惰化氣體出口組件、使用該氣體出口組件的惰化系統(tǒng)以及防火噴灑系統(tǒng)的惰化方法
【專利摘要】防火噴灑系統(tǒng)和防火噴灑系統(tǒng)的惰化方法包括：將惰化系統(tǒng)連接到防火噴灑系統(tǒng)的管道網(wǎng)，該防火噴灑系統(tǒng)具有管道網(wǎng)和與管道網(wǎng)連接的至少一個(gè)噴灑頭。惰化系統(tǒng)包括：惰性氣體源，其適于給管道網(wǎng)供應(yīng)惰性氣體；以及惰化氣體出口組件。氣體出口組件具有適于排放氣體的氣體出口、螺線管和控制器。螺線管適于選擇性地打開氣體出口和關(guān)閉氣體出口。氣體出口在螺線管打開氣體出口時(shí)排放氣體，并在螺線管關(guān)閉氣體出口時(shí)不排放氣體?？刂破鬟m于以下述方式操作螺線管：使得氣體出口在有限的時(shí)間內(nèi)排放氣體。
【專利說明】惰化氣體出口組件、使用該氣體出口組件的惰化系統(tǒng)以及防火噴灑系統(tǒng)的惰化方法
[0001]相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002]本申請(qǐng)要求2011年10月7日提交的美國臨時(shí)專利申請(qǐng)N0.65/544，462的優(yōu)先權(quán)，在此通過參引的方式將該專利申請(qǐng)的全部內(nèi)容結(jié)合入本文中。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本發(fā)明涉及一種防火噴灑系統(tǒng)的惰化系統(tǒng)及惰化方法，以及用于上述系統(tǒng)和方法的惰化氣體出口組件。
【背景技術(shù)】
[0004]防火噴灑系統(tǒng)的惰化系統(tǒng)將惰性氣體添加到防火噴灑系統(tǒng)的管道網(wǎng)中以替代管道網(wǎng)中的空氣。由于空氣中的氧氣會(huì)造成管道網(wǎng)的腐蝕，因此減少氧氣就會(huì)減少腐蝕。2010年3月18日公開的在先美國專利申請(qǐng)N0.2010/0065287A1——其發(fā)明人為David
J.Burkhart等、且在此通過參引的方式將該專利申請(qǐng)的全部內(nèi)容結(jié)合入本文中-的受讓
人教導(dǎo)使用一出口以從管道網(wǎng)中排放氣體，由此允許以惰性氣體替代管道網(wǎng)中的空氣。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提供了一種緊湊的出口組件和方法，其能夠與防火噴灑系統(tǒng)的管道網(wǎng)及惰性氣體源一起使用以更有效地減少管道網(wǎng)的腐蝕。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，防火噴灑系統(tǒng)和防火噴灑系統(tǒng)的惰化方法包括:將惰化系統(tǒng)連接到防火噴灑系統(tǒng)的管道網(wǎng)，該防火噴灑系統(tǒng)具有管道網(wǎng)和與管道網(wǎng)連接的至少一個(gè)噴灑頭。惰化系統(tǒng)包括:惰性氣體源,其適于給管道網(wǎng)供應(yīng)惰性氣體；以及惰化氣體出口組件。氣體出口組件具有適于排放氣體的氣體出口、螺線管和控制器。螺線管適于選擇性地打開氣體出口和關(guān)閉氣體出口。氣體出口在螺線管打開氣體出口時(shí)排放氣體，以及在螺線管關(guān)閉氣體出口時(shí)不排放氣體?？刂破鬟m于以下述方式操作螺線管:使得氣體出口在有限的時(shí)間內(nèi)排放氣體。
[0007]控制器可包括計(jì)時(shí)器。控制器在由計(jì)時(shí)器設(shè)定的預(yù)定時(shí)間段內(nèi)打開氣體出口，并在預(yù)定時(shí)間段之后關(guān)閉氣體出口。所述時(shí)間段是可以調(diào)節(jié)的，并且所述控制器包括一用戶輸入裝置，以用于為計(jì)時(shí)器選擇一個(gè)預(yù)定的時(shí)間段。
[0008]氣體出口、螺線管和控制器可以物理地結(jié)合在一封裝的單元中。所述出口組件可包括:背壓調(diào)節(jié)器、或工廠設(shè)定減壓閥等(通常稱為壓力調(diào)節(jié)器)，其允許氣體出口在等于或者高于特定氣壓時(shí)排放氣體、但在低于特定氣壓時(shí)則不排放氣體。所述出口組件可包括適于排放氣體但不排放水的閥。氣體出口可包括適于以受控的速率排放氣體的孔。所述時(shí)間段可以是至少幾天，甚至可以是幾個(gè)星期。
[0009]在一段時(shí)間后，由于本發(fā)明的各個(gè)方面停止排放管道網(wǎng)中的容納物，因此惰性氣體源僅僅繼續(xù)添加為了彌補(bǔ)管道網(wǎng)中的泄露所需的惰性氣體。因?yàn)榧词故嵌栊詺怏w源供應(yīng)的惰性氣體也含有一定量的氧氣，所以停止供應(yīng)惰性氣體使得在管道網(wǎng)中剩余的少量氧氣與金屬結(jié)合，從而被除去。這是對(duì)現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)的改進(jìn)，在現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)中，其連續(xù)排出、從而無限期地持續(xù)地將一定量的氧氣引入到管道網(wǎng)中。另外，本發(fā)明的特定方面允許在一緊湊的組件中以這種獨(dú)特的方式進(jìn)行操作，所述組件可以以直接的方式添加到系統(tǒng)中。
[0010]結(jié)合附圖的以下描述，本發(fā)明的這些和其他目的、優(yōu)點(diǎn)以及特征都將變得顯而易見。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，具有惰化氣體出口組件和惰化系統(tǒng)的防火噴灑系統(tǒng)。
[0012]圖2是惰化氣體出口組件的側(cè)視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]現(xiàn)在參考附圖和其中描繪的說明性實(shí)施方式，惰化系統(tǒng)16適于惰化一防火噴灑系統(tǒng)10，該防火噴灑系統(tǒng)10具有管道網(wǎng)12和連接到所述管道網(wǎng)12的至少一個(gè)噴灑器，該噴灑器通常包括多個(gè)噴灑頭14(如圖1所示)。本領(lǐng)域中眾所周知，防火噴灑系統(tǒng)10為干式系統(tǒng)，例如為預(yù)作用滅火系統(tǒng)、干管式系統(tǒng)等等，具有干式閥或者預(yù)作用閥15。惰化系統(tǒng)16通過顯著減少管道網(wǎng)12內(nèi)的氧氣——包括用惰性氣體如氮?dú)馓娲鯕狻獊頊p少對(duì)防火噴灑系統(tǒng)10的腐蝕。
[0014]惰化系統(tǒng)16包括惰性氣體源18和惰化出口組件24。惰化系統(tǒng)16可以是任何已知類型的來源，如瓶裝氮?dú)?、工業(yè)氮?dú)饣蚋鞣N形式的惰性氣體發(fā)生器，其以氮?dú)獍l(fā)生器19示出。惰性氣體源18進(jìn)一步包括如可編程邏輯控制器(PLC) 22的控制器以及壓力傳感器20，該壓力傳感器20給控制器22提供一輸入以表示管道網(wǎng)12內(nèi)的壓力。應(yīng)當(dāng)理解的是，也可以使用各種類型的控制裝置，如氣動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器和氣體維護(hù)裝置。
[0015]惰化出口組件24包括適于排放氣體的氣體出口 26、螺線管28和控制器30。螺線管28適于選擇性地打開氣體出口 26和關(guān)閉氣體出口 26，由此使得氣體出口 26在螺線管28打開氣體出口時(shí)排放氣體、而在螺線管28關(guān)閉氣體出口時(shí)不排放氣體。在所示出的實(shí)施方式中，氣體出口 26呈孔27和殼體的形式，孔27用于調(diào)節(jié)氣體排出的速率，殼體圍繞孔以與其它氣動(dòng)裝置相互連接?？刂破?0適于以下述方式操作螺線管28:允許氣體出口26在受限的時(shí)間內(nèi)排放氣體。這可以通過使用計(jì)時(shí)器形式的控制器30得以實(shí)現(xiàn)，例如高壓(120VAC)計(jì)時(shí)器。控制器30進(jìn)一步包括能夠使螺線管28在打開和關(guān)閉位置之間切換的輸出端31，以及可以被牢固連線到AC電源或插頭(該插頭能夠插入到一 AC插座)的電源線32。盡管控制器30示出為一高壓AC計(jì)時(shí)器，其還可以通過各種電壓源、氣動(dòng)源等進(jìn)行操作。
[0016]控制器30可設(shè)定不同的持續(xù)時(shí)間，并且一旦所述時(shí)間段結(jié)束就能重置。因此，所述時(shí)間段是可以調(diào)節(jié)的，在這種情況下，控制器包括一用戶輸入裝置34來為計(jì)時(shí)器選擇預(yù)定的時(shí)間段?；蛘撸鰰r(shí)間段可以預(yù)先設(shè)定。在由計(jì)時(shí)器確定的預(yù)定時(shí)間周期內(nèi)，控制器30打開氣體排放口 26，并且在經(jīng)過了預(yù)定時(shí)間段之后關(guān)閉所述所述氣體出口。影響控制器30設(shè)定的時(shí)間長度的因素包括管道網(wǎng)的體積以及氣體出口 26中的孔的排放速率，該排放速率又可部分地基于管道網(wǎng)12的體積來選擇。本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠確定控制器30保持開口 26打開的時(shí)間段，以確保管道網(wǎng)12中存在足夠的惰性氣體。當(dāng)控制器30關(guān)閉開口 26時(shí)，惰化系統(tǒng)16將僅僅往管道網(wǎng)中供給惰性氣體以彌補(bǔ)其泄露。由于仍然含有有限量的氧氣的惰性氣體不再持續(xù)地供給到管道網(wǎng)12中，管道網(wǎng)中剩余的氧氣將與管道網(wǎng)中的金屬結(jié)合，腐蝕將不再以明顯的方式進(jìn)行。
[0017]在操作過程中，當(dāng)控制器30重置以開始時(shí)間段時(shí)，螺線管28使得氣體以降低的速率通過氣體出口 26從管道網(wǎng)12中逸出，該速率明顯低于惰化系統(tǒng)16供給惰性氣體的速率。當(dāng)壓力傳感器20感測到的壓力降至低于一較低設(shè)定點(diǎn)如20PSIG時(shí)，PLC22將開啟惰性氣體源18 ;并且，當(dāng)壓力上升至一較高設(shè)定點(diǎn)如25PSIG時(shí)，關(guān)閉惰性氣體源18。這導(dǎo)致管道網(wǎng)12內(nèi)氣體中惰性氣體比例增加而氧氣比例降低。然而，因?yàn)槎杌到y(tǒng)16供給的惰性氣體中含有有限量的氧氣，所以氧氣比例不會(huì)降為零。當(dāng)由控制器30設(shè)定的時(shí)間段過去后，控制器30關(guān)閉螺線管28，使得氣體不再通過出口 26從管道網(wǎng)12排出。在管道網(wǎng)中剩余的氧氣與形成管道網(wǎng)的金屬相結(jié)合，因此氧氣含量變得微不足道，腐蝕反應(yīng)基本停止。本領(lǐng)域眾所周知的是，PLC22繼續(xù)按需要操作氣體發(fā)生器19以保持干式防火噴灑系統(tǒng)中的壓力，由此防止水進(jìn)入系統(tǒng)，但是在由控制器30設(shè)定的時(shí)間段內(nèi)，不需要持續(xù)供應(yīng)氣體以彌補(bǔ)由氣體出口 26排放的氣體。測量的時(shí)間段可能是幾天或者幾個(gè)星期，并且是管道系統(tǒng)12的體積和氣體出口 26的流速二者中至少一個(gè)的函數(shù)。
[0018]在所示出的實(shí)施方式中，氣體出口 26、螺線管28和控制器30都物理地結(jié)合到一封裝的單元中，如圖2所最清楚地示出的。這允許惰化出口組件24以最少的管道和線路與管道網(wǎng)12相連接。雖然惰化出口組件24可以在不同的位置處連接到管道網(wǎng)，其還可以與管道網(wǎng)的豎管39連接，豎管通常位于豎管室并且通常位于方便技術(shù)人員訪問的位置。因此，技術(shù)人員能夠例如在管道網(wǎng)12的維護(hù)工作已經(jīng)完成時(shí)重置控制器30設(shè)定的時(shí)間段，從而啟動(dòng)惰化階段。同樣，相比于由噴灑系統(tǒng)10所保護(hù)的其他空間，控制器30最好位于豎管室中接近電源的位置。
[0019]在所示的實(shí)施方式中，惰化出口組件24包括背壓調(diào)節(jié)器或工廠設(shè)定減壓閥44(通常稱為壓力調(diào)節(jié)器)。壓力調(diào)節(jié)器44允許氣體出口 26以等于或者高于特定氣壓排放氣體，而低于所述特定氣壓時(shí)則不排放氣體。在所示的實(shí)施方式中，壓力調(diào)節(jié)器設(shè)定的壓力低于氣壓發(fā)生器19的接入壓力(cut-1n pressure),例如15PSIG,由此使得在控制器30設(shè)定的整個(gè)時(shí)間段內(nèi)壓力調(diào)節(jié)器44都打開并且氣體出口 26都進(jìn)行排放。壓力調(diào)節(jié)器44的一個(gè)目的是在管道網(wǎng)排空時(shí)防止高氧氣含量的空氣通過出口 26被抽入到管道網(wǎng)12中。其他設(shè)備可以以類似的方式起作用，例如止回閥或者其它單向閥。
[0020]在所示出的實(shí)施方式中，惰化出口組件24包括:空氣過濾器46，以防止顆粒堵塞氣體出口 26的孔；以及閥，例如浮子操作閥42，其適于從系統(tǒng)中排出氣體但不排出水。因此，如果防火噴灑系統(tǒng)響應(yīng)于火災(zāi)事件而充滿水，則閥42將防止水通過氣體出口 26。螺線管28包括消聲器48，這減少了聽得見的噪音，并且避免周圍大氣中的顆粒進(jìn)入螺線管閥或孔。出口組件24進(jìn)一步包括采樣端口 43，其允許氣體分析儀(未示出)確定管道網(wǎng)12中氧氣與惰性氣體的比例。
[0021]雖然前述說明書描述了本發(fā)明的若干實(shí)施方式，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將理解可對(duì)這些實(shí)施方式進(jìn)行各種改變和變型而不脫離如所附權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的精神和范圍。本發(fā)明包括這里描述的本發(fā)明的各方面或者各種實(shí)施方式的所有組合。可以理解的是，本發(fā)明的任何以及所有實(shí)施方式都可以與任何其它方案結(jié)合，以描述本發(fā)明的另外的實(shí)施方式。此外，實(shí)施方式的任何元件都可以與任何實(shí)施方式的任一或者所有其它元件相結(jié)合，以描述另外的實(shí)施方式。
【權(quán)利要求】
1.一種適于惰化防火噴灑系統(tǒng)的惰化系統(tǒng)，所述防火噴灑系統(tǒng)具有管道網(wǎng)和連接到管道網(wǎng)的至少一個(gè)噴灑頭，所述惰化系統(tǒng)包括: 惰化出口組件，其包括適于排放氣體的氣體出口、螺線管和控制器，所述螺線管適于選擇性地打開所述氣體出口和關(guān)閉所述氣體出口，其中，所述氣體出口在螺線管打開氣體出口時(shí)排放氣體，并在螺線管關(guān)閉氣體出口時(shí)不排放氣體，所述控制器適于以下述方式操作螺線管:使得所述氣體出口在有限的時(shí)間內(nèi)排放氣體；以及惰性氣體源，其適于給所述管道網(wǎng)供應(yīng)惰性氣體。
2.如權(quán)利要求1所述的惰化系統(tǒng)，其中，所述控制器包括計(jì)時(shí)器，其中，所述控制器在由計(jì)時(shí)器設(shè)定的預(yù)定的時(shí)間段內(nèi)打開氣體出口，并在所述預(yù)定的時(shí)間段之后關(guān)閉氣體出□。
3.如權(quán)利要求2所述的惰化系統(tǒng)，其中，所述時(shí)間段是能夠調(diào)節(jié)的，并且所述控制器包括用戶輸入裝置以用于為計(jì)時(shí)器選擇預(yù)定的時(shí)間段。
4.如權(quán)利要求1所述的惰化系統(tǒng)，其特征在于，所述氣體出口、螺線管和控制器物理地結(jié)合在一封裝的單元中。
5.如權(quán)利要求1所述的惰化系統(tǒng)，包括壓力調(diào)節(jié)器，所述壓力調(diào)節(jié)器允許氣體出口在等于或者高于特定氣壓時(shí)排放氣體、但在低于所述特定氣壓時(shí)不排放氣體。
6.如權(quán)利要求1所述的惰化系統(tǒng)，包括適于排放氣體但不排放水的閥。
7.如前述權(quán)利要 求中任一項(xiàng)所述的惰化系統(tǒng)，其中所述氣體出口包括適于以受控的速率排放氣體的孔。
8.一種與惰性氣體源一起使用以惰化防火噴灑系統(tǒng)的惰化出口組件，所述防火噴灑系統(tǒng)具有管道網(wǎng)和連接到管道網(wǎng)的至少一個(gè)噴灑頭，所述惰化出口組件包括: 適于排放氣體的氣體出口 ； 螺線管，其適于選擇性地打開所述氣體出口和關(guān)閉所述氣體出口，其中，所述氣體出口在螺線管打開氣體出口時(shí)排放氣體，并在螺線管關(guān)閉氣體出口時(shí)不排放氣體；以及 控制器，其適于以下述方式操作螺線管:使得所述氣體出口在有限的時(shí)間內(nèi)排放氣體。
9.如權(quán)利要求8所述的出口組件，其中，所述控制器包括計(jì)時(shí)器，其中，所述控制器在由計(jì)時(shí)器設(shè)定的預(yù)定的時(shí)間段內(nèi)打開氣體出口，并在所述預(yù)定的時(shí)間段之后關(guān)閉氣體出□。
10.如權(quán)利要求9所述的出口組件，其中，所述時(shí)間段是能夠調(diào)節(jié)的，并且所述控制器包括用戶輸入裝置以用于為計(jì)時(shí)器選擇預(yù)定的時(shí)間段。
11.如權(quán)利要求8所述的出口組件，其中，所述氣體出口、螺線管和控制器物理地結(jié)合在一封裝的單元中。
12.如權(quán)利要求8所述的出口組件，包括壓力調(diào)節(jié)器，所述壓力調(diào)節(jié)器允許氣體出口在等于或者高于特定氣壓時(shí)排放氣體、但在低于所述特定氣壓時(shí)不排放氣體。
13.如權(quán)利要求8所述的出口組件，包括適于排放氣體但不排放水的閥。
14.如權(quán)利要求8-13中任一項(xiàng)所述的出口組件，包括適于以受控的速率排放氣體的孔。
15.一種防火噴灑系統(tǒng)的惰化方法，所述防火噴灑系統(tǒng)具有管道網(wǎng)和連接到管道網(wǎng)的至少一個(gè)噴灑頭，所述方法包括:將惰性氣體源和出口組件連接到管道網(wǎng)，所述出口組件包括適于排放氣體的氣體出口和螺線管，所述螺線管適于選擇性地打開所述氣體出口和關(guān)閉所述氣體出口，其中，所述氣體出口在螺線管打開氣體出口時(shí)排放氣體，并在螺線管關(guān)閉氣體出口時(shí)不排放氣體； 操作所述惰性氣體源以對(duì)管道網(wǎng)供應(yīng)惰性氣體；以及 以下述方式操作所述螺線管:使得所述氣體出口在有限的時(shí)間內(nèi)排放氣體。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，包括在預(yù)定的時(shí)間段內(nèi)打開所述氣體出口，并在所述預(yù)定的時(shí)間段之后關(guān)閉氣體出口。
17.如權(quán)利要求16所述的方法，其中，至少部分地依據(jù)管道網(wǎng)的體積來設(shè)定所述時(shí)間段。
18.如權(quán)利要求16或17所述的方法，其中所述氣體出口包括適于以受控的速率排放氣體的孔，其中，至少部分地依據(jù)所述孔的尺寸來設(shè)定所述時(shí)間段。
19.如權(quán)利要 求16或17所述的方法，其中所述時(shí)間段是至少一個(gè)星期。
【文檔編號(hào)】A62C37/08GK103958005SQ201280049347
【公開日】2014年7月30日 申請(qǐng)日期:2012年10月3日 優(yōu)先權(quán)日:2011年10月7日
【發(fā)明者】J·T·克切勒, K·瓊斯, A·H·希爾頓 申請(qǐng)人:工程腐蝕解決方案有限責(zé)任公司, 霍泰克氣體系統(tǒng)有限責(zé)任公司