Устройство для обнаружения движущегося фронта пламени

НАЦИОНАЛЬНОЕ ПАТЕНТНОЕ ВЕДОМСТВО РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН(73) Химико-мсталлургический институт Национального Центра по Комплексной перс работке минерального сырья Республики(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ ДВИЖУЩЕГОСЯ ФРОНТА ПЛАМЕНИ(57) Изобретение относится к горнодобывающей пром-ти и предназначено для пожарои взрывобезопасности и для средств контроля при ведении горно-спасательных работ. Цель изобретения повышение надежности обнаружения движущегося фронтапламени в горных выработках. Устр-во содержит датчик 1 фронта пламени, состоящий из опорного заземленного электрода 4 и пассивного электрического зонда 2, и блок сигнализации. Дополнительно устр-во снабжено дифференциальным усилителем, а датчик 1 компенсационным электродом 3,подключенным к одному из входов усилителя. Другой вход последнего подключен к пассивному зонду , а выход - к блоку сигнализации. Электрод 3 выполнен изолированным, одинаковым по форме с зондом 2 и расположены они симметрично друг другу внутри опорного электрода 4, выполненного из сетки с размером ячейки 7 А 9 мм. Благодаря такому выполнению и расположению электродов достигается лучшее их обтекание проходящим пламенем, в связи с чем повышается уровень сигнала зонда 2. Использование зонда 2 гарантирует полную искробезопасность при эксплуатации во взрывоопасной среде. Устр-во обладает высокойИзобретение относится к горнодобывающей промышленности, в частности к пожаро- и взрывобезопасности и средствам контроля при ведении горноспасательных работ.Цель изобретения повышение надежности обнаружения движущегося фронта пламени в горных выработках.На фиг. 1 изображено устройство для обнаружения движущегося фронта пламени в горных выработках, общий вид на фиг. 2 блок-схема устройства.Основной элемент устройства 4 датчик 1 фронта пламени состоит из пассивного электрического зонда 2 и ком пенсационНОГО ЭЛЕКТРОДЗ 3, а ТЗКЖЕ ОПОРНОГО электро да 4. Опорный электрод 4 расположен коаксиально электродам 2 и 3 и имеет цилиндрическую форму. Электроды 2-4 крепятся на диэлектрическом держателе 5, при этом компенсационный электрод 3 полностью находится в изоляторе, исключая один вывод для его подключения. Диэлектрический держатель 5 с помощью винтового соединения крепится своей хвостовой частью в металлической штанге 6, которая с помощью подвесок 7 подвешивается к верхнему элементу шахтной арочной крепи 8, имеющей Ы-образный профиль. Датчик 1 фронта пламени с помощью коммутирующего кабеля 9, проходящего внутри штанги 6, подключен на дифференциальный вход усилителя 10. Пассивный электрический зонд 2 подключен на один вход дифференциального усилителя,имеющий сопротивление относительно земли, определяемое резистором 11, а компенсационный электрод 3 на другой вход,имеющий сопротивление относительно земли, определяемое резистором 12. Сопротивления 11 и 12 имеюгг равные величины. Опорный электрод 4 соединен с землей и со средней точкой на входе усилителя. В нагрузку усилителю 10 подключен блок 13 сигнализации.Устройство работает следующим образом.В случае наличия в горной выработке движущегося фронта пламени последнее попадает в пространство между пассивным электрическим зондом 2 и опорным электродом 4, при этом потенциал опорного электрода остается равным потенциалу земли,а потенциал пассивного электрического зонда 2 изменяется в соответствии с собственной электрической структурой фронта пламени. Избыточный электрический заряд,стекая с пассивного электрического зонда 2 на землю через сопротивление 11,вызывает на нем падение напряжения, которое после усиления усилителем 10 поступает на вход блока 13 сигнализации и вызывает его срабатывание. Если же сигнал вызы вается электромагнитной наводкой, то пассивный электрический зонд 2 и компенса 4481ционный электрод 3 генерируют одинаковые сигналы вследствие полной своей симметричности. В этом случае на дифференциальном входе усилителя 10 имеется нулевой сигнал.Устройство может иметь электроды цилиндрической формы, расположенные параллельно на расстоянии, равном толщине диэлектрического чехла компенсационного электрода. При этом достигается лучшее обтекание электродов проходящим пламенем,в связи с чем несколько уменьшается возмущающее действие электродов на зону горения и повышается уровень сигнала, воспринимаемого пассивным электрическим зондом.Экспериментально определенные оптимальные параметры устройства являются следующими. Длина пассивного электрического зонда и компенсационного электрода 354 О мм, ширина 78 мм, толщина 0,5 мм. Электроды выполняются из нихрома или нержавеющей стали для обеспечения возможности длительной эксплуатации во влажной атмосфере. Толщина диэлектрического покрытия компенсационного электрода О,8 1,0 мм. Опорный заземленный электрод имеет форму цилиндра диаметром 30-35 мм и располагается коаксиально оси симметрии пассивного электрического зонда и компенсационного электрода. Опорный заземленный электрод выполняется из металлической сетки с ячейками, имеющими размер от 77 мм до 9 х 9 мм. При этом уменьшение этого размера недопустимо из-за существенного охлаждающего действия опорного электрода на пламя и уменьшения полезного сигнала из-за интенсификации гибели заряженных частиц на нем. Увеличение размера ячейки нежелательно иэ-за относительного уменьшения площади опорного электрода и соответственно уменьшения уровня полезного сигнала. Входные сопротивления выбираются в диапазоне 5-15 МОм, что определяется наилучшим отношением сигнал/шум в этом диапазоне. При этом уменьшение входного сопротивления меньше 5 МОм требует соответствующей компенсации за счет15 МОм увеличивает постоянную времени. Использование предлагаемого устройства для контроля распространения взрывов метановоздушных смесей в угольных шахтах позволяет повысить безопасность проведения горноспасательных работ за счет надежного и практически безинерционного обнаружения движущегося фронта пламени. Использование пассивного электрического зонда в качестве рабочего электрода в устройстве гарантирует полную искробезопасность устройства при эксплуатации его во взрывоопасной атмосфере. Устройство обладает высокой помехозащищенностью, что исключает ложные срабатывания.1. Устройство для обнаружения движущегося фронта пламени, содержащее датчик фронта пламени, состоящий из опорного заземленного электрода и пассивного электрического зонда, и блок сигнализации, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности обнаружения движущегося фронта пламени в горных выработках, устройство снабжено дифференциальным усилителем, а датчик фронта пламени снабженкомпенсационным электродом, который подключен к одному из входов дифференциального усилителя другой вход которого подключен к пассивному электрическому зонду,а выход к входу блока сигнализации, 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем,что компенсационный электрод датчика фронта пламени выполнен изолированным, одинаковым по форме с пассивным зондом и расположены они симметрично друг другу внутри опорного электрода, выполненного из сетки размером ячейки 7 г 9 мм.Верстка Казпатент, Исполнитель ДГорбуНов Ответственный за выпуск ЭЗ. Фаизова