Система подавления и локализации - RU2695425C2
Код документа: RU2695425C2
Чертежи
Описание
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Настоящее изобретение в целом относится к системе для подавления, локализации, ослабления и/или предотвращения взрыва и/или горения в защищаемом объеме.
РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ
В отношении этой заявки испрашивается приоритет на основании предварительной заявки на патент США под №61/966, 613, поданной 27 февраля 2014, полное содержание которой включено в настоящее описание посредством ссылки.
ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Система подавления и локализации взрыва или горения может быть использована для предотвращения или подавления и/или локализации или ослабления развития взрыва и/или горения в защищаемом объеме. Защищаемый объем может представлять собой, например, технологическое сооружение, такое как зерновой элеватор, силос для пыли, пылесборник или любой другой полностью или частично закрытый объем, для которого подавление или ослабление взрыва и/или горения может представляться целесообразным. В другом примере защищаемый объем может представлять собой здание или конструкцию. Защищаемый объем может содержать горючую пыль, горючие газы, и/или другие способные к горению вещества. Защищаемый объем может быть соединен с вентиляционной сетью или системой трубопроводов, которая может быть использована для пропускания или направления материалов, газа или других сред. Вентиляционная сеть или система трубопроводов также может быть использована для удаления или выпуска материалов, газа, теплоты, пламени или сред из системы, в том числе из защищаемого объема. Кроме того, внутри может быть установлено оборудование и/или контрольно-измерительная аппаратура, соединенная с защищаемым объемом или располагающаяся поблизости от защищаемого объема, вентиляционной сети и/или системы трубопроводов.
В зависимости от своего конкретного применения работа систем подавления и локализации может регламентироваться целым рядом стандартов. В число типичных стандартов входят IFP №9, Стандарт безопасности оборудования 5700, EN 14373 для систем подавления взрывов, EN 15089 для систем локализации взрывов и Стандарт NFPA 69 по системам предотвращения взрывов.
Типичные устройства и системы подавления раскрыты в патентах США с совместным правообладанием под №5,198,611 (под названием "Устройство подавления взрыва с искробезопасной схемой"), 5934381 (под названием "Конструкция для реагирования на факторы риска") и 6269746 (под названием "Механизм обезвреживания взрывного оборудования"), содержание которых во всей своей полноте включено в настоящее описание посредством ссылок.
В известной системе подавления предусмотрена пушка cannon™ Пушка cannon™ включает в себя ствольный отсек, прикрепленный непосредственно или опосредованно к внешней части защищаемого объема. Внутри ствола имеется контейнер или емкость для средства подавления. Контейнер для средства подавления включает в себя средство подавления и заряд взрывчатого вещества, встроенный внутрь контейнера. Средство подавления может представлять собой твердое вещество, жидкость или газ. Средство подавления может представлять собой бикарбонат натрия. Пушка cannon™ включает в себя резервуар для движущей среды, содержащий движущую среду (например, сжатый газ, такой как азот). Между резервуаром для движущей среды и стволом может быть размещена разрывная перегородка (например, разрывной диск) для поддержания движущей среды и средства подавления в изначально разделенном состоянии. При обнаружении взрыва внутри защищаемого объема (например, при помощи одного или более датчиков давления) происходит детонация взрывчатого вещества, вызывающая разрыв разрывной перегородки, выпуск движущей среды в контейнер для средства подавления и нагнетание средства подавления в защищаемый объем.
В известной системе контейнер для средства подавления обычно представляет собой клепаную конструкцию из алюминия и нержавеющей стали. Заклепки используются для соединения разнородных материалов. Предшествующая известная клепаная граница раздела имеет определенные недостатки. Например, клепаная граница раздела может допускать проникновение материалов или загрязняющих веществ на границу раздела между компонентами контейнера для средства подавления. Например, очистка системы или части системы может осуществляться с помощью воды. Иногда используется вода под давлением. Такой процесс очистки может приводить к ослаблению клепаного соединения, а используемая для очистки жидкость может вызывать коррозию деталей алюминиевой емкости. В другом примере агрессивные условия технологического процесса внутри защищаемого оборудования могут также вызывать ослабление клепаной конструкции и снижение прочности защищаемого объема. Ослабление конструкции может приводить к утечке самого средства подавления или к нежелательному проникновению воды или других жидкостей, каждая из которых может приводить к снижению эффективности пушки cannon™. С учетом изложенных выше недостатков в предшествующем уровне техники целесообразным представляется создание герметичного или практически герметичного уплотнения контейнера для средства подавления и изготовление этого контейнера из коррозионностойкого материала, такого как нержавеющая сталь, которая также может обеспечивать дополнительную прочность конструкции.
В известной системе подавления поблизости от разрывной перегородки может быть предусмотрено ножевое лезвие или другой режущий элемент. При срабатывании детонатора в средстве подавления режущий элемент приводится в движение, в процессе которого проходит через разрывную перегородку, что обеспечивает возможность нагнетания средства подавления в защищаемый объем с помощью движущей среды. Недостаток предшествующей известной системы заключается в необходимости специальной обработки заряда взрывчатого вещества. Например, средство подавления, содержащее встроенный заряд, может быть нормировано в качестве опасного товара класса 1.4D или 1.4S по Системе классификации опасности взрывчатых веществ, принятой Организацией Объединенных Наций. Поэтому целесообразным может представляться создание средства подавления без встроенного взрывчатого вещества, позволяющее избежать ограничений нормирования взрывчатых веществ на емкость для взрывчатого вещества. Например, целесообразным может представляться встраивание автономного пиротехнического или газогенераторного исполнительного механизма в средство подавления. В другом варианте изобретения целесообразным может представляться создание исполнительного механизма, отдельного от средства подавления или емкости для средства подавления.
Система подавления и локализации взрыва может подвергаться действию противодавления, прикладываемого к выпускному отверстию пушки cannon™ со стороны защищаемого объема. Например, в защищаемом объеме может происходить процесс с колебаниями давления или приложение давления к выпускному отверстию пушки cannon™ может быть обусловлено развитием быстрого возгорания в защищаемом объеме. Такое противодавление может вызывать замедление выпуска средства подавления или огнегасящего состава за счет противодействия энергии внутри пушки cannon™, обычно используемого для открытия выпускного отверстия пушки cannon™. В известной системе такое противодавление может быть направлено на средство подавления при помощи сложных струйных форсунок (например, в форме перфорированного куполообразной трубчатой конструкции с куполообразным концом), предназначенных для обеспечения как рассеивания потока средства подавления, так и некоторой локализации от действия противодавления на ранних стадиях быстрого возгорания. Такие форсунки обычно требуют физического отделения от процесса, чтобы предотвратить засорение этих форсунок технологическим материалом, препятствующим своевременному или эффективному выпуску огнегасящего состава устройством. Отделение от условий технологического процесса, как правило, достигается за счет "выскакивания" форсунки из выходной трубчатой конструкции пушки cannon™, когда эта пушка приводится в действие, или за счет использования одноразового покрытия, которое "сдувается" потоком средства подавления.
В известной системе подавления для обнаружения взрыва и запуска системы подавления может быть использован датчик взрыва. Известная система подавления может использовать датчик давления, который может воспринимать самые ранние стадии взрыва, когда давление нарастает в защищаемом сооружении перед быстрым распространением пламени. В другом варианте изобретения для идентификации взрыва и запуска системы подавления известная система подавления может использовать оптический датчик, преобразователь давления или другой датчик. В предшествующем уровне техники в системе подавления объединены два или более датчиков взрыва, образующих систему подавления, используемую для запуска, когда или один датчик указывает на осуществление взрыва или оба датчики давления указывают на событие взрыва. Таким образом, в качестве надежного преимущества предпочтение в предшествующем уровне техники отдается нескольким датчикам. Однако использование нескольких датчиков для обеспечения надежности повышает нежелательный риск ложноположительного срабатывания - то есть запуска системы подавления без необходимости. Требование двух датчиков давления для указания на событие взрыва может представлять собой значительное преимущество для пользователей системы подавления с точки зрения предотвращения нежелательной активации системы подавления. Одна такая воспринимающая структура раскрыта в патенте США с совместным правообладанием под №5,934,381 (содержание которого во всей своей полноте включено в настоящее описание посредством ссылки). Однако, целесообразным может также представляться выполнение системы подавления с предотвращением таких ложноположительных срабатываний.
Для предотвращения нежелательного выстрела пушки cannon™ (например, во время технического обслуживания) известная система подавления может включать в себя механизм обезвреживания, предназначенный для предотвращения срабатывания детонатора. В одном из примеров такого механизма обезвреживания используется физическое механическое устройство обезвреживания, располагающееся между пушкой cannon™ и защищаемым объемом. Необходимость в таком физическом механическом устройстве обезвреживания обычно возникает в случае предварительного объединения движущей среды и средства подавления в пушке cannon™. В известной системе подавления и локализации для предотвращения активации во время, например, очистки и технического обслуживания используются блокирующий фланец, вставляемый на время. Для оповещения пользователя системы о нахождении фланца в нужном положении может быть использовано микропереключательное устройство. Однако, в известной системе блокирующий фланец должен быть размещен на конце выпускного отверстия пушки cannon™, так как пушка в целом обычно находится под давлением (которое представляет опасность для пользователей, работающих в непосредственной близости от этой пушки).
В системе с раздельным хранением движущей среды и средства подавления, такой как система, раскрытая в патенте США с совместным правообладанием под №5,198,611 (содержание которого во всей своей полноте включено в настоящее описание посредством ссылки), физического механического устройства обезвреживания обычно не требуется. В такой системе можно ограничиться электрическим механизмом обезвреживания. В одном из таких электрических механизмов обезвреживания, раскрытом патенте США с совместным правообладанием под №6,269,746 (содержание которого во всей своей полноте включено в настоящее описание посредством ссылки) для закорачивания цепи детонации используется переключатель. Целесообразным может представляться использование физического механического устройства обезвреживания в дополнение к электрическому устройству обезвреживания для обеспечения как резерва безопасности, так и страховки пользователю/оператору системы подавления и локализации.
Другой из примеров устройства подавления взрыва или горения может включать в себя средство подавления или огнегасящий состав, поддерживаемый под давлением, подобный имеющимся в продаже автономным огнетушителям. Точно так же устройство подавления может включать в себя самодвижущееся действующее вещество, например, средство подавления, объединенное с движущей средой или жидкостью с быстрым переходом из жидкого состояния в газообразное и/или парообразное состояние при открывании контейнера для средства подавления. Недостатком таких устройств может являться ухудшение параметров наддува устройства или движущей среды с течением времени или нежелательное уплотнение действующего вещества, обусловленное длительной герметизацией, что приводит к необходимости периодической проверки и/или замены устройства. Для преодоления этих недостатков целесообразным может представляться создание негерметичной емкости для действующего вещества или емкости для действующего вещества без поддержания повышенного давления движущей среды, то есть емкости с чистым действующим веществом для подавления/огнегасящим составом, который может быть использован с отдельным движущим механизмом. Такую емкость с чистым действующим веществом можно проверять или заменять так часто, как известные герметизированные емкости или емкости с самодвижущимся действующим веществом.
Кроме того, помимо подавления взрывов или горения емкость с чистым действующим веществом может быть также использована в системе или устройстве огнетушения.
Зачастую в защищаемом объем происходит процесс (например, производственный или технологический процесс), управление которым осуществляется с помощью распределенной системы управления ("DCS"). В соответствии с действующими нормативами и стандартами (например, в соответствии с североамериканским стандартом NFPA и европейски стандартом АТЕХ) такие контроллеры процесса не могут также управлять различными предохранительными механизмами, которые используются для защиты защищаемого объема. Применение этих нормативов и стандартов привело к типичной ситуации, когда каждый предохранительный механизм снабжен отдельным устройством управления/контроля. Однако может представляться целесообразным и создание системы для централизованного контроля и управления несколькими системами защиты с помощью единой системы контроля/управления (причем отдельной от DCS, которая обеспечивает управление процессом в защищаемом объеме).
С учетом сказанного выше представляться целесообразным может также создание системы подавления и локализации взрыва или горения с возможностью защиты защищаемого объема от взрыва и/или для защиты любой соединенной с этим объемом или располагающейся поблизости от защищаемого объема вентиляционной сети, системы трубопроводов, оборудования или контрольно-измерительной аппаратуры от взрыва.
Раскрытое в данном описании изобретение обеспечивает возможность создания системы и связанных с этой системой способов, которые позволяют достичь одного или нескольких преимуществ перед известными системами и способами, описанными выше, и/или позволяют преодолеть один или несколько недостатков в известных системах и способах, описанных выше.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Для преодоления одного или более из указанных выше недостатков, достижения одного или нескольких требуемых преимуществ, указанных выше, или преодоления других недостатков и/или достижения других преимуществ, воплощенных и описанных в данном документе, изобретение касается системы подавления взрыва, содержащей пушку cannon™, имеющую ствол, и резервуар для движущей среды, причем резервуар для движущей среды содержит движущую среду. В ствол может быть вставлен патрон для заполнения средством подавления, содержащий средство подавления. Между стволом и резервуаром для движущей среды может быть размещен механизм запуска, выполненный так, что этот механизм может обеспечить выпуск движущей среды из резервуара для движущей среды в ствол и патрон для заполнения средством подавления в случае запуска механизма запуска и, таким образом, обеспечить продвижение средства подавления из выпускного отверстия пушки cannon™.
Изобретение также касается контейнера для средства подавления для применения в системе подавления пламени или взрыва, содержащего патрон для заполнения средством подавления. Патрон для заполнения средством подавления может содержать средство подавления, включающее в себя вещество для подавления, и может быть выполнен так, что этот патрон может оперативно взаимодействовать с источником движущей среды. Патрон для заполнения средством подавления может быть дополнительно выполнен так, что этот патрон может обеспечить распределение средства подавления в случае воздействия со стороны движущей среды из источника движущей среды.
Изобретение дополнительно касается контейнера для средства подавления для применения в системе подавления пламени или взрыва, содержащего патрон для заполнения средством подавления, содержащий средство подавления, включающее в себя вещество для подавления. Патрон для заполнения средством подавления может быть выполнен так, что этот патрон может оперативно взаимодействовать с источником движущей среды, и может быть дополнительно выполнен так, что этот патрон может обеспечить распределение средства подавления в случае воздействия со стороны движущей среды из источника движущей среды.
Изобретение также касается системы подавления взрыва, содержащей пушку cannon™ подавления взрыва, первый датчик взрыва, выполненный так, что этот датчик может воспринимать взрыв, и второй датчик взрыва, выполненный так, что этот датчик может воспринимать взрыв. Первый датчик взрыва и второй датчик взрыва могут быть выбраны из группы, состоящей из датчиков давления, датчиков температуры, датчиков электромагнитных волн, датчиков искры, акселерометров, преобразователей перемещения и датчиков неразрывности электроцепи. Первый датчик взрыва может представлять собой датчик, тип которого отличается от типа второго датчика взрыва, а пушка подавления взрыва может быть выполнена так, что эта пушка может обеспечить выталкивание средства подавления только в случае, когда оба датчика - как первый датчик взрыва, так и второй датчик взрыва воспринимают одно или несколько состояний, указывающих на взрыв.
Изобретение дополнительно касается системы подавления взрыва, содержащей устройство подавления взрыва, первый датчик, выполненный так, что этот датчик может воспринимать первое состояние в защищаемом объеме, второй датчик, выполненный так, что этот датчик может воспринимать второе состояние в защищаемом объеме, и третий датчик, выполненный так, что этот датчик может воспринимать третье состояние в защищаемом объеме. Устройство подавления взрыва может быть выполнено так, что это устройство может активироваться в случае, когда, по меньшей мере, первый датчик воспринимает первое состояние, указывающее на взрыв, а второй датчик воспринимает второе состояние, указывающее на взрыв.
Изобретение дополнительно касается механизма блокировки для системы подавления взрыва, содержащего механизм запуска системы подавления взрыва и ключ блокировки. Ключ блокировки может выполнен так, что этот ключ может быть вставлен в механизм запуска, и может быть дополнительно выполнен так, что этот ключ может механически предотвратить запуск механизма запуска в случае, когда ключ блокировки вставлен в механизм запуска. Ключ блокировки может быть дополнительно выполнен так, что этот ключ может электрически предотвратить запуск механизм запуска в случае, когда ключ блокировки вставлен в механизм запуска.
Изобретение дополнительно касается способа контроля и управления гибридной системой защиты для защищаемого объема, содержащего контроль состояния пассивного устройства реагирования на взрыв, контроль, по меньшей мере, одного состояния в контролируемом объеме и управление работой, по меньшей мере, одного активного устройства подавления взрыва в случае, когда, по меньшей мере, одно контролируемое состояние указывает на осуществление взрыва.
Изобретение также касается способа контроля и управления системой защиты от взрыва, содержащего восприятие состояния пассивного устройства реагирования на взрыв, вырабатывание сигнала при начале реагирования пассивного устройства реагирования на взрыв, но с опережением открытия пассивного устройства реагирования на взрыв и контроль сигнала.
Дополнительно изобретение касается способа контроля и управления системой защиты для защищаемого объема, где защищаемый объем соединен с вентиляционной сетью или системой трубопроводов. Способ содержит обеспечение доступности первого защитного устройства, выполненного так, что это устройство может защитить защищаемый объем и соединенную с этим объемом вентиляционную сеть или систему трубопроводов от взрыва, обеспечение доступности второго защитного устройства, выполненного так, что это устройство может защитить защищаемый объем, соединенную с этим объемом вентиляционную сеть или систему трубопроводов и оборудование или контрольно-измерительную аппаратуру, установленную в указанном защищаемом объеме или в соединенной с этим объемом вентиляционной сети или системе трубопроводов, от взрыва, обеспечение доступности центрального контроллера и конфигурирование центрального контроллера так, что этот процессор может обеспечить управление работой первого защитного устройства и второго защитного устройства.
Изобретение также касается способа контроля защищаемого объема. Способ содержит восприятие, по меньшей мере, одного состояния в защищаемом объеме с использованием аналогового датчика, вывод выходного сигнала аналогового датчика, соответствующего, по меньшей мере, одному состоянию, регистрацию выходного сигнала аналогового датчика и обеспечение доступности временной метки для регистрации времени зарегистрированного выходного сигнала аналогового датчика.
В другом аспекте, изобретение касается системы подавления взрыва содержащей объем вещества, являющееся средством подавления, объем вещества, являющегося движущей средой, и исполнительный механизма, располагающийся между объемом вещества, являющегося средством подавления, и объемом вещества, являющегося движущей средой.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Прилагаемые чертежи, которые включены в описание настоящего изобретения и составляют его часть, иллюстрируют несколько вариантов осуществления и вместе с описанием служат для пояснения принципов изобретения.
Фиг. 1А - иллюстрация системы подавления взрыва;
Фиг. 1B-1D - иллюстрации различных конструкций ножевого лезвия в сборе;
Фиг. 2 - иллюстрация пушки cannon™, включающей в себя пробку поворотного клапана в сборе;
Фиг. 3 - иллюстрация патрона для заполнения средством подавления;
Фиг. 4, 5А и 5В - иллюстрации линий наименьшего сопротивления для уплотнения для контейнера для средства подавления;
Фиг. 6А - иллюстрация датчика неразрывности электроцепи для восприятия взрыва;
Фиг. 6В - иллюстрация тензометра для восприятия взрыва;
Фиг. 7 - иллюстрация логической блок-схемы одного варианта осуществления системы подавления и локализации;
Фиг. 8 - иллюстрация системы подавления взрыва с использованием цифрового датчик с пружинным лезвием;
Фиг. 9 - иллюстрация системы подавления взрыва с использованием цифрового датчика с Clover Dome;
Фиг. 10 - иллюстрация системы подавления взрыва, имеющая второй механизм активации и экран технологического конца;
Фиг. 11 - иллюстрация системы подавления взрыва с использованием, по меньшей мере, трех датчиков;
Фиг. 12 - иллюстрация системы подавления взрыва с использованием механической блокировки;
Фиг. 13 - иллюстрация теплового барьера.
ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
Далее приводится подробное описание типичных вариантов осуществления настоящего изобретения, примеры которых представлены на прилагаемых фигурах. Система подавления/локализации с механизмом запуска
В одном варианте осуществления, иллюстрацией которого является фиг. 1А, система подавления и локализации давления может включать в себя пушку cannon™ 100 для впрыска вещества 112 для подавления в защищаемый объем. Пушка cannon™ может включать в себя ствольный отсек 110 на первом конце, который может быть прикреплен к отверстию в наружной части защищаемого объема 190. Отверстие в наружной части защищаемого объема 190 может быть уплотнено с помощью уплотнения 113 выпускного отверстия, которое может представлять собой жертвенную мембрану, предназначенную для разрыва в случае выстрела пушки cannon™ 100 (как будет показано далее ниже). Пушка cannon™ 100 может быть прикреплена к наружной части защищаемого объема 190. В ствол 110 может быть вставлен патрон 111 для заполнения средством подавления, который может быть уплотнен в этом стволе.
На втором конце пушки cannon™ 100, как показано на фиг. 1А, может быть предусмотрен резервуар 120 или емкость для движущей среды. Резервуар 120 для движущей среды может быть заполнен движущей средой. Движущая среда может представлять собой сжатый газ, такой как азот, подходящий для обеспечения продвижения вещества для подавления в защищаемый объем. В одном варианте осуществления в качестве движущей среды может быть использован инертный газ (например, азот или аргон); однако возможно использование любого подходящего газа. Подходящий газ может быть выбран, например, исходя из необходимости обеспечения характеристик стабильности, невоспламеняемости и/или химически неактивности. Отверстие резервуара для движущей среды 120 может быть прикреплено к отверстию в ствольном отсеке 110 пушки cannon™ 100. Между отверстием резервуара 120 для движущей среды и отверстием в ствольном отсеке 110 пушка cannon™ 100 может быть размещена разрывная перегородка 121. Разрывная перегородка 121 может представлять собой, например, разрывной диск. Разрывная перегородка 121 может поддерживать движущую среду и средство 112 подавления в изначально разделенном состоянии.
Разрывная перегородка 121 может быть выбрана на основе давления движущего газа движущей среды или на основе совместимости (например, химической неактивности) со средством подавления. Например, толщина, диаметр и/или тип материала разрывной перегородки 121 может варьироваться по соображениям целесообразности. Выбор толщины и/или диаметра разрывной перегородки 121 может обеспечить оптимизацию для определенного давления движущего газа за счет увеличения проходного сечения и/или повышения скорости потока движущей среды.
Раскрытые средство 112 подавления и движущая среда могут быть практически мгновенно соединены одно с другой с помощью механизма запуска (например, с помощью ножевого лезвия 140 и исполнительного механизма 141 ножевого лезвия, показанных на фиг. 1А). Как показано на фиг. 1А, система подавления и локализации давления может включать в себя механизм 140, 141 запуска, размещенный полностью на участке между резервуаром 120 для движущей среды и контейнером 111 для средства подавления. В таком варианте осуществления контейнер 111 для средства подавления может не включать в себя никакого механизма запуска (такого как, например, детонирующий заряд) внутри контейнера 111 для средства подавления, что, таким образом, обеспечивает преимущество с точки зрения повышения безопасности и обеспечения нераспространения нормативов для взрывчатых веществ на контейнер 111 для средства подавления. Контейнер 111 для средства подавления, содержащий чистое средств подавления представляется целесообразным для "чистых" сфер деятельности, таких как пищевая и фармацевтическая отрасли промышленности.
Как показано на фиг. 1А, может быть предусмотрено ножевое лезвие 140 или другой режущий элемент. Ножевое лезвие 140 может быть выполнено так, что это лезвие может разрывать разрывную перегородку 121 в случае обнаружения осуществления взрыва в защищаемом объеме 190. В результате разрыва разрывной перегородки 121 ножевое лезвие 140 может вызвать выпуск движущей среды, которая может вызвать нагнетание средства 112 подавления в защищаемый объем 190.
Ножевое лезвие 140 может быть приведено в контакт с разрывной перегородкой 121 в результате срабатывания исполнительного механизма 141. Исполнительный механизм 141 может представлять собой, например, поршень, соленоид, электродвигатель или пьезоэлектрический двигатель, выполненный так, что этот механизм может обеспечить приложение усилия к ножевому лезвию 140 для обеспечения разрыва разрывной перегородки 121. В другом варианте осуществления исполнительный механизм 141 может представлять собой пиротехнический исполнительный механизм. Пиротехнический исполнительный механизм может быть выбран из соображений внутренней безопасности, например, без источников воспламенения, для обеспечения нераспространения жестких нормативов, применяемых к классифицированным взрывчатым веществам. Например, в одном варианте осуществления пиротехнический исполнительный механизм может представлять собой, по меньшей мере, один исполнительный механизм Metron®. В другом варианте осуществления может быть предусмотрено несколько пиротехнических исполнительных механизмов (которые могут быть резервными). Внутренняя безопасность, может представляться, в частности, целесообразной для применения в пожароопасной окружающей среде. Конкретный исполнительный механизм может быть выбран исходя из величины усилия, требуемого для прокалывания используемой определенной разрывной перегородки. Например, при использовании более жесткой или более толстой мембраны может потребоваться более мощный исполнительный механизм. Таким образом, исполнительный механизм 141 ножевого лезвия может быть выбран или оптимизирован на основе состояний и/или разрывной перегородки 121. В другом варианте осуществления системы выпуска из емкости движущая среда может быть выпущена через обычно закрытый поворотный клапан в сборе, поддерживаемый в закрытом состоянии с помощью штифта, защелки, элемента, воспринимающего усилие сдвига, элемента, работающего на растяжение, или разрывного звена, которое может быть выведено из строя по команде выпуска движущей среды. Еще один вариант осуществления системы выпуска из емкости содержит перемещаемую в осевом направлении пробку клапана, обычно удерживаемую штифтом, защелкой, сдвигающим элементом, растягивающим элементом или ломким звеном, которое может быть выведено из строя по команде выпуска движущей среды.
Ножевое лезвие 140 может представлять собой одно из множества ножевых лезвий. Ножевое лезвие или лезвия 140 могут быть размещены в любом числе целесообразными способами. Лезвия 140 могут быть размещены с различными ориентациями друг относительно друга и с различными ориентациями относительно разрывной перегородки 121. В одном примере, иллюстрацией которого является фиг. 1В, могут быть использованы четыре ножевых лезвия 141, которые могут быть размещены в форме буквы "X". Использование конструкции из четырех ножевых лезвий позволяет получить в разрывной перегородке отверстие с четырьмя лепестками. Такое отверстие с четырьмя лепестками позволяет направить поток движущей среда через центр контейнера для средства подавления, что может в соответствии с целесообразностью обеспечить увеличение движущей силы и повышение скорости потока. В другом примере, иллюстрацией которого является фиг. 1С, одно или несколько ножевых лезвий 142 могут быть размещены так, что образуют четкую точку в центре разрывной перегородки. В дополнительном или другом варианте изобретения одно или несколько ножевых лезвий могут быть ориентированы параллельно поверхности разрывной перегородки для одновременного контакта. В другом варианте осуществления, иллюстрацией которого является фиг. 1D, два или несколько ножевых лезвий 143 могут быть размещены параллельно одно другому. Возможность размещения ножевого лезвия (или лезвий) в различных комбинациях и/или ориентациях обеспечивает высокую технологичность настоящего изобретения.
Как показано на фиг. 1А, патрон 111 для заполнения средством подавления может быть изготовлен с использованием герметичной конструкции, которую можно получить при сварке на одном или обоих концах. При этом патрон 111 для заполнения средством подавления может представлять собой патрон высокого давления. Патрон герметичной конструкции может быть сертифицирован в соответствии с директивами Евросоюза и директивами ЕС для оборудования, работающего под давлением или со сводом законов североамериканского ASME. Патрон 111 герметичной конструкции также может храниться при атмосферном и при повышенном давлениях. Герметичность конструкции патрона 111 для заполнения средством подавления позволяет отделить содержимое от окружающей среды. При этом средство 112 подавления может быть защищено от загрязняющих веществ, а окружающая среда может быть защищена от утечки средства 112 подавления. Герметичная конструкция позволяет также предотвратить слипание/спекание средства 112 подавления. Например, герметичная конструкция может препятствовать проникновению влаги, которая может вызвать нежелательное слипание или спекание. Кроме того, герметичная конструкция, в частности, в случае сварной конструкции может обеспечить стойкость патрона 111 к усилиям, обусловленным вибрационным уплотнением вещества 112 для подавления в патрон 111. Использование вибрационного уплотнения позволяет повысить плотность средства 112 подавления в патроне 111, а повышение плотности средства 112 подавления - обеспечить однородную концентрацию средства 112 подавления и предотвратить осаждение средства 112 подавления в патроне 111, которое может негативно влиять на процесс рассеивания средства 112 подавления.
Как показано на фиг. 1А, исполнительный механизм 151 для уплотняющей мембраны может быть предназначен для разрыва уплотняющей мембраны 113 при выстреле пушки cannon™ 100. Дополнительно или в другом варианте изобретения продвижение средства 112 для подавления может обеспечиваться с усилием, достаточным для разрыва уплотняющей мембраны 113 без использования исполнительного механизма 151 для уплотняющей мембраны.
Система подавления и локализации может включать в себя датчик 131, 132 взрыва, предназначенный для восприятия взрыва в защищаемом объеме и определения необходимости выстрела пушки cannon™. В варианте осуществления, иллюстрацией которого является фиг. 1А, используются первый датчик 131 взрыва и второй датчик 132 взрыва. Настоящее изобретение предусматривает возможность использования любого числа подходящих датчиков 131, 132 взрыва. Для обработки сигналов от датчиков 131, 132 взрыва и определения соответствующей реакции (например, принятия решения по активации или неактивации ножевого лезвия 140 и/или исполнительного механизма 151 для уплотняющей мембраны) может быть использован процессор 130. В другом варианте изобретения может быть использована система подавления и локализации без процессора, в которой сигнал от одного или нескольких датчиков взрыва может непосредственно инициировать запуск исполнительного механизма ножевого лезвия и/или исполнительного механизма герметизирующей мембраны.
В другом варианте осуществления, иллюстрацией которого является фиг. 2, на выходе 215 пушки cannon™ 200 (вместо или в дополнение к герметизирующей мембраны 113 показанной на фиг. 1 А) может быть установлена пробка 251 обычно закрытого клапана в сборе. В таком варианте осуществления пробка 251 клапана может сначала поддерживаться в закрытом состоянии штифтом, защелкой, элементом, воспринимающим усилие сдвига, элементом, работающим на растяжение, или разрушающимся звеном, которое может быть выведено из строя по команде (или в ответ на установленное давление, прикладываемое к контейнеру 211 для средства подавления движущей средой из резервуара 220 для движущей среды) выпуска средства подавления и/или движущей среды (то есть после разрыва барьера 221 с помощью исполнительного механизма 240, 241). Пробка 251 клапана может представлять собой пробку поворотного клапана или пробку осевого клапана. В одном из вариантов осуществления пробка 251 клапана может быть снабжена исполнительным механизмом, предназначенным для открывания пробки 251 клапана и/или активации выходящего из строя элемента, поддерживающего пробку клапана в закрытом состоянии. В другом варианте осуществления пробка 251 клапана может не иметь своего собственного исполнительного механизма. Открываться пробка 251 клапана, не имеющая собственного исполнительного механизма, может, например, под действием давления движущей среды при поступлении в патрон 211 для заполнения средством подавления. Типичные пробки клапана в сборе, которые могут быть использованы в настоящем изобретении раскрыты, например, в патентах США с совместным правообладанием под №№5607140, 5947445, 5984269, 6098495, 6367498, 6488044 и 6491055 и в заявках на патент США с совместным правообладанием под №№13/573,200 и 11/221,856, (содержание которых во всей своей полноте включено в настоящее описание посредством ссылок).
В одном из вариантов осуществления пушка cannon™ 1300, которая может включать в себя ствол 1310 и резервуар 1320 для движущей среды, как показано на фиг. 13, может быть снабжена тепловым барьером 1380. Тепловой 1380 барьер может обеспечивать защиту одного или нескольких компонентов пушки cannon™ 1300 от окружающих источников 1360 теплоты (включая лучистые источники теплоты от технологических процессов), температура которых в случае отсутствия такого барьера может быть слишком высокой для нахождения поблизости от компонентов пушки cannon™ 1300. Например, целесообразной может представляться защита вещества, являющегося средством подавления, в стволе 1310 от расположенного поблизости источника 1360 теплоты. В другом примере целесообразной может представляться защита движущей среда, механизмов активации, электронных компонентов или любого(ых) другого(их) компонента(ов) пушки cannon™ 1300 от расположенного поблизости источника 1360 теплоты.
Патрон для заполнения средством подавления
Фиг. 3 является иллюстрацией варианта осуществления патрона 311 для заполнения средством подавления. Патрон 311 для заполнения средством подавления может быть выполнен так, что этот патрон может быть вставлен в контейнер для средства подавления (такой как показано, например, на фиг. 1А). Как показано на фиг. 3, патрон 311 для заполнения средством подавления может быть снабжен уплотнением 314 на входе и уплотнением 313 выпускного отверстия. В одном из вариантов осуществления уплотнение 314 на входе и/или уплотнение 313 выпускного отверстия могут быть откалиброваны по давлению для обеспечения разрыва при выпуске движущей среды из резервуара для движущей среды и, следовательно, возможности впрыска движущей среды в патрон для заполнения средством подавления, а средства 312 подавления - в защищаемый объем. Уплотнение 314 на входе и/или уплотнение 313 выпускного отверстия могут быть снабжены оной или более линиями наименьшего сопротивления, такими как линия надреза или линия сдвига, для облегчения разрыва и/или калибровки давления возможного разрыва уплотнения на входе.
Согласно описанию изобретения патрон 311 для заполнения средством подавления (например, как показано на фиг. 3) может иметь форму емкости для чистого средства подавления (то есть без движущей среды), которая может быть негерметизированной. Емкость для чистого средства подавления может содержать сухое порошковое средство подавления, такое как бикарбонат натрия. Дополнительно или в другом варианте изобретения патрон для заполнения чистым средством подавления может содержать жидкое вещество для подавления или комбинацию сухих порошков, твердых веществ и/или жидкостей. Такая емкость для чистого средства подавления может быть предусмотрена для использования с отдельной движущей системой в устройстве подавлении взрыва или огнетушения. Наличие патрона для заполнения чистым средством подавления может обеспечить определенные преимущества. Например, патрон для заполнения чистым средством подавления может быть более чистым, чем известный контейнер для средства подавления, который включает в себя установленный внутри заряд детонатора. Кроме того, негерметичный патрон для заполнения чистым средством подавления может быть более безопасным и более стабильным (например, во время транспортировки), чем герметичный контейнер для средства подавления (например, как используемый в имеющихся в продаже ручных огнетушителях и так называемых HRD-гасителях (с использованием высокоскоростного разряда High Rate Discharge Suppressors). Кроме того, для обеспечения безопасной эксплуатации огнетушитель, в котором используется герметичный контейнер для средства подавления, должен подвергаться периодической проверке и/или замене, а негерметичный контейнер для чистого средства подавления не обязательно подлежит проверке и/или замене.
В одном варианте осуществления, как показано на фиг. 4, уплотнение 314, 313 впускного отверстия и/или выпускного отверстия может иметь насечку в форме креста 401. При вскрытии уплотнение с насечкой в форме креста 401 обеспечивает возможность образования четырехлепесткового отверстия. При использовании уплотнения с насечкой в форме креста 401 в качестве уплотнения на входе образование многолепесткового отверстия за счет крестообразного рисунка насечки позволяет концентрировать поток движущего газа (то есть рабочей среды) через центр ствола и патрона для заполнения средством подавления и, таким образом, обеспечить увеличение усилия, прикладываемого к средству подавления, до максимального значения и повышение скорости впрыска средства подавления в защищаемый объем.
Как показано на фиг. 5А и 5В в другом варианте осуществления уплотнение впускного отверстия и/или выпускного отверстия может иметь насечку в форме окружности 501 или дуги 502 окружности. При вскрытии уплотнение с насечкой в форме окружности обеспечивает возможность образования круглого отверстия. В варианте осуществления при использовании уплотнения с рисунком насечки в форме окружности в качестве уплотнения выпускного отверстия лепесток от уплотнения с насечкой в форме окружности может свернуться вокруг выпускной форсунки в форме конуса. Таким образом, уплотнение выпускное отверстия с насечкой в форме окружности позволяет усилить радиальное рассеивание средства подавления и повысить рассеивание средства подавления при низких давлениях. Насечка в форме окружности позволяет также увеличить полезную площадь выпускного сечения, что может обеспечить повышение скорости потока средства подавления и движущей среда через патрон. Для получения требуемого характера рассеивания средства подавления могут быть использованы рисунки насечки самой различной формы.
Двухрежимное восприятие
Предполагается, что в раскрытой системе подавления и локализации может быть использовано любое число датчиков взрыва или быстрого возгорания (например, 131, 132 на фиг. 1А). Например, датчик взрыва может включать в себя датчик порогового давления. В случае взрыва в защищаемом объеме взрыву может предшествовать быстрое повышение давления на начальной стадии - то есть волна давления. Датчик порогового давления может воспринимать надвигающуюся волну давления и срабатывать в случае, когда давление в защищаемом объеме превысит предварительно заданное пороговое значение. Датчик порогового давления может представлять собой преобразователь давления; однако возможно использование любого подходящего датчика порогового давления. Датчик порогового давления может воспринимать абсолютное давление. В другом варианте изобретения датчик порогового давления может воспринимать разность давлений. Использование датчика разности давлений может представляться целесообразным в случае регулирования давления в защищаемом объеме, которое может не совпадать с давлением окружающей среды. В качестве неограничивающего примера система с регулируемым давлением может быть предназначена для работы в окружающей среде с низким давлением (например, -1 фунт/кв. дюйм). При взрыве контролируемое давление защищаемого объема может повышаться (например, до 0 фунт/кв. дюйм). Датчик разности давлений может быть использован для обнаружения такого повышения давления.
В другом варианте осуществления датчик взрыва может включать в себя датчик изменения давления. Поскольку взрыв может характеризоваться резким повышением давления (в отличие от постепенного повышения пневматического давления), то для обнаружения взрыва может быть использован датчик изменения давления, срабатывающий в случае, когда скорость повышения давления в защищаемом объеме превысит допустимое значение. Недостатком датчика изменения давления может считаться использование в системе подавления и изоляции в условиях большой запыленности. Облако пыли может быть неоднородным. В случае взрыва неоднородность пылевого облака может приводить к возникновению взрывной волны неправильной формы, которая может служить причиной неправильного измерения изменения давления.
В еще одном другом варианте осуществления, датчик взрыва может представлять собой датчик электромагнитных (ЕМ) волн. Например, датчик взрыва может быть оптическим датчиком, датчиком инфракрасного излучения или датчиком ультрафиолетового излучения. Взрыв может характеризоваться разрядом энергии излучения, которая может быть обнаружена датчиком ЕМ-волн. Датчик ЕМ-волн может обнаружить взрыв с очень высокой скоростью, которая может представляться целесообразной. Однако необходимым условием корректной работы датчика ЕМ-волн является чистота объектива датчика. Следовательно, датчик ЕМ-волн не может считаться подходящим для систем подавления и локализации, используемых в условиях большой запыленности.
В дополнительном варианте осуществления датчик взрыва, предназначенный для обеспечения реакции на изменения нагрузки на стенки защищаемой оболочки, может быть выполнен на основе акселерометра или преобразователя перемещения. Такой акселерометр или датчик перемещения может вырабатывать ответную реакцию на ранней стадии взрыва, и эта ответная реакция может быть использована для запуска системы подавления, локализации или ослабления. Возможность установки акселерометра или преобразователя перемещения извне по отношению к защищаемому сооружению, работающему в условиях технологического процесса, позволяет предотвратить контакт с технологическим процессом и возможное накопление продуктов этого технологического процесса, а также избежать проблем загрязнения или коррозии, которые могут приводить к нарушению работы датчика более инвазивной конструкции.
В еще одном другом варианте осуществления в качестве датчика взрыва может быть использован быстродействующий датчик температуры, который может воспринимать повышение температуры, сопровождающее надвигающийся взрыв. Быстродействующий датчик температуры может воспринимать пороговую температуру или скорость повышения температуры. Датчик пороговой температуры может иметь очень быстрое время реагирования, такое как, например, 1 миллисекунда.
В другом варианте осуществления датчик взрыва может представлять собой датчик искры.
В еще одном другом варианте осуществления для восприятия взрыва может быть использован датчик неразрывности 610 электроцепи (как показано на фиг. 6А) или тензометр 620 (как показано на фиг. 6 В). Пример датчика неразрывности 610 электроцепи или тензометра 620 раскрыт в заявке РСТ на патент с совместным правообладанием под № WO 2011/014798 (содержание которой во всей своей полноте включено в настоящее описание посредством ссылки). Как показано на фиг. 6А, на защищаемом объеме может быть установлена проволока 611 или другой проводящий компонент, через который проходит ток. Проволока 611 может быть размещена на деформируемой поверхности 630 защищаемого объема. Деформируемая поверхность 630 может быть выполнена из деформируемого материала, способного деформироваться при воздействии заданного порогового давления. В другом варианте изобретения деформируемая поверхность может иметь какую-либо характерную особенность рельефа (например, линию насечки или другую линию 631 наименьшего сопротивления) для обеспечения вскрытия, растяжения, разрыва или какой-либо другой деформации при воздействии заданного порогового давления. При достижении заданного порогового давления проволока 611 может подвергнуться растяжению, вызывающему изменение проходящего через эту проволоку тока. Изменение тока может указать на возникновение взрыва и может непосредственно вызвать срабатывание системы подавления/локализации взрыва. В другом варианте изобретения изменение тока может контролироваться с помощью контрольно-измерительного устройства. Это контрольно-измерительное устройство может определить, указывает ли изменение силы тока на взрыв, и может отправить сигнал на запуск системы подавления/локализации взрыва. В другом варианте осуществления проволока 611 может быть выполнена с возможностью разрыва при деформации деформируемой поверхности 630, приводящему к прерыванию электрического тока, проходящего через эту проволоку. Прерывание электрического тока может использоваться в качестве сигнала запуска системы подавления/локализации взрыва.
В качестве датчика взрыва может быть использована комбинация из нескольких датчиков. В одном примере датчик взрыва может представлять собой комбинацию из нескольких датчиков разных типов, такую как датчик порогового давления (абсолютного давления или разности давлений) в паре с датчиком другого типа (например, с датчиком инфракрасного излучения или с оптическим датчиком, датчиком температуры, или датчиком скорости повышения давления. Первый датчик в паре со вторым датчиком другого типа может представлять собой механизм для контроля, подтверждения или перепроверки состояния первого датчика. Датчики взрыва разных типов могут иметь разные (не компенсируемые один другим) недостатки. Поэтому объединение резервных или полурезервных датчиков взрыва двух разных типов позволяет получить эффективный механизм подтверждения и/или обеспечить повышение точности и/или надежности системы подавления и локализации.
В одном варианте осуществления, как показано на фиг. 7, предполагается, что, до запуска системы подавления и/или прекращения работы контролируемой системы, по меньшей мере, два датчика должны воспринять взрыв или быстрое возгорание. Например, если первый датчик (701) не обнаруживает взрыва, то реакция системы подавления будет отсутствовать (702). Если первый датчик (701) обнаруживает взрыв, а второй датчик (703) не обнаруживает взрыва, то реакция системы подавления также будет отсутствовать (704). Если первый датчик (702) обнаруживает взрыв, и второй датчик (703) также обнаруживает взрыв, то может быть запущена система подавления (705) и/или прекращена работа контролируемой системы (707). В одном варианте осуществления до запуска системы подавления, по меньшей мере, оба из двух датчиков должны воспринять взрыв или быстрое возгорание. В одном варианте осуществления, по меньшей мере, оба из двух датчика должны воспринять взрыв или быстрое возгорание в одно и то же время, практически одновременно или в пределах короткого промежутка времени (например, в пределах 1 мс, 10 мс, 100 мс или 1 с) между одним и другим. В отличие от известных систем подавления, в которых в качестве отказоустойчивых (то есть для обеспечения запуска в случае обнаружения взрыва, по меньшей мере, одним датчиком) используется несколько датчиков, предполагается, что раскрытое использование нескольких датчиков обеспечит создание механизма контроля или подтверждения для предотвращения запуска системы подавления на основе ложноположительного обнаружения. Таким образом, раскрытый вариант осуществления позволяет предотвратить дорогостоящие сбои, которые могут возникать в случае, когда система подавления запускается без необходимости при определенных рабочих состояниях защищаемого сооружения, подобных событию взрыва.
Предполагается, что согласно настоящему изобретению существующая система подавления/локализации может быть модернизирована для добавления признака, заключающегося в необходимости обеспечения восприятия взрыва или быстрого возгорания, по меньшей мере, двумя датчиками до срабатывания системы подавления и/или прекращения работы контролируемой системы. Например, в состав уже существующей системы подавления, которая включает в себя только оптический датчик взрыва, может быть добавлен датчик второго (или третьего или далее по порядку) типа, и модернизированная система может приобрести возможность запуска системы подавления только в случае, когда уже существующий оптический датчик и вновь добавленный датчик второго типа (например, датчика давления) - оба воспринимают состояния, указывающие на взрыв. Таким образом, предполагается, что принципы изобретения могут быть адаптированы для совершенствования уже существующих систем.
В варианте осуществления с использованием двух или нескольких датчиков взрыва предполагается, что для принятия решения об обнаружении взрыва двумя или несколькими датчиками (и, следовательно, о запуске системы подавления) может потребоваться центральное контрольно-измерительное устройство или центральный процессор. В другом варианте изобретения также предполагается, что два или более датчиков взрыва могут независимо сигнализировать об осуществлении взрыва, и система подавления может быть выполнен так, что эта система может запуститься непосредственно (то есть без использования промежуточного центрального контрольно-измерительного устройства или процессора) в ответ на сигнал взрыва от двух или нескольких датчиков взрыва.
В одном варианте осуществления датчик порогового давления может быть объединен с датчиком ЕМ-волн. Объединение датчика порогового давления и оптического датчика в системе подавления и локализации позволяет получить выигрыш от быстродействия оптического датчика и от надежности и ошибкоустойчивости датчика порогового давления. Например, если датчик ЕМ-волн представляет собой датчик инфракрасного излучения, то такой датчик может быть не в состоянии различать взрыв и пожар, в результате которого могут вырабатываться подобные сигналы инфракрасного излучения. По этой причине и вследствие того, что для пожара и взрыва может потребоваться разная реакция, простое восприятие инфракрасного излучения само по себе может оказаться недостаточным для надежного обнаружения взрыва. Датчик порогового давления может различать взрыв (который может вызвать существенное повышение давления) и пожар (который таким эффектом сопровождаться не может). Однако один только датчик порогового давления может быть не в состоянии различать взрыв и постепенное повышение пневматического давления. Таким образом, объединение датчика ЕМ-волн, такого как датчик инфракрасного излучения, и датчика порогового давления в системе подавления и локализации позволяет обеспечить с помощью датчика порогового давления и датчика ЕМ-волн возможность подтверждения и проверки осуществления взрыва (или возникновения чего-либо еще, например, пожара). Например, система может быть выполнена так, чтобы необходимым опережающим условием определения осуществления взрыва и принятия соответствующих ответных мер являлось поступление сигнала как от датчика ЕМ-волн, так и от датчика порогового давления. Система может быть выполнена также так, чтобы необходимым условием являлось одновременное восприятие состояния, указывающего на взрыв, датчиком ЕМ-волн и датчиком порогового давления или последовательное восприятие такого состояния обоими датчиками в течение заданного периода времени.
В другом варианте осуществления одноточечный датчик пороговой температуры может быть объединен с датчиком порогового давления. Объединение датчика пороговой температуры и датчика порогового давления позволяет обеспечить полезный результат. Одноточечный датчик пороговой температуры может иметь высокое быстродействие (например, такое как 1 миллисекунда). Однако простое восприятие пороговой температуры не позволяет отличить пожар от взрыва. По этой причине и вследствие того, что для пожара и взрыва может потребоваться разная реакция, простое восприятие пороговой температуры само по себе может оказаться недостаточным. Датчик порогового давления может различать взрыв (который может вызвать существенное повышение давления) и пожар (который таким эффектом сопровождаться не может). Однако один только датчик порогового давления может быть не в состоянии различать взрыв и постепенное повышение пневматического давления. Таким образом, объединение датчика пороговой температуры и датчика порогового давления в системе подавления и локализации позволяет обеспечить с помощью датчиков двух типов возможность подтверждения и контроля осуществления взрыва (или возникновения чего-либо еще, например, пожара).
В одном варианте осуществления несколько датчиков давления могут быть использованы вместе с одним или несколькими датчиками другого типа. В патенте США с совместным правообладанием под №5934381 (содержание которого во всей своей полноте включено в настоящее описание посредством ссылки) приводятся описание и формула изобретения конструкции, чувствительной к факторам риска, которая может включать в себя, по меньшей мере, три датчика давления. В рассматриваемом варианте осуществления предполагается объединение датчиков давления из патента США №5934381 с одним или несколькими датчиками второго типа. Датчик второго типа может представлять собой датчик температуры, датчик ЕМ-волн, датчик температуры или другой подходящий датчик взрыва. Датчик второго типа может быть использован для подтверждения или проверки состояния других датчиков давления. В одном варианте осуществления, по меньшей мере, три датчика давления могут использоваться с логикой голосования "два из трех", такой как описана в патенте США под №5934381, в котором необходимым опережающим условием определения необходимости ввода средства подавления в защищаемый объем является восприятие повышения давления, по меньшей мере, двумя из трех датчиков давления. Датчик второго типа может быть использован для подтверждения или проверки того, что на самом деле произошел взрыв, обнаруженный двумя из трех датчиков давления.
В системе подавления/локализации взрыва может быть использован аналоговый датчик. Использование аналогового датчик может обеспечить прямой контроль данных от датчиков в режиме реального времени, а также хранение данных от датчиков. Хранение данных датчиков может осуществляться с помощью внешних средств. Хранение данных от датчиков позволяет обеспечить возможность создания базы данных с показаниями приборов за прошлые периоды времени, которая может позволить пользователю наблюдать за изменениями в системе. Такая база данных может способствовать повышению качества технического обслуживания системы и/или анализа системы. Аналоговый датчик может обеспечить очень высокое быстродействие. Аналоговый датчик может быть откалиброван до очень высокой чувствительности к изменению состояния в защищаемом объеме. Аналоговый датчик может быть откалиброван с очень высокой точностью. Аналоговый датчик может обеспечивать непрерывную запись и сбор данных. В одном варианте осуществления аналоговый датчик может быть использован в сочетании с таймером. При использовании с таймером аналоговый датчик позволяет использовать метку времени для записи событий в защищаемом объеме и/или в системе подавления/локализации взрыва. Например, метка времени может позволить пользователю определять, когда произошло событие, такое как, например, событие возникновения избыточного давления.
В другом варианте осуществления может быть использован цифровой датчик. Преимуществами цифрового датчика являются, например, точность, быстродействие, надежность и/или температуростабильность.
В одном варианте осуществления с использованием цифрового датчика, показанного на фиг. 8, пушка cannon™ подавления может быть установлена на защищаемом объеме 890 с помощью эластомерной диафрагмы 851, обеспечивающей уплотнение между пушкой 800 и защищаемым объемом 890. Эластомерная диафрагма 851 может представлять собой герметичную неперфорированную эластомерную диафрагму. Эластомерная диафрагма 851 может быть установлена в непосредственном контакте с защищаемым объемом 890, так что изменение давления в защищаемом объеме 890, например, может приводить к перемещению или изгибу диафрагмы 851. Рядом с диафрагмой 851 может быть размещено пружинное лезвие 852, установленное с возможностью отжатия при перемещении или изгибе диафрагмы 851 датчика. Пружинное лезвие 852 может быть также установлено рядом с электрическим переключателем 861 щелчкового действия. Для установки пружинного лезвия 852 может быть предусмотрен установочный винт (непоказанный). В процессе работы при перемещении или изгибе диафрагмы 851 в ответ на изменение состояния защищаемого объема 890 пружинное лезвие 852 может быть приведено в контакт с электрическим переключателем 861 щелчкового действия, в результате которого вырабатывается электрический сигнал, способный активировать систему подавления/локализации взрыва (например, способный вызвать впрыск средства подавления в систему). Конструкция, показанная на фиг. 8, имеет очень простую структуру, с несколькими движущимися компонентами; поэтому риск отказа компонентов может быть сведен к минимуму. Фиг. 8 является иллюстрацией датчика, размещенного на или поблизости от пушки cannon™ 800, однако принципы изобретения могут быть использованы и в варианте осуществления, в котором датчик и пушка cannon™ 800 разнесены в объеме.
В другом варианте осуществления с использованием цифрового датчика, показанного на фиг. 9, в качестве уплотнительного механизма между пушкой cannon™ и защищаемым объемом вместе диафрагмой 951 может быть использован механизма задания давления. В одном варианте осуществления механизм задания давления может представлять собой пружину 952 Clover® Dome, подкладную шайбу или диск, а диафрагма 951 - диафрагму Teflon®. Через центр пружины 952 Clover® Dome может быть вставлен стержень 953, обеспечивающий сжатие пружины 952 Clover® Dome и придание этой пружине куполообразной формы. При сжатии пружина 952 Clover® Dome представляет собой устройство с двумя устойчивыми состояниями. Размер стержня 953 может регулировать усилие, требуемое для защелкивания пружины 952 Clover® Dome из одного направления в другое. В частности, увеличение диаметра стержня позволяет увеличить усилие, требуемое для "прощелкивания" подкладной шайбы, а уменьшение - уменьшить усилие, требуемое для "прощелкивания" подкладной шайбы. Таким образом, размер стержня 953 может быть использован для выбора давления в защищаемом объеме, в котором пружина 952 Clover® Dome может защелкиваться. В процессе работы давление внутри защищаемого объема может воздействовать на разрывную перегородку, которая при этом может отжиматься в сторону стержня 953. В случае, когда давление внутри защищаемого объема достигает заданного порогового значения, может произойти "прощелкивание" и разжатие пружины 952 Clover® Dome. Разжатие пружины 952 Clover® Dome может вызвать срабатывание электрического переключателя 961 щелчкового действия, в результате которого вырабатывается сигнал, способный активировать систему подавления/локализации взрыва. В рассматриваемом варианте осуществления приводится описание пружины 952 Clover® Dome, однако предполагается и возможность использования разрывного диска, подкладной шайбы Belleville, пружины Belleville или изгибающегося штифта. В другом варианте изобретения может быть использован любой подходящий выходящий из строя компонент, предназначенный для разжатия, слома или опрокидывания под действием заданного давления и обеспечения срабатывания электрического переключателя 961 щелчкового действия в результате своего разжатия, слома или опрокидывания. В одном варианте осуществления пружина 952 Clover® Dome, разрывной диск, подкладная шайба Belleville, пружина Belleville, изгибающийся штифт или другой компонент могут быть выполнены так, что не способны к самовосстановлению после активации. Использование невосстанавливающегося выходящего из строя компонента обеспечивает возможность повышения надежности. Необходимость замены после активации позволяет гарантировать использование правильно откалиброванного и установленного выходящего из строя компонента после каждой активации. Кроме того, невосстаналивающийся выходящий из строя компонент обеспечивает функции защиты от несанкционированного доступа. Фиг. 9 является иллюстрацией датчика, размещенного на или поблизости от пушки cannon™, однако принципы изобретения могут быть использованы и в варианте осуществления, в котором датчик и пушка cannon™ разнесены в пространстве.
В варианте осуществления с использованием нескольких датчиков взрыва может быть использована комбинация цифровых и аналоговых датчиков. В одном варианте осуществления возможно использование двух цифровых датчиков в комбинации с одним аналоговым датчиком. Объединение цифровых и аналоговых датчиков позволяет избежать некоторых проблем отказов "общего характера". Например, если какое-либо состояние приводит к сбою одного или нескольких аналоговых датчиков, один или несколько цифровых датчиков могут обеспечить осуществление контроля или проверку аналоговых датчиков.
Согласно настоящему изобретению датчик взрыва может быть снабжен непроницаемой мембраной. Непроницаемая мембрана может быть выполнена без отверстий, насечек, перфораций или других мест утечки или потенциальных мест утечки. Наличие мест утечки может оказывать негативное влияние на работу датчика и/или системы подавления взрыва и/или локализации взрыва. Например, наличие места утечки может привести к задержке активации, ложному запуску системы подавления/локализации или общей неисправности.
Фиг. 10 иллюстрирует другой вариант осуществления настоящего изобретения. На фиг. 1А представлена система подавления и локализации взрыва с одним исполнительным механизмом 151 для уплотняющей мембраны, однако изобретение не ограничивается такой конструкцией. Соответственно, как показано на фиг. 10, в дополнение к первому механизму 1051 активации на технологическом конце пушки cannon™ м 1000 может быть использован один или несколько дополнительных механизмов активации 1052. Дополнительный механизм 1052 активации может быть использован для ускорения выпуска огнегасящего состава 1012 в технологическое сооружение 1090. В одном варианте осуществления определение необходимости активации одного или обоих механизмов 1051, 1052 активации, а также момента времени или последовательности такой активации на основе характеристики обнаруженного взрыва обеспечивает процессор 1030. Дополнительный механизм 1052 активации может быть размещен внутри или снаружи контейнера 1010 для средства подавления. Дополнительный механизм 1052 активации может быть использован в сочетании с механизмом 1040, 1041 запуска, предназначенным для вскрытия резервуара 1020 для движущей среды. Дополнительный механизм активации 1052 может представлять собой любое устройство для непосредственного или опосредованного открытия технологического конца пушки cannon™ 1000, например, в результате ослабления или разрыва уплотнения 1013 выпускного отверстия контейнера 1010 для средства подавления. В одном варианте осуществления дополнительный механизм 1052 активации может механически взаимодействовать с уплотнением 1013 выпускного отверстия или разрезать это уплотнение. В другом варианте осуществления дополнительный механизм 1052 активации может вырабатывать импульс давления, воздействующий на уплотнение 103 выпускного отверстия. Дополнительный механизм 1052 активации может представлять собой пиротехническое или непиротехническое устройство, такое как, например, газогенератор, исполнительный механизм или быстродействующий соленоид. Предполагается, что в качестве дополнительного механизма 1052 активации может быть использована комбинация механизмов для вскрытия уплотнения 1013 выпускного отверстия, например, как с механическим взаимодействием с уплотнением 1013 выпускного отверстия, так и с использованием импульса давления, воздействующего на уплотнение 1013 выпускного отверстия. Предполагается, что в качестве первого механизма 1051 активации может быть использован механизм, тип которого отличается от типа дополнительного механизма 1052 активации. В качестве неограничивающего примера в первом механизме 1051 активации может быть использовано пиротехническое устройство, а в дополнительном механизме 1052 активации - непиротехническое устройство. Использование разных механизмов для механизмов 1051, 1052 активации позволяет обеспечить важные преимущества в отношении резервирования и отказоустойчивости или преимущества, позволяющие оператору адаптировать точное средство, используемое для вскрытия уплотнения 1013 выходного отверстия, в зависимости от ожидаемых или наблюдаемых состояний.
В случае использования дополнительного механизма 1052 активации для ослабления или разрыва уплотнения 1013 выпускного отверстия выпуск средства 1012 подавления в защищаемый объем 1090 может осуществляться без какого-либо использования усилия от движущей среды 1020 для вскрытия уплотнения 1013 выпускного отверстия. Момент времени воздействия дополнительного механизма 1052 активации на уплотнение 1013 выпускного отверстия может совпадать или запаздывать или предшествовать моменту запуска механизма 1040, 1041 запуска для выпуска движущей среды. Этот момент времени воздействия дополнительного механизма 1052 активации может быть выбран исходя из необходимости создания перепада давления в средстве 1012 подавления, наличие которого может обеспечить быстрый выпуск средства подавления из контейнера 1010 без какого-либо использования усилия от движущей среды/средства подавления, действующего на уплотнение 1013 выпускного отверстия для обеспечения вскрытия этого уплотнения. То есть дополнительный механизм 1052 активации может быть использован для вскрытия уплотнения 1013 выпускного отверстия вместо или в комбинации с движущей средой 1020. Такая конструкция позволяет обеспечить повысить начальную массовую скорость потока средства 1012 подавления, так как позволяет снизить расход энергии движущей среды на вскрытие уплотнения 1013 выпускного отверстия.
На фиг.10 также представлен механизм 1080 экранирования, который может быть размещен со стороны ниже по потоку (то есть со стороны технологического процесса) контейнера 1010 для средства подавления. В одном варианте осуществления механизм 1080 экранирования 1080 может представлять собой металлическую или неметаллическую мембрану. Механизм 1080 экранирования 1080 может иметь или не иметь линии наименьшего сопротивления (например, зазубрину, линию насечки, линию сдвига или другую линию наименьшего сопротивления). Механизм 1080 экранирования может экранировать контейнер 1010 для средства подавления от давления, вырабатываемого в защищаемом объеме 1090 (то есть от противодавления). Такое давление может представлять собой, например, рабочее давление, вырабатываемое в результате технологического процесса в защищаемом объеме. Или такое давление может быть вызвано развитием быстрого возгорания или взрыва.
Механизм 1080 экранирования может обеспечить полную изоляцию от противодавления, в том числе от быстрого возгорания на начальных этапах, способную гарантировать возможность вскрытия уплотнения 1013 выпускного отверстия при заданном установленном давлении, так как механизм 1080 экранирования позволяет избежать необходимости преодолевать дополнительную силу, действующую со стороны технологического процесса или со стороны ниже по потоку, обусловленную противодавлением, для уплотнения 1013 выпускного отверстия. Механизм 1080 экранирования в таком положении обеспечивает возможность вскрытия контейнера 1010 для средства подавления в условиях, подобных условиям, создаваемым при нахождении уплотнения 1013 выпускного отверстия во всех случаях практически при атмосферном давлении со стороны выпускного отверстия. Такая конструкция обеспечивает возможность более быстрого вскрытия контейнера 1010 для подавления и, следовательно, выпуск средства 1012 подавления с более высокой скоростью.
Фиг. 11 иллюстрирует другой вариант осуществления настоящего изобретения. Как показано на фиг. 11, пушка cannon™ 1100 может быть прикреплена к защищаемому объему 1190. В разных местах вокруг защищаемого объема размещены три датчика 1130 взрыва. В отличие от системы, описание и формула изобретения которой приведены в патенте США под №5934381, три датчика 1130 взрыва на фиг. 11 не совмещены один с другим на одной конструкции для монтажа датчиков. Каждый из трех датчиков 1130 взрыва на фиг. 11 смонтирован на разных участках защищаемого объема 1190. Как показано на фиг. 11, защищаемый объем 1190 может представлять собой секцию трубы или другой конструкции, по которой материалы (газ, пыль и т.д.) перемещаются преимущественно в направлении F потока. Как показано на фиг. 11, три датчика 1130 взрыва могут быть размещены в трех разных коллинеарных положениях, перпендикулярных направлению потока. В другом варианте осуществления один или несколько датчиков взрыва могут быть размещены в нисходящем потоке от одного или нескольких других датчиков. На фиг. 11 представлены три датчика 1130, однако предполагается, что в настоящем изобретении также могут быть использованы два или более трех датчиков.
В качестве трех датчиков 1130 взрыва на фиг. 11 могут быть использованы датчики взрыва любого типа, такие как датчики давления, датчики ЕМ-волн или датчики температуры или любая целесообразная комбинация этих датчиков. Как отмечено выше, целесообразной может представляться комбинация датчиков разных типов.
Каждый из трех датчиков 1130 взрыва на фиг. 11 может быть использован для подтверждения или проверки состояния других датчиков взрыва. В одном варианте осуществления с тремя датчиками может использоваться логика голосования "два из трех". Использование этой логики обеспечивает возможность срабатывания пушки cannon™ только в случае обнаружения взрыва, по меньшей мере, двумя из трех датчиков. Логика голосования "два из трех" позволяет предотвратить или уменьшить вероятность ложноположительного обнаружения взрыва, которое может быть вызвано, например, ударом летящего предмета по одному из датчиков или неисправностью одного из датчиков.
Преимущества могут быть достигнуты за счет отделения этих трех датчиков 1130 одного от другого, как показано на фиг. 11. Отделение этих трех датчиков одного от другого позволяет уменьшить вероятность попадания одного летящего предмета в несколько датчиков. Дополнительно или в другом варианте изобретения каждый из этих трех датчиков 1130 может работать на участке защищаемого объема, отличном от других участков. Работа датчиков на нескольких участках защищаемого объема позволяет уменьшить вероятность того, что система подавления и локализации не обнаружит взрыв или волну давления неправильной формы. В варианте осуществления с несколькими датчиками 1130 два или более из нескольких датчиков могут быть смонтированы на защищаемом объеме в одной плоскости. В другом варианте осуществления два или более из нескольких датчиков 1130 могут быть установлены как часть одного блока. В варианте осуществления, в котором два или более из нескольких датчиков 1130 установлены как часть одного блока, каждый датчик на одном блоке может быть ориентирован в направлении, отличном от ориентации других датчиков. Схема размещения датчиков 1130 в варианте с несколькими датчиками может быть выбрана исходя из соображений уменьшения риска активации из-за вибрации в системе. Дополнительно или в варианте изобретения схема размещения датчиков 1130 в варианте с несколькими датчиками может быть выбрана исходя из окружающей среды, в которой эти датчики установлены. Например, если несколько датчиков 1130 установлены в среде с горючим газом, оптимальная схема размещения этих датчиков может отличаться от схемы размещения в среде с горючей пылью.
В одном варианте осуществления датчик или система датчиков 1130 может быть смонтирована непосредственно на защищаемом объеме или на барьере защищаемого объема. Монтаж датчиков или системы датчиков 1130 непосредственно на защищаемом объеме позволяет минимизировать время отклика и обеспечить возможность реакции датчика или системы датчиков 1130 на изменения в защищаемом объеме практически в реальном времени. Логическая схема для начала действия системы подавления/локализации не требуется. Близость к защищаемому объему и/или отсутствие логической схемы позволяет сократить время, необходимое датчику или системе датчиков для интерпретации данных от датчиков и начала действия (то есть впрыска средства подавления в защищаемый объем в случае обоснованности такого действия).
Механизм блокировки
Фиг. 12 иллюстрирует другой вариант осуществления настоящего изобретения. Как показано на фиг. 12, пушка cannon™ 1200 может быть снабжена стволом 1210 и резервуаром 1220 для движущей среды, а также разрывной перегородкой 1221, размещенной между стволом 1210 и резервуаром 1220 для движущей среды. С разрывной перегородкой 1221 может быть совмещен механизм 1240 запуска. Как показано на фиг. 12, механизм 1240 запуска может включать в себя ножевое лезвие и исполнительный механизм для ножевого лезвия. Как показано, ножевое лезвие может быть выполнено с возможностью разрыва разрывной перегородки при срабатывании исполнительного механизма и обеспечения выпуска движущей среды в средство подавления и нагнетания средства подавления в защищаемый объем (непоказанный) для подавления и/или локализации взрыва.
Как дополнительно показано на фиг. 12, обеспечить предотвращение случайного запуска системы подавления и локализации может механизм блокировки. Механизм блокировки может включать в себя механический механизм блокировки, который может включать в себя один или несколько ключей 1270, которые могут быть вставлены между механизмом запуска (например, ножом, показанным на фиг. 12) и разрывной перегородкой для предотвращения выпуска движущей среды в результате запуска механизма запуска. Ключ 1270 может иметь форму стержня или штанги. В одном варианте осуществления ключ 1270 блокировки может быть вставлен через отверстие в обычно закрытом крышкой фланце. Крышка может быть снята с фланца, и в открывшееся отверстие может быть вставлен ключ 1270 блокировки для предотвращения запуска механизма запуска. Также предполагается, что ключ блокировки 1270 может быть резьбовым и может ввинчиваться в резьбовое отверстие обычно закрытого фланца. Вариант осуществления, в котором ключ 1270 блокировки снабжен резьбой, может обеспечить дополнительный уровень безопасности за счет предотвращения непреднамеренного извлечения ключа 1270 блокировки из отверстия. Чтобы обеспечить возможность установки только соответствующего ключа блокировки ключ 1270 блокировки также может быть снабжен какими-либо характерными особенностями (например, бороздками, такими как у обычного дверного ключа).
В одном варианте осуществления механизм блокировки может быть снабжен "биркой 1271 блокировки-информирования". Бирка 1271 блокировки-информирования может представлять собой, например, навесной замок или другой механизм, который может быть использован для демонстрации пользователю системы безопасной и надежной "блокировки" движущей среды в резервуаре 1220 для движущей среды. Кроме того, бирка 1271 блокировки-информирования может обеспечить дополнительный уровень безопасности за счет предотвращения извлечения ключа 1270 блокировки любым лицом, за исключением уполномоченных лиц (например, лиц, обладающих ключом, кодом или паролем для разблокировки бирки 1271 блокировки-информирования).
В одном варианте осуществления механический механизм блокировки может быть объединен с электрическим механизмом блокировки. Электрическая система блокировки позволяет закорачивать механизм запуска и, таким образом, обеспечивает дополнительный уровень защиты от непреднамеренного запуска. Способ закорачивания исполнительного механизма с помощью электрической системы блокировки в одном варианте осуществления подобен способу, описанному в патенте США с совместным правообладанием под №6269746 (содержание которого во всей своей полноте включено в настоящее описание посредством ссылки). В одном варианте осуществления механизм блокировки может предоставить пользователю предупреждение или уведомление об опасности на мониторе, чтобы указать, что механизм блокировки включен.
Комбинирование механического замка с электрической системой блокировки позволяет обеспечить избыточную безопасность и повысить уровень душевного спокойствия пользователя/оператора.
Объединенная система контроля и управления
Система подавления и локализации взрыва может быть использована как часть более широкой сети элементов безопасности, используемой в случае защищаемого объема. Например, защищаемый объем может включать в себя множество активных компонентов контроля и/или безопасности, таких как система подавления и локализации, система обнаружения искры, запорный клапан, активный пластинчатый клапан и/или другие системы для обнаружения и реакции на аварийное состояние (например, пламя или взрыв) в защищаемом объеме. Однако при использовании в предшествующем уровне техники каждый такой компонент безопасности включает в себя свой собственный отдельный контроллер, то есть существует необходимость в системе управления, способной управлять и осуществлять координацию множества элементов безопасности, используемых в случае одного защищаемого объема. Настоящее изобретение предоставляет такую систему управления. В дополнение или в другом варианте изобретения система может включать в себя одно или более пассивных устройств защиты/безопасности (таких как, например, клапаны или беспламенные клапаны). В настоящем изобретении предлагается система, которая может осуществлять контроль таких пассивных устройств защиты/безопасности, независимо от того объединены ли они или не объединены с активным компонентом контроля и/или безопасности.
Согласно настоящему изобретению система контроля и управления предназначена для контроля и управления системами безопасности двух или более типов. Например, предполагается, что единую центральную систему контроля и управления можно использовать для контроля и управления любой комбинацией, например, следующих систем: (1) системы подавления, такой как ранее известная система, иллюстрациями которой являются любая из фиг. 1-11; (2) системы обнаружения искры, которая может быть предназначена для обнаружения источника инфракрасного излучения или повышенной температуры (например, искры); (3) системы обнаружения и гашения искры, которые может быть предназначена для гашения искры (например, за счет использования охладителя или огнегасящего состава), обнаруженной в защищаемом объеме; (4) механической системы подавления/локализации, которая может включать в себя механическое отключающее приспособление для предотвращения продвижения или распространения взрыва по всему защищаемому объему (например, быстродействующий отключающий клапан, запорный клапан или клапан с ножевой задвижкой); и/или (5) пассивного устройства/механизма безопасности, такого как клапан или беспламенный клапан. Системы управления и/или контроля двух или более типов, как и различные защитные устройства, описанные выше, могут быть предназначены для обеспечения взрывозащиты защищаемого объема, присоединенной системы вентиляции или системы трубопроводов и/или оборудования или контрольно-измерительной аппаратуры, установленной в защищаемом объеме, системе вентиляции или системе трубопроводов или подключенной к защищаемому объему, системе вентиляции или системе трубопроводов. В одном варианте осуществления отдельные защитные устройства могут быть использованы для защиты различных частей системы, защищаемого объема, системы вентиляции, системы трубопроводов, оборудования и/или контрольно-измерительной аппаратуры.
Объединенная система контроля и управления согласно настоящему изобретению может быть снабжена механизмом очень быстрой связи и очень быстрого реагирования. Например, объединенная система контроля и управления способна передать ответную реакцию в течение одной или более микросекунд или миллисекунд между различными взрывозащитными устройствами и позволяет в результате использовать более одной ответной реакции. В отличие от известных систем пожаротушения, в которых чрезвычайно быстрой (и обязательно автоматической) ответной реакции не требуется, система подавления взрыва требует такой быстрой связи и такого быстрого реагирования для обеспечения своевременной реакции на взрыв. Известные объединенные системы контроля и управления (например, в области обнаружения пожара) испытывают недостаток в такой быстрой связи и таком быстром реагировании. Кроме того, известные системы обнаружения пожара подпадают под действие специфических норм и стандартов пожарной безопасности (например, распространяемые Национальной ассоциацией противопожарной защиты), которые не применяются к системам подавления. Следовательно, модифицировать известную систему обнаружения пожара для использования с системой подавления не было никакого стимула или мотивации.
В одном варианте осуществления объединенная система контроля и управления может интегрировать контроль как активных, так и пассивных устройств в одну систему. Другими словами, раскрыта система для контроля и управления гибридной системой защиты. Например, защищаемый объем может быть снабжен активной системой подавления взрыва, а также одним или более пассивными механизмами реагирования на взрыв, такими как, например, взрывной клапан. Такие пассивные механизмы реагирования на взрыв могут быть снабжены одним или несколькими датчиками, такими как, например, датчик целостности взрывного клапана. Примеры датчиков целостности взрывного клапана раскрыты в заявке на патент США с совместным правообладанием под №12/388,022, содержание которой во всей своей полноте включено в настоящее описание посредством ссылки. В предшествующем уровне техники целостность пассивного механизма реагирования на взрыв (например, взрывного клапана) контролируется непосредственно клиентом/оператором или, по меньшей мере, отдельно от системы, которая осуществляет контроль и управление отдельной активной системой подавления взрыва. Чаще всего для запуска активной системы подавления в случае активации и открытия взрывного клапана может быть использован только известный монитор взрывного клапана. Однако согласно настоящему изобретению объединенная система контроля и управления может осуществлять контроль целостности пассивной системы реагирования на взрыв и координацию ответной реакции активной системы подавления даже без активации пассивной системы реагирования на взрыв. Например, раскрытая система управления может воспринимать напряжение на взрывном клапане и посылать соответствующую команду в систему подавления для обеспечения срабатывания этой системы (даже без полной активации взрывного клапана).
В одном варианте осуществления объединенная система контроля и управления может обеспечить оператору возможность локального и/или удаленного входа в систему. Может представляться целесообразным предусмотреть меры предосторожности для предотвращения доступа к объединенной системе контроля и управления извне, например, для обеспечения защиты от несанкционированного доступа.
В одном варианте осуществления объединенная система контроля и управления может быть предназначена для работы в искробезопасных электрических состояниях. Такой признак может представляться целесообразным, например, когда система используется в окружающей среде с легковоспламеняющимися или горючими элементами.
В одном варианте осуществления объединенная система контроля и управления может включать в себя механизм назначения или предоставления уникального адреса для каждого компонента системы безопасности (например, для пушки cannon™, датчика или группа датчиков, клапанов, датчика искры и т.д.). Система контроля может быть предназначена для приема данных, таких как: (i) давление движущей среды (или может содержать концевой выключатель или преобразователь, способный выдавать фактическое значение давления); (ii) данные о наличии датчика(ов) в системе и активности этих датчиков; (iii) данные о целостности соединения пушки cannon™ с оборудованием (например, о том, не нарушено или не вскрыто ли уплотнение на емкости); (iv) данные о том, находится ли цепь исполнительного механизма в рабочем состоянии (получаемые, например, в результате контроля подзарядки малым током через исполнительный механизм (например, блок Metron) для подтверждения рабочего состояния); (v) данные о том, находится ли механизм блокировки на своем месте; (vi) технологическое давление и/или температурные условия от дополнительных датчиков или от датчика преобразователя (в случае его использования), который является частью системы реагирования; и/или (vii) данные о том, находится ли клапан в нормальном рабочем состоянии (получаемые или с помощью простого датчика непрерывности, такого как имеющийся в продаже "датчик MBS", выпускаемый компанией BS & В Safety Systems, или с помощью более сложного датчика целостности клапана, такого как раскрытый в заявке на патент США с совместным правообладанием под №13/767, 311 (содержание которой во всей своей полноте включено в настоящее описание посредством ссылки), или с помощью другого подходящего механизма для определения состояния клапана).
Предполагается, что раскрытая объединенная система контроля и управления может быть встроена в ранее существовавшую систему подавления взрыва. Например, ранее существовавшая система подавления взрыва может включать в себя датчики (например, преобразователи давления), предназначенные для вырабатывания аварийного сигнала, указывающего на аварийное состояние. Согласно настоящему изобретению выходной сигнал от таких датчиков может подаваться во встроенную систему контроля и управления и использоваться в целях управления (например, для инициирования прекращения работы или других защитных мер). Также предполагается, что ранее существовавшая система может быть дооснащена дополнительными датчиками, например, дополнительными датчиками температура или давления, предназначенными для вырабатывания дополнительных сигналов, которые могут быть использованы во вновь дополненной системе контроля и управления для обеспечения соответствующей ответной реакции.
Предполагается, что отдельные признаки одного варианта осуществления могут быть дополнены или использованы взамен отдельных признаков другого варианта осуществления. Следовательно, в рамках сущности этого изобретения охватываются варианты осуществления, являющиеся результатом замещения и замены различных признаков между различными вариантами осуществления.
Описанные выше варианты осуществления и конструкции носят исключительно иллюстрационный характер и приведены в качестве типичных для рассматриваемых систем и способов. Другие варианты осуществления станут очевидными специалистам в данной области техники из рассмотрения описания изобретения и практического осуществления изобретения, раскрытого в данном документе.
Реферат
Изобретение относится к системе подавления взрыва. Технический результат заключается в создании системы подавления взрыва, пригодной для использования на широком круге объектов. Система может включать в себя пушку, содержащую ствол и резервуар для движущей среды, патрон для заполнения средством подавления, выполненный так, что этот патрон может быть вставлен в ствол, и механизм запуска, располагающийся между стволом и резервуаром для движущей среды. Патрон для заполнения средством подавления может быть выполнен так, что патрон может оперативно взаимодействовать с источником движущей среды. В состав системы могут быть включены один или несколько датчиков взрыва, которые могут представлять собой датчики одного или нескольких типов, а устройство подавления взрыва может быть выполнено так, что это устройство может активироваться в случае, когда один или несколько датчиков указывают на осуществление взрыва. Кроме того, изобретение относится к механизму блокировки для системы подавления взрыва, причем этот механизм блокировки включает в себя механический и/или электрический компонент. Между объемом вещества, являющегося средством подавления, и объемом вещества, являющегося движущей средой, в системе подавления взрыва размещены исполнительные механизмы. 4 н. и 11 з.п. ф-лы, 18 ил.
Формула
Документы, цитированные в отчёте о поиске
Системы подавления огня
Устройство для предотвращения несанкционированного пользования транспортным средством и замок для рычага переключения передач
