снабженный сигнальным устройством блок контроля целостности нитей накала, входы которого подключены к нитям накала. Согласно изобретению дополнительно введены подключенные к обеим шинам блок включения средств пожаротушения, имеющий пусковой вход, и блок контроля работоспособности выходных ключей, подключенные своими выходами к соответствующим выходным ключам и которые через токоограничивающие резисторы и развязывающие диоды обеспечивают подачу на соответствующие нити накала импульсов тока определенной длительности и амплитуды.

Блок включения средств пожаротушения состоит из последовательно соединенных генератора с внешним запуском, делителя частоты, узла задержки и распределителя импульсов, выходы которого подключены к соответствующим выходным ключам, а блок контроля работоспособности выходных ключей выполнен в виде узла, содержащего подключенный эмиттером к первой шине транзистор, между эмиттером и базой которого параллельно включены контрольный резистор и нормально замкнутый контакт, база транзистора подключена к входам выходных ключей, коллектор транзистора через сигнальный элемент подключен к второй шине. Кроме того, предусмотрено, что блок контроля целостности нитей накала выполнен в виде узла, содержащего схему ИЛИ, выход которой подключен к сигнальному устройству, цепочки последовательно соединенных токоограничивающих резисторов и развязывающих диодов, включенных между первой шиной и соответствующими выводами нитей накала, общие точки соединения токоограничивающих резисторов и развязывающих диодов подключены к входам схемы ИЛИ, а сигнальный элемент блока контроля работоспособности выходных ключей выполнен в виде последовательно соединенных светодиода и токоограничивающего резистора.

Введение указанных отличительных признаков в изобретении позволяет значительно снизить габариты и вес устройства и осуществлять контроль работоспособности всех его цепей.

Сущность изобретения поясняется схемой, приведенной на чертеже.

Позициями обозначены: 1 - цепочки включения; 2 - блок питания; 3, 4 - первая и вторая шины соответственно; 5 - блок включения средств пожаротушения; 6 - блок контроля работоспособности выходных ключей; 7 - блок контроля целостности нитей накала; 8 - сигнальное устройство; 9 - выходные ключи; 10, 22, 25 - токоограничивающие резисторы;
11, 23 - развязывающие диоды;
12 - нити накала электровоспламенителей (нити накала);
13 - генератор с внешним запуском;
14 - делитель частоты;
15 - узел задержки;
16 - распределитель импульсов;
17 - транзистор;
18 - контрольный резистор;
19 - контакт;
20 - сигнальный элемент;
21 - схема ИЛИ;
24 - светодиод.

Предлагаемое устройство поочередного пуска с контролем работоспособности выходных ключей содержит ряд цепочек включения 1, число которых соответствует количеству нитей накала средств пожаротушения, блок питания 2, выходы которого подключены к первой 3 и второй 4 шинам, подключенные к обеим шинам 3 и 4 блок включения средств пожаротушения 5, блок контроля работоспособности выходных ключей 6 и блок контроля целостности нитей накала 7 с подключенным к выходу последнего сигнальным устройством 8. Каждая цепочка включения 1 состоит из последовательно соединенных выходного ключа 9, токоограничивающего резистора 10, развязывающего диода 11 и нити накала 12, подключенной к второй шине 4. Блок включения средств пожаротушения 5, пусковой вход которого подключен к пусковому элементу (на чертеже не показан), состоит из последовательно включенных генератора с внешним запуском 13, делителя частоты 14, узла задержки 15 и распределителя импульсов 16. Выходы распределителя импульсов 16 подключены к соответствующим выходным ключам 9. Блок контроля работоспособности выходных ключей 6 состоит из подключенного к первой шине 3 своим эмиттером транзистора 17, причем между эмиттером и базой транзистора 17 параллельно включены контрольный резистор 18 и нормально замкнутый контакт 19. База транзистора 17 подключена к выходным ключам 9, коллектор транзистора 17 через сигнальный элемент 20 подключен ко второй шине 4. Блок контроля целостности нитей накала 7 содержит схему ИЛИ 21, выход которой подключен к сигнальному устройству 8, и ряд, согласно числу нитей накала средств пожаротушения, цепочек, каждая из которых состоит из последовательно соединенных токоограничивающего резистора 22 и развязывающего диода 23, включенных между первой шиной 3 и соответствующим выводом нити накала 12, а общие точки соединения токоограничивающих резисторов 22 и развязывающих диодов 23 подключены к входам схемы ИЛИ 21.

Кроме того, предусмотрено, что сигнальный элемент 20 блока контроля выходных ключей 6 выполнен в виде последовательно включенных светодиода 24 и токоограничивающего резистора 25.

Описанное конструктивное выполнение предлагаемого устройства не охватывает всех возможностей его исполнения. Так, в рамках данного изобретения, возможно исполнение сигнального элемента 20 в виде счетчика, или с выводом его на ЭВМ. Выходные ключи 9 могут быть транзисторными, тиристорными или других типов.

Работа устройства.

Для тушения пожара в тяговом подвижном составе используются генераторы аэрозолей, содержащие электровоспламенители. Генераторы аэрозолей срабатывают при подаче на нити накала электровоспламенителей импульса тока определенной величины и длительности. При значении силы тока, протекающего через нити накала, равного или менее указанного в паспорте гарантированного тока несрабатывания, выпуска аэрозоля происходить не будет. На тяговом подвижном составе используется большое количество генераторов аэрозолей, поэтому чтобы избежать значительного потребления электроэнергии при одновременном пуске всех генераторов, а резервным источником предусмотрена аккумуляторная батарея, применяются устройства поочередного пуска, что позволяет в короткий промежуток времени осуществить приведение в действие всей системы пожаротушения. Вход устройства пуска может быть подключен как к установкам пожарной сигнализации, так и к устройствам ручного пуска. Кроме того, прибор управления, куда входит описываемое устройство, должен осуществлять контроль исправности всех цепей.

Устройство работает следующим образом.

При подаче питания от блока питания 2 на шины 3 и 4 устройство постоянно ведет контроль за целостностью нитей накала 12. Это достигается тем, что ток, с величиной меньше гарантированного тока несрабатывания, протекает по цепям: шина 3 - токоограничивающий резистор 22 - развязывающий диод 23 - нить накала 12 - шина 4. Так как сопротивление нити накала 12 мало, то на входы схемы ИЛИ 21 будет прикладываться напряжение менее величины, достаточной для формирования на выходе схемы ИЛИ сигнала "Обрыв". При нарушении целостности любой нити накала 12 напряжение от шин 3 и 4 оказывается приложенным к входу схемы ИЛИ 21 и на ее выходе появляется сигнал, приводящий в действие сигнальное устройство 8 с указанием "Обрыв".

Устройство имеет два режима работы: режим автоматического пуска и режим ТЕСТ (контроль). В режиме автоматического пуска контрольный резистор 18 закорочен нормально замкнутым контактом 19. При этом при поступлении сигнала "Пожар", например от установки пожарной сигнализации, на пусковой вход блока включения средств пожаротушения 5 запускается генератор с внешним запуском 13. На выходе делителя частоты 14 формируется последовательность импульсов определенной частоты, которые поступают на узел задержки 15. По окончании времени задержки (которая необходима для эвакуации обслуживающего персонала) импульсы поступают на вход распределителя импульсов 16, на выходе которого формируются импульсы определенной длительности и которые поступают на соответствующие выходные ключи 9 в определенной последовательности. Выходные ключи 9 срабатывают и на нити накала 12 подаются импульсы тока по цепи: шина 3 - замкнутый контакт 19 - выходной ключ 9 - токоограничивающий резистор 10 - развязывающий диод 11 - нить накала 12 - шина 4. Происходит последовательный запуск генераторов аэрозолей. В режиме ТЕСТ (контроль) контакт переключателя 19 размыкается и производится запуск блока включения средств пожаротушения 5 аналогично описанному с отличием в том, что на нити накала 12 подаются импульсы тока по цепи: шина 3 - контрольный резистор 18 - выходной ключ 9 - токоограничивающий резистор 10 - развязывающий диод 11 - нить накала 12 - шина 4. При этом включается транзистор 17 и срабатывает сигнальный элемент 20 (зажигается светодиод 24). Подсчитав количество вспышек светодиода 24 и сравнив их с количеством генераторов аэрозолей, можно убедиться в исправности всех выходных ключей 9. Импульсы с коллектора транзистора 17 можно подавать на счетчик, на ЭВМ и т.д. для фиксации работоспособности всех выходных ключей 9. Благодаря включению контрольного резистора 18 в режиме ТЕСТ величина суммарного тока, протекающего через каждую нить накала 12, не превышает гарантированный ток несрабатывания генератора аэрозолей.

Из рассмотренного видно, что предлагаемое устройство позволяет значительно снизить его габариты и вес и осуществлять контроль работоспособности всех его цепей с требуемой периодичностью и, тем самым, решить поставленную задачу.

Промышленная применимость
Разработана техническая документация, проведены успешные испытания опытного образца устройства, осваивается серийное производство.

Источник информации
1. Патент РФ N 2029375, G 08 B 17/08, 1989.

Формула изобретения

1. Устройство поочередного пуска с контролем работоспособности выходных ключей, содержащее ряд цепочек включения соответственно числу нитей накала электровоспламенителей средств пожаротушения, причем каждая цепочка включения состоит из последовательно соединенных токоограничивающего резистора, развязывающегося диода и нити накала электровоспламенителя и имеет выходной ключ, блок питания, выходы которого подключены к первой и второй шинам, к второй шине подключены выводы нитей накала электровоспламенителей, подключенный к шинам и снабженный сигнальным устройством блок контроля целостности нитей накала электровоспламенителей, входы которого подключены к соответствующим выводам нитей накала электровоспламенителей, отличающееся тем, что дополнительно введены подключенные к обеим шинам блок контроля работоспособности выходных ключей и блок включения средств пожаротушения, имеющий пусковой вход, подключенный своими выходами к соответствующим выходным ключам, которые подключены также к выходу блока контроля работоспособности выходных ключей и через токоограничивающие резисторы и развязывающие диоды обеспечивают подачу на соответствующие нити накала электровоспламенителей импульсов тока определенной длительности и амплитуды.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что блок включения средств пожаротушения состоит из последовательно соединенных генератора с внешним запуском, делителя частоты, узла задержки и распределителя импульсов, выходы которого подключены к соответствующим выходным ключам.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что блок контроля работоспособности выходных ключей выполнен в виде узла, содержащего подключенный эммитером к первой шине транзистор, между эммитером и базой которого параллельно включены контрольный резистор и нормально замкнутый контакт, база транзистора подключена к выходным ключам, коллектор транзистора через сигнальный элемент подключен к второй шине.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что блок контроля целостности нитей накала электровоспламенителей выполнен в виде узла, содержащего схему ИЛИ, выход которой подключен к сигнальному устройству, цепочки последовательно соединенных токоограничивающих резисторов и развязывающих диодов, включенных между первой шиной и соответствующими выводами нитей накала электровоспламенителей, общие точки соединения токоограничивающих резисторов и развязывающих диодов подключены к входам схемы ИЛИ.

5. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что сигнальный элемент блока контроля работоспособности выходных ключей выполнен в виде последовательно соединенных светодиода и токоограничивающего резистора.

РИСУНКИ

Рисунок 1

PC4A - Регистрация договора об уступке патента Российской Федерации на изобретение

Прежний патентообладатель:
ООО НПП "ЭКСПРЕСС"

(73) Патентообладатель:
ООО Производственно-научная организация "Экспресс"

Договор № 19494 зарегистрирован 19.07.2004

Извещение опубликовано: 27.08.2004        БИ: 24/2004