专利名称：用于对带有可燃材料的火情进行识别和报警的设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种按照第一项权利要求的特征的设备。本发明涉及一种用于对在用于可燃材料的运输单元中潜在的火源或起火源特别 是热粒子或火花进行识别的装置。这样的装置特别用于监控管道和通道的内部，在这些管 道和通道中，在一个下落区段中或借助一股输送气流运输一种包括粉尘、液体或固体粒子 在内的可燃的运输物料。本发明适合于用在其中气动运输易燃或易爆优选粉尘状粒子的输送管路中。
背景技术：
为了在载有固体粒子的输送管路中探测光学的火情并触发一次警报，已知多种不 同的可能性。在多数情况下，应用以紫外或红外射束为基的一种光学射束。为此，一些用于 火灾识别的传感器要么设置在输送管路的壁中或之外，要么设置在一个位于气流之内的排 流壳体内。这些特别被用在气流速度高和其固体粒子载有量大时，以致监控从管道壁出来 导致有错误的结果。这同样适用于具有较大直径的管道。EP 1 422 675 A1描述了一种用于使载有粉尘的设施与爆炸危险分离的设备，在 该设备中设置一个传感器，用于在一个分离窗之外识别在有爆炸危险的空间内的排流变化 情况，传感器与一个评估电子系统和熄灭单元连接。为识别火灾，使用一些在红外线、紫外 线和在可见光范围内工作的传感器。EP 1 413 998 B1描述了一种用于识别在一条气动输送管路中的辉光物 (Glimmnestern)的设备，在该设备中，一些红外传感器设置在一个纵向延伸的套筒内。可通 过红外线的套筒用两个固定件设置在一个可装入管道中的盖上，其中，在套筒内的一个接 收衬套支承红外传感器，其中，该接收衬套由两个部件构成。排流壳体相对于输送管路的壁 具有一种固定配置，包括许多部件并且将通过传感器在内部检测的信号传送到在排流壳体 之外的一个警报装置上。这个/这些红外传感器相对于运输装置沿径向方向设置并且用一 个透明的盖保护以应对污染或损坏。在这种设备中不利的是，这个/这些传感器在其温度 使用方面受到很大限制。由文献DE 4304890A1已知一种与文献EP 1 413 998B1中所述的类似的用于识别 气动输送管路中的热部分的设备。不同之处是，红外传感器不通过一个透明的盖来保护以 应对污染或损坏。借此不能持久而可靠地识别潜在的火源或起火源，因为这些传感器受到 污染，并有通过输送流受到损坏的危险。由文献US 3, 824, 392已知一种用于识别在气动输送管路中的热部分的设备，在 该设备中，一个具有用于保护传感器的透光球形帽罩的光线增强性传感器安装在管道壁 上。在这一设备中不利的是，该球形帽罩由于形状和因为在管道壁区域内的流动速度很小 而容易遭受严重污染。US 2004/011974A1描述了一种光学接收装置，它测量由粒子散射的光线。在该文 献中在七个实施例中描述一个可以进行调节的光学元件。
用于对光学的火情特别是火花进行报警的另一种装置描述在DE 2916 086 B2中。 该装置在输送管路内同样具有一个排流壳体，其中，这个排流壳体包括两个相互呈L形连 接的相互垂直的侧边，其第一侧边与固定机构连接，而其另一侧边沿气流的流向延伸，并且 在自由端部具有一个光线进入面。进入该侧边的红外光束借助导引光束的弧形延伸的纤维 转向并输送给一个位于管道之外的传感器。这个传感器与一个适当的评估电子系统联接， 借此可以触发一个警报。为了实现射束进入设备的一个侧边，建议多种不同的解决方案。作 为应用范围首先要提的是用于木料加工机的输送流。建议的解决方案要么存在这一缺点它们包括许多单个部件，在耦合连接之后，光 波导以严重的损耗将可传输的射束传输给电转换器，以致排流壳体对准气流，而不是按空 气动力学成形的继而污染了光学系统；要么不监控光学的视窗的污染情况并且不监控报警 器的功能能力。
发明内容
因此，本发明的任务在于研发一种用于识别在输送固体粒子的输送管路中的火情 的设备，该设备按空气动力学成形、对光学系统的污染情况进行监控、能够可靠地将来自输 送管路的材料流的数据向外传输并且具有改善的功能能力。该任务通过一种按照第一项专利权利要求的特征所述的设备解决。诸从属权利要求还给出了发明的有利的构型。含有一个光学检测单元的设置在输送管路中的设备包括一个透明的圆柱形环、光 学的反射表面、校正单元、为使光学检测单元具有稳定性的静态元件、光电转换器、电子评 估单元、一个可以位于待监控管道和通道之内或之外的光学污染监控装置和一个保护透明 的圆柱形环免遭损坏的反射体(Prallkorper )，例如一个转向器。按照本发明的解决方案设定，沿输送管路延伸的排流壳体设置在一个与管道壁固 定连接的杆上。在排流壳体的一个端部设置一个按空气动力学成形的转向器，它按流体力 学如此构造，以致它具有一个微小的流体阻力。也可设想，在排流壳体的两个端部设置转向器。具有优点的是，材料流在输送管路 中以不同的方向流动。然后，所述镜这样设置在排流壳体的大致中心，致使它满足其转向功 能。一个透光环直接设置在转向器后，一个反射器位于该环的内部。需要时，透光环可 涂覆一层使按波长选择的探测成为可能的专用材料。透光环的固定可以借助螺纹优选地公 制细螺纹、压配合或粘贴实现。对于快速装配和可更换性来说，螺纹是有利的。使用的反射 器是旋转对称设计的并且具有很高的反射效率。在排流壳体内设置一面可调的镜。这面镜 应如此设置，以致它将射束反射到杆的内部。在管道内部用气流输送的粒子流内的一个火 花或一个起火源发出一种电磁的或光学的射束。这种射束通过透光环到达在排流壳体内部 的反射器并且由此通过可调的镜沿杆反射给在杆的端部上的一个光学接收和评估装置。对反射器和镜的涂层来说，一个具有高反射率的耐温和防腐的涂层是有利的。已 经证明金作为涂层材料是特别有利的，特别是在所考虑的波长范围内实现良好的反射。优选具有一个凹面形表面的镜是一个校正嵌件的组成部分，该校正嵌件是易于安 装和更换的。借助校正嵌件，该镜通过镜保持架的一个旋转或摆动轴、一个弹簧和调整装置可这样进行调节，以致火花或起火源的电磁射束能精确地和集中地指向在杆的端部上的光 学接收和评估单元。有利的是，校正嵌件可更换地设置在排流壳体中。为此，一个可以设计成可拧紧的 封闭盖位于排流壳体上。反射器构成为旋转对称的和锥形的。其构成可以是锥形凹面形的 或锥形凸面形的，由此扩大或缩小有效的视角。通过镜的凹面构型可以使射束成束且集中 地指向光学接收和评估单元。设置一些校正螺钉、调整螺钉例如埋头螺钉或圆柱销作为用于镜的调整装 置，其中，这些与一个弹簧例如一个螺旋弹簧共同作用。但取代这种设计，作为用于 镜的调整装置，也可以是一种调节装置，它带有螺钉和对应螺钉或带有具有牵拉能力 (Zugfahigkeit)的螺钉。杆的端部通过管道壁向外通向一个评估单元，例如通向一个在其内实施信号评估 的报警器。所述镜沿X、Y和Z方向这样调节，以致电磁射束进入到在杆的端部上的光电转 换器的中心。镜的调整装置可以是一些围绕镜设置的致动器。这可以是一些压电元件。设 置在杆的端部上的接收单元将转换的信号继续传输给一个评估单元，例如一个报警器。在 此可能涉及一个用于评估信号的印刷电路板。在杆上可以设置一些机构，该杆利用这些机构可以平行于管道壁朝输送管路的轴 线方向进行调节。另一方面，杆可以设置在一个允许将杆与管道壁固定连接或伸入到管道 壁中的适配器上。为检查透光环是否被污染，存在使用一个测试发射极(Testemitter)例如一个发 射二极管的可能性。为检查污染情况，该发射二极管可以朝透光环方向发出一个信号并且 接收被反射的信号作为污染的尺度。然而，由内部的一次检查并没有导致正确无误地识别 出通过在环的外侧上的暗粒子的污染情况。因此，有利的是，还要通过一个例如安装在管道 壁上的测试发射极从外部进行一次污染情况检查。这两种可能性可以单独地或组合地应 用。信号发出可以连续进行或以在一和十秒之间的节拍进行。对反馈的信号进行评估。只 要确定透光环的污染已超过一个确定的尺度，就通过评估单元形成一个相关的用于清洁或 用于更换透光环的信号。在正确校正情况下，信号落到反射器的顶尖上，由此环的面在四周 也就是360度地被监控。监控用一个唯一的探测器进行。这相对于从外部的测试是特别有 利的，在从外部测试时，一束射束仅部分地进入到环中，因而仅测试在进入面上的通透性。此外，有利的是，通过设置在镜上的一些致动器执行用于镜校正的内部测试，为对 其进行调节，人们根据测试应答再生成一个调节值，由此可以例如以学习模式(Lernmodus) 对镜进行自动光学校正。有利的是，透光环由玻璃、石英、塑料或蓝宝石构成。另外，有利的是，带有光滑表 面的转向器构成为带有一个橡胶、特氟隆或哈拉尔涂层(Halarbeschichtung)的钢质套 筒，其中，反射器设置在对立面并且两个部分在结构上可以构成一个单元。在这种情况下， 有利的是，反射器和转向器以压配合形式直接插到透光环上。另外，有利的是，在光学发射接收单元之前，例如在杆的端部上设置一个保险滤波 器。这可以例如是一个光学上可穿透的玻璃件。另外，有利的是，光学的信号传感器是一个 测试发射极，例如一个带有光导纤维棒的发射二极管。光棒具有的优点是，具有一种确定 的反射特性，该反射特性在点状形态情况下使镜校正简便。在保险滤波器上可以定位一个光导纤维束(Lichtleitbtodel)，以便再定位评估单元例如报警器并保护其不受高温影响。 于是有利的是，电子系统仅可用于确定的温度范围，例如直至80°C，并且需要一个热退耦装置。按照本发明的设备具有的优点是，它包括很少的部件继而可以成本合算地进行生 产，接收的信号可靠地到达一个报警器或一个评估单元，并且随时都存在一种有关光学的 视窗如何透光的信息，以致该视窗可以快速而简单地被更换。另外有利的是，通过与用于报警的设备有关联的一个射束接收器，借助探测器监 控一个360度的角度，也就是对于全方位监控而言只需一个唯一的评估单元。
以下借助一个实施例和三幅附图更详细地说明本发明。其中图1用于检测和报警火情的设备的原理图和剖面图；图2图1的设备在一条配有与输送管路有关联的红外发射器和接收器的输送管路 内；图3用于检测和报警火情的设备，具有用于光学的视窗的监控装置。
具体实施例方式图1示出了用于检测和报警火情的设备的原理图和剖面图，其中，仅示出杆14的 一部分。转向器3直接与反射器9连接。两个件都固定在透光环2上。透光环2在其另一 侧上借助螺纹固定在排流壳体1的管道上。排流壳体1的另一侧通过一个封闭盖8封闭， 封闭盖是密封的并且在此种情况下是粘贴上的。校正嵌件4通过封闭盖8被装入和固定。 校正嵌件4用于校正被固定在一个镜保持架7上的凹面镜6。圆柱销12和显示为一个埋头 螺钉的调节螺钉11允许沿两个方向调节所述镜6。通过调节校正螺钉5相对于弹簧10实 现摆动，其中，镜6绕轴13旋转。因此，装配之后，存在着沿X、Y和Z方向精确校正所述镜 6的可能性。镜6和反射器9设有一个金涂层，它具有良好的反射特性，并且即使在较高温 度下也不被腐蚀。图2示出了处在一条管道内的所述设备，其中，到管道壁23中的装配利用嵌件24、 适配器25和与报警器26的连接件实现。评估单元27，即一个报警器，设置在管道之外，其 中，杆14导入管道内部。在评估单元27上设置一个测试发射极18，其信号可以检查环2的 外面的污染情况。图3示出了该设备在检测和报警火情15情况下，一个电磁射束16由此发出，从反 射器9通过镜6向杆14的端部反射并到达发射接收部件19。光学接收单元21转换已收 到的信号，继续将其传送到评估单元27，例如一个报警器，并在必要时触出警报。为检测透 光环2的污染程度，设置一个发射二极管作为测试发射极18，它通过光束20发射出一个基 本信号17。发射以规律的间隔进行，例如每隔三秒。在正确调节镜6的情况下，该信号碰 到反射器9的顶尖上。反馈的信号形成一个衡量环2透光性如何的尺度。在正确校正到反 射器9的顶尖上时，“全方位地(rimdherum) ”偏转到环2上，这样，环2的面“全方位地”绕 360°受到监控。这相对于一次从外部的测试是有利的，该测试仅局部地进入环2并且仅测 试在进入面上的通透性。由发射接收部件19接收的信号由评估单元27的电子系统进行处理，并在超过一个给定值的情况下，发送一个用于更换环2的信号。
权利要求
用于对火情进行识别和报警的设备，特别是借助一个沿输送管路的流动方向纵向延伸的排流壳体对在一个必要时载有固体粒子的、通流输送管路的气流中的火花(15)进行识别和报警，包括-设置在一根杆(14)上的排流壳体(1)，-至少一个在透光环(2)之前设置在排流壳体(1)的一个端部上的转向器(3)，在所述环的内部设置一个反射器(9)，-一面在排流壳体(1)内部的镜(6)，通过该镜将一束电磁射束(16)反射到杆(14)的内部，和-一个在杆的端部上的光学接收(21)和评估单元(27)，其特征在于，-所述镜(6)是可调节的并且设置一个测试发射极(18)，该测试发射极发出一个信号，以致由透光环(2)反射，其中，被反射的信号是一个用于透光环(2)的污染程度的尺度。
2.按照权利要求1所述的设备，其特征在于，所述镜(6)是校正嵌件(4)的组成部分， 校正嵌件包括一个旋转或摆动轴(13)、一个镜保持架(7)、一个弹簧(10)和一些调整装置 (5、10、11、12)。
3.按照权利要求2所述的设备，其特征在于，校正嵌件(4)可更换地被固定。
4.按照权利要求1至3所述的设备，其特征在于，所述镜(6)为凹面形并且借助调整装 置(5、10、11、12)绕轴(13)可调节。
5.按照权利要求1至4所述的设备，其特征在于，反射器(9)构成为锥形的、锥凹面形 的或锥凸面形的。
6.按照权利要求1至5所述的设备，其特征在于，在杆(14)的端部上设置一个光学的信号传感器。
7.按照权利要求1至6所述的设备，其特征在于，光学的信号传感器是一个带有一个光 导纤维棒(20)的发射二极管(18)。
8.按照权利要求1至7所述的设备，其特征在于，在光学的接收单元(21)之前设置一 个保险滤波器(22)。
9.按照权利要求1至8所述的设备，其特征在于，在杆(14)上设置一些用于调节所述 杆(14)的调节装置(25)。
10.按照权利要求1至9所述的设备，其特征在于，透光环(2)由玻璃、石英、塑料或蓝 宝石构成并且与其连接件(3、1)螺纹拧紧。
11.按照权利要求1至10所述的设备，其特征在于，转向器(3)构成为带有光滑表面的 钢质套筒，在其另一侧设置透光环(2)和反射器(9)。
12.按照权利要求1至11所述的设备，其特征在于，转向器(3)带有一个防粘附表面， 如带有一个橡胶、特氟隆或哈拉尔涂层。
13.按照权利要求1至12所述的设备，其特征在于，为校正所述镜(6)，设置一些致动o
14.按照权利要求1至13所述的设备，其特征在于，在管道壁(23)外或内设置一个测 试发射极(18)。
15.按照权利要求14所述的设备，其特征在于，测试发射极(18)设置在评估单元(27)上。
16.按照权利要求1至15所述的设备，其特征在于，用于反射的反射器(9)和所述镜 (6)被镀金。
全文摘要
本发明涉及一种用于对火情进行识别和报警的设备，特别是借助一个沿输送管路的流动方向纵向延伸的排流壳体对在一个必要时载有固体粒子的、通流输送管路的气流中的火花(15)进行识别和报警，包括设置在一根杆(14)上的排流壳体(1)；一个在透光环(2)之前设置在排流壳体(1)的一个端部上的转向器(3)，在所述环的内部设置一个反射器(9)；一面在排流壳体(1)内部在另一端部上的可调节的镜(6)，通过该镜将一个信号(16)反射到杆(14)的内部；和一个在杆端部上的光学接收(21)和评估单元(27)。本发明具有的优点是，它包括很少的部件，继而可以费用合算地生产，被接收的信号可靠地到达报警器，并且随时都存在一条有关光学的视窗透光性如何的信息，以致该视窗可以快速而简单地被更换。
文档编号A62C3/06GK101872528SQ201010167068
公开日2010年10月27日 申请日期2010年4月20日 优先权日2009年4月21日
发明者B·齐姆斯, M·古德扬, M·鲁斯沃尔姆 申请人:鞍点有限责任两合公司