Ускоритель действия спринклерной системы упреждающего действия - RU2615628C2

Чертежи

Описание

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

— В целях повышения безопасности в случае возникновения пожара спринклерная система должна активироваться как можно быстрее. Например, минимальная задержка между моментом обнаружения пожара и моментом, когда спринклерная система начинает работать в режиме полной отдачи воды, может помочь свести к минимуму или полностью устранить возможные повреждения.

— В настоящее время часто применяются водовоздушные спринклерные системы. Водовоздушные спринклерные системы имеют определенные преимущества по сравнению с водонаполненными спринклерными системами. Например, в связи с наличием воды в трубопроводах водонаполненной спринклерной системы она может быть выведена из строя при низких температурах в случае замерзания воды. И наоборот, тот факт, что в трубопроводе водо-воздушной спринклерной системы вода отсутствует до момента активации такой системы (например, в случае обнаружения возгорания), позволяет использовать водовоздушные спринклерные системы в холодных условиях, например, в неотапливаемых зданиях, гаражах и т.д.

— 13-й Стандарт Национальной ассоциации пожарной безопасности (НАПБ) предусматривает, что каждая спринклерная система должна работать при полном рабочем давлении в течение шестидесяти секунд после активации первого спринклера. Такое требование, как правило, не является проблематичным в традиционных спринклерных системах (например, водонаполненных спринклерных системах), так как вода начинает течь через сопло сразу после активации спринклера, и в традиционных водовоздушных спринклерных системах из-за низкого давления воздуха (низкая общая масса воздуха) в трубе и использования довольно больших сопел. Водовоздушные спринклерные системы могут столкнуться с трудностями при попытке удовлетворить требование 60-секундной активации, когда объем секции трубопровода водо-воздушной спринклерной системы является относительно большим. С другой стороны, в водовоздушных спринклерных системах разбрызгивания водяного тумана давление воздуха является изначально относительно большим (например, примерно равное 25 бар), а воздушные каналы сопел относительно малыми (например, равными 1 мм в диаметре). Это сочетание высокого атмосферного давления и малого размера сопел в водовоздушных спринклерных системах разбрызгивания водяного тумана создает проблемы с точки зрения своевременного получения полного давления воды.

КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

— Один из вариантов реализации данного изобретения относится к системе, содержащей: линию вывода газа; клапан, соединяющий линию вывода газа, и трубу; а также блок управления, генерирующий команды для открытия и закрытия клапана, причем блок управления открывает клапан для выпуска газа из трубы и закрывает клапан в течение определенного периода времени.

— Один из вариантов реализации изобретения относится к системе, содержащей: трубы спринклерной системы, линию вывода, клапан, соединенный с линией вывода, и трубу, а также детектор, соединенный с выпускной линией и выполненный с возможностью измерения параметра выпускной линии для определения наличия жидкости в трубе.

— Вариант реализации настоящего изобретения относится к способу, включающему прием команды на открытие клапана для выведения выхлопного газа из трубы спринклерной системы через линию, соединенную с клапаном, команды, соответствующей команде включения насосной установки спринклерной системы; определение того, что жидкость, находящаяся на выходе насосной установки, присутствует в трубе; и получение команды на закрытие клапана для остановки потока жидкости через линию.

— Дополнительные варианты реализации изобретения описаны ниже.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

— Настоящее изобретение иллюстрируется в качестве примера и не ограничивается прилагаемыми фигурами, на которых одинаковые ссылочные позиции указывают на одинаковые элементы.

— Фиг. 1 иллюстрирует пример спринклерной системы в одном из вариантов реализации изобретения;

Фиг. 2 иллюстрирует способ управления спринклерной системой в примерном варианте реализации изобретения.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Примерные варианты реализации приспособлений, систем и способов используются с целью улучшения работы спринклерной системы. В некоторых вариантах реализации изобретения эффективность работы может быть повышена за счет уменьшения времени, требуемого для того, чтобы спринклерная система достигла максимальной эффективности (например, полного давления воды на выходе). Методы и методики, приводимые здесь, в основном описываются по отношению к водовоздушной спринклерной системе (разбрызгивание водяного тумана), однако они могут быть приспособлены и для использования в других формах или типах спринклерных систем.

Следует отметить, что между элементами в нижеследующем описании и на фигурах (содержание которых включается в данное описание в качестве ссылки) излагаются различные варианты соединений. Эти соединения в целом, если не указано иное, могут иметь прямой или непрямой характер, их описанием изобретение не ограничивается.

Фиг. 1 иллюстрирует систему 100 в примерном варианте реализации. Система 100 может быть самостоятельной или может быть частью спринклерной системы. Например, система 100 может быть частью водовоздушной спринклерной системы. Часть 12 системы 100 может быть использована для своевременного выведения газа (например, воздуха), как это описано ниже.

Система 100 может включать в себя один или несколько спринклеров 1. В то время как на фиг. 1 иллюстрируются три спринклера 1, данная система может содержать больше или меньше трех спринклеров 1. Например, количество спринклеров 1, используемых в данной системе, зависит от множества факторов или условий, таких как размер площади, защищаемой от огня, местные или региональные нормы и правила, и т.д.

Спринклеры 1 используются для обеспечения или подачи огнетушащей жидкости, такой как вода, в ответ на возможное обнаружение огня. В некоторых вариантах реализации изобретения определение наличия огня может основываться, по меньшей мере, на частичном изменении температуры. Например, текучая среда, содержащаяся в головке 11 спринклера 1, имеет возможность расширяться и разрывать головку 11 таким образом, что спринклер 1 активируется обычным известным специалистам способом. Для других случаев определения или обнаружения огня используются другие способы.

Система 100 содержит одну или больше труб 2. Трубы 2 используются для подачи жидкости, выходящей из источника текучей среды (на фиг. 1 не показан). В некоторых вариантах реализации изобретения жидкость не может находиться в трубе 2, пока система 100 является активной. Например, в водо-воздушной спринклерной системе в трубе 2 содержится только газ под давлением (например, воздух, азот) до момента обнаружения огня.

Жидкость вводится в трубу 2 через одну или несколько насосных установок 3. Насосная установка 3 может управляться с помощью одного или нескольких контроллеров 4. В некоторых вариантах реализации контроллер 4 может быть интегрирован в насосную установку 3. В некоторых вариантах реализации изобретения контроллер 4 может быть расположен удаленно от насосной установки 3. Контроллер 4 может подавать одну или несколько команд или инструкций насосной установке 3. Например, контроллер 4 подает команду насосной установке 3 с целью включения или доставки жидкости в трубу 2 в ответ на обнаружение огня, в ответ на команду для проверки различных компонентов или устройств системы 100 (например, насосной установки 3), или в ответ на любое другое действие. Контроллер 4 может подать команду насосной установке 3 для отключения или прекращения подачи жидкости в трубу 2.

Система 100 содержит блок 5 управления. В некоторых вариантах реализации изобретения блок 5 управления может быть расположен удаленно от одного или нескольких элементов или устройств, включенных в систему 100. Блок 5 управления может быть связан с центральным пунктом контроля и управления, местном или региональном офисе, или иметь в любом другом месте. В некоторых вариантах реализации изобретения блок 5 управления может быть объединен с одним или несколькими компонентами или устройствами, как показано на фиг. 1.

Блок 5 управления подает команды или директивы на одно или несколько устройств. Например, блок 5 управления может управлять контроллером 4 с целью включения или выключения насосной установки 3. Блок 5 управления может управлять клапаном 6 для открытия или закрытия. Клапан 6 используется для выборочного включения потока текучей среды из насосной установки 3 в трубу 2 в зависимости от того, является ли клапан 6 открытым или закрытым. Клапан 6 может быть выполнен с возможностью обеспечения ограничения тока жидкости. Ограничение тока жидкости может быть использовано для устранения неисправного компонента или устройства.

Система 100 может содержать один или несколько компрессоров 7 для подачи сжатого газа. Например, воздушный компрессор 7 может быть использован для создания давления воздуха в системе 100 (например, в трубе 2). Воздух может выталкиваться в трубу 2 через один или несколько воздухопроводов 8. В некоторых вариантах реализации изобретения воздух может выталкиваться в трубу 2 через компрессор 7 и воздухопровод 8 таким образом, чтобы осуществлять выдувание или извлечение жидкости из трубы 2. Например, в водовоздушной спринклерной системе желательно удалять жидкость из трубы 2 после введения жидкости в трубу 2 (например, после введения жидкости в трубу 2 в результате обнаружения огня).

Система 100 может содержать один или несколько детекторов 9. Детектор 9 может быть соединен с трубой 2. Детектор 9 выполнен с возможностью обнаружения активации спринклеров 1. Например, детектор 9 может измерять или контролировать давление или производную давления, расход газа или любой другой параметр на трубе 2. В ответ на обнаружение превышения измеряемым параметром порогового значения детектор 9 может определить, что один или более спринклеров 1 являются активированными.

В ответ на определение того, что один или более спринклеров 1 являются активированными, детектор 9 может передавать сообщение, например, на блок 5 управления, с целью информирования блока 5 управления об активации спринклера 1. В ответ на сообщение блок 5 управления может выполнять одно или несколько действий, таких как подача команды или указания контроллеру 4 на включение насосного устройства 3.

Система 100 может содержать также один или несколько детектор 10. Детектор 10 передает сообщение, например, в блок 5 управления для информирования блока 5 управления о наличии пламени или дыма, обнаруженного детектором 10. Блок 5 управления может включать или запускать один или более компонентов или устройств в ответ на такое сообщение. Например, блок 5 управления передает сообщение на контроллер 4 с целью включения насосной системы 3 в ответ на сообщение, полученное от детектора 10. В некоторых вариантах реализации изобретения детектор 10 служит в качестве резервного механизма в том случае, если, например, жидкость, содержащаяся в головке 11 спринклера 1, не может расширяться в случае возникновения огня.

Как показано на фиг. 1, система 100 может содержать систему 12 выпуска газов (например, воздуха). Система 12 выпуска воздуха может быть выполнена с возможностью удаления или выхлопа газов (например, воздуха) из трубы 2. Например, в некоторых вариантах реализации изобретения система 12 выпуска воздуха может выполняться с возможностью своевременного удаления воздуха из трубы 2. Время, необходимое для удаления воздуха из трубы 2, соответствует одному или нескольким требованиями или стандартами, таким как 13-й Стандарт Национальной ассоциации пожарной безопасности (НАПБ). НАПБ 13 указывает, что время задержки для достижения полного давления жидкости в трубе 2 не должно превышать 60 с. При использовании системы 12 выпуска воздуха достигается сокращение времени для достижения полного давления жидкости приблизительно на одну треть (например, время для достижения полного давления жидкости может составить примерно 40 с). Фактическое сокращение или экономия времени, реализованные в любой данной системе 100, достигается, например, в результате использования насосной установки 3, расположения и конфигурации спринклеров 1 и трубы 2 и т.д.

Как показано на фиг. 1, система 12 выпуска воздуха может включать линию 13. Линия 13 может соединяться или прикрепляться к трубе 2. Линия 13 выполнена с возможностью ускорения удаления или выпуска воздуха из трубы 2.

Система 12 отвода воздуха содержит клапан 14. Клапан 14 может выборочно открываться и закрываться с помощью, например, блока 5 управления. Например, когда детектор 9 сигнализирует блоку 5 управления, что спринклер 1 активирован, блок 5 управления передает сообщение или сигнал клапану 14 на открытие. Клапан 14 открывается для ускорения удаление или выхлопа воздуха из трубы 2. Например, вместо того, чтобы просто полагаться на вывод воздуха через сопло спринклера 1, клапан 14 может быть использован для увеличения скорости, при которой жидкость вводится или впрыскивается в трубу 2 (например, с помощью насосной установки 3).

Система 12 отвода воздуха содержит детектор 15. Детектор 15 соединяется с одним или более компонентами или устройствами, такими как линия 13. Детектор 15 выполняет несколько функций. Например, детектор 15 определяет необходимость закрытия клапана 14 после его открытия. Детектор 15 может отслеживать или измерять один или несколько параметров, таких как давление, расход потока, проводимость или тому подобное. На основе результатов измерения детектор 15 может определить факт попадания жидкости трубу 2 (например, с помощью насосной установки 3). В ответ на такое определение детектор 15 посылает сигнал, например, блоку 5 управления о том, что клапан 14 должен быть закрыт. Закрытие клапана 14 после обнаружения жидкости в трубе 2 может помочь гарантировать направление максимального количества жидкости из спринклеров 1.

В некоторых вариантах реализации клапан 14 может закрываться после истечения предварительно определенного времени. В некоторых вариантах реализации клапан 14 может закрываться после истечения какого-либо периода времени. Например, клапан 14 может закрываться в ответ на обнаружение в трубе 2 жидкости в количестве, объеме или величине, превышающих пороговое значение. В некоторых вариантах реализации изобретения клапан 14 может закрываться до попадания жидкости в трубу 2, в связи с истечением заданного периода времени.

В некоторых вариантах реализации изобретения закрытие клапана 14 после истечения заранее определенного периода времени может означать, что труба 2 не полностью освободилась от газа. Оставшаяся часть газа может быть извлечена из трубы 2 через один или несколько (активированных) спринклеров 1.

Система 12 отвода воздуха содержит оконечное устройство 16. Оконечное устройство 16 соединяется с одним или более компонентами или устройствами, такими как линия 13. Оконечное устройство 16 может использоваться для предотвращения отказа системы в том случае, когда линия 13 не может быть закрыта в случае необходимости. Например, оконечное устройство 16 может использоваться в том случае, когда клапан 14 не может закрыться. Оконечное устройство 16 останавливает непрерывный поток жидкости через линию 13. Например, оконечное устройство 16 может остановить поток жидкости на границе раздела между оконечным устройством 16 и линией 13.

Оконечное устройство 16 может состоять из одного или нескольких устройств или структурных единиц. Например, оконечное устройство 16 может содержать закрытый контейнер. Закрытый контейнер представляет собой камеру высокого давления, которая рассчитана на определенное заданное давление. В некоторых вариантах реализации изобретения закрытый контейнер может выполняться с возможностью предотвращения прохождения через него жидкости. В некоторых вариантах реализации изобретения закрытый контейнер может выполняться с возможностью прохождения через него газа или без такой возможности.

В некоторых вариантах реализации изобретения оконечное устройство 16 может содержать второй клапан, который является дополнительным к клапану 14. В некоторых вариантах реализации изобретения второй клапан может содержать предохранительный клапан, который может быть выполнен с возможностью выпуска воздуха в случае превышения давлением воздуха порогового значения, но предохранительный клапан не может пропускать никакой жидкости. В некоторых вариантах реализации изобретения второй клапан может быть выполнен с возможностью предотвращения тока жидкости через него. В некоторых вариантах реализации изобретения второй клапан может быть выполнен с возможностью разрешения или запрета прохождения газа через него.

Система 100 представлена в иллюстративных целях. В некоторых вариантах реализации изобретения некоторые компоненты или устройства (или их части) предлагаются в качестве дополнения. В некоторых вариантах реализации изобретения могут включаться дополнительные компоненты или устройства, которые не были включены в описание.

В некоторых вариантах реализации изобретения компоненты и устройства могут быть расположены или выполнены в таком виде, который отличается от вида, показанного на фиг. 1. В некоторых вариантах реализации изобретения могут быть реализованы другие варианты наконечника спринклера 1. Например, функциональные возможности и/или компоненты, описанные выше в связи с системой 12 отвода воздуха (или их частями), могут быть расположены в спринклере 1. Другие модификации и вариации системы 100, показанной на фиг. 1, находятся в пределах объема и сущности настоящего изобретения.

На фиг. 2 иллюстрируется способ работы системы в примерном варианте реализации. Способ по фиг. 2 описывается в связи с компонентами и устройствами, показанными на фиг. 1. Способ на фиг. 2 может быть приспособлен для размещения различных конструкций или платформ. Способ может быть использован для включения спринклера и/или выборочного открытия или закрытия трубы или линии, например линии выпуска воздуха.

На стадии 202 может быть обнаружен потенциальный или фактический огонь. В действительности с помощью детектора 10 может быть обнаружен огонь. Альтернативно или дополнительно огонь может быть обнаружен с помощью детектора 9 в ответ, например, на активацию спринклера 1. Например, спринклер 1 может быть активирован для тестовой проверки работы системы 100 (или одного или больше компонентов или устройств, связанных с системой 100).

На стадии 204 может быть подана одна или несколько команд. Например, одна или несколько команд могут подаваться с помощью блока 5 управления. Блок 5 управления управляет одним или более компонентами или устройствами, выдавая команды на выполнение какого-либо действия. Например, в рамках стадии 204 блок 5 управления может управлять контроллером 4 для включения насосной установки 3. Блок 5 управления может управлять открытием клапана 6 и/или клапана 14. Открытие клапана 6 обеспечивает то, что жидкость (например, вода), подаваемая с помощью насосной установки 3, вводится или впрыскивается в трубу 2. Открытием клапана 14 достигается выведение любого воздуха, который может находиться в трубе 2, путем обеспечения прохода (в дополнение к любому проходу через отверстие спринклера 1) воздуха через линию 13.

На стадии 206 может быть обнаружено состояние перекрытия выхода отработанного воздуха. Например, детектор 15 определяет, что жидкость попала трубу 2, основываясь на измерении давления (например, когда линия 13 перекрыта), измерении абсолютного минимального давления (например, давления, зависящего от линии 13 и фактического объема системы), измерении проводимости (например, вода и воздух имеют различную проводимость), или используя любой другой метод измерения. Измерение может быть осуществлено на линии 13. В рамках стадии 206 детектор 15 может передавать сообщение на блок 5 управления, выдавая сигнал о поступлении жидкости в трубу 2.

На стадии 208 может подаваться одна команда или больше (дополнительных). Например, блок 5 управления может дать команду на закрытие клапана 14 в ответ на сообщение, полученное от детектора 15 на стадии 206. Закрытие клапана 14 свидетельствует, что жидкость из насосной установки 3 направлена на выход спринклера(ов) 1 в отличие от транспортировки по линии 13.

На стадии 210 делается вывод, что огонь был потушен. Например, если детектор 10 отвечал за обнаружение огня на этапе 202, и если детектор 10 определяет, что огонь потушен (или признаки огня, такие как дым, идут на убыль или снизились ниже определенного порога), такое определение передается с помощью детектора 10, например, на блок 5 управления.

На этапе 212 одна или больше команд могут использоваться для:

1) отключения насосной установки 3;

2) подачи команды клапану 6 на закрытие;

3) включение воздушного компрессора 7.

Например, блок 5 управления (1) подает команду контроллеру 4, чтобы отключить насосную установку 3, (2) закрыть клапан 6 и/или (3) включить воздушный компрессор 7, в ответ на определение, сделанное на шаге 210. В некоторых вариантах реализации изобретения команды могут основываться на входящей информации, полученной от персонала. Например, должностные лица отдела пожарной охраны определяют, является ли прекращение подачи жидкости в трубу 2 и/или выведение любой оставшийся жидкости из трубы 2 уместным или безопасным.

Способ на фиг. 2 приводится в иллюстрационных целях. В некоторых вариантах реализации изобретения один или несколько шагов (или их частей) могут быть необязательными. Некоторые варианты реализации изобретения могут содержать дополнительные этапы, не показанные здесь.

Варианты реализации изобретения были описаны в контексте контроля и управления спринклерной системой. Специалисту в данной области техники будет понятно, что варианты реализации могут быть модифицированы с учетом различных типов систем, например спринклерных.

Как описано выше, в некоторых вариантах реализации изобретения различные функции или действия могут иметь место в определенном месте и/или в связи с работой одного или нескольких аппаратов, систем или устройств. Например, в некоторых вариантах реализации изобретения часть заданной функции или действия может быть выполнена на первом устройстве или местоположении, а остальные функции или действия могут быть выполнены на одном или нескольких дополнительных устройствах или местах.

Варианты реализации изобретения могут быть реализованы с использованием одной или нескольких технологий. В некоторых вариантах реализации изобретения устройство или система могут включать в себя один или больше процессоров и запоминающих устройств, которые выполняют одно или больше методологических действий, как описано здесь. В некоторых вариантах реализации изобретения могут использоваться различные механические компоненты, известные специалистам в данной области.

Варианты реализации изобретения могут быть реализованы в виде одного или нескольких устройств, систем и/или способов. В некоторых вариантах реализации изобретения команды могут храниться на мобильных или стационарных (одном или больше) цифровых носителях. Объект выполняет (например, устройство или система) одно или несколько методологических действий, как описано в этом документе.

Варианты реализации изобретения могут привязываться к одной или нескольких конкретным машинам. Например, как описано здесь, детекторы 9, 10 и 15 и блок 5 управления могут работать скоординировано для выборочного включения или отключения одного или нескольких устройств. Например, одна или несколько насосных установок (например, насосная установка 3), один или несколько клапанов (например, клапаны 6 и 14) и один или несколько воздушных компрессоров (например, воздушный компрессор 7) могут выборочно активироваться/выключаться или деактивироваться/выключаться на основе одного или нескольких измерений состояния.

В вариантах реализации изобретения какое-либо устройство или состояние может быть трансформировано в другое. Например, в рамках изобретения может рассматриваться введение в трубы большего количества жидкости (например, воды) по отношению к воздуху за более короткий промежуток времени. Это может быть использовано для повышения способности спринклерной системы тушить огонь и/или гарантировать экономию средств за счет увеличения количества жидкости, необходимой для тушения пожара.

Аспекты настоящего изобретения были описаны в контексте их демонстрационных вариантов реализации. Многочисленные другие варианты реализации изобретения, модификации и вариации в пределах объема и сущности прилагаемой формулы изобретения, будут очевидны специалистам в данной области при рассмотрении настоящего описания. Например, шаги, описанные со ссылкой на иллюстрируемые фигуры, могут быть выполнены в другом порядке, чем приведенный, а один или несколько показанных шагов могут быть необязательными.

Реферат

Система содержит линию вывода газа; клапан, соединяющий линию вывода газа, и трубу; а также блок управления, генерирующий команды для открытия и закрытия клапана, причем блок управления открывает клапан для выпуска газа из трубы и закрывает клапан в течение определенного периода времени. Способ заключается в получении команды на открытие клапана для выведения газа из трубы спринклерной системы через линию, соединенную с клапаном, причем эта команда соответствует команде на включение насосной установки спринклерной системы, в определении того, что жидкость, имеющаяся на выходе насосной установки, присутствует и в трубе, и в получении команды на закрытие клапана с целью остановки потока жидкости через линию. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 2 ил.

Формула