СИСТЕМА СНИЖЕНИЯ КИСЛОРОДА И СПОСОБ ЭКСПЛУАТАЦИИ СИСТЕМЫ СНИЖЕНИЯ КИСЛОРОДА
OXYGEN REDUCTION SYSTEM AND METHOD OF OXYGEN REDUCTION SYSTEM OPERATION

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Настоящее изобретение относится к системе снижения кислорода и способу эксплуатации такой системы.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Система снижения кислорода типа согласно изобретению служит в частности для управляемого снижения содержания кислорода в атмосфере закрытой области. С этой целью, система снижения кислорода содержит систему разделения газов для обеспечения смеси газов с пониженным содержанием кислорода или инертного газа соответственно и систему труб, которая гидравлически соединена или может быть соединена с системой разделения газов и с закрытой областью для того, чтобы подавать по меньшей мере некоторое количество смеси газов или газа, обеспечиваемое системой разделения газов, в закрытую область при необходимости.
Способ или соответственно система согласно изобретению служит, например, для снижения риска и для тушения пожара в охраняемой комнате, которая подлежит мониторингу, посредством чего для предотвращения или соответственно тушения пожара, закрытая комната также находится или может быть приведена в инертное состояние до различного пониженного уровня на постоянной основе.
Фундаментальный принцип технологии инертизации для предотвращения пожара основывается на понимании того, что в закрытых комнатах, в которые только иногда заходят люди или животные и содержащие оборудование, которое чувствительно реагирует на воздействие воды, риск пожара может быть нейтрализован понижением концентрации кислорода в соответствующей области до значения, например, приблизительно 15% объема. При такой (сниженной) концентрации кислорода большинство горючих материалов не могут воспламеняться. Основными областями использования этой технологии инертизации для предотвращения пожара также соответственно являются области распределительных электрических пунктов (EDP), электрокоммутационных устройств и электрораспределительных комнат, закрытые помещения и области хранения с товарами, в частности высокой ценности.
Эффект предотвращения пожара, получаемый таким способом основан на принципе вытеснения кислорода. Как известно, нормальный окружающий воздух состоит на 21% объема из кислорода, на 78% объема из азота, и на 1% объема из других газов. Для цели предотвращения пожара содержание кислорода в пространственной атмосфере закрытой комнаты снижается введением вытесняющего кислород газа, такого как, например, азот. Эффект предотвращения пожара, как известно, начинается как только содержание кислорода падает ниже содержания кислорода в нормальном окружающем воздухе. В зависимости от горючих материалов внутри охраняемой комнаты может быть важно дополнительно понизить содержание кислорода до, например, 12% объема.
Дополнительный пример применения системы снижения кислорода или способа согласно изобретению предусматривает гипоксические условия обучения в закрытой комнате, в которой было снижено содержание кислорода. Такая комната позволяет тренироваться при искусственно смоделированных высотных условиях, также называемых “нормобарической гипоксической тренировкой”.
Дополнительным примером применения является хранение изделий, в частности продовольственных товаров, предпочтительно семечковых фруктов в так называемой “управляемой атмосфере (CA)” в которой, среди прочего, частичное присутствие в атмосфере кислорода регулируется так, чтобы замедлить процесс старения скоропортящихся товаров.
Система снижения кислорода упомянутого выше типа в принципе известна из уровня техники. Например, печатная публикация DE19811851 A1 описывает систему инертизации, которая предназначена для снижения содержания кислорода в закрытой комнате до конкретного базового инертного уровня и, в случае пожара, для быстрого снижения содержания кислорода дополнительно до конкретного полностью инертного уровня.
Термин “базовый инертный уровень”, используемый в этом документе, следует понимать как сниженное содержание кислорода по сравнению с содержанием кислорода в нормальном окружающем воздухе, хотя такое сниженное содержание кислорода позиционируется неопасным для людей или животных так, чтобы они по прежнему могли входить – по меньшей мере ненадолго – в постоянно инертную область без каких-либо проблем; т.е. без специальных мер предосторожности таких как, например, кислородные маски. Базовый инертный уровень соответствует, например, содержанию кислорода в закрытой области 15-17% объема.
С другой стороны, термин “полностью инертный уровень” следует понимать как содержание кислорода, которое дополнительно снижено по сравнению с содержанием кислорода базового инертного уровня, при котором возгораемость большинства материалов уже снижена до степени, при которой они не могут возгораться. В зависимости от пожарной нагрузки в соответствующей области, полностью инертный уровень обычно считается при концентрации кислорода приблизительно 12-14% объема.
Для того чтобы оборудовать закрытую область системой снижения кислорода, сначала должен быть предусмотрен соответствующий источник инертного газа для того, чтобы иметь возможность обеспечить смесь газов с пониженным содержанием кислорода или инертный газ соответственно, которые должны вводиться в закрытую комнату. Выходная емкость источника инертного газа, т.е. количество инертного газа, которое может быть обеспечено источником инертного газа в единицу времени, таким образом, должно быть адаптировано к целям закрытой области, в частности пространственному объему и/или герметичности закрытой области.
Если система снижения кислорода применяется в качестве (предотвращающей) меры управления пожаром, необходимо в частности иметь уверенность в том, что в случае пожара, достаточное количество инертного газа может быть введено в пространственную атмосферу закрытой области в кратчайшие сроки, чтобы гасящий эффект начался как можно скорее.
Хотя смесь газов с пониженным содержанием кислорода/инертный газ, подлежащая при необходимости введению в закрытую область, должна храниться в батареях цилиндров высокого давления или аналогичном хранилище сжатого газа, “производство на месте” по меньшей мере некоторого количества смеси газов с пониженным содержанием кислорода, которая должна быть обеспечена источником инертного газа, стала принятой практикой, в частности потому что хранение инертного газа в батареях газовых цилиндров или аналогичных резервуарах хранилища сжатого газа требует специальных структурных мер.
Для того чтобы иметь возможность “производить” по меньшей мере некоторое количество смеси газов с пониженным содержанием кислорода или инертного газа, обеспечиваемых источником инертного газа, на месте, источник инертного газа обычно содержит – в дополнение к батарее цилиндров высокого давления или аналогичному хранилищу сжатого газа – систему разделения газов, в которой по меньшей мере часть кислорода, содержащегося в исходной смеси газов, подаваемой в систему разделения газов, отделяется для того чтобы обеспечить на выход системы разделения газов смесь газов с пониженным содержанием кислорода.
Термин “исходная смесь газов”, используемый в этом документе, в общем следует понимать как смесь газов которая, в дополнении к компоненту кислорода, в частности также содержит азот как и, в соответствующих случаях, дополнительные газы (например, благородные газы). Одной возможной исходной смесью газов является, например, нормальный окружающий воздух; т.е. смесь газов, состоящая на 21% объема из кислорода и на 78% объема из азота и на 1% объема из других газов. Однако, также возможно использовать некоторое количество пространственного воздуха, содержащегося в закрытой области, в качестве исходной смеси газов, при этом свежий воздух предпочтительно также добавляется в содержание пространственного воздуха комнаты.
Система разделения газов служит в частности для поддержания сниженного содержания кислорода на соответствующем уровне в пространственной атмосфере закрытой комнаты. Выходная производительность системы разделения газов; т.е. количество смеси газов с пониженным содержанием кислорода, которое может быть обеспечено в единицу времени на выход системы разделения газов, соответственно приспособлена в частности к герметичности пространственной оболочки закрытой области так, чтобы соответствующее поддерживаемое заполнение могло быть реализовано через систему разделения газов.
С другой стороны, с точки зрения конструкции системы, полезно не использовать или использовать не только систему разделения газов для начального понижения содержания кислорода в пространственной атмосфере закрытой области, поскольку начальное понижение требует относительно большого количества инертного газа или газа с пониженным содержанием кислорода в единицу времени. Чтобы иметь возможность реализовать это только системой разделения газов, система разделения газов должна иметь соответствующую большую конфигурацию, которая, в общем, не жизнеспособна с точки зрения инвестиционных затрат.
Следовательно, в дополнение к системе разделения газов, традиционные системы снижения кислорода обычно обеспечиваются хранилищем сжатого газа, в котором хранится смесь газов с пониженным содержанием кислорода или инертный газ в сжатой форме. Смесь газов или инертный газ, соответственно хранящиеся в этом хранилище сжатого газа, служат в частности для быстрого понижения содержания кислорода в соответствующей закрытой области, чтобы быстро понизить концентрацию кислорода в случае пожара. Однако также возможно использовать смесь газов/инертный газ, хранящиеся в хранилище сжатого газа, для начального понижения содержания кислорода в соответствующей закрытой области; т.е. для начального снижения содержания кислорода до конкретного инертного уровня.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение основано на проблеме, возникающей после того, как была активирована традиционная система снижения кислорода, т.е. когда смесь газов с пониженным содержанием кислорода/инертный газ, хранящиеся в сжатой форме в хранилище сжатого газа, были введены в закрытую комнату для быстрого или начального понижения, замена хранилища сжатого газа, которое было опоржнено или частично опоржнено, заполненным хранилищем сжатого газа, что необходимо чтобы быть уверенным в том, что система снижения кислорода может также реализовать другое быстрое понижение согласно заранее заданной последовательности событий в дальнейшем.
Во многих случаях, однако, замещение или замена хранилища сжатого газа может быть реализована только с большим усилием, поскольку хранилище сжатого газа системы снижения кислорода обычно расположено так, что к нему нет быстрого доступа. Помимо прочего, это обстоятельство часто приводит к тому, что текущие эксплуатационные расходы системы снижения кислорода относительно высоки.
Исходя из этой проблемы настоящее изобретение основано на задаче дальнейшего совершенствования системы снижения кислорода указанного в начале типа, для того чтобы дополнительно снизить постоянные текущие эксплуатационные расходы при эксплуатации системы снижения кислорода без ущерба продуктивности или эффективности системы снижения кислорода.
Эта задача решается системой снижения кислорода по независимому пункту 1 и способом эксплуатации системы снижения кислорода по пункту 51, при этом преимущественные дополнительные разработки системы снижения кислорода по изобретению или соответственно способа по изобретению указаны в соответствующих независимых пунктах.
Соответственно, в частности предложена система снижения кислорода, которая содержит по меньшей мере одну систему разделения газов для обеспечения при необходимости смеси газов с пониженным содержанием кислорода на выходе системы разделения газов и хранилище сжатого газа для хранения смеси газов с пониженным содержанием кислорода или инертного газа в сжатой форме. Хранилище сжатого газа гидравлически соединено или выполнено с возможностью соединения с по меньшей мере одной закрытой областью посредством системы трубопровода для того, чтобы подавать по меньшей мере часть смеси газов или соответственно инертного газа, хранящихся в хранилище сжатого газа, в по меньшей мере одну закрытую область когда требуется. С другой стороны, выход системы разделения газов гидравлически соединен или выполнен с возможностью соединения по выбору с входом хранилища сжатого газа или с по меньшей мере одной закрытой комнатой для того, чтобы подавать смесь газов, обеспечиваемую на выходе системы разделения газов, в хранилище сжатого газа и/или по меньшей мере одну закрытую область по необходимости.
Преимущества, которые могут быть достигнуты изобретательским решением, очевидны: выход системы разделения газов может быть гидравлически соединен по выбору с входом хранилища сжатого газа и/или по меньшей мере одной закрытой комнатой в системе снижения кислорода по изобретению, система разделения газов имеет двойную функцию. С одной стороны, система разделения газов служит для подачи смеси газов с пониженным содержанием кислорода в пространственную атмосферу закрытой области, чтобы понижать концентрацию кислорода в пространственной атмосфере закрытой области (= быстрое или начальное понижение) или чтобы поддерживать концентрацию кислорода на уже пониженном уровне. С другой стороны, система разделения газов служит для пополнения при необходимости по меньшей мере одного цилиндра сжатого газа хранилища сжатого газа. Это становится необходимым, например, когда по меньшей мере некоторое количество смеси газов с пониженным содержанием кислорода или инертного газа, хранящихся в сжатой форме в хранилище сжатого газа, было ранее введено в пространственную атмосферу закрытой области, например, для того, чтобы быстро понизить концентрацию кислорода в ней до конкретного инертного уровня. Такое быстрое понижение “выстреливанием” смеси газов с пониженным содержанием кислорода/инертного газа в пространственную атмосферу закрытой комнаты становится необходимым в частности, когда концентрация кислорода в закрытой комнате должна быть понижена как можно быстрее в случае пожара или с целью начального понижения.
Благодаря тому, что хранилище сжатого газа или по меньшей мере один цилиндр сжатого газа хранилища сжатого газа соответственно можно последовательно пополнить смесью газов с пониженным содержанием кислорода через систему разделения газов, замещение хранилища сжатого газа или по меньшей мере одного цилиндра сжатого газа хранилища сжатого газа или даже пополнение того же посредством внешней системы, больше необязательно. Настоящее решение, таким образом, также в частности подходит, например, для труднодоступных закрытых областей, поскольку они расположены в отдаленных областях.
В принципе, хранилище сжатого газа или резервуар(ы) сжатого газа хранилища сжатого газа соответственно теперь могут даже перевозиться и устанавливаться в пустом состоянии, что значительно упрощает перевозку и установку. Система разделения газов затем наполняет хранилище сжатого газа/резервуары сжатого газа хранилища сжатого газа смесью газов с пониженным содержанием кислорода в первый раз перед начальным запуском на месте.
Для того чтобы можно было оптимизировать производительность системы разделения газов, т.е. количество смеси газов с пониженным содержанием кислорода, которое можно обеспечить в единицу времени, и адаптировать ее для соответствующего использования, предпочтительно чтобы система сжатия была выше по потоку, чем система разделения газов, посредством чего исходная смесь газов, подаваемая в систему разделения газов, может быть соответственно сжата. В зависимости от режима эксплуатации (вакуумная короткоцикловая адсорбция VPSA или короткоцикловая адсорбция PSA), степень сжатия исходной смеси газов может быть, таким образом, от 1 до 2 бар или от 8 до 10 бар соответственно. Однако, конечно, возможны и другие степени сжатия.
Система разделения газов в частности разработана с возможностью отделения по меньшей мере некоторого количества кислорода, содержащегося в исходной смеси газов.
Преимущественно, система разделения газов разработана с возможностью работать с возможностью выбора VPSA режима эксплуатации или PSA режима эксплуатации.
Как указано выше, термин “исходная смесь газов”, используемый в этом документе, в общем следует понимать как смесь газов, которая, в дополнение к кислородному компоненту, в частности также содержит азот и, если применимо, дополнительные газы, такие как, например, благородные газы. Возможной исходной смесью газов является, например, нормальный окружающий воздух; т.е. смесь газов, состоящая на 21% объема из кислорода, на 78% объема из азота и на 1% объема из других газов. Однако, также возможно использование некоторого количества пространственного воздуха, содержащегося в закрытой области, в качестве исходной смеси газов, при этом свежий воздух, предпочтительно, также добавляется в упомянутый состав пространственного воздуха.
Для общего понимания, система разделения газов, работающая в VPSA режиме, представляет собой систему для обеспечения обогащенного азотом воздуха, которая действует по принципу вакуумной короткоцикловой адсорбции давления (VPSA). В соответствии с изобретением, такая VPSA система предпочтительно используется в качестве системы разделения газов в системе снижения кислорода, но может, однако, при необходимости работать в PSA режиме. Аббревиатура “PSA” означает “короткоцикловая адсорбция давления”, обычно обозначающая технологию адсорбции под действием давления.
Для того чтобы иметь возможность переключать режим эксплуатации системы разделения газов из VPSA в PSA, дополнительное усовершенствование настоящего изобретения предусматривает соответствующее увеличение степени сжатия исходной смеси газов, осуществляемое системой сжатия, находящейся выше по потоку, чем система разделения газов. В частности, это предусмотрено для увеличения степени сжатия, когда количество смеси газов с пониженным содержанием кислорода, обеспечиваемое в единицу времени на выходе системы разделения газов, необходимо увеличить, в частности до значения, которое зависит от количества смеси газов с пониженным содержанием кислорода, обеспечиваемого в единицу времени.
Повышение сжатия исходной смеси газов, реализуемое системой сжатия, в частности происходит в случае пожара; т.е. когда, например, обнаружена характеристика пожара в пространственной атмосфере закрытой области или когда содержание кислорода в пространственной атмосфере закрытой области должно быть дополнительно быстро снижено по сравнению с ранее установленным или поддерживаемым содержанием кислорода по другой причине. С другой стороны, увеличение сжатия, реализуемое системой сжатия, также происходит, когда, например, хранилище сжатого газа или цилиндр сжатого газа хранилища сжатого газа, соответственно, нуждается в пополнении смесью газов с пониженным содержанием кислорода.
В общем предусмотрено, что система разделения газов содержит по меньшей мере один генератор азота или множество генераторов азота, соединенных параллельно. По меньшей мере один генератор азота является, например, генератором азота, работающим в соответствии с PSA или VPSA технологией. В частности, генератор азота, основанный на PSA/VPSA технологии содержит по меньшей мере один абсорбер, содержащий абсорбирующий материал, который выполнен с возможностью абсорбировать молекулы кислорода при прохождении через абсорбер газа, содержащего кислород.
В качестве альтернативы или дополнительно к генератору азота, работающему в соответствии с PSA или VPSA технологией, система разделения газов также может содержать по меньшей мере один генератор азота, основанный на технологии мембраны. Такой генератор азота, в общем, использует систему мембраны, которая основывается на том факте, что различные газы диффундируют с разными скоростями через определенные материалы. Таким образом, возможно использовать мембрану из полых волокон с разделяющим материалом, применяемым на выходной поверхности мембраны из полых волокон, через которую кислород может диффундировать достаточно хорошо, в то время как азот проявляет только низкую скорость диффузии через этот разделяющий материал. Когда воздух течет через мембрану из полых волокон, выполненную таким образом, содержащийся в воздухе кислород быстро диффундирует наружу через стенку полых волокон, в то время как азот в основном остается во внутренней части волокон, таким образом, при прохождении через полые волокна возникает концентрация азота.
В соответствии с вариантами осуществления системы снижения кислорода по изобретению, система разделения газов выполнена в виде передвижной системы, которую можно удалить от системы снижения кислорода.
В соответствии с вариантами осуществления системы снижения кислорода по изобретению, она дополнительно содержит систему сжатия, находящуюся выше по потоку, чем система разделения газов, для сжатия исходной смеси газов, подаваемой в систему разделения газов. Таким образом, система сжатия, расположенная выше по потоку, чем система разделения газов, может быть выполнена в виде передвижной системы, которую при необходимости можно удалить от системы снижения кислорода и/или системы разделения газов.
В соответствии с вариантами осуществления системы снижения кислорода по изобретению, между выходом системы разделения газов и входом хранилища сжатого газа предусмотрена система сжатия для сжатия при необходимости смеси газов с пониженным содержанием кислорода, обеспечиваемой на выходе системы разделения газов, и подаваемой в хранилище сжатого газа или цилиндр(ы) сжатого газа хранилища сжатого газа соответственно. В этом контексте также возможно, что система сжатия, предусмотренная между выходом системы разделения газов и входом хранилища сжатого газа, выполнена в виде передвижной системы, которую при необходимости можно удалить от системы снижения кислорода и/или системы разделения газов.
В соответствии с вариантами осуществления системы снижения кислорода по изобретению, предусмотрена система труб, посредством которой выход системы разделения газов выборочно гидравлически соединен или выполнен с возможностью соединения с входом хранилища сжатого газа и/или по меньшей мере одной закрытой областью. Система трубопровода тем самым может соответствовать, по меньшей мере частично, системе трубопровода, через которую хранилище сжатого газа гидравлически соединено или выполнено с возможностью соединения с по меньшей мере одной закрытой областью. В качестве альтернативы или дополнительно, система трубопровода, через которую выход системы разделения газов выборочно гидравлически соединен или выполнен с возможностью соединения с входом хранилища сжатого газа и/или по меньшей мере одной закрытой областью, может быть выполнена, по меньшей мере частично, в виде передвижной системы, которую при необходимости можно удалить от системы снижения кислорода и/или системы разделения газов.
В соответствии с вариантами осуществления системы снижения кислорода по изобретению, она дополнительно содержит систему клапанов, имеющую первый клапанный узел, при этом первый клапанный узел выполнен с возможностью образования или перекрытия гидравлического соединения между выходом системы разделения газов и входом хранилища сжатого газа.
В соответствии с вариантами осуществления системы снижения кислорода по изобретению, она содержит систему клапанов, имеющую второй клапанный узел, при этом второй клапанный узел выполнен с возможностью образования или перекрытия гидравлического соединения между выходом хранилища сжатого газа и по меньшей мере одной закрытой областью.
В соответствии с вариантами осуществления системы снижения кислорода по изобретению, она содержит систему клапанов, имеющую третий клапанный узел, при этом третий клапанный узел выполнен с возможностью образования или перекрытия гидравлического соединения между выходом системы разделения газов и по меньшей мере одной закрытой областью.
Система клапанов упомянутых выше различных вариантов осуществления системы снижения кислорода по изобретению может быть выполнена, по меньшей мере частично, в виде передвижной системы, которую при необходимости можно удалить от системы снижения кислорода и/или системы разделения газов.
В соответствии с вариантами осуществления системы снижения кислорода по изобретению, хранилище сжатого газа содержит по меньшей мере один вход и по меньшей мере один выход, при этом вход хранилища сжатого газа и выход хранилища сжатого газа соединены с внутренней частью хранилища сжатого газа через соединительную деталь. Соединительная деталь тем самым может быть выполнена в виде соединительной детали, общей для по меньшей мере одного входа и по меньшей мере одного выхода. Например, соединительная деталь может быть выполнена в виде T-детали или Y-детали. В качестве альтернативы или дополнительно, соединительная деталь может быть сформирована в клапане резервуара хранилища сжатого газа. Например, управляющее отверстие клапана резервуара может в таком случае служить входом хранилища сжатого газа. Управляющие отверстия обычно используются для серийного запуска следующего резервуара сжатого газа. Их функции не применяются в случае параллельного запуска.
В соответствии с вариантами осуществления системы снижения кислорода по изобретению, она дополнительно содержит устройство управления для, предпочтительно скоординированного, управления управляемыми компонентами системы снижения кислорода. Например, устройство управления может быть выполнено с возможностью управлять системой клапанов системы снижения кислорода так, чтобы выход системы разделения газов предпочтительно был гидравлически соединен с входом хранилища сжатого газа только когда отсутствует гидравлическое соединение между выходом хранилища сжатого газа и по меньшей мере одной закрытой областью и/или нет гидравлического соединения между выходом системы разделения газов и по меньшей мере одной закрытой областью.
В соответствии с вариантами осуществления системы снижения кислорода по изобретению, она дополнительно содержит блок датчиков для координации обеспечения смеси газов с пониженным содержанием кислорода на выходе системы разделения газов, для координации подачи смеси газов с пониженным содержанием кислорода на выходе системы разделения газов в хранилище сжатого газа, для координация подачи смеси газов с пониженным содержанием кислорода на выходе системы разделения газов в по меньшей мере одну закрытую область и/или для координации подачи смеси газов с пониженным содержанием кислорода или инертного газа, соответственно, хранящихся в хранилище сжатого газа, в по меньшей мере одну закрытую область.
В соответствии с вариантами осуществления системы снижения кислорода по изобретению, система снижения кислорода содержит по меньшей мере один датчик давления, выделенный для хранилища сжатого газа, чтобы по мере необходимости или непрерывно измерять предпочтительно статическое и/или динамическое давление газа смеси газов с пониженным содержанием кислорода или инертного газа, хранящихся в хранилище сжатого газа.
В соответствии с вариантами осуществления системы снижения кислорода по изобретению, она содержит по меньшей мере один датчик давления, выделенный для по меньшей мере одной закрытой области, чтобы по мере необходимости или непрерывно измерять предпочтительно статическое давление газа в пространственной атмосфере закрытой области.
В соответствии с вариантами осуществления системы снижения кислорода по изобретению, она содержит по меньшей мере один датчик давления для измерения предпочтительно динамического и/или статического давления газа на входе хранилища сжатого газа, в частности когда смесь газов, обеспечиваемая на выходе системы разделения газов, подается в хранилище сжатого газа.
В соответствии с вариантами осуществления системы снижения кислорода по изобретению, она содержит по меньшей мере один датчик температуры, выделенный для хранилища сжатого газа, чтобы по мере необходимости или непрерывно измерять температуру смеси газов с пониженным содержанием кислорода или инертного газа, хранящихся в хранилище сжатого газа.
В соответствии с вариантами осуществления системы снижения кислорода по изобретению, она содержит по меньшей мере один датчик, выделенный для системы разделения газов, чтобы по мере необходимости или непрерывно измерять остаточную концентрацию кислорода в смеси газов с пониженным содержанием кислорода, обеспечиваемой на выходе системы разделения газов.
В соответствии с вариантами осуществления системы снижения кислорода по изобретению, по меньшей мере одна система разделения газов имеет первый режим эксплуатации, в котором смесь газов с пониженным содержанием кислорода подается по мере необходимости в хранилище сжатого газа или по меньшей мере один резервуар сжатого газа хранилища сжатого газа соответственно, и второй режим эксплуатации, в котором смесь газов с пониженным содержанием кислорода подается по мере необходимости в по меньшей мере одну закрытую область, при этом первый и второй режимы эксплуатации предпочтительно могут быть установлены устройством управления и еще более предпочтительно автоматически, в частности выборочно автоматически, устройством управления.
В соответствии с вариантами осуществления системы снижения кислорода по изобретению, система сжатия расположена выше по потоку, чем по меньшей мере одна система разделения газов, при этом находящаяся выше по потоку система сжатия имеет первый режим эксплуатации, в котором смесь газов с пониженным содержанием кислорода подается по мере необходимости в хранилище сжатого газа или по меньшей мере один резервуар сжатого газа хранилища сжатого газа соответственно, и второй режим эксплуатации, в котором смесь газов с пониженным содержанием кислорода подается по мере необходимости в по меньшей мере одну закрытую область, при этом первый и второй режимы эксплуатации предпочтительно могут быть установлены устройством управления и еще более предпочтительно автоматически, в частности выборочно автоматически, устройством управления.
В соответствии с вариантами осуществления системы снижения кислорода по изобретению, выход системы разделения газов соединен или выполнен с возможностью соединения с первым сборным трубопроводом через клапан. В частности, предусмотрено, что первый сборный трубопровод и/или клапан выполнен в виде передвижной системы, которую можно удалить от системы снижения кислорода и/или системы разделения газов при необходимости.
В соответствии с вариантами осуществления системы снижения кислорода по изобретению, хранилище сжатого газа содержит множество пространственно-разделенных резервуаров сжатого газа, соединенных вместе параллельно, имеющих по меньшей мере один, предпочтительно один, соответствующий клапан резервуара в каждом случае. Таким образом, возможно, чтобы первый участок трубопровода был обеспечен предпочтительно каждому из множества резервуаров сжатого газа, через который соответствующий клапан резервуара сжатого газа гидравлически соединен с первым сборным трубопроводом. Клапан резервуара предпочтительно каждого из множества резервуаров сжатого газа предпочтительно гидравлически соединен в любом случае со вторым сборным трубопроводом через второй участок трубопровода. В частности, в этом контексте возможно, чтобы второй сборный трубопровод был гидравлически соединен или выполнен с возможностью соединения с по меньшей мере одной закрытой областью через клапан, в частности клапан области. Предпочтительно, второй сборный трубопровод и/или клапан выполнены в виде передвижной системы, которую при необходимости можно удалить от системы снижения кислорода и/или системы разделения газов.
В соответствии с вариантами осуществления системы снижения кислорода по изобретению, предусмотрено устройство управления, которое выполнено с возможностью предпочтительно автоматического, и еще более предпочтительно, выборочно автоматического приведения в действие клапанных узлов, выделенных для системы снижения кислорода, координируемым образом так, чтобы выход по меньшей мере одной системы разделения газов мог быть гидравлически соединен с входом по меньшей мере одного резервуара сжатого газа, когда присутствует гидравлическое соединение между выходом по меньшей мере одного дополнительного резервуара сжатого газа и по меньшей мере одной закрытой областью.
В соответствии с вариантами осуществления системы снижения кислорода по изобретению, предусмотрено устройство управления, которое выполнено с возможностью предпочтительно автоматического, и еще более предпочтительно, выборочно автоматического приведения в действие клапанных узлов, выделенных для системы снижения кислорода, координируемым образом так, чтобы выборочно устанавливать гидравлическое соединение между входом по меньшей мере одного резервуара сжатого газа и выходом системы разделения газов при измерении заранее заданного или задаваемого минимального давления и/или при падении ниже заранее заданного или задаваемого минимального давления в по меньшей мере одном резервуаре сжатого газа.
В соответствии с вариантами осуществления системы снижения кислорода по изобретению, устройство предотвращения обратного потока, в частности выполненное в виде проверочного клапана, выделено по меньшей мере одному резервуару сжатого газа, чтобы блокировать поток газа в резервуар сжатого газа из системы трубопровода, проходящей между резервуаром сжатого газа и закрытой областью.
В соответствии с вариантами осуществления системы снижения кислорода по изобретению, устройство предотвращения обратного потока, в частности выполненное в виде проверочного клапана, выделено по меньшей мере одному резервуару сжатого газа, чтобы блокировать поток газа от резервуара сжатого газа в систему трубопровода, проходящую между выходом по меньшей мере одной системы разделения газов и резервуаром сжатого газа.
В соответствии с вариантами осуществления системы снижения кислорода по изобретению, по меньшей мере один из множества резервуаров сжатого газа содержит клапан резервуара, имеющий предпочтительно пневматически приводимый в действие клапанный узел быстрого выпуска, чтобы по мере необходимости устанавливать гидравлическое соединение между соответствующим резервуаром сжатого газа и системой трубопровода, проходящей между резервуаром сжатого газа и закрытой областью. В этом контексте возможно, чтобы функция клапана клапанного узла быстрого выпуска могла выключаться по требованию, в частности когда выход системы разделения газов соединен или подлежит соединению с входом резервуара сжатого газа.
В соответствии с вариантами осуществления системы снижения кислорода по изобретению, система разделения газов содержит первый разделитель газов, например, в виде генератора азота, и по меньшей мере один дополнительный второй разделитель газов, например, также в виде генератора азота. Таким образом, возможно, чтобы первый разделитель газов был выполнен в виде разделителя газов, предназначенного быть стационарным, тогда как по меньшей мере один второй разделитель газов выполнен в виде передвижного разделителя газов. В качестве альтернативы возможно, чтобы каждый из первого и по меньшей мере одного второго разделителя газов был выполнен в виде разделителя газов, предназначенного быть стационарным. Дополнительно возможно, чтобы каждый из первого и по меньшей мере одного второго разделителя газов был выполнен в виде передвижного разделителя газов.
В соответствии с вариантами осуществления системы снижения кислорода по изобретению, предусмотрено устройство датчика для мониторинга остаточного содержания кислорода смеси газов с пониженным содержанием кислорода, обеспечиваемой на выходе системы разделения газов. Таким образом возможно, чтобы было предусмотрено устройство управления, которое выполнено с возможностью подачи смеси газов с пониженным содержанием кислорода, обеспечиваемой на выходе системы разделения газов, в хранилище сжатого газа или по меньшей мере один резервуар сжатого газа хранилища сжатого газа соответственно, только когда остаточное содержание кислорода смеси газов с пониженным содержанием кислорода, обеспечиваемой на выходе системы разделения газов, не превышает заранее заданное или задаваемое пороговое значение.
В соответствии с вариантами осуществления системы снижения кислорода по изобретению, концентрация азота смеси газов с пониженным содержанием кислорода, обеспечиваемой на выходе системы разделения газов, может переключаться между по меньшей мере двумя заранее заданными или задаваемыми значениями. Таким образом, возможно, чтобы система разделения газов была выполнена с возможностью обеспечения смеси газов с пониженным содержанием кислорода, имеющей первую концентрацию азота на выходе системы разделения газов, когда смесь газов с пониженным содержанием кислорода, обеспечиваемая на выходе системы разделения газов, подается в по меньшей мере одну закрытую область, и обеспечения смеси газов с пониженным содержанием кислорода, имеющей вторую концентрацию азота на выходе системы разделения газов, когда смесь газов с пониженным содержанием кислорода, обеспечиваемая на выходе системы разделения газов, подается в хранилище сжатого газа или по меньшей мере один резервуар сжатого газа хранилища сжатого газа. Первая концентрация азота в частности ниже, чем вторая концентрация азота. Например, вторая концентрация азота составляет по меньшей мере 99% объема.
Согласно дополнительному аспекту настоящего изобретения, предусмотрена система сжатия между выходом системы разделения газов и входом хранилища сжатого газа, чтобы по мере необходимости сжимать смесь газов с пониженным содержанием кислорода, обеспечиваемую на выходе системы разделения газов, и подаваемую в хранилище сжатого газа или по меньшей мере один резервуар сжатого газа хранилища сжатого газа соответственно. Такое сжатие необходимо, если, например, давление смеси газов, обеспечиваемой на выходе системы разделения газов, недостаточно для достижения желаемого сжатия для хранения смеси газов в хранилище сжатого газа.
Система сжатия, которая предусмотрена по мере необходимости, для того, чтобы соответственно дополнительно сжимать смесь газов с пониженным содержанием кислорода, обеспечиваемую на выходе системы разделения газов, и подаваемую в хранилище сжатого газа или по меньшей мере один резервуар сжатого газа хранилища сжатого газа, предпочтительно выполнена в виде передвижной системы, которая так же может быть полностью удалена от системы снижения кислорода при необходимости, и в частности когда наполнение хранилища сжатого газа, или по меньшей мере одного резервуара сжатого газа хранилища сжатого газа соответственно, не нужно или не осуществляется.
В этом контексте возможно, чтобы, например, система сжатия, выполненная в виде передвижной системы, была установлена или выполнена с возможностью установки на транспортный поддон или аналогичную конструкцию, которую можно передвигать и/или грузить посредством напольного конвейера, например, тележки с поддоном или автопогрузчика, чтобы иметь возможность легкого перемещения компрессора от системы снижения кислорода. Поскольку на практике хранилище сжатого газа обычно нуждается в пополнении только изредка, выполнение системы сжатия в виде передвижной системы позволяет использовать упомянутую систему сжатия с разными системами снижения кислорода, потенциально также включая то, что они пространственно удалены друг от друга, для того чтобы соответственно при необходимости сжимать смесь газов с пониженным содержанием кислорода, подаваемую в хранилище сжатого газа, пополняемое на месте.
Следует подчеркнуть, что согласно одной идее изобретения, для пополнения хранилища сжатого газа смесь газов с пониженным содержанием кислорода в частности обеспечивается системой разделения газов, при этом хранилище сжатого газа является в частности цилиндром сжатого газа или батареей цилиндров сжатого газа. Кроме того, также возможно, чтобы хранилище сжатого газа имело любую внешнюю форму, принимая во внимание пространственные условия на месте, и таким образом позволяя оптимизировать использование доступного пространства.
Также, конечно, возможно и предпочтительно в этом контексте, чтобы система разделения газов, а также или только система разделения газов, была выполнена в виде передвижной системы, которую можно удалить от системы снижения кислорода (на месте) при необходимости.
Как уже заявлялось в связи с системой сжатия, термин “передвижная система”, используемый в этом документе, в частности следует понимать как компонент, который встроен в систему снижения кислорода так, чтобы этот компонент мог быть удален из системы без больших усилий. В частности, преимущественно чтобы компонент был выполнен так, чтобы имелась возможность перемещать его напольным конвейером или подобным образом.
В одной предпочтительной реализации системы снижения кислорода по изобретению, она содержит систему клапанов, имеющую первый, второй и третий клапанные узлы. Первый клапанный узел выполнен так, чтобы по мере необходимости устанавливать/разъединять гидравлическое соединение между выходом системы разделения газов и входом хранилища сжатого газа. Второй клапанный узел системы клапанов выполнен так, чтобы по мере необходимости устанавливать/разъединять гидравлическое соединение между выходом хранилища сжатого газа и по меньшей мере одной закрытой областью, в то время как третий клапанный узел выполнен с возможностью по мере необходимости устанавливать/разъединять гидравлическое соединение между выходом системы разделения газов и по меньшей мере одной закрытой областью.
Таким образом, предпочтительно предусмотрено, что в способе, который в частности легко реализуем и кроме того эффективен, вход хранилища сжатого газа и выход хранилища сжатого газа соединены с внутренней частью хранилища сжатого газа предпочтительно общей соединительной деталью, в частности в виде T-детали или Y-детали.
Система снижения кислорода по изобретению предпочтительно содержит устройство управления для скоординированного приведения в действие отдельных клапанных узлов системы клапанов. Устройство управления в частности сконструировано с возможностью приводить в действие отдельные клапанные узлы системы клапанов так, чтобы выход системы разделения газов был гидравлически соединен с входом хранилища сжатого газа, или входом по меньшей мере одного резервуара сжатого газа хранилища сжатого газа соответственно, только когда отсутствует гидравлическое соединение между выходом хранилища сжатого газа и по меньшей мере одной закрытой областью и/или когда отсутствует гидравлическое соединение между выходом системы разделения газов и по меньшей мере одной закрытой областью. Конечно, в этом контексте также возможно установление различной приоритетности.
В некоторых вариантах осуществления также могут быть предусмотрены два или даже три отдельных устройства управления: одно для установления/разъединения соединения между выходом системы разделения газов и хранилищем сжатого газа или по меньшей мере одним резервуаром сжатого газа хранилища сжатого газа соответственно (управление пополнением), а так же одно или два дополнительных для установления/разъединения соединения между выходом хранилища сжатого газа и закрытой комнатой (управление начальным или быстрым понижением и полной инертизацией) и между выходом системы разделения газов и закрытой комнатой (управление базовой инертизацией или поддержание концентрации кислорода в закрытой комнате соответственно).
Согласно дополнительному аспекту системы снижения кислорода по изобретению предусмотрено, что для устройства управления выделен блок датчиков. Предпочтительно, блок датчиков формируется по меньшей мере одним датчиком давления и/или по меньшей мере одним датчиком температуры. В частности, предусмотрено, что датчик давления и/или датчик температуры могут измерять состояние, в частности уровень наполнения или степень наполнения соответственно, хранилища сжатого газа или по меньшей мере одного резервуара сжатого газа хранилища сжатого газа соответственно. Во время пополнения хранилища сжатого газа смесью газов с пониженным содержанием кислорода, температура внутри хранилища сжатого газа или по меньшей мере одного резервуара сжатого газа хранилища сжатого газа может увеличиваться, таким образом приводя к неполному пополнению хранилища сжатого газа смесью газов с пониженным содержанием кислорода после процесса пополнения из-за последующего уменьшения температуры и сопровождающего уменьшения давления.
По меньшей мере один датчик давления и/или по меньшей мере один датчик температуры, предусмотренный в частности в и/или на хранилище сжатого газа, преимущественно позволяет устройству управления учитывать состояние давления в зависимости от температуры, например, когда хранилище сжатого газа или по меньшей мере один резервуар сжатого газа хранилища сжатого газа, предпочтительно автоматически, пополняется смесью газов с пониженным содержанием кислорода. В этой связи, также возможно, чтобы устройство управления управляло протечкой смеси газов с пониженным содержанием кислорода из хранилища сжатого газа при зависимом от температуры увеличении давления в хранилище сжатого газа или по меньшей мере одном резервуаре сжатого газа хранилища сжатого газа так, чтобы предотвратить повреждение хранилища сжатого газа.
В одной предпочтительной форме системы снижения кислорода по изобретению, по меньшей мере одна система разделения газов и/или находящаяся выше по потоку система сжатия имеет первый режим эксплуатации и второй режим эксплуатации для подачи по мере необходимости смеси газов с пониженным содержанием кислорода в хранилище сжатого газа или по меньшей мере один резервуар сжатого газа хранилища сжатого газа соответственно, и/или по меньшей мере одну закрытую область. Предпочтительно дополнительно возможно обеспечить соответствующую независимую систему разделения газов для каждого режима эксплуатации. Таким образом, первый и второй режимы эксплуатации могут в любом случае быть реализованы по отдельности или одновременно посредством независимых систем разделения газов. Система разделения газов или режим эксплуатации по меньшей мере одной системы разделения газов и/или находящейся выше по потоку системы сжатия таким образом предпочтительно может управляться, в частности автоматически, устройством управления. В этой связи стоит отметить, что хранилище сжатого газа или по меньшей мере один резервуар сжатого газа хранилища сжатого газа соответственно, обычно наполнены смесью газов с пониженным содержанием кислорода, имеющей более высокую концентрацию азота, чем требуется для смеси газов с пониженным содержанием кислорода, подаваемой в закрытую область.
При этом смесь газов с пониженным содержанием кислорода более высокой концентрации азота, произведенная в первом режиме эксплуатации системы разделения газов, предпочтительно при концентрации азота 99,5% объема, может быть использована для пополнения хранилища сжатого газа. Эта смесь газов с пониженным содержанием кислорода, произведенная в первом режиме эксплуатации системы разделения газов, может, при необходимости, в то же время использоваться для подачи по мере необходимости смеси газов с пониженным содержанием кислорода в закрытую область, она может быть разбавлена с этой целью до достаточной концентрации азота, в частности концентрации азота 95% объема. Кроме того, устройство управления предусматривает возможность эксплуатация системы разделения газов во втором режиме эксплуатации, в котором смесь газов с пониженным содержанием кислорода достаточной концентрации азота, предпочтительно концентрации азота 95% объема, обеспечивается для подачи в закрытую область.
Таким образом, возможно, что во время пополнения хранилища сжатого газа при высокой концентрации азота, часть произведенной смеси газов с пониженным содержанием кислорода подается в закрытую область через обводной канал. Например, гидравлическое соединение между выходом системы разделения газов и закрытой областью может соответственно использоваться в качестве обводного канала в связи с третьим клапанным узлом. Обводной канал, таким образом, предпочтительно содержит соответствующий дефлектор для снижения концентрации азота смеси газов с пониженным содержанием кислорода, подаваемой в закрытую область, до подходящего уровня, например, за счет смешивания ее с исходной смесью газов. Преимущественно управление системы разделения газов, предпочтительно автоматическое, устройством управления, позволяет эффективно эксплуатировать систему разделения газов и оптимально использовать смесь газов с пониженным содержанием кислорода в зависимости от обеспеченной концентрации.
Кроме того, использование двух систем разделения газов позволяет использовать одну систему разделения газов в первом режиме эксплуатации для пополнения хранилища сжатого газа, а другую систему разделения газов во втором режиме эксплуатации, в частности параллельно, для подачи смеси газов с пониженным содержанием кислорода надлежащей адекватной концентрации азота в закрытую область. В значении настоящего изобретения, в связи с этим может быть предусмотрена общая или соответствующая отдельная, находящаяся выше по потоку, система сжатия при необходимости для множества систем разделения газов.
Дополнительный аспект системы снижения кислорода по изобретению предусматривает, что хранилище сжатого газа содержит множество пространственно-разделенных резервуаров сжатого газа, соединенных вместе параллельно, имеющих по меньшей мере один, предпочтительно один соответствующий клапан резервуара в каждом случае. Дополнительно предусмотрен первый, а также второй сборный трубопровод. Выход системы разделения газов, таким образом, соединен или может быть соединен с первым сборным трубопроводом через клапан, в то время как первый участок трубопровода предпочтительно предусмотрен в каждом из множества резервуаров сжатого газа, через которые соответствующий клапан резервуара одного или более резервуаров сжатого газа гидравлически соединен с первым сборным трубопроводом. Клапан резервуара предпочтительно каждого из множества резервуаров сжатого газа, кроме того, гидравлически соединен с упомянутым выше вторым сборным трубопроводом в каждом случае через второй участок трубопровода. Второй сборный трубопровод сам по себе может быть гидравлически соединен с по меньшей мере одной закрытой областью через клапан, в частности клапан области.
В этом варианте осуществления клапан, через который выход системы разделения газов соединен или выполнен с возможностью соединения с первым сборным трубопроводом, образует ранее упомянутый первый клапанный узел. С другой стороны, клапан, через который второй сборный трубопровод гидравлически соединен или выполнен с возможностью соединения с по меньшей мере одной закрытой областью, является частью второго клапанного узла, если система снижения кислорода связана с множеством закрытых областей. Если система снижения кислорода предназначена только для одной закрытой области, однако, клапан, через который второй сборный трубопровод гидравлически соединен или выполнен с возможностью соединения с по меньшей мере одной закрытой областью, образует второй клапанный узел.
Кроме того, может быть предусмотрено, чтобы множество резервуаров сжатого газа в виде цилиндров сжатого газа или любой произвольной геометрической формы, были гидравлически соединены вместе, например, через гибкие шланговые соединения или через жесткие соединения такие как, например, соединения трубами, при этом предусмотрен один общий клапан резервуара на каждую комбинацию из множества резервуаров сжатого газа в одном блоке. В частности, резервуары сжатого газа произвольной внешней формы и приспособленные к соответствующим пространственным условиям, таким образом, дают возможность оптимизировать использование отдельного доступного пространства, при этом количество управляемых клапанов резервуара может быть снижено по необходимости.
Система снижения кислорода согласно изобретению в частности подходит для снижения или соответственно поддержания на сниженном значении содержания кислорода в пространственной атмосфере в случае множества областей, пространственно- разделенных одна от другой. Согласно дополнительному усовершенствованию настоящего изобретения таким образом система снижения кислорода связана с множеством пространственно- разделенных областей, причем упомянутый выше второй клапанный узел имеет назначенный клапан (в частности клапан области) для каждой из множества областей, через которые второй сборный трубопровод гидравлически соединен или выполнен с возможностью соединения с соответствующей областью для того, чтобы подавать по мере необходимости смесь газов с пониженным содержанием кислорода/инертный газ в область.
В предпочтительной форме системы снижения кислорода согласно изобретению предусмотрено, что устройство управления управляет отдельными клапанными узлами координируемым образом так, чтобы выход по меньшей мере одной системы разделения газов мог быть гидравлически соединен с входом по меньшей мере одного резервуара сжатого газа, когда выход по меньшей мере одного дополнительного резервуара сжатого газа гидравлически соединен с по меньшей мере одной закрытой областью. Устройство управления соответственно выполнено, в частности, в сочетании с блоком датчиков, для выборочного наполнения резервуаров сжатого газа смесью газов с пониженным содержанием кислорода, в то время, как в по меньшей мере одну закрытую область может подаваться смесь газов с пониженным содержанием кислорода из дополнительных резервуаров сжатого газа.
Таким образом, это предпочтительно обеспечивает ресурсосберегающий и оптимизированный по времени резервуар сжатого газа, пополняемый смесью газов с пониженным содержанием кислорода и одновременно способный поддерживать концентрацию или диапазон регулирования концентрации смеси газов с пониженным содержанием кислорода в закрытой области. Кроме того, надежность системы снижения кислорода так же увеличивается за счет выборочного пополнения и управления резервуарами сжатого газа, предусмотренным посредством устройства управления.
В одной предпочтительной реализации системы снижения кислорода по изобретению, устройство управления разработано так, чтобы при измерении заранее заданного минимального давления и/или падения ниже заранее заданного минимального давления в по меньшей мере одном из множества резервуаров сжатого газа или хранилище сжатого газа соответственно, выборочно обеспечивалось или могло быть обеспечено гидравлическое соединение между выходом системы разделения газов и соответствующим резервуаром сжатого газа или хранилищем сжатого газа. Минимальное давление выбирается произвольно и служит для индикации по меньшей мере частичного или полного опорожнения резервуара сжатого газа. Таким образом, устройство управления может определять заданный пользователем статус или пороговое значение уровня для пополнения резервуара сжатого газа или хранилища сжатого газа соответственно, на основе минимального давления и, если применимо, инициировать соответствующее пополнение. В результате, обеспечивается сберегающее ресурсы пополнение резервуара сжатого газа или хранилища сжатого газа. Кроме того, тем самым возможно определять утечки, например, в хранилище сжатого газа, когда устройство управления обнаруживает минимальное давление или падение ниже упомянутого минимального давления соответственно в по меньшей мере одном резервуаре сжатого газа посредством блока датчиков, и устройство управления предпочтительно автоматически начинает пополнение резервуара сжатого газа смесью газов с пониженным содержанием кислорода.
Изобретение не ограничивается исключительно системой снижения кислорода, а также относится к способу эксплуатация системы снижения кислорода, в частности системы снижения кислорода описанного выше типа согласно изобретению. Сначала способ предусматривает хранение смеси газов с пониженным содержанием кислорода или инертного газа в сжатой форме в хранилище сжатого газа. Для быстрого снижения содержания кислорода в пространственной атмосфере закрытой области, по меньшей мере некоторое количество смеси газов или инертного газа, хранящейся в сжатой форме в хранилище сжатого газа или в по меньшей мере одном резервуаре сжатого газа хранилища сжатого газа, затем подается в закрытую область и для этого хранилище сжатого газа, или по меньшей мере один резервуар сжатого газа хранилища сжатого газа соответственно, гидравлически соединен с закрытой областью. Для того чтобы поддерживать сниженное содержание кислорода в пространственной атмосфере закрытой области и/или чтобы дополнительно снижать содержание кислорода в пространственной атмосфере закрытой области, смесь газов с пониженным содержанием кислорода, обеспечиваемая на выходе системы разделения газов, подается в закрытую область регулируемым способом и для этого выход системы разделения газов гидравлически соединен с закрытой областью.
В частности, в способе эксплуатации согласно изобретению предусмотрено по меньшей мере частичное пополнение хранилища сжатого газа, или по меньшей мере одного резервуара сжатого газа хранилища сжатого газа соответственно, следующее за начальным понижением или быстрым понижением содержания кислорода в закрытой области посредством подачи сжатых смеси газов или инертного газа в хранилище сжатого газа, и для этого выход системы разделения газов гидравлически соединен с хранилищем сжатого газа, или по меньшей мере одним резервуаром сжатого газа хранилища сжатого газа.
Одна предпочтительная реализация способа по изобретению предусматривает, что по меньшей мере часть смеси газов или инертного газа, хранящихся в сжатой форме в хранилище сжатого газа или по меньшей мере одном резервуаре сжатого газа хранилища сжатого газа соответственно, подается в закрытую область во время начального понижения или быстрого понижения содержания кислорода в закрытой области так, чтобы концентрация кислорода в закрытой области не падала ниже заранее заданного или задаваемого первого значения, зависящего в частности от пожарной нагрузки закрытой области, и не превышало кроме того заранее заданного или задаваемого второго значения, причем второе значение меньше, чем значение концентрации кислорода в нормальной атмосфере и больше, чем первое значение. В частности, в этом контексте возможно, чтобы смесь газов с пониженным содержанием кислорода, обеспечиваемая на выходе системы разделения газов, во время устойчивого заполнения, происходящего после начального понижения или быстрого понижения, подавалась бы в закрытую область регулируемым образом так, чтобы концентрация кислорода в закрытой области не падала ниже первого значения, как заранее задано или задается в частности в виде функции пожарной нагрузки закрытой области и не превышает заранее заданного или задаваемого второго значения.
Предпочтительно, первое и второе заранее заданное или задаваемое значение концентрации кислорода соответствует здесь нижнему и верхнему пределу значения базового инертного уровня закрытой области.
Согласно дополнительному аспекту способа по изобретению, предусмотрено, что смесь газов с пониженным содержанием кислорода, обеспечиваемая на выходе системы разделения газов, во время устойчивого заполнения следующего за начальным или быстрым понижением, подается только в закрытую область регулируемым образом, когда предпочтительно автоматически было подтверждено, в частности посредством по меньшей мере одного детектора возгорания, или подтверждено вручную, в частности приведением в действие соответствующего переключателя, что в закрытой области во время или после начального понижения и/или быстрого понижения возгорание отсутствует.
В одной предпочтительной реализации способа по изобретению, предусмотрено, что автоматическое подтверждение, в частности посредством по меньшей мере одного детектора возгорания, и/или подтверждения вручную, в частности приведением в действие соответствующего переключателя, что возникшее в закрытой комнате возгорание не было или было недостаточно подавлено последующим начальным понижением или быстрым понижением. Таким образом, в частности предусмотрено, что после подтверждения того, что возникшее в закрытой комнате возгорание не было или было недостаточно подавлено, содержание кислорода в пространственной атмосфере закрытой области дополнительно снижается, и это осуществляется подачей по меньшей мере части смеси газов или инертного газа, хранящихся в сжатой форме в хранилище сжатого газа или в по меньшей мере одном резервуаре сжатого газа хранилища сжатого газа, в закрытую область, и гидравлическим соединением хранилища сжатого газа или по меньшей мере одного резервуара сжатого газа хранилища сжатого газа с закрытой областью.
В частности в этом контексте возможно, что после подтверждения, что возгорание, которое возникло в закрытой комнате, не было или было недостаточно подавлено, содержание кислорода в пространственной атмосфере закрытой области продолжает снижаться до тех пор, пока концентрация кислорода в закрытой области не достигнет заранее заданной или задаваемой целевой концентрации, которая соответствует концентрации азота по меньшей мере достаточной для концентрации газа, необходимой для тушения, в зависимости от пожарной нагрузки закрытой области. Заранее заданная или задаваемая целевая концентрация кислорода в закрытой области тем самым предпочтительно соответствует полностью инертному уровню.
В качестве альтернативы или дополнительно в этом контексте возможно поддержание заранее заданной или задаваемой целевой концентрации кислорода в закрытой области (устойчивое заполнение), следующее за дополнительным снижением содержания кислорода в пространственной атмосфере закрытой области, и это осуществляется подачей смеси газов с пониженным содержанием кислорода, обеспечиваемой на выходе системы разделения газов, в закрытую область регулируемым способом, и тем, что выход системы разделения газов гидравлически соединен с закрытой областью. Во время упомянутого устойчивого заполнения предпочтительно происходит по меньшей мере частичное пополнение хранилища сжатого газа или соответственно по меньшей мере одного резервуара сжатого газа хранилища сжатого газа, и это благодаря тому, что вход системы разделения газов гидравлически соединен с хранилищем сжатого газа или по меньшей мере одним резервуаром сжатого газа хранилища сжатого газа соответственно.
Согласно дополнительному аспекту способа по изобретению предусмотрено, что в закрытой области предпочтительно непрерывно проводится мониторинг или мониторинг проводится в заранее заданный или заранее задаваемый период времени/событие относительно присутствия по меньшей мере одной характеристики пожарной опасности. В этом контексте возможно, что по меньшей мере начальное или соответственно быстрое понижение предпочтительно автоматически инициируется, как только обнаружена по меньшей мере одна характеристика пожарной опасности.
Согласно дополнительному аспекту настоящего изобретения, предусмотрено устройство управления, которое в частности выполнено с возможностью мониторинга наполнения хранилища сжатого газа или по меньшей мере одного резервуара сжатого газа хранилища сжатого газа соответственно координируемым или регулируемым образом. По меньшей мере частичное пополнение хранилища сжатого газа/по меньшей мере одного резервуара сжатого газа хранилища сжатого газа может в частности также происходить одновременно с поддержанием сниженного содержания кислорода в закрытой области и/или дополнительным снижением содержания кислорода в закрытой области. Этот аспект изобретения таким образом основан на реализации того, что должны быть выполнены разные условия, когда происходит наполнение хранилища сжатого газа, в частности когда оно имеет вид батареи цилиндров сжатого газа, для того, чтобы надлежащим образом и безопасно наполнять отдельные цилиндры сжатого газа батареи цилиндров газом, обеспечиваемым системой разделения газов.
В качестве одного примера в этом контексте, давление наполнения цилиндров для цилиндров сжатого газа может быть разным. Если цилиндр сжатого газа наполняется при неправильном давлении, цилиндр может наполниться не полностью или будет создано избыточное давление, которое может повредить цилиндр сжатого газа (например, избыточное давление ведет к тому, что цилиндр может затем сломаться).
Дальнейшее описание будет приведено со ссылками на сопроводительные чертежи при более подробном описании иллюстративных вариантов осуществления системы снижения кислорода по изобретению.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
На чертежах показаны:
Фиг. 1 схематический вид первого примерного варианта осуществления системы снижения кислорода согласно изобретению;
Фиг. 2 схематический вид второго примерного варианта осуществления системы снижения кислорода согласно изобретению;
Фиг. 3 схематический вид клапанного узла резервуара, посредством которого соответствующий резервуар сжатого газа соединен или может быть соединен с первым и вторым сборным трубопроводом системы снижения кислорода в примерных вариантах осуществления;
Фиг. 4 схематический вид третьего примерного варианта осуществления системы снижения кислорода согласно изобретению;
Фиг. 5a схематическая блок-схема для иллюстрации разных примерных соединений устройства управления по одному примерному варианту осуществления системы снижения кислорода по изобретению с компонентами системы снижения кислорода;
Фиг. 5b другая схематическая блок-схема для иллюстрации разных примерных соединений устройства управления по одному примерному варианту осуществления системы снижения кислорода по изобретению со сгруппированными компонентами системы снижения кислорода; и
Фиг. 6 схематическая блок-схема примерной последовательности управления для управления или соответственно эксплуатации системы снижения кислорода согласно одному примерному варианту осуществления изобретения.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение основано на проблеме, возникающей после того, как традиционная система снижения кислорода приведена в действие; т.е. когда смесь газов с пониженным содержанием кислорода или инертный газ, хранящиеся в сжатой форме в хранилище сжатого газа, попали в закрытую комнату для быстрого или начального понижения, опорожненное хранилище сжатого газа затем обычно подлежит удалению. Во многих случаях, однако, удаление хранилища сжатого газа может быть реализовано только с большими усилиями, поскольку хранилище сжатого газа системы снижения кислорода обычно труднодоступно. Среди прочего, это обстоятельство также приводит к тому, что текущие расходы эксплуатации системы снижения кислорода обычно относительно велики. Дополнительно, если не обеспечено резервное хранилище сжатого газа, защита от пожара не может быть обеспечена или не полностью обеспечена, пока хранилище сжатого газа не будет заменено.
С учетом этих проблем задачей настоящего изобретения является создать систему снижения кислорода, в которой текущие эксплуатационные расходы могут быть снижены без компромисса с эффективностью системы снижения кислорода.
Соответственно предлагается система снижения кислорода, содержащая по меньшей мере одну систему разделения газов для по мере необходимости обеспечения смеси газов с пониженным содержанием кислорода на выходе системы разделения газов и одно хранилище сжатого газа, в частности в виде одного или более резервуаров сжатого газа, для хранения смеси газов с пониженным содержанием кислорода или инертного газа в сжатой форме. Хранилище сжатого газа гидравлически соединено или выполнено с возможностью соединения через систему трубопровода с по меньшей мере одной закрытой областью для подачи по мере необходимости по меньшей мере части смеси газов/инертного газа, хранящихся в хранилище сжатого газа, в по меньшей мере одну закрытую область. Таким образом, предусмотрено, что выход системы разделения газов гидравлически соединен или выполнено с возможностью соединения выборочно и/или при необходимости с входом хранилища сжатого газа и/или по меньшей мере одной закрытой областью для того, чтобы по мере необходимости подавать смесь газов, обеспечиваемую на выходе системы разделения газов, в хранилище сжатого газа и/или в по меньшей мере одну закрытую область.
В соответствии с реализациями системы снижения кислорода, предусмотрено по меньшей мере одно устройство управления для того, чтобы по меньшей мере частично автоматически и в частности выборочно автоматически устанавливать гидравлическое соединение между выходом системы разделения газов и входом хранилища сжатого газа и/или по меньшей мере одной закрытой областью.
По меньшей мере одно устройство управления предпочтительно является составным аппаратным/программным механизмом. Сигналы ввода, такие как измерения датчиков или ввод пользовательских настроек могут быть обработаны по меньшей мере одним устройством управления и вычислены посредством управляющего программного обеспечения, например, WAGNER OxyControl. Устройство управления может содержать программируемое логическое управление (PLC) такое как доступные от Siemens AG, Munich, как S7 или от WAGO Kontakttechnik GmbH, Minden, как тип 750.
В соответствии с вариантами осуществления системы снижения кислорода по изобретению, по меньшей мере одно устройство управления выполнено с возможностью принимать данные датчика, чтобы обеспечивать информацию, например, путем отображения, или статуса выдачи, или данных детектора, чтобы приводить в действие компрессор/систему сжатия и систему разделения газов, и приводить в действие клапанные узлы, связанные с системой снижения кислорода.
В одном варианте осуществления клапанные узлы содержат как электромагнитные регулирующие клапаны, так и пневматические клапаны области. Устройство управления, таким образом, выполнено с возможностью генерации и испускания приводящих в действие электрических сигналов для того, чтобы приводить в действие электромагнитные регулирующие клапаны. Регулирующие клапаны гидравлически соединены или выполнены с возможностью соединения с регулирующим источником газа, например, ведущим цилиндром газа или регулирующим цилиндром газа. Как только регулирующие клапаны приводятся в действие, управляющие потоки газа выходят из ведущего цилиндра газа или управляющего цилиндра газа и по мере необходимости приводят в действие пневматические клапаны области.
В дополнительном варианте осуществления предусмотрена дополнительная панель управления пожарной сигнализацией в качестве вторичного устройства управления. Панель управления пожарной сигнализацией выполнена так, чтобы принимать данные обнаружения пожара от соответствующих детекторов возгорания, обрабатывать данные пожарной сигнализации и сигнализировать пожарную тревогу. Одна примерная панель управления пожарной сигнализацией может быть получена из Labor Strauss Sicherungsanlagenbau GmbH, Vienna, Austria. Как устройство управления, так и панель управления пожарной сигнализацией могут быть выполнены так, чтобы приводиться в действие в случае потенциально опасных условий, например, дым, огонь или критическая концентрация кислорода.
Согласно дополнительному аспекту системы снижения кислорода блок датчиков выделен для устройства управления. Блок датчиков предпочтительно содержит по меньшей мере один датчик давления и/или по меньшей мере один датчик температуры. В частности, датчик давления и/или датчик температуры измеряет состояние хранилища сжатого газа, в частности уровень его наполнения или соответственно степень наполнения. Во время пополнения хранилища сжатого газа смесью газов с пониженным содержанием кислорода, температура в хранилище сжатого газа может увеличиваться, что приводит к неполному пополнению хранилища сжатого газа, а также к последующему падению давления.
Предпочтительно, зависящие от температуры условия давления в хранилище сжатого газа могут быть обнаружены посредством по меньшей мере одного датчика давления и/или по меньшей мере одного датчика температуры, в частности предусмотренных в и/или на хранилище сжатого газа, и соединенных с устройством управления так, чтобы пополнение хранилища сжатого газа смесью газов с пониженным содержанием кислорода учитывало зависящие от температуры условия давления. В этом отношении, также возможно, чтобы устройство управления управляло или соответственно регулировало выпуск смеси газов с пониженным содержанием кислорода из хранилища сжатого газа в ответ на зависящее от температуры увеличение давления и таким образом предотвращало повреждение хранилища сжатого газа.
В одном варианте осуществления системы снижения кислорода, по меньшей мере одна система разделения газов и/или система сжатия, размещенная выше по потоку, чем система разделения газов, имеет первый режим эксплуатации и второй режим эксплуатации для подачи смеси газов с пониженным содержанием кислорода в хранилище сжатого газа и/или в по меньшей мере одну закрытую область. Предпочтительно, каждый режим эксплуатации связан с независимой системой разделения газов. Тем самым, первый и второй режим эксплуатации работают отдельно или одновременно за счет отдельных систем разделения газов. С этой целью система разделения газов или режим эксплуатации по меньшей мере одной системы разделения газов и/или система сжатия, расположенная выше по потоку, чем система разделения газов, предпочтительно, в частности автоматически, управляется устройством управления. Следует отметить в этом отношении, что пополнение хранилища сжатого газа смесью газов с пониженным содержанием кислорода обычно происходит при более высокой концентрации азота, чем требуется для подачи в закрытую область.
Таким образом, смесь газов с пониженным содержанием кислорода, произведенная в первом режиме эксплуатации системы разделения газов, с более высокой концентрацией азота, предпочтительно при концентрации азота 99,5% объема, может быть использована при необходимости для пополнения хранилища сжатого газа. Смесь газов, произведенная в первом режиме эксплуатации системы разделения газов, при необходимости также может одновременно использоваться для обеспечения смеси газов с пониженным содержанием кислорода в закрытую область, таким образом, смесь газов с пониженным содержанием кислорода затем разбавляют до концентрации азота, например, 95% объема.
Устройство управления обеспечивает дополнительную возможность эксплуатации системы разделения газов во втором режиме эксплуатации, в котором обеспечивается смесь газов с пониженным содержанием кислорода, имеющая эффективную концентрацию азота, предпочтительно концентрацию азота 95% объема, которая затем может подаваться в закрытую область.
Таким образом, например, возможно, что при пополнении хранилища сжатого газа при высокой концентрации азота, часть сгенерированной смеси газов с пониженным содержанием кислорода подается в закрытую область через обходной путь. Например, гидравлическое соединение между выходом системы разделения газов и закрытой областью может быть использовано в качестве обводного канала в сочетании с третьим клапанным узлом. С этой целью, обводной канал предпочтительно содержит подходящий дефлектор для снижения концентрации азота смеси газов с пониженным содержанием кислорода, подаваемой в закрытую область, до эффективного уровня или, например, смесительную камеру, в которой смесь газов с пониженным содержанием кислорода смешивается с исходной смесью газов. Преимущественно управление системой разделения газов, предпочтительно автоматически устройством управления, позволяет системе разделения газов работать эффективно и оптимально использовать смесь газов с пониженным содержанием кислорода в соответствии с концентрацией, как предусмотрено.
Кроме того, использование двух систем разделения газов позволяет одной системе разделения газов работать в первом режиме эксплуатации для пополнения хранилища сжатого газа, а другой системе разделения газов предпочтительно работать параллельно во втором режиме эксплуатации для того, чтобы обеспечивать закрытую область смесью газов с пониженным содержанием кислорода при эффективной концентрации азота. Возможно, что предусмотрена общая или отдельная система сжатия, находящаяся выше по потоку, для каждой из систем разделения газов.
Согласно дополнительному аспекту системы снижения кислорода, предусмотрена система, в которой хранилище сжатого газа содержит множество резервуаров сжатого газа, соединенных параллельно друг с другом, и предпочтительно каждый имеет по меньшей мере один клапан резервуара. Дополнительно предусмотрен первый и второй сборный трубопровод.
Выход системы разделения газов таким образом соединен или выполнен с возможностью соединения с первым сборным трубопроводом через клапан, в то время как первый участок трубопровода предпочтительно предусмотрен для каждого из множества резервуаров сжатого газа, через который соответствующий клапан резервуара гидравлически соединен с первым сборным трубопроводом. Соответствующий клапан резервуара предпочтительно каждого из множества резервуаров сжатого газа кроме того соединен с вышеупомянутым вторым сборным трубопроводом через второй участок трубопровода. Второй участок трубопровода гидравлически соединен или соединяем с по меньшей мере одной закрытой областью через клапан, в частности клапан области.
В этом варианте осуществления клапан, через который выход системы разделения газов соединен или выполнен с возможностью соединения с первым сборным трубопроводом, образует ранее упоминавшийся первый клапанный узел. С другой стороны, клапан, через который второй сборный трубопровод гидравлически соединен или выполнен с возможностью соединения с по меньшей мере одной закрытой областью, является частью второго клапанного узла, если система снижения кислорода связана с несколькими закрытыми областями. Однако, если система снижения кислорода предназначена только для одной закрытой области, клапан, через который второй сборный трубопровод гидравлически соединен или выполнен с возможностью соединения с по меньшей мере одной закрытой областью, формирует второй клапанный узел.
Примерные варианты осуществления изобретения далее будут описаны со ссылками на сопроводительные чертежи.
Первый примерный вариант осуществления системы 100 снижения кислорода по изобретению, изображенной на Фиг.1, отличается в частности тем, что она содержит систему 102 разделения газов и в дополнение к ней хранилище 105 сжатого газа. Система 102 разделения газов и хранилище 105 сжатого газа вместе образуют “источник инертного газа” системы 100 снижения кислорода.
Система сжатия 101 предусмотрена выше по потоку, чем система 102 разделения газов для того, чтобы соответственно сжимать исходную смесь газов, подаваемую в систему 102 разделения газов. Соответствующим изменением давления и объемного потока исходной смеси газов, подаваемой в систему 102 разделения газов, система 102 разделения газов может быть настроена на предусмотренную концентрацию азота и требуемый объем газа с пониженным содержанием кислорода.
Здесь следует подчеркнуть, однако, что нет строгой необходимости, чтобы соответствующая система сжатия 101 была соединена выше по потоку, чем система 102 разделения газов.
Выход системы 102 разделения газов; т.е. выход системы 102 разделения газов, на который соответственно подается смесь газов с пониженным содержанием кислорода или обогащенная азотом смесь газов, гидравлически соединен или выполнен с возможностью соединения с закрытой комнатой 107 посредством первой системы трубопровода и соединен или выполнен с возможностью соединения с вышеупомянутым хранилищем 105 сжатого газа посредством дополнительной второй системы трубопровода. С этой целью предусмотрен первый клапанный узел 104 во второй системе трубопровода; т.е. в системе трубопровода, которая соединяет выход системы 102 разделения газов с хранилищем 105 сжатого газа. Дополнительный клапанный узел 109 предусмотрен в системе трубопровода, которая гидравлически соединяет выход системы 102 разделения газов с закрытой комнатой 107. Еще один клапанный узел 106 расположен в одной системе трубопровода, которая соединяет хранилище 105 сжатого газа с закрытой областью 107. Таким образом, хранилище 105 сжатого газа при необходимости гидравлически соединяется с закрытой областью 107.
Устройство 10 управления предпочтительно выделено для системы 100 снижения кислорода согласно изобретению для того, чтобы иметь возможность управлять отдельными клапанными узлами 104, 106 и 109 координируемым образом. Устройство 10 управления тем самым является дополнительно выделенным блоком датчиков, имеющим по меньшей мере один датчик давления и/или по меньшей мере один датчик температуры, которые в частности предусмотрены в и/или на хранилище сжатого газа. Для большей ясности, блок датчиков не показан на Фиг. 1-4.
В частности, изображенный примерный вариант осуществления предусматривает, что устройство 10 управления выполнено с возможностью управления отдельными клапанными узлами 104, 106 и 109 так, чтобы выход системы 102 разделения газов был тем самым предпочтительно гидравлически соединен или соединяем с входом хранилища 105 сжатого газа только когда отсутствует гидравлическое соединение между выходом хранилища 105 сжатого газа и по меньшей мере одной закрытой областью 107; т.е. когда третий клапанный узел 106 закрыт. Кроме того, устройство 10 управления выполнено так, чтобы выход системы 102 разделения газов тем самым был гидравлически соединен или выполнен с возможностью соединения с хранилищем 105 сжатого газа через первый клапанный узел 104 только когда отсутствует гидравлическое соединение между выходом системы 102 разделения газов и закрытой областью 107; т.е. когда второй клапанный узел 109 закрыт.
В качестве альтернативы так же возможно предусмотреть систему 100 снижения кислорода по изобретению, в частности устройство 10 управления, так, чтобы выход системы 102 разделения газов при необходимости мог быть гидравлически соединен одновременно с входом хранилища 105 сжатого газа через первый клапанный узел 104 и закрытой областью 107 через второй клапанный узел 109.
В примерном варианте осуществления системы 100 снижения кислорода по изобретению, схематически изображенной на Фиг.1, предусмотрена дополнительная система 103 сжатия, которая расположена в системе трубопровода, соединяющей выход системы 102 разделения газов с резервуаром 105 сжатого газа. Эта дополнительная система 103 сжатия позволяет при необходимости дополнительно сжимать смесь газов с пониженным содержанием кислорода, обеспечиваемую на выходе системы 102 разделения газов, чтобы она могла храниться в резервуаре 105 сжатого газа в выбранной сжатой форме. Если цилиндр сжатого газа или батарея цилиндров используется как резервуар сжатого газа, полезно, чтобы дополнительная система 103 сжатия сжимала смесь газов с пониженным содержанием кислорода, обеспечиваемую на выходе системы 102 разделения газов, до 300 бар.
Система 100 снижения кислорода, схематично изображенная на Фиг.2, отличается от схематично изображенного варианта осуществления на Фиг. 1, в частности тем, что система 100 снижения кислорода согласно варианту осуществления, изображенному на Фиг. 2 выделена не только одной отдельной закрытой области 107, а скорее множеству закрытых областей 107a, 107b. Система 100 снижения кислорода, таким образом, реализована как так называемая многозонная система.
Дополнительное отличие варианта осуществления, изображенного на Фиг. 1, заключается в том, что хранилище 105 сжатого газа системы 100 снижения кислорода, изображенной схематично на Фиг. 2, содержит множество пространственно- разделенных резервуаров 105a, 105b, 105c, 105d сжатого газа, соединенных параллельно. Эти резервуары сжатого газа, например, являются доступными на рынке цилиндрами высокого давления (цилиндр 300 бар).
Отдельные резервуары 105a - 105d сжатого газа соединены параллельно друг с другом, чтобы тем самым обеспечить возможность при необходимости подавать смесь газов, хранящуюся в сжатой форме в этих резервуарах 105a - 105d сжатого газа, в закрытые области 107a, 107b как можно быстрее.
Первый сборный трубопровод 110, а также второй сборный трубопровод 111 используются для параллельного соединения резервуаров 105a - 105d сжатого газа в варианте осуществления, изображенном схематично на Фиг. 2. Первый сборный трубопровод 110 может быть гидравлически соединен с выходом системы 102 разделения газов через первый клапанный узел 104.
Также в варианте осуществления, изображенном схематично на Фиг. 1, система 100 снижения кислорода, показанная на Фиг. 2, использует дополнительный клапанный узел, чтобы при необходимости соединять выход системы 102 разделения газов с первой закрытой областью 107a и/или второй закрытой областью 107b. В отличие от варианта осуществления, изображенного схематично на Фиг. 1, этот клапанный узел, однако, содержит всего два клапана 109a и 109b, каждый из которых выполнен как клапан области и выделен одной из соответствующих закрытых областей 107a, 107b.
Упомянутый выше второй сборный трубопровод 111 аналогично выполнен с возможностью гидравлического подключения к соответствующим закрытым областям 107a, 107b через соответствующие клапаны 106a, 106b области. Эти клапаны 106a, 106b аналогично предпочтительно выполнены в виде клапанов области.
Далее будет сделана ссылка на схематичное изображение на Фиг. 3 при более подробном описании параллельного соединения отдельных резервуаров 105a - 105d сжатого газа.
В частности, предусмотренные в варианте осуществления, изображенном схематично на чертежах, резервуары 105a - 105d сжатого газа обеспечены соответствующим клапаном 108 резервуара (смотри Фиг. 3). Каждый клапан 108 резервуара из резервуаров 105a - 105d сжатого газа гидравлически соединен с одной стороны с первым сборным трубопроводом 110 через первый участок трубопровода и со вторым сборным трубопроводом 111 с другой стороны через второй участок трубопровода.
Соединительная деталь 113, в частности в виде T-детали или Y-детали, выделена каждому клапану 108 резервуара резервуаров 105a - 105d сжатого газа для того, чтобы через нее соответствующий первый участок трубопровода на одной стороне и соответствующий второй участок трубопровода на другой стороне, были гидравлически соединены с соответствующим клапаном 108 резервуара или внутренней частью резервуаров 105a - 105d сжатого газа соответственно.
Предпочтительно, клапаны 108 резервуара резервуаров 105a - 105d сжатого газа в любом случае реализованы в виде клапанного узла быстрого выпуска, в частности в виде пневматически приводимого в действие клапанного узла быстрого выпуска, для того, чтобы при необходимости устанавливать гидравлическое соединение между соответствующими резервуарами 105a - 105d сжатого газа и вторым сборным трубопроводом. Таким образом, полезно, чтобы функция клапана клапанного узла быстрого выпуска также могла быть отключена, когда требуется, и в частности когда выход системы 102 разделения газов соединен или должен быть соединен с входом соответствующего резервуара 105a - 105d сжатого газа с целью пополнения.
Как схематично указано на Фиг. 3, дополнительно возможно, чтобы по меньшей мере одно устройство 112 предотвращения обратного потока было предусмотрено между клапаном 108 резервуара соответствующего резервуара 105a - 105d сжатого газа и первым и/или вторым сборным трубопроводом 111, и в частности первым и/или вторым участком трубопровода, для того, чтобы блокировать поток газа из второго сборного трубопровода 111 обратно в резервуары 105a - 105d сжатого газа и/или из резервуаров 105a - 105d сжатого газа в первый сборный трубопровод 110. Согласно Фиг. 3, два устройства 112 предотвращения обратного потока могут быть непосредственно предусмотрены на соединительной детали 113, в частности T-детали, и гидравлически соединены с клапаном 108 резервуара соответствующего резервуара 105a - 105d сжатого газа. Вход хранилища сжатого газа и выход хранилища сжатого газа соединены с внутренней частью хранилища сжатого газа предпочтительно общей соединительной деталью 113. Тем самым в основном гарантируется отсутствие обратного потока из второго сборного трубопровода 111 в один из резервуаров 105a - 105d сжатого газа, когда клапанный узел быстрого выпуска приведен в действие, например, когда один из резервуаров 105a - 105d сжатого газа находится при более низком давлении по сравнению с другим резервуаром сжатого газа.
Вариант осуществления, изображенный схематично на Фиг. 4, отличается от варианта осуществления на Фиг. 2 в частности дополнительными резервуарами 105e - 105f сжатого газа, которые могут быть гидравлически соединены с выходом системы разделения газов дополнительным клапаном первого клапанного узла 104. Устройство управления в соответствии с настоящим изобретением, таким образом, выполнено с возможностью соответственно управлять множеством клапанов первого клапанного узла 104.
Что касается резервуаров 105a - 105d сжатого газа на Фиг. 2, дополнительные резервуары 105e - 105f сжатого газа, показанные на Фиг. 4, снабжены дополнительным первым сборным трубопроводом 110 и дополнительным вторым сборным трубопроводом 111. Каждый из дополнительных резервуаров 105e - 105f сжатого газа также снабжен клапаном 108 резервуара с соединительной деталью 113, в частности в виде T-детали или Y-детали, через которую соответствующий первый участок трубопровода с одной стороны и соответствующий второй участок трубопровода с другой стороны гидравлически соединяемы с соответствующим клапаном 108 резервуара или внутренней части дополнительного резервуара 105e - 105f сжатого газа соответственно.
Дополнительный второй сборный трубопровод 111 аналогично гидравлически соединяем с соответствующими закрытыми областями через соответствующие клапаны 106c, 106d области. Эти клапаны 106c, 106d предпочтительно аналогично выполнены в виде клапанов области.
На основе варианта осуществления настоящего изобретения, схематично изображенного на Фиг. 4, предпочтительно возможно реализовать дополнительные резервуары 105e - 105g сжатого газа и резервуары 105a - 105d сжатого газа, управляемыми или регулируемыми устройством 10 управления предпочтительно независимо друг от друга. В частности, например, дополнительные резервуары 105e - 105g сжатого газа могут пополняться после быстрого и/или начального понижения, когда в это же время хранилища 105a - 105d сжатого газа соединены с закрытыми областями 107a, 107b для того, чтобы поддерживать или дополнительно понижать сниженное содержание кислорода в закрытых областях 107a, 107b.
Конечно, резервуары 105a - 105d сжатого газа также могут пополняться смесью газов с пониженным содержанием кислорода из системы 102 разделения газов, пока дополнительные резервуары 105e - 105g сжатого газа гидравлически соединены с закрытыми областями 107a, 107b. Кроме того, использование дополнительных резервуаров 105e - 105g сжатого газа не ограничивается числом резервуаров сжатого газа как изображено на Фиг. 4, а наоборот может быть например дополнено дополнительными резервуарами сжатого газа или дополнительными независимыми управляемыми узлами множества резервуаров сжатого газа соответственно.
Вариант осуществления, показанный на Фиг. 4 преимущественно позволяет осуществлять многостадийную инертизацию. При многостадийной инретизации резервуары 105a - 105d сжатого газа сначала снижают концентрацию кислорода до базового инертного уровня в случае пожара и этот уровень поддерживается, например, смесью газов с пониженным содержанием кислорода, производимой системой 102 разделения газов, вводимой в закрытую область 107. После заранее задаваемого или заданного периода времени, производится повторная проверка на присутствие пожара, например, посредством детекторов возгорания или визуального подтверждения. Если пожара больше нет, базовый инертный уровень поддерживается дополнительный задаваемый или заданный период времени чтобы предотвратить повторное возгорание. Если, однако, пожар все еще присутствует, концентрация кислорода понижается до полностью инертного уровня посредством дополнительных резервуаров 105e - 105g сжатого газа и поддерживается на этом уровне посредством системы 102 разделения газов.
В частности предусмотрено, что хранилище 105 сжатого газа, или по меньшей мере один резервуар 105a-g сжатого газа хранилища 105 сжатого газа соответственно, по меньшей мере частично пополняется после начального понижения или быстрого понижения содержания кислорода в закрытой области 107a, 107b введением сжатой смеси газов или инертного газа в по меньшей мере одно хранилище 105 сжатого газа или по меньшей мере один резервуар 105a-g сжатого газа хранилища 105 сжатого газа, и благодаря гидравлическому соединению выхода системы 102 разделения газов с хранилищем 105 сжатого газа или по меньшей мере одним резервуаром 105a-g сжатого газа хранилища 105 сжатого газа соответственно.
Одна предпочтительная реализация предусматривает, что по меньшей мере часть смеси газов или инертного газа, хранящаяся в сжатой форме в хранилище 105 сжатого газа или по меньшей мере одном резервуаре 105a-g сжатого газа хранилища 105 сжатого газа, подается в закрытую область 107a, 107b во время начального понижения или быстрого понижения содержания кислорода в закрытой области 107a, 107b так, чтобы концентрация кислорода в закрытой области 107a, 107b не падала ниже заранее заданного или задаваемого первого значения, которое в частности зависит от пожарной нагрузки закрытой области 107a, 107b, но не превышает аналогично заранее заданное или задаваемое второе значение, причем второе значение меньше, чем значение концентрации кислорода нормальной атмосферы и больше, чем первое значение. В частности в этом контексте возможно, что смесь газов с пониженным содержанием кислорода, обеспечиваемая на выходе системы 102 разделения газов во время устойчивого заполнения, следующего после начального или быстрого понижения, подается в закрытую область 107a, 107b таким образом, что концентрация кислорода в закрытой области 107a, 107b не падает ниже заранее заданного или задаваемого первого значения, в частности, в зависимости от пожарной нагрузки закрытой области 107a, 107b, и не превышает аналогично заранее заданное или задаваемое второе значение.
Предпочтительно, первое и второе заранее заданные или задаваемые значения концентрации кислорода соответствуют нижнему и верхнему пределу значения базового инертного уровня закрытой области.
Согласно дополнительному аспекту предусмотрено, что смесь газов с пониженным содержанием кислорода, обеспечиваемая на выходе системы 102 разделения газов во время устойчивого заполнения, следующего после начального понижения или быстрого понижения, затем подается только регулируемым способом в закрытую область 107a, 107b, если подтверждено, во время или после начального понижения/быстрого понижения, предпочтительно автоматически, в частности посредством по меньшей мере одного детектора 118 возгорания, и/или вручную, в частности путем приведения в действие соответствующего переключателя, что в закрытой области 107a, 107b больше нет возгорания.
Одна предпочтительная реализация предусматривает автоматическое подтверждение, в частности посредством по меньшей мере одного детектора 118 возгорания, и/или подтверждения вручную, в частности приведением в действие соответствующего переключателя, что возгорание, возникшее в закрытой комнате 107a, 107b, не было или недостаточно подавлено следующим начальным понижением/быстрым понижением. Таким образом, в частности предусмотрено, что дополнительное снижение содержания кислорода в пространственной атмосфере закрытой области 107a, 107b после проверки, что возгорание, которое возникло в закрытой области 107a, 107b, не было или недостаточно подавлено, и что по меньшей мере часть смеси газов или инертного газа, хранящихся в сжатой форме в хранилище 105 сжатого газа, или соответственно по меньшей мере часть смеси газов или инертного газа, хранящихся в сжатой форме в по меньшей мере одном резервуаре 105a-g сжатого газа хранилища 105 сжатого газа, подается в закрытую область 107a, 107b, и именно за счет гидравлического соединения хранилища 105 сжатого газа, или по меньшей мере одного резервуара 105a-g сжатого газа хранилища 105 сжатого газа соответственно, с закрытой областью 107a, 107b.
Частично в этом контексте возможно, что дополнительное снижение концентрации кислорода в пространственной атмосфере закрытой области 107a, 107b, после проверки что возгорание, которое возникло в закрытой области 107a, 107b, не было или недостаточно подавлено, продолжается пока концентрация кислорода в закрытой области не достигнет заранее заданной или задаваемой целевой концентрации, соответствующей концентрации азота, которая по меньшей мере соответствует концентрации газа, необходимая для тушения, в зависимости от пожарной нагрузки закрытой комнаты 107a, 107b. Заранее заданная или задаваемая целевая концентрация кислорода в закрытой области 107a, 107b тем самым предпочтительно соответствует полностью инертному уровню.
В качестве альтернативы или дополнительно в этом контексте возможно, что заранее заданная или задаваемая целевая концентрация кислорода в закрытой области 107a, 107b поддерживается (устойчивое заполнение) после дополнительного снижения содержания кислорода в пространственной атмосфере закрытой области 107a, 107b, и посредством подачи смеси газов с пониженным содержанием кислорода, обеспечиваемой на выходе системы 102 разделения газов регулируемым способом, в закрытую область 107a, 107b, а именно за счет гидравлического соединения выхода системы 102 разделения газов с закрытой областью. По меньшей мере частичное пополнение хранилища 105 сжатого газа или пополнение по меньшей мере одного резервуара 105a-g сжатого газа хранилища 105 сжатого газа, тем самым, предпочтительно происходит во время упомянутого устойчивого заполнения, и благодаря тому, что выход системы 102 разделения газов гидравлически соединен с хранилищем 105 сжатого газа или по меньшей мере одним резервуаром 105a-g сжатого газа хранилища 105 сжатого газа соответственно.
Согласно дополнительному аспекту способа по изобретению предусмотрено, что в закрытой области 107a, 107b предпочтительно непрерывно проводится мониторинг или мониторинг проводится в заранее заданные или заранее задаваемые интервалы времени или события, в отношении присутствия по меньшей мере одной характеристики пожароопасности. В этом контексте возможно, что по меньшей мере начальное или, соответственно, быстрое понижение предпочтительно автоматически инициируется, как только обнаружена по меньшей мере одна характеристика пожароопасности.
Фиг.5a показывает схематическую блок-схему, иллюстрирующую разные примерные соединения устройства 10 управления с компонентами системы 100 снижения кислорода согласно одному примерному варианту осуществления. Устройство 10 управления принимает данные от различных датчиков. Блок датчиков, обозначенный ссылочным номером “114”, снабжает устройство 10 управления данными от датчика 115 температуры и датчика 116 давления, расположенных в, у или на резервуаре 105 сжатого газа. Путем вычисления данных температуры и давления, устройство 10 управления может более точно осуществлять пополнение в отношении зависящего от температуры увеличения давления в резервуаре 105 сжатого газа. Кроме того, датчик 116 давления позволяет устройству 10 управления обнаруживать утечку давления в резервуаре 105 сжатого газа, которая может быть инициирующим условием начала пополнения.
Датчик 117 кислорода снабжает устройство 10 управления значением измерения концентрации кислорода в закрытой области 107a, 107b, тем самым управление активацией или деактивацией системы 102 разделения газов и/или находящейся выше по потоку системы 101 сжатия становится возможным в зависимости от текущей концентрации кислорода.
Вспомогательная панель 121 управления пожарной сигнализацией также может быть соединена с устройством 10 управления для того, чтобы активировать режим пожарной сигнализации устройства 10 управления, посредством чего режим пожарной сигнализации включает в себя, например, запуск режима тушения системы снижения кислорода. Режим тушения содержит понижение концентрации кислорода в закрытой области 107a, 107b до базового или полностью инертного уровня. Детектор 118 возгорания, который в этом случае является аспирационным детектором дыма, выполнен с возможностью предоставления тревожной информации панели 121 управления пожарной сигнализацией, когда дым или огонь обнаружены в закрытой области 107a, 107b для того, чтобы обеспечить как можно более раннее обнаружение дыма в закрытой области 107a, 107b. В случае условий потенциальной опасности, например, дыма, огня или критической концентрации кислорода, устройство 10 управления и панель 121 управления пожарной сигнализацией выполнены с возможностью активации средства 119 сигнализации.
Обеспечена возможность отображать доступную информацию в устройстве 10 управления чрез пользовательский интерфейс 120, например, информацию о статусе или тревоге, и устройство 10 управления может выполнять предназначенный пользовательский ввод, например, ввод конфигурации. Устройство 10 управления, кроме того, соединено с находящейся выше по потоку системой 101 сжатия для того, чтобы активировать или деактивировать упомянутую систему 101 сжатия, или чтобы увеличивать или уменьшать уровень сжатия системы 101 сжатия.
Устройство 10 управления дополнительно соединено с находящейся ниже по потоку системой 103 сжатия для того, чтобы активировать упомянутую систему 103 сжатия для пополнения резервуара 105 сжатого газа и деактивировать ее, когда пополнение окончено. Для того, чтобы обеспечить возможность устройству 10 управления управлять базовым инертным режимом, режимом быстрого понижения концентрации кислорода (для полной инертизации) и режимом пополнения, устройство 10 управления соединено с клапанами 104, 106 и 109 и может изменять открытое или закрытое положение упомянутых клапанов 104, 106 и 109.
Фиг. 5b показывает компоненты Фиг. 5a в сгруппированном виде, а также направления соединений между устройством 10 управления и другими соединенными компонентами.
Устройство 10 управления обменивается сигналами с блоком 114 датчиков, который в этом примерном варианте осуществления содержит по меньшей мере один датчик 115 температуры для измерения и/или мониторинга температуры хранилища 105 сжатого газа, по меньшей мере один датчик 116 давления для измерения и/или мониторинга давления хранилища 105 сжатого газа, по меньшей мере один датчик 117 кислорода для измерения и/или мониторинга концентрации кислорода в атмосфере закрытой области 107a, 107b, а так же по меньшей мере один датчик 122 кислорода для измерения и/или мониторинга остаточной концентрации кислорода на выходе системы 102 разделения газов.
Устройство 10 управления дополнительно обменивается сигналами с панелью 121 управления пожарной сигнализацией, которая, в свою очередь, осуществляет связь с по меньшей мере одним детектором 118 возгорания, для того, чтобы сигнализировать о пожаре, если он обнаружен детектором 118 возгорания, например, первичному блоку управления или устройству 10 управления системой снижения кислорода. Панель 121 управления пожарной сигнализацией дополнительно управляет средством 119а сигнализации для того, чтобы обращать внимание людей к пожару. Средство 19a сигнализации может, например, быть мигающими лампами, панелями освещения и/или сигнальными звуками.
Устройство 10 управления может также управлять собственным или соответственно дополнительным средством 119b сигнализации, когда, например, концентрация кислорода в закрытой области 107a, 107b, как измерено по меньшей мере одним датчиком 117 кислорода, превышает или падает ниже недопустимо высокой или недопустимо низкой концентрации.
Устройство 10 управления дополнительно обменивается сигналами с пользовательским интерфейсом 120, показанным в качестве примера на настоящей фигуре в виде сенсорной панели, установленной на устройство 10 управления. Пользовательский интерфейс 120 отображает, например, конфигурацию, статус и данные сигнализации пользователю и обеспечивает возможность, например, настраивать или персонализировать функции управления устройства 10 управления через пользовательский ввод. Например, пороговое значение значения для датчиков устройства 114 датчика может быть конкретизировано или изменено через пользовательский интерфейс 120, таким образом, падение ниже или превышение пороговых значений может приводить к сигнализации или активации средства 119b сигнализации.
Устройство 10 управления дополнительно обменивается сигналами с системой 102 разделения газов, например, включая или выключая ее, или запрашивает статус системы 102 разделения газов. Системы 101, 103 сжатия, расположенные выше по потоку и ниже по потоку, чем система 102 разделения газов, также приводятся в действие через устройство 10 управления, например, включаются и выключаются, или поэтапно или бесступенчато увеличивают или уменьшают уровень сжатия.
Кроме того, устройство 10 управления управляет клапанами первого, второго и третьего клапанных узлов 104, 106 и 109, например, открывает или закрывает клапаны, для того, чтобы выборочно устанавливать или разъединять гидравлические соединения между системой 102 разделения газов, хранилищем 105 сжатого газа и закрытой областью 107a, 107b.
Фиг. 6 показывает последовательность этапов примерной управляющей последовательности для управления системой снижения кислорода как показано, например, на Фиг. 1.
Левая ветвь Фиг. 6 показывает последовательность для начального понижения и/или поддержания сниженной концентрации кислорода в закрытых областях 107a, 107b (режим «базовой инертизации»). Правая ветвь Фиг. 6 показывает последовательность для обнаружения пожара, гашения пожара (режим «полной инертизации») и пополнение резервуаров 105a - 105d сжатого газа.
Обе последовательности показаны для примера закрытой области 107a. Такие последовательности, конечно, также возможны для закрытой области 107b. Обе последовательности, как показано на левой и правой ветвях Фиг. 6, могут осуществляться по отдельности или параллельно.
Дальнейшее описание ссылается на левую ветвь Фиг. 6 (режим «базовой инертизации»):
Концентрация кислорода в закрытой области 107a, 107b непрерывно измеряется во время работы системы снижения кислорода, и данные измерения обеспечиваются устройству 10 управления. После достижения заданного максимума концентрации кислорода, устройство 10 управления открывает клапан 109a и запускает находящуюся выше по потоку систему 101 сжатия; т.е. находящуюся выше по потоку, чем система 102 разделения газов, а также систему 102 разделения газов для того, чтобы подавать смесь газов с пониженным содержанием кислорода в закрытую область 107a. Как только достигнута заданная минимальная концентрация кислорода, устройство 10 управления останавливает находящуюся выше по потоку систему 101 сжатия и систему 102 разделения газов и закрывает клапан 109a.
Поскольку концентрация кислорода естественно растет из-за утечек в закрытых областях 107a, 107b, она в конечном итоге достигнет максимальной концентрации; таким образом, запускается перезапуск находящейся выше по потоку системы 101 сжатия и системы 102 разделения газов.
Минимальная и максимальная концентрации могут быть определены отдельно и храниться в устройстве 10 управления. Примерная минимальная концентрация может составлять 17,0% объема, а примерная максимальная концентрация может составлять 17,4% объема, что будет соответствовать типичному базовому инертному уровню.
Дополнительный пример включает в себя нижний и верхний предел значения 14,0% объема и 14,4% объема, что будет соответствовать типичному уровню полной инертизации. Минимальная и максимальная концентрации также могут меняться для дневного и ночного режимов для того, чтобы увеличить эффективность пожарной защиты, при этом дневной режим представляет время с большим потоком людей в закрытой области, требующий более высокой концентрации кислорода, и при этом ночной режим представляет время, в которое только небольшое количество людей или никто не заходит в закрытую область, что позволяет снизить концентрацию кислорода.
Дальнейшее описание ссылается на правую ветвь Фиг. 6, которая показывает взаимодействие между обнаружением пожара, гашением пожара (режим «полной инертизации») и пополнением:
Обнаружение пожара может быть реализовано с помощью аспирационных детекторов дыма, благодаря чему может быть реализована очень практичная, надежная и визуально привлекательная система пожарной сигнализации. Если пожар обнаружен в закрытой области 107a, сигнал обнаружения испускается из панели 121 управления пожарной сигнализацией устройству 10 управления. Устройство 10 управления после этого открывает клапан 106a и активирует резервуары 105a - 105d сжатого газа для разрядки через сборный трубопровод 111 и клапан 106a, чтобы смесь газов с пониженным содержанием кислорода, хранящаяся в резервуарах 105a - 105d сжатого газа, быстро попала в закрытую область 107a и таким образом потушила пожар.
Как только концентрация кислорода в закрытой области 107a достигает минимального, необходимого для тушения или полностью инертного уровня, режим заканчивается закрыванием клапана 106a. Автоматически или вручную начинается пополнение за счет открытия клапана 104 и запуска находящейся ниже по потоку системы 103 сжатия.
Давление резервуара измеряется непрерывно, и данные измерения подаются устройству 10 управления. Резервуары 105a - 105d сжатого газа пополняются пока давление не достигнет заданного максимального значения. В одном предпочтительном варианте осуществления, измерение давления подлежит температурной компенсации. Это осуществляется как измерением давления, так и измерением температуры в резервуарах 105a - 105d сжатого газа и путем вычисления стандартного давления в соответствии с термодинамическими формулами. Минимальное и максимальное давление может быть определено по отдельности и храниться в устройстве 10 управления.
Пополнение завершается путем остановки устройством 10 управления находящейся ниже по потоку системы 103 сжатия и закрытия клапана 104. Система затем возвращается в режим, в котором система чутко реагирует на сигналы пожарной сигнализации, подаваемые в отношении закрытой области 107a, 107b, таким образом, в состояние ожидания для дальнейшего быстрого понижения или полной инертизации в случае повторного возгорания или другого пожара.
Изобретение не ограничено вариантами осуществления системы 100 снижения кислорода, изображенными схематично на чертежах, а наоборот вытекает из комплексного рассмотрения всех признаков, раскрытых в этом документе.
Также, в частности, в этом контексте возможно, что предусмотрено другое буферное хранилище непосредственно на выходе системы разделения газов для того, чтобы временно хранить смесь газов с пониженным содержанием кислорода, обеспечиваемую на выходе системы разделения газов.
Согласно предпочтительным реализациям предусмотрено, что система 100 снижения кислорода использует систему разделения газов (генератор азота), которая остается стационарной с необходимым дополнительным, находящимся ниже по потоку, компрессором высокого давления (система 103 сжатия), который также может оставаться стационарным или выполнен передвижным.
Однако, дополнительные структурные вложения (наполняющий трубопровод высокого давления, клапаны, и т.п.) не должны быть целесообразными для конкретных применений, полностью разборный вариант (система 102 разделения газов, обе системы 101, 103 сжатия) имеет преимущество.
В одной альтернативном варианте стационарная система разделения газов может поддерживаться передвижной системой разделения газов, поскольку стационарная система разделения газов в противном случае должна быть более крупной только для возможности пополнения, чтобы производить необходимую выходную подачу. Возможность обеспечения двух стационарных систем разделения газов (одна для устойчивого заполнения, одна для пополнения) в принципе тоже возможны.
Если предусмотрена (только) одна, в частности стационарная, система разделения газов, преимущественно иметь возможность переключать концентрацию азота смеси газов с пониженным содержанием кислорода, обеспечиваемой на выходе системы разделения газов. Проверено, что условия оптимальной подачи наступают, когда вводимая в комнату концентрация азота составляет приблизительно 95% объема; для наполнения желательно, однако, по меньшей мере 98% объема, предпочтительно по меньшей мере 99% объема, для того, чтобы оптимизировать количество контейнеров давления газа.
В дополнение к давлению газа, хранящегося в хранилище сжатого газа (давление цилиндра), полезно проводить мониторинг температуры хранилища сжатого газа (температура цилиндра). Это служит не только для измерения компенсированного температурой давления или соответственно наполнения, но также для прекращения наполнения при превышении максимальной температуры, для защиты клапанов резервуара. Температура может быть измерена посредством, например, магнитных термоэлементов на внешней стенке цилиндров. Температура предпочтительно измеряется по меньшей мере в двух точках хранилища сжатого газа; т.е. наиболее холодного и наиболее горячего места. Наиболее холодное и наиболее горячее место может быть определено заранее путем проверки или может быть оценено на основе окружающих условий, например, на основе холодных поверхностей стенок или радиаторов. Температура в наиболее холодном месте служит для измерения компенсированного температурой давления/наполнения, в то время как измерение в наиболее горячем месте стремится предотвратить превышающую максимальную температуру, потенциально разрушающую клапаны резервуара.
Кроме того, полезно проводить мониторинг остаточного содержания кислорода на выходе системы разделения газов для того, чтобы воздух со сниженным содержанием азота не поступал в хранилище сжатого газа, а перенаправлялся наружу или в закрытую область в случае недопустимо низкой концентрации азота, чтобы обеспечить требуемую чистоту.
СПИСОК ССЫЛОЧНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
10 устройство управления
100 система снижения кислорода
101 находящаяся выше по потоку система сжатия
102 система разделения газов
103 находящаяся ниже по потоку система сжатия
104 первый клапанный узел
105 хранилище сжатого газа
105a-g резервуар сжатого газа
106, 106a-d третий клапанный узел/клапаны третьего клапанного узла
107, 107a,b закрытая область
108 клапан резервуара
109, 109a,b второй клапанный узел/клапаны второго клапанного узла
110 первый сборный трубопровод
111 второй сборный трубопровод
112 устройство предотвращения обратного потока
113 соединительная деталь
114 блок датчиков
115 датчик температуры
116 датчик давления
117 датчик кислорода (область)
118 детектор возгорания
119a, 119b средства сигнализации
120 пользовательский интерфейс
121 панель управления пожарной сигнализацией
122 датчик кислорода (система разделения газов)