УЗЕЛ УПРАВЛЕНИЯ ТЕКУЧЕЙ СРЕДОЙ ДЛЯ СПРИНКЛЕРНЫХ СИСТЕМ
FLUID CONTROL UNIT FOR SPRINKLER SYSTEMS

Испрашиваемый приоритет
Заявка представляет собой международную заявку с приоритетом по предварительной заявке на патент США № 62/032,896, поданной 4 августа 2014 г., которая во всей своей полноте включена в состав данной заявки посредством ссылки.
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится, в общем, к системам противопожарной защиты, а более конкретно, к стоякам или узлам управления текучей средой для систем противопожарной защиты.
Предшествующий уровень техники
Основанные на использовании воды системы противопожарной защиты представляют собой в значительной степени механические устройства, которые могут иметь некоторые электронные переключатели для управления. Например, в TYCO FIRE PROTECTION PRODUCTS Technical Data Sheet, “TFP1465: Preaction System with Model DV-5 Deluge Valve Double Interlock-Electric/Electric Actuation 1-1/2 thru 8 Inch (DN40 thru DN200)” показана система противопожарной защиты с упреждением с двойной блокировкой с узлом стояка с клапаном и обратным клапаном, который включает в себя размыкающий регулятор, который использует соленоидный клапан, который приводится в действие подключением электропитания размыкающей схемы размыкаюшей панели.
Несмотря на использование некоторых электрических переключателей, большие механические устройства клапанного регулятора могут занимать большое пространство при установке системы. Соответственно, было бы желательно использовать электрические компоненты и управление для снижения требований к пространству для установки. Использование механических компонентов в клапанном регуляторе для работы и управления может также налагать ограничения на персонал для технического обслуживания и поиска неисправностей системы. В частности, для того чтобы осуществлять техническое обслуживание, диагностирование проблем и поиск неисправностей системы, от персонала требуется наблюдать и управлять механическими устройствами в месте их установки.
Раскрытие изобретения
Предлагаются предпочтительные варианты воплощения автоматического узла управления текучей средой для использования в системах и способах противопожарной защиты. Эти предпочтительные узлы управления текучей средой включают в себя размещение имеющих электрический привод точек управления (точек приложения управляющего воздействия) и датчиков для текучей среды, связанных с корпусом клапана и поддерживающих связь с контроллером, для измерения и управления потоком текучей среды через камеры и отверстия в корпусе клапана для, в предпочтительном варианте, дистанционного управления, мониторинга, технического обслуживания и поиска неисправностей узла управления текучей средой и системы противопожарной защиты, в которой установлен этот узел. Кроме того, благодаря электрическому связыванию автоматических узлов управления текучей средой с контроллером, способным к дистанционной передаче данных, об аномалиях системы и параметрах ее работы можно сообщать дистанционно для того, чтобы уведомлять заинтересованные стороны и персонал. Соответственно, предпочтительные варианты воплощения могут устранить или значительно уменьшить потребность в визуальном подтверждении или наблюдении в месте расположения системы при техническом обслуживании этого узла и системы противопожарной защиты. Конкретные варианты воплощения узла управления текучей средой включают в себя предпочтительное размещение двух имеющих электрический привод точек управления, которые управляют давлением внутри камеры с текучей средой клапана, управляемого текучей средой, для того, чтобы приводить в действие этот клапан и обеспечивать, в предпочтительном варианте, электрический фиксатор, который удерживает клапан открытым в случае утраты энергоснабжения.
Предпочтительный автоматический узел управления текучей средой имеет вход и выход, которые определяют невключенное состояние узла, в котором вход изолирован от выхода, и включенное состояние узла, в котором вход сообщается посредством текучей среды с выходом. Кроме того, предпочтительно, чтобы узел, включал в себя корпус мембранного клапана, смещаемого давлением текучей среды, имеющий внутреннее седло и внутренний мембранный элемент для зацепления с седлом для того, чтобы управлять течением между входом и выходом. Мембранный элемент образует камеру для текучей среды для того, чтобы управлять зацеплением между мембранным элементом и седлом. Предпочтительно, чтобы узел, кроме того, включал в себя линию управления текучей средой, имеющую один конец, сообщающийся посредством текучей среды с входом, а другой конец, сообщающийся с мембранной камерой. Предпочтительный электрический фиксатор включает в себя первую приводимую в действие электричеством точку управления и вторую приводимую в действие электричеством точку управления, сообщающиеся посредством текучей среды с линией управления, для того, чтобы управлять течением текучей среды от входа к мембранной камере. Предпочтительно, чтобы первая точка управления в невключенном состоянии автоматического узла управления текучей средой образовывала нормально подключенную к электропитанию открытую конфигурацию для того, чтобы делать вход сообщающимся посредством текучей среды с камерой для текучей среды, для повышения давления в камере для текучей среды для того, чтобы обеспечивать герметичное зацепление между мембранным элементом и внутренним седлом. Во включенном состоянии автоматического клапана, первая точка управления образует отключенную от электропитания закрытую конфигурацию для того, чтобы предотвращать повышение давления в мембранной камере. Вторая приводимая в действие электричеством точка управления в невключенном состоянии автоматического клапана образует предпочтительно нормально отключенную от электропитания закрытую конфигурацию для того, чтобы предотвращать понижение давления в мембранной камере, чтобы сохранять герметичное зацепление между мембранным элементом и внутренним седлом. Предпочтительно, чтобы во включенном состоянии автоматического узла вторая точка управления образовывала подключенную к электропитанию открытую конфигурацию для того, чтобы понижать давление в мембранной камере таким образом, чтобы мембранный элемент выходил из зацепления с внутренним седлом для того, чтобы позволять поток текучей среды от входа к выходу. В предпочтительном варианте воплощения изобретения первая и вторая приводимые в действие электричеством точки управления представляют собой приводимые в действие электричеством соленоидные клапаны.
В предпочтительных вариантах воплощения узла управления текучей средой датчик текучей среды осуществляет мониторинг потока текучей среды сзади, по ходу потока, от внутреннего седла. Датчик текучей среды связан с первой приводимой в действие электричеством точкой управления для того, чтобы отключать от электропитания первую приводимую в действие электричеством точку управления после обнаружения потока текучей среды. В качестве альтернативы, для первой и/или второй приводимой в действие электричеством точки управления изменяют конфигурацию в ответ на сигнализатор пожара таким образом, чтобы первая точка управления отключалась от электропитания, чтобы быть закрытой, а вторая точка управления подключалась к электропитанию, чтобы быть открытой. В одном предпочтительном аспекте первая и вторая приводимые в действие электричеством точки управления изменяют конфигурацию по существу одновременно.
В предпочтительных вариантах воплощения изобретения автоматический узел управления текучей средой образует промежуточную камеру между входом и выходом. В одном конкретном варианте воплощения изобретения с корпусом мембранного клапана связан обратный клапан. В этом конкретном варианте воплощения изобретения, обратный клапан образует выход, корпус мембранного клапана образует вход, обратный клапан и корпус мембранного клапана образуют промежуточную камеру между обратным клапаном и корпусом мембранного клапана. В альтернативном варианте воплощения узла внутреннее седло корпуса мембранного клапана образует выходное седло и входное седло с промежуточной камерой между входным и выходным седлом. В предпочтительных вариантах воплощения изобретения, предпочтительно, чтобы узлы дополнительно включали в себя отверстие на входе, расположенное вблизи от входа, и первый датчик текучей среды, связанный с отверстием на входе, отверстие на выходе, расположенное вблизи от выхода, и второй датчик текучей среды, связанный с отверстием на выходе. Вблизи от промежуточной камеры располагается промежуточное отверстие, и предпочтительно, чтобы с промежуточным отверстием был связан третий датчик текучей среды. Для предпочтительных вариантов воплощения автоматического узла управления текучей средой с каждым из первого, второго и третьего датчиков для текучей среды может быть связан контроллер. Предпочтительно, чтобы контроллер конфигурировал каждый из первого, второго и третьего датчиков для текучей среды для периодического мониторинга для того, чтобы определять, по меньшей мере, одно из числа: срабатывания или дефекта в узле управления текучей средой.
Предпочтительные варианты воплощения автоматических узлов управления текучей средой могут обеспечивать любую систему из числа: "мокрой", заливающей, с "сухими" трубами или системы противопожарной защиты с упреждением. Предпочтительная система включает в себя источник текучей среды, множество спринклеров противопожарной защиты, соединенных между собой сетью труб, множество датчиков для огня и текучей среды и контроллер, связанный с этим множеством датчиков и точками управления узла. В предпочтительном варианте воплощения изобретения это множество датчиков включает в себя датчики для возврата в исходное состояние, которые обнаруживают, когда теплота от пожара существенно уменьшилась, при этом контроллер связан с датчиками для возврата в исходное состояние и с этим множеством электрически управляемых точек для того, чтобы управлять функционированием множества электрически управляемых точек, основываясь на данных мониторинга, поступающих от датчиков для возвращения в исходное состояние, таким образом, чтобы автоматически возвращать узел управления текучей средой в исходное состояние, когда теплота от пожара существенно уменьшилась.
Предлагаются предпочтительные способы автоматического управления текучей средой в системе противопожарной защиты. Предпочтительный способ включает в себя использование имеющего электрический привод узла управления текучей средой, образующей вход и выход, с корпусом клапана, имеющим камеру для текучей среды, предназначенную для управления движением текущей среды между входом и выходом. С камерой для текучей среды сообщается посредством текучей среды первая приводимая в действие электричеством точка управления, и с камерой для текучей среды сообщается посредством текучей среды вторая приводимая в действие электричеством точка управления. Предпочтительные способы включают в себя этапы, на которых автоматически подключают электропитание первой точки управления в нормально открытой конфигурации, притом, что вторая точка управления находится в нормально отключенной от электропитания закрытой конфигурации, для того, чтобы повысить давление в камере для текучей среды таким образом, чтобы вход был изолирован от выхода в невключенном состоянии системы противопожарной защиты; и автоматически подключают электропитание второй точки управления, переводя ее в открытую конфигурацию и отключают электропитание первой точки управления, переводя ее в закрытую конфигурацию, для того, чтобы снизить давление в камере для текучей среды для того, чтобы разомкнуть узел управления текучей средой и электрически зафиксировать вход в состоянии сообщающимся посредством текучей среды с выходом, во включенном состоянии системы противопожарной защиты. Предпочтительные способы дополнительно включают в себя этапы, на которых осуществляют мониторинг условий текучей среды в каком-либо месте из числа: входа, выхода и камеры для текучей среды, и в ответ на условие текучей среды, мониторинг которого осуществляется, дистанционно управляют множеством приводимых в действие электричеством точек управления. Каждая точка управления сообщается посредством текучей среды с каким-либо местом из числа: входа, выхода и камеры для текучей среды, для того, чтобы дистанционно выполнять какой-либо тест из числа: теста на герметичность, теста размыкания, расходного теста, теста подачи воды, теста проверки рабочих характеристик, включающего в себя проверку какого-либо условия из числа: условия неразмыкания и условия размыкания. В случае, при котором узел управления текучей средой образует промежуточную камеру между входом и выходом, предпочтительно, чтобы этап, на котором осуществляют мониторинг, включал в себя этап, на котором осуществляют мониторинг условий текучей среды в промежуточной камере, а этап, на котором осуществляют дистанционное управление, включал в себя этап, на котором осуществляют дистанционное управление точкой управления, сообщающейся посредством текучей среды с промежуточной камерой, в ответ на условия текучей среды, мониторинг которых осуществляется, в промежуточной камере так, чтобы обеспечивать автоматический слив.
Предпочтительный вариант воплощения способа включает в себя этап, на котором выполняют дистанционный тест размыкания, включающий в себя этапы, на которых: имитируют в контроллере, связанном с каждой из первой и второй точек управления, условие пожара и условие потери воздуха; обнаруживают поток текучей среды в промежуточную камеру узла управления текучей средой, расположенную между входом и выходом; и подключают электропитание третьей точки управления, сообщающейся посредством текучей среды с выходом, переводя ее в открытую конфигурацию, так, чтобы не наполнять систему труб системы противопожарной защиты. Тест размыкания может быть записан контроллером системы. Другой предпочтительный аспект способа включает в себя этап, на котором автоматически возвращают узел управления текучей средой в исходное состояние, который включает в себя этапы, на которых обнаруживают условие возврата в исходное состояние; в ответ на условие возврата в исходное состояние отключают электропитание второй точки управления, переводя ее в закрытую конфигурацию; и в ответ на условие сброса подключают электропитание первой точки управления, переводя ее в открытую конфигурацию, для того, чтобы изолировать вход от выхода. В одном предпочтительном аспекте способ автоматического возврата в исходное состояние включает в себя этапы, на которых: в ответ на изолирование входа от выхода подключают электропитание третьей точки управления, сообщающейся посредством текучей среды с выходом, переводя эту точку в открытую конфигурацию, для того, чтобы осуществить слив из системы труб системы; осуществляют мониторинг на выходе на предмет [достижения] атмосферного давления; и отключают электропитание этого третьего средства управления, переводя в закрытую конфигурацию. В качестве альтернативы, способ возврата в исходное состояние включает в себя этап, на котором осуществляют мониторинг давления на выходе на предмет [достижения] давления газа в системе в невключенном состоянии системы противопожарной защиты.
Хотя раскрытие изобретения и предпочтительных систем и способов может предусматривать приводимые в действие электричеством компоненты и средства управления размыкающего регулятора, использующего заливающий клапан, сходный с заливающим клапаном модели DV-5, следует понимать, что предпочтительные системы и способ могут предусматривать узлы и способы управления текучей средой, использующие другие корпусы клапанов, или управлять течением между другими компонентами управления текучей средой. Раскрытие изобретения предложено как общее введение в некоторые варианты воплощения изобретения, и не предназначено для того, чтобы ограничивать его какой-либо конкретной конфигурацией или системой. Следует понимать, что разнообразные признаки и конфигурации признаков, описанные в Раскрытии изобретения, могут быть объединены любым подходящим образом, образуя любое количество вариантов воплощения изобретения. Здесь предложены некоторые дополнительные предпочтительные варианты воплощения изобретения, включающие в себя изменения и альтернативные конфигурации.
Краткое описание чертежей
Прилагаемые чертежи, которые включены сюда и составляют часть этой спецификации, иллюстрируют приводимые в качестве примера варианты воплощения изобретения, и вместе с общим описанием, приведенным выше, и детализированным описанием, приводимым ниже, служат для объяснения признаков изобретения. Следует понимать, что предпочтительные варианты воплощения изобретения представляют собой некоторые примеры изобретения, которое охарактеризовано в прилагаемой формуле изобретения.
Фиг. 1 представляет собой схематичный вид предпочтительных вариантов воплощения узла управления текучей средой.
Фиг. 2 представляет собой схематичный вид другого предпочтительного варианта воплощения узла управления текучей средой.
Фиг. 3 представляет собой схематичный вид предпочтительной заливающей системы, имеющей узел управления текучей средой, показанный на фиг. 1.
Фиг. 4 представляет собой схематичный вид предпочтительной системы с "сухими" трубами, имеющей альтернативный вариант воплощения узла управления текучей средой, показанный на фиг. 1.
Фиг. 5 представляет собой схематичный вид предпочтительной системы с упреждением с двойной блокировкой, имеющей узел управления текучей средой, показанный на фиг. 2.
Варианты осуществления изобретения
На фиг. 1 показан предпочтительный вариант воплощения автоматического узла (10) управления текучей средой, предназначенного для использования в системе противопожарной защиты для того, чтобы управлять потоком противопожарной текучей среды из источника в сеть труб, соединенных между собой спринклеров противопожарной защиты. Предпочтительный управляющий узел (10) включает в себя вход (10 a), в который может быть подана текучая среда, выход (10 b), из которого выпускается текучая среда, и корпус (12) клапана для управления потоком между входом (10 a) и выходом (10 b). Узел (10) определяет невключенное состояние, в котором вход изолирован от выхода, и включенное состояние, в котором вход сообщается посредством текущей среды с выходом. Один предпочтительный вариант воплощения корпуса (12) клапана включает в себя внутреннее седло (14 a), зацепляющийся с седлом элемент (14 b) для непроницаемого для текучей среды герметичного зацепления с седлом (14 a) в невключенном состоянии узла (10). Предпочтительный управляемый ввод в зацепление и вывод из зацепления между элементом (14 b) и седлом (14 a) управляет потоком между входом (10 a) и выходом (10 b) во включенном состоянии этого узла. Предпочтительный корпус (12) клапана образует камеры и отверстия, сообщающиеся друг с другом, через которые течет текучая среда для того, чтобы перемещать внутренние компоненты корпуса (12) клапана. Соответственно, корпус (12) клапана, кроме того, предпочтительно, образует внутреннюю камеру (16) для текучей среды, для того чтобы управлять зацеплением между элементом (14 b) и седлом (14 a).
Предпочтительный узел (10) включает в себя одну, а в более предпочтительном варианте включает в себя больше чем одну, электрически управляемые или приводимые в действие электричеством точки (E) управления, сообщающиеся по текучей среде с камерами или отверстиями корпуса (12) клапана. Точки (E) управления открываются или закрываются для того, чтобы управлять потоком одной или более текучих сред, включающих в себя противопожарную текучую среду, через корпус (12) клапана, чтобы управлять работой узла (10) и потоком противопожарной текучей среды от входа (10 a) к выходу (10 b). Предпочтительно, электрически управляемые точки (E) воплощены как клапаны с электрическим приводом, которые открываются, закрываются или дросселируются при открывании или закрывании посредством надлежаще конфигурированного управляющего сигнала. Более предпочтительно, электрически управляемые точки (E) воплощены как приводимые в действие электричеством соленоидные клапаны, которые открываются или управляются посредством надлежаще сконфигурированного сигнала включения электропитания или выключения электропитания. Управляемые точки (E) могут быть альтернативно воплощены в конструкции из электромеханических компонентов при условии, что эта конструкция может открываться и закрываться для управления потоком через нее в ответ на надлежащий управляющий сигнал.
Предпочтительный узел (10) управления включает в себя первую электрически управляемую точку (E 1) и вторую электрически управляемую точку (E 2) для управления потоком текучей среды в камеру (16) текучей среды и из этой камеры. При работе, предпочтительно, первая точка (E 1) управления в нормальном состоянии сконфигурирована таким образом, чтобы быть подключенной к электропитанию и открытой для заполнения камеры (16) текучей средой и создания в камере повышенного давления текучей среды, чтобы элемент (14 b) находился в зацеплении с седлом (14 a). При работе, предпочтительно, вторая точка (E 2) управления в нормальном состоянии сконфигурирована закрытой и отключенной от электропитания для того, чтобы предотвращать поток текучей среды из камеры (16) текучей среды, так чтобы элемент (14 b) удерживался в герметичном зацеплении. Изменение нормального состояния каждой из первой и второй точек (E 1), (E 2) управления обеспечивает некоторый результирующий поток через камеру (16) текучей среды, который снижает давление текучей среды в камере (16) текучей среды так, чтобы элемент (14 b) выходил из зацепления с седлом (14 a), делая, таким образом, возможным течение от входа (10 a) к выходу (10 b). В предпочтительных вариантах реализации изобретения, описываемых здесь более подробно, первая и вторая точки управления могут также обеспечивать электрический фиксатор для удержания клапана открытым в случае утраты энергоснабжения.
Точки (E) управления могут управляться или приводиться в действие электрически в ответ на надлежащий сигнал, подаваемый автоматически или вручную с устройства подачи управляющих сигналов, такого как, например, контроллер, микропроцессор, реле, датчик или датчик. Предпочтительно, открыванием и закрыванием точек (E) управления управляют по меньшей мере частично один или более датчиков или детекторов состояния окружающей среды, датчиков или детекторов (T) текучей среды, датчиков (P) положения или дистанционных контроллеров, расположенных вокруг клапанного узла (10) или соединенных с ним, непосредственно или опосредованно через корпус (12) клапана или точками (E) управления. Датчики или детекторы (T) текучей среды могут обнаруживать присутствие или изменение текучей среды любым из следующих способов: измерение давления, расхода текучей среды, сочетания этих параметров и/или временное их изменение в любом отверстии, входе или выходе в корпусе (12) клапана или вдоль любой трубы, связанной с корпусом (12) клапана. Соответственно, эти датчики или детекторы могут включать в себя измерительные преобразователи, переключатели или другие типы устройств при условии того, что они могут измерять параметр текучей среды и генерировать надлежащий сигнал для работы описываемых здесь предпочтительных узлов и систем. Датчики (P) положения могут измерять положение точки управления между ее открытым и закрытым положением. Основываясь на этих контролируемых параметрах, точки (E) управления могут вручную или автоматически приводиться посредством электричества в действие, для того чтобы управлять течением текучей среды от входа (10 a) к выходу (10 b) клапанного узла (10). Соответственно, предпочтительный узел (10) связан с контроллером для электрической связи точек (E) управления и детекторов или датчиков (T), (P). Точки (E) управления и детекторы или датчики (T), (P) могут быть связаны с контроллером проводами или механически. Альтернативно, точки (E) управления, детекторы и датчик могут иметь беспроводную связь с контроллером для описываемой здесь управляемой связи.
Помимо этого, периодический мониторинг измеряемых параметров, включающих расход, давление, положение и/или температуру в клапанном узле (10) системы противопожарной защиты, в которой установлен узел (10), может использоваться для того, чтобы осуществлять техническое обслуживание узла (10), включающее периодическое выполнение диагностического тестирования рабочих характеристик, автоматическое уведомление обслуживающего персонала или операторов, периодическое документирование текущего и прошлых состояний узла (10) для поиска неисправностей, автоматическое оказание корректирующего воздействия, периодическую оценку надлежащего функционирования узла (10) и/или выполнение тестовых проверок с требуемыми частотами. Предпочтительная автоматическая работа и техническое обслуживание узла (10) могут включать в себя дистанционное программирование контроллера, дистанционные уведомления, дистанционное тестирование и дистанционную настройку клапанного узла (10). Соответственно, предпочтительная автоматическая работа и техническое обслуживание узла (10) могут проводиться по сетям двусторонней проводной или беспроводной связи, включающим связь по телефонным линиям, сеть "Интернет", локальные сети или другие телекоммуникационные средства, использующие телефоны, мобильное устройство, ноутбуки, компьютеры или другие вычислительные устройства.
Корпус клапана может быть, в предпочтительном варианте, воплощен как мембранный клапан (12), имеющий внутреннее седло (14 a) клапана, внутренний мембранный элемент (14 b), чтобы обеспечивать элемент (14 a) зацепления и образовывать внутреннюю камеру текучей среды или мембранную камеру (16). Приводимый в качестве примера мембранный клапан показан в TYCO FIRE PROTECTION PRODUCTS Technical Data Sheet, “TFP1305: Model DV-5 Deluge Valve Diaphragm Style, 1-1/2 thru 8 Inch (DN40 thru DN200), 250, psi (17,2 bar) Vertical or Horizontal Installation” (март 2006 г.). В качестве альтернативы, могут использоваться другие типы клапанов, при условии того, что они включают в себя камеру для управления текучей средой для использования в описываемых здесь узлах. Если описать это более конкретно, то предпочтительный мембранный клапан (12) управляется или приводится в действие текучей средой, при этом давление текучей среды в мембранной камере (16) управляет или смещает клапан в направлении герметичного зацепления между мембранным элементом (14 b) и седлом (14 a) клапана. Предпочтительно, чтобы узел (10) включал в себя линию (12 a) управления текучей средой, предназначенную для регулирования давления текучей среды в мембранной камере (16). Предпочтительно, чтобы линия (12 a) управления включала в себя один конец, сообщающийся посредством текучей среды с входом (10 a), и противоположный конец, сообщающийся посредством текучей среды с мембранной камерой (16). Предпочтительные первый и второй приводимые в действие электричеством соленоидные клапаны (E 1), (E 2), в предпочтительном варианте, сообщаются посредством текучей среды с линией (12 a) управления и связаны с мембранным клапаном (12) в отверстии (18) мембранной камеры так, чтобы управлять течением текучей среды в мембранную камеру (16) и из нее.
Предпочтительно, чтобы мембранный клапан (12) включал в себя отверстие (20) на входе, расположенное вблизи от входа (10 a) и сообщающееся с ним посредством текучей среды. В предпочтительной конструкции, первый электрически управляемый соленоидный клапан (E 1) управляет движением текущей среды между отверстием (20) на входе и мембранной камерой (16). Если описать это более конкретно, то первый соленоидный клапан (E 1) функционирует таким образом, чтобы управлять текучей средой, подаваемой во вход (10 a) и перенаправляемой в мембранную камеру через отверстие (20) на входе. Помимо этого, первый соленоидный клапан (E 1) функционирует таким образом, чтобы регулировать расход текучей среды в мембранную камеру (16) до некоторого требуемого расхода. В качестве альтернативы или в дополнение к этому, расход и направление потока могут поддерживаться в одном направлении: от соленоидного клапана (E 1) к мембранной камере (16), и с требуемым расходом посредством обратного клапана (15) или другого средства ограничения потока, которое расположено между соленоидным клапаном (E 1) и мембранной камерой (16). Таким образом, предотвращается обратный поток текучей среды назад через первый соленоидный клапан (E 1). Второй приводимый в действие электричеством соленоидный клапан (E 2) функционирует таким образом, чтобы регулировать и поддерживать или понижать давление текучей среды в мембранной камере (16). Состояниями управляемых точек (E 1), (E 2) можно электрически управлять в ответ на надлежащий управляющий сигнал. Например, в системе противопожарной защиты, такой как, например, относящаяся к заливающему типу система, показанная на фиг. 3, точки (E 1), (E 2) управления могут приводиться в действие в ответ на сигнал обнаружения огня или другой сигнал. Кроме того, предпочтительно, чтобы точки управления обеспечивали электрический фиксатор, который удерживает узел открытым даже в случае сбоя или утраты энергоснабжения системы. Соответственно, предпочтительный электрический фиксатор обеспечивает, в случае первичной и вторичной утраты энергоснабжения, то, что в мембранной камере (16) повторно не создается давление и мембранный клапан (12) не закрывается во время события пожара. В случае утраты энергоснабжения, электрический фиксатор удерживает узел (10) управления текучей средой в открытом положении, предпочтительно до того времени, пока узел не будет в ручном режиме возвращен в исходное состояние.
Кроме того, предпочтительно, чтобы с отверстием (20) на входе были связаны одна или более электрически управляемых точек (E 3), (E 4) для того, чтобы сливать или передавать текучую среду из отверстия (20) на входе. Каждая из управляемых точек (E 3), (E 4) может быть воплощена как приводимый в действие электричеством соленоидный клапан, который, в предпочтительном варианте, в нормальном состоянии закрыт и отключен от электропитания. По получении надлежащего управляющего сигнала, соленоидные клапаны (E 3), (E 4) могут быть подключены к электропитанию, чтобы быть открытыми для того, чтобы выпустить текучую среду из отверстия (20) на входе. Например, соленоидный клапан (E 3) может быть открыт для того, чтобы выпустить текучую среду во внешний слив или атмосферу, а E 4, может быть открыт для того, чтобы текучая среда текла к устройству тревожной сигнализации о течении воды. Также предпочтительно, чтобы корпус (12) клапана включал в себя отверстие (22) на выходе, расположенное вблизи от выхода (10 b) и сообщающееся с ним посредством текучей среды и с которым может быть связана другая точка (E 5) управления. Пятая точка (E 5) управления может быть воплощена как соленоидный клапан, приводимый в действие посредством электроники, который в нормальном состоянии закрыт и отключен от электропитания. По получении надлежащего управляющего сигнала, соленоидный клапан (E 5) может быть подключен к электропитанию, чтобы быть открытым для того, чтобы выпустить текучую среду из отверстия (22) на выходе. Например, соленоидный клапан (E 5) может быть по сигналу открыт для того, чтобы выпустить текучую среду во внешний слив или атмосферу. Соответственно, в зависимости от способа установки системы узла (10) управления текучей средой, соленоидный клапан (E 5) отверстия на выходе может представлять электрический автоматический спускной клапан.
Каждая из точек (E) управления может приводиться в действие, локально или дистанционно, автоматически или вручную от предпочтительно централизованного надлежащим образом сконфигурированного контроллера. В качестве альтернативы или в дополнение к этому, предпочтительно, чтобы состояния управляемых точек (E) изменялись или управлялись на основе контролируемых параметров одного или более датчиков (T) для текучей среды, расположенных вокруг узла (10). Соответственно, каждый из датчиков или датчиков (T), (P) может быть сконфигурирован с контроллером для автоматического, периодического или непрерывного мониторинга или для дискретного, выполняемого по требованию, взятию замеров. Например, предпочтительно, чтобы с отверстием (18) мембранной камеры (16) был связан датчик (T 1) для текучей среды, предназначенный для предпочтительно непрерывного или периодического мониторинга параметров текучей среды в мембранной камере (16). Датчики (T 2), (T 3) для текучей среды могут быть связаны, соответственно, с каждым из отверстий (20), (22) на входе и выходе для того, чтобы предпочтительно непрерывно или периодически осуществлять мониторинг параметров текучей среды на соответствующем входе (10 a) и/или выходе (10 b) для настройки, технического обслуживания или тестирования узла (10). Например, один соленоидный клапан (E 4) может быть подсоединен между отверстием (20) на входе и датчиком (T 3) для текучей среды у отверстия (22) на выходе. Если соленоидный клапан (E 4) управляется или приводится в действие таким образом, что открыт, так, что текучая среда течет из отверстия (20) на входе к соленоидному клапану (E 5), то датчик (T 3) для текучей среды может определить расход или давление текучей среды для того, чтобы сигнализировать о них контроллеру потока текучей среды. Для предотвращения потока текучей среды в выход (10 b), предпочтительно, чтобы узел включал в себя обратный клапан (17) установленный между датчиком (T 3) для текучей среды и отверстием (22) на выходе.
Мембранный клапан (12) может включать в себя единственное седло (14 a) с которым входит в зацепление мембранный элемент (14 b) для того, чтобы образовать непроницаемое для текучей среды уплотнение. В качестве альтернативы, мембранный клапан (12) может образовать множественные седла (14 a1), (14 a2) клапана, предназначенные для зацепления с мембранным элементом (14 b), чтобы образовать между ними одну или более камер. Например, корпус клапана может образовать первое входное седло (14 a1) клапана для зацепления с соответствующим входным участком мембранного элемента (14 b). Может быть предусмотрено второе седло (14 a2) клапана, расположенное на некотором расстоянии от первого седла (14 a1), для зацепления с соответствующим выходным участком мембранного элемента. Приводимый в качестве примера мембранный клапан показан и описан в патенте США номер 8 616 234. Линиями воображаемого контура показана необязательная промежуточная камера, образованная между входным и выходным седлами (14 a1), (14 a2). С промежуточным отверстием (24), сообщающимся посредством текучей среды с этой промежуточной камерой, могут быть связаны датчик (T) и точка (E) управления для того, чтобы осуществлять мониторинг промежуточной камеры и осуществлять контролируемый слив из промежуточной камеры между входным и выходным седлами (14 a1), (14 a2).
На фиг. 2 показан альтернативный вариант воплощения автоматического узла (100) управления текучей средой. Предпочтительно, чтобы корпус (112) клапана включал в себя входное седло (114 a), расположенное вблизи от входа (110 a), и входной элемент (114 b) для предпочтительно управляемого зацепления с входным седлом (114 a). Корпус (112) клапана дополнительно включает в себя выходное седло (116 a), расположенное вблизи от выхода (110 b), и выходной элемент (116 b) для зацепления с выходным седлом (116 a). Предпочтительно, чтобы корпус (112) клапана образовывал промежуточную камеру (118) между входным и выходным седлами (114 a), (116 a), когда входной элемент (114 b) находится в зацеплении с входным седлом (114 a), а выходной элемент (116 b) находится в зацеплении с выходным седлом (116 a). Предпочтительно, чтобы корпус (112) клапана образовывал отверстие (122) на входе, расположенное вблизи от входа (110 a) и, более предпочтительно, расположенное между входом (110 a) и входным седлом (114 a). Предпочтительный корпус (112) клапана также образует отверстие (124) на выходе, расположенное вблизи от выхода (110 b) и, более предпочтительно, расположенное между выходом (110 b) и выходным седлом (116 a). Предпочтительно, чтобы корпус (112) клапана дополнительно включал в себя промежуточное отверстие (126), сообщающееся с предпочтительной промежуточной камерой (118). Предпочтительный вариант воплощения корпуса (112) клапана включает в себя камеру (128) для текучей среды с отверстием (130) камеры для текучей среды, расположенным вблизи от входа (110 a), для того, чтобы управлять зацеплением между входным элементом (114 b) и входным седлом (114 b).
Предпочтительно, чтобы поток текучей среды через корпус (112) клапана и узел (100) управлялся работой электрически управляемых точек (E), которые связаны с камерами и отверстиями в корпусе (112) клапана. Как и в ранее описанных вариантах воплощения узла, предпочтительно, чтобы точки (E) управления приводились в действие контроллером, поддерживающим связь с узлом (100), и/или приводились в действие или управлялись на основе контролируемых параметров, поступающих от датчиков или датчиков (T) узла (100) и/или датчиков или датчиков системы противопожарной защиты. Одна электрически управляемая точка (E 11) связана с отверстием (130) камеры для текучей среды и удерживается в нормальном состоянии открытой для сообщения с камерой (128) для текучей среды. Другая электрически управляемая точка (E 12) удерживается в нормально закрытой и связана с отверстием (130) камеры для текучей среды для регулирования и/или поддержания давления текучей среды в камере (130) для текучей среды. Как и в ранее описанных вариантах воплощения изобретения, предпочтительно, чтобы линия (113) управления текучей средой делала камеру (128) для текучей среды сообщающейся посредством текучей среды с входом (110 a). Давлением текучей среды внутри камеры (128) можно управлять посредством перемещения текучей среды в камеру (128) для текучей среды и из нее посредством изменения нормально открытого и закрытого состояний первой и второй электрически управляемых точек (E 11), (E 12). В нормальном состоянии управляемых точек (E 11), (E 12) давление текучей среды в камере (128) для текучей среды действий на входной элемент (114 b) таким образом, чтобы он, в предпочтительном варианте, смещался и входил в зацепление с входным седлом (114 a), препятствуя течению текучей среды от входа (110 a) к выходу (110 b).
Если описать это более конкретно, то предпочтительно, чтобы линия (113) управления включала в себя один конец, сообщающийся посредством текучей среды с входом (110 a), и противоположный конец, сообщающийся посредством текучей среды с камерой (128) для текучей среды. Предпочтительные первый и второй приводимые в действие электричеством соленоидные клапаны (E 11), (E 12), в предпочтительном варианте, сообщаются посредством текучей среды с линией (113) управления и связаны с корпусом (112) клапана в отверстии (130) камеры для текучей среды так, чтобы управлять течением текучей среды в камеру (128) для текучей среды и из этой камеры. Предпочтительно, чтобы корпус (112) клапана включал в себя отверстие (122) на входе, расположенное вблизи от входа (110 a) и сообщающееся с ним посредством текучей среды. В предпочтительной конструкции, первый электрически управляемый соленоидный клапан (E 11) управляет движением текущей среды между отверстием (122) на входе и камерой (128) для текучей среды. Если описать это более конкретно, то первый соленоидный клапан (E 11) функционирует таким образом, чтобы управлять текучей средой, подаваемой во вход (10 a) и перенаправляемой в мембранную камеру через отверстие (122) на входе. Помимо этого, первый соленоидный клапан (E 11) функционирует таким образом, чтобы регулировать расход текучей среды в камеру (128) для текучей среды до некоторого требуемого расхода. В качестве альтернативы или в дополнение к этому, расход и направление потока могут поддерживаться в одном направлении: от соленоидного клапана (E 11) к камере (128) для текучей среды, и с требуемым расходом посредством обратного клапана (115) или другого средства ограничения потока, которое расположено между соленоидным клапаном (E 1) и камерой (128) для текучей среды. Второй приводимый в действие электричеством соленоидный клапан (E 12) функционирует таким образом, чтобы регулировать и поддерживать или понижать давление текучей среды в камере (128) для текучей среды. Состояниями управляемых точек (E 11), (E 12) можно электрически управлять в ответ на надлежащий управляющий сигнал. Кроме того, предпочтительно, чтобы точки управления обеспечивали электрический фиксатор, который удерживает узел открытым даже в случае утраты энергоснабжения системы. Соответственно, предпочтительный электрический фиксатор обеспечивает, в случае первичной и вторичной утраты энергоснабжения, то, что в камере (128) для текучей среды повторно не создается давление и мембранный клапан (12) не закрывается во время события пожара. В случае утраты энергоснабжения, электрический фиксатор удерживает узел (110) управления текучей средой в открытом положении, предпочтительно до того времени, пока узел не будет в ручном режиме возвращен в исходное состояние.
Хотя корпус (112) клапана может включать в себя кожух унитарной конструкции, корпус (112) клапана может включать в себя подсборку из множественных компонентов для того, чтобы обеспечить описываемые здесь предпочтительные вход, выход, отверстия и камеры. В предпочтительном варианте воплощения изобретения, показанном на фиг. 2, корпус (112) клапана включает в себя мембранный клапан (112 a) и обратный клапан (112 b), связанный с мембранным клапаном (112 a). Предпочтительный мембранный клапан (112 a) включает в себя входной проем и внутренний мембранный элемент и седло мембраны, соответственно, образующие вход (110 a), входной элемент (114 b) и входное седло (114 a). Кроме того, предпочтительно, чтобы корпус мембранного клапана (112) и мембранный элемент (114 b) образовывали мембранную камеру (128), управляемую текучей средой. Предпочтительный обратный клапан (112 b) в предпочтительном варианте включает в себя выходной проем, внутренний створчатый клапан и внутреннее седло створчатого клапана, соответственно, образующие выход (110 b), выходной элемент (116 b) и выходное седло (116 a). Приводимый в качестве примера обратный клапан показан и описан в TYCO FIRE PROTECTION PRODUCTS Technical Data Sheet, “TFP950: Model CV-1FR Riser Check Valves 2 to 12 Inch (DN50 to DN300” (справочном листке технических данных TYCO FIRE PROTECTION PRODUCTS, "TFP950: Обратные клапаны модели CV-1FR для стояка, имеющие диаметр с 2 до 12 дюймов (с DN50 до DN300)") (октябрь 2010 г.). Предпочтительно, чтобы обратный клапан (112 b) был связан с мембранным клапаном (112 a) таким образом, что когда створчатый клапан (116 b) находится в зацеплении с внутренним седлом (116 a) створчатого клапана и внутренний мембранный элемент (114 b) находится в зацеплении с седлом (114 a) мембраны, между седлами (114 a), (116 a) мембранного и обратного клапанов образуется предпочтительная промежуточная камера (118).
Предпочтительный узел мембранного клапана и обратного клапана (112 a), (112 b) образует предпочтительные отверстия и камеры узла (100) для периодического мониторинга и управления текучей средой. В предпочтительной конструкции, два электрически управляемых соленоидных клапана (E 11), (E 12) связаны с мембранной камере (128) в отверстии (130) камеры, для управления зацеплением мембранного элемента (114 b) с седлом (114 a) мембраны и обеспечения предпочтительного электрического фиксатора, описанного выше. Предпочтительный обратный клапан (112 b) образует отверстие (124) на выходе, расположенное вблизи от выхода (110 b) и, более предпочтительно, расположенное между выходом (110 b) и седлом (116 a) створчатого клапана. Предпочтительно, чтобы с отверстием (124) на выходе был связан первый датчик (T 11) текучей среды для того, чтобы определять какой-либо параметр из числа: давления или расхода текучей среды на выходе (110 b). Датчик (T 11) для текучей среды может быть электрически связан с первым и/или вторым соленоидными клапанами (E 11), (E 12). В предпочтительном электрическом фиксаторе, датчик (T 11) для текучей среды может быть связан с отверстием (124) на выходе корпуса (112) клапана для того, чтобы обнаруживать падение давления на выходе (110 b) узла (100). Предпочтительно, чтобы после обнаружения падения давления, первая точка (E 11) управления закрывалась для того, чтобы прекратить подачу текучей среды в мембранную камеру (128). Вторая точка (E 12) управления может управляться, независимо или в зависимости либо от датчика (T 11), либо от первой точки (E 11) управления, таким образом, чтобы открываться и понижать давление текучей среды в камере (128) для текучей среды. Уменьшение давления текучей среды позволяет входному элементу (114 b) выйти из зацепления с седлом (114 a) и позволяет поток текучей среды от входа к выходу (110 a), (110 b) узла (100).
Кроме того, в одном предпочтительном варианте воплощения изобретения, предпочтительно, чтобы с отверстием (124) на выходе были связаны одна или более электрически управляемых точек (E 13), (E 14) для того, чтобы управлять течением текучей среды через отверстие (124) на выходе и выход (110 b). Третья и четвертая управляемые точки (E 13), (E 14) могут быть воплощены как приводимые в действие электричеством соленоидные клапаны. Предпочтительно, чтобы третий соленоидный клапан (E 13) в нормальном состоянии был закрыт и отключен от электропитания. По получении надлежащего управляющего сигнала, третий соленоидный клапан (E 13) может быть подключен к электропитанию, чтобы быть открытым для того, чтобы выпустить текучую среду из выхода (110 b) и отверстия (124) на выходе для ее потока, например, к внешнему сливу или в атмосферу. Предпочтительно, чтобы четвертый соленоидный клапан (E 14) был в нормальном состоянии закрыт и отключен от электропитания. Предпочтительно, чтобы четвертый соленоидный клапан (E 14) образовывал некоторое известное или требуемое дросселирующее отверстие для того, чтобы позволять выпускать текучую среду с некоторой известной скоростью. По получении надлежащего управляющего сигнала, четвертый соленоидный клапан (E 14) может быть подключен к электропитанию, чтобы быть открытым для того, чтобы выпускать текучую среду из выхода (110 b) и отверстия (124) на выходе для ее потока, например, к внешнему сливу или в атмосферу. Работа четвертого соленоидного клапана (E 14) может быть использована для выполнения дистанционного или периодического теста на герметичность клапанного узла (100) или для выполнения дистанционного или периодического теста размыкания, выполняемого описываемым здесь способом.
Кроме того, предпочтительно, чтобы предпочтительный мембранный клапан (112 a) образовывал промежуточное отверстие (126) узла (100), сообщающееся с предпочтительной промежуточной камерой (118). Предпочтительно, чтобы с промежуточным отверстием (126) был связан второй датчик (T 12) для текучей среды для того, чтобы определять какой-либо параметр из числа давления или расхода текучей среды, чтобы предпочтительно непрерывно или периодически осуществлять мониторинг промежуточной камеры (118) в отношении изменений в атмосферных условиях. При установленном предпочтительном узле, увеличенное давление текучей среды в датчике (T 12) может указывать на работу системы или утечку либо на входных, либо на выходных седлах (114 a), (116 a), или и там и там. Кроме того, предпочтительно, чтобы с промежуточным отверстием (126) были связаны одна или более электрически управляемых точек (E 15), (E16). Пятая и шестая управляемые точки (E 15), (E 16) могут быть воплощены как приводимые в действие электричеством соленоидные клапаны. Предпочтительно, чтобы пятый соленоидный клапан (E 15) был в нормальном состоянии закрыт и отключен от электропитания. По получении надлежащего управляющего сигнала, пятый соленоидный клапан (E 15) может быть подключен к электропитанию, чтобы быть открытым для того, чтобы выпускать текучую среду из промежуточной камеры (118) для потока, например, к внешнему сливу или в атмосферу. Предпочтительно, чтобы шестой соленоидный клапан (E 16) сообщался посредством текучей среды с отверстием (122) на входе корпуса (112) клапана, был в нормальном состоянии закрыт и отключен от электропитания. Шестой соленоидный клапан (E 16) может быть использован в тесте тревожной сигнализации о течении текучей среды. Например, по получении надлежащего управляющего сигнала, шестой соленоидный клапан (E 16) может быть подключен к электропитанию, чтобы быть открытым для того, чтобы обеспечивать поток текучей среды из отверстия (122) к датчику (T 12) для текучей среды. Давление или расход текучей среды определяется датчиком (T 12) у промежуточного отверстия для того, чтобы подавать, например, сигнал тревоги, указывающий на поток текучей среды. Для предотвращения потока из соленоидного клапана (E 16) в промежуточную камеру (118), узел (100) может включать в себя обратный клапан (117) между датчиком (T 12) для текучей среды и промежуточным отверстием (117). При завершении теста потока текучей среды, соленоидный клапан (E 16) вслед за этим посредством подачи сигнала закрывается для того, чтобы прекратить поток из отверстия (122) на входе. Соленоидный клапан (E 15) временно открывается для того, чтобы понижать давление текучей среды в линии, которая воздействует на датчик (T 12) для текучей среды.
Также предпочтительно, чтобы предпочтительный мембранный клапан (112 a) образовывал отверстие (122) на входе, расположенное вблизи от входа (110 a) и, более предпочтительно, между входом (110 a) и седлом (114 a) мембраны. Предпочтительно, чтобы с отверстием (122) на входе был связан третий датчик (T 13) для текучей среды для того, чтобы определять какой-либо параметр из числа: давления или расхода текучей среды, и для предпочтительно непрерывного или периодического мониторинга условий текучей среды, создаваемых на входе (110 a) давления в узле для некоторого данного момента времени. Кроме того, предпочтительно, чтобы с отверстием (122) на входе были связаны одна или более электрически управляемых точек (E 17), для того, чтобы сливать текучую среду из отверстия (122) на входе. Седьмая управляемая точка (E 17) может быть воплощена как приводимый в действие электричеством соленоидный клапан. Предпочтительно, чтобы седьмой соленоидный клапан (E 17) в нормальном состоянии был закрыт и отключен от электропитания. По получении соответствующего управляющего сигнала, на седьмой соленоидный клапан (E 17) может быть подключен к электропитанию, чтобы быть открытым, чтобы выпускать текучую среду из отверстия (122) на входе для потока, например, к внешнему сливу или в атмосферу. Кроме того, предпочтительно, чтобы с отверстием (130) мембранной камеры был связан четвертый датчик (T 14) для текучий среды, предназначенный для предпочтительно непрерывного или периодического мониторинга условий текучей среды в мембранной камере (128).
Предпочтительно, чтобы предпочтительный корпус клапана и точки (E) управления, датчики и/или датчики (P), (T) были связаны и расположены таким образом, чтобы обеспечивать компактность узла. Соответственно, в предпочтительных вариантах воплощения узлов, показанных на фиг. 1 и 2, узлы управления текучей средой могут быть заключены внутри одного или более кожухов или оболочек. В качестве, альтернативы, узлы не заключены в оболочку, как показано. Как схематично показано, точки (E) управления, датчики и/или датчики (P), (T) могут быть связаны непосредственно с корпусом клапана узла или, в качестве альтернативы, могут быть связаны с корпусом клапана, находясь на удалении от него, посредством надлежащей системы трубок или системы труб.
На фиг. 3 показан предпочтительный автоматический узел (10) управления текучей средой, показанный на фиг. 1, установленный в заливающей системе (200). Предпочтительная система (200) включает в себя множество открытых или негерметизированных спринклеров (202) противопожарной защиты, предназначенных для защиты некоторого занимаемого пространства (OCC). Спринклеры (202) соединены между собой сетью из труб (BP) и открыты атмосферному давлению в невключенном состоянии системы (200). Описываемая здесь система труб может включать в себя систему труб стояка, магистральную систему труб, поперечные магистрали, ответвляющуюся систему труб, отводы и ответвления. Система (200) включает в себя множество предпочтительно электрических сигнализаторов (204) пожара, включающих в себя любое устройство из числа: пожарных тепловых извещателей, дымовых пожарных извещателей или пультов с рукояткой ручного управления, но не ограничиваясь ими. Предпочтительно, чтобы сигнализаторы (204) пожара были электрически связаны или соединены с предпочтительно централизованным контроллером (220) для приема данных или сигналов обнаружения, поступающих от сигнализаторов (204). Централизованный контроллер (220) может быть подключен к сети для удаленного доступа со стороны обслуживающего персонала или внешних организаций и для связи с ними.
Система (200) включает в себя первичный источник текучей среды с противопожарной текучей средой (W), такой как, например, водопроводная магистраль. Система (200) включает в себя предпочтительный вариант воплощения автоматического узла (10) управления текучей средой, показанный на фиг. 1, образующий стояк, который соединяет и управляет потоком текучей среды из первичного источника (W) текучей среды в сеть труб (BP) и к спринклерам (202) противопожарной защиты. Система (200) может быть, в качестве альтернативы, сконфигурирована с узлом (100), показанным на фиг. 2, при условии того, что этот узел управляется и функционирует способом, который описывается здесь. Предпочтительно, чтобы автоматический узел (10) управления текучей средой был связан с водой рабочим регулирующим клапаном (E 6) на входе (10 a) узла (10). Предпочтительно, чтобы выход (10 b) имел трубы или был соединен с сетью труб. Вода подается на вход (10 a) и в предпочтительную камеру для текучей среды или, более предпочтительно, в мембранную камеру (16), так, чтобы мембранный элемент (14 b) был в зацеплении с седлом (14 a) клапана, образуя, в невключенном состоянии системы (200), непроницаемое для текучей среды седло для воды. В предпочтительной конструкции вода, поданная на вход (10 a) течет через отверстие (20) на входе и через нормально открытую первую электрически управляемую точку (E 1), через линию (12 a) управления, для того, чтобы заполнить и повысить давление текучей среды мембранной камеры (16).
Датчики и датчик (T), (P) и предпочтенные электрически управляемые точки (E) предпочтительного узла (10) управления текучей средой связаны с контроллером (220) таким образом, чтобы обеспечивать требуемые мониторинг, функционирование, управление, настройку и возврат в исходное состояние автоматического узла (10) управления текучей средой в каждом из состояний: выключенного, включенного и пост-включенного, системы (200). Предпочтительные датчики и датчики (T), (P) и электрически управляемые точки (E) предпочтительных систем могут обеспечивать дистанционные автоматические мониторинг, управление, функционирование, тестирование, настройку или техническое обслуживание; и, в дополнение к этому или в качестве альтернативы этому, предпочтительные системы могут обеспечивать периодические автоматические мониторинг, управление, приведение в действие, тестирование, настройку или техническое обслуживание. Помимо этого, для того, чтобы облегчить установку описанных здесь узлов, узлы могут включать в себя одну электрически управляемую точку (E 6) спереди, по ходу потока, от входа (10 a) узла (10), как это видно на фиг. 3, и, там, где это применимо, включать в себя вторую электрически управляемую точку (E 9) сзади, по ходу потока, от выхода (10 b) узла (100) управления текучей средой, как это видно, например, на фиг. 5. Передняя, по ходу потока, электрически управляемая точка (E 6) может быть воплощена как рабочий регулирующий клапан (SCV-клапан) или клапан с указателем положения (PIV-клапан), связанный с первым датчиком (P 1) положения для того, чтобы, в предпочтительном варианте, оценивать положение клапана в течение времени, периодически или непрерывно, предпочтительно в соединении с контроллером (220) для того, чтобы отслеживать аномальное закрытие или частичное закрытие, которое могло бы повлиять на эффективность SCV-клапана (E 6). Задняя, по ходу потока, электрически управляемая точка (E 9), показанная на фиг. 5, может быть воплощена как запорный клапан SOV, связанный со вторым датчиком (P 2) положения для того, чтобы, в предпочтительном варианте, оценивать положение клапана в течение времени, периодически или непрерывно, предпочтительно в соединении с контроллером (420) для того, чтобы отслеживать аномальное закрытие или частичное закрытие, которое могло бы повлиять на рабочие характеристики запорного клапана (E 9). Передний, по ходу потока, и задний, по ходу потока, клапаны могут облегчить установку предпочтительных узлов либо в новой установке, либо в существующей установке для того, чтобы обеспечить описанные здесь предпочтительные методики управления и функционирования текучей среды. Помимо этого, предпочтительные передний, по ходу потока, и задний, по ходу потока, клапаны могут предусматривать их временную установку для того, чтобы, например, осуществлять поиск неисправностей в существующей системе противопожарной защиты.
Обратимся вновь к системе (200), показанной на фиг. 3, согласно которой в случае пожара корпус (12) клапана включается или размыкается для того, чтобы открыться и подавать воду одному или более спринклерам (202). Для предпочтительной заливающей системы, автоматический узел (10) управления текучей средой включает, по меньшей мере, одно указывающее на пожар условие. Соответственно, контроллер (220) образует, по меньшей мере, одну зону контроллера (220), и предпочтительно может образовывать больше чем одну зону, которая должна сработать для того, чтобы включить узел (10). При предпочтительном функционировании, сигнализаторы (204) пожара дают уведомление первой зоне "Зона 1" в контроллере (220), которая подает сигнал или отключает электропитание первому соленоидному клапану (E 1), так, чтобы этот клапан закрылся и текучая среда прекратила течь в мембранную камеру (16) и создавать в ней давление. Предпочтительно, чтобы по существу одновременно с этим первая зона "Зона 1" в контроллере (220) передала сигнал на приведение в действие предпочтительно нормально закрытой второй электрически управляемой точки (E 2) или соленоидного клапана (E 2). Клапан (E 2) открывается для того, чтобы понизить давление текучей среды в предпочтительной камере для текучей среды или мембранной камере (16), чтобы вывести мембранный элемент (14 b) из зацепления с седлом (14 a). Текучей среде, подаваемой на вход (10 a) дается возможность течь к выходу (10 b). Второй соленоидный клапан (E 2) может быть, в качестве альтернативы, связан с первым соленоидальным клапаном (E 1) таким образом, что после того, как первый соленоидный клапан (E 1) отключается от электропитания в ответ на условие обнаружения пожара, второй соленоидный клапан (E 2) подключается к электропитанию, чтобы быть открытым. В качестве альтернативы, эти два соленоидных клапана (E 1), (E 2) могут быть связаны друг с другом таким образом, чтобы после того как второй соленоидный клапан (E 2) подключается к электропитанию, чтобы быть открытым, в ответ на условие пожара, первый соленоидный клапан (E 1) отключается от электропитания, чтоб закрыться.
Кроме того, в альтернативном варианте, узел (10) автоматического управления обеспечивает то, первый соленоидный клапан (E 1) управляет или регулирует расход текучей среды в мембранную камеру (16), делая его расходом текучей среды, который меньше чем расход текучей среды из мембранной камеры (16) через второй соленоидный клапан (E 2), подключенный к электропитанию, чтобы быть открытым. Как было описано выше, линия (12 a) управления может включать в себя обратный клапан или средство (15) ограничения потока для того, чтобы регулировать расход потока, поступающего в мембранную камеру (16). В одном предпочтительном варианте функционирования узла после обнаружения пожара, первая зона "Зона 1" в контроллере (220) подает сигнал на приведение в действие предпочтительно нормально закрытой второй электрически управляемой точки или соленоидного клапана (E 2). Клапан (E 2) открывается для того, чтобы понизить давление текучей среды в предпочтительной камере для текучей среды или мембранной камере (16), чтобы вывести мембранный элемент (14 b) из зацепления с седлом (14 a). При том, что на первый соленоид (E 1) по-прежнему подается электропитание, расход поступающего потока меньше чем расход потока, выходящего из мембранной камеры (16), и мембранный элемент (14 b) выходит из зацепления с седлом (14 a) при сниженном давлении текучей среды. Работа узла (10) управления текучей средой позволяет подачу воды от входа (10 a) к выходу (10 b) и открытому спринклеру (открытым спринклерам) (202). Предпочтительно, чтобы это течение воды обнаруживал датчик (T 3) для текучей среды в отверстии на выходе для того, чтобы подтвердить, что из системы (200) льется вода. Давление текучей среды, определенное в датчике (T 3) у отверстия на выходе, отключает от электропитания и закрывает соленоидный клапан (E 1), что прекращает подачу воды в мембранную камеру (16). С мембранной камерой (16), давление в которой фактически сброшено, узел (10) управления текучей средой широко открыт для полного потока от входа (10 a) к выходу (10 b).
Предпочтительно, чтобы независимо от способа, которым работают первый и второй соленоидные клапаны (E 1), (E 2), соленоидные клапаны (E 1), (E 2) предусматривали электрический фиксатор, который препятствует повторному повышению водой давления в камере (16) для текучей среды и повторному зацеплению входного элемента (14 b) и входного седла (14 a) после включения системы, даже в случае утраты энергоснабжения. Как показано на фиг. 3, предпочтительная система (200) включает в себя первичный источник (V1) электропитания, такой как, например, источник переменного напряжения, и вторичный резервный источник (V2) электропитания, такой как, например, источник резервного батарейного питания. Предпочтительный электрический фиксатор обеспечивает то, что в случае первичной и вторичной утраты энергоснабжения, в предпочтительной мембранной камере (16) повторно не повысится давление, и она не закроет мембранный клапан (12) во время события пожара. Предпочтительно, чтобы включенный узел (10) оставался в открытом состоянии до того времени, пока система не будет в ручном режиме возвращена в исходное состояние.
Кроме того, предпочтительно, чтобы узел (10) предусматривал дистанционный и/или автоматический возврат в исходное состояние системы (200) после включения системы посредством надлежащего управляемого функционирования, первых и вторых управляемых точек (E 1), (E 2). Предпочтительно, чтобы система (200) и узел (10) включали в себя один или более датчика для возврата в исходное состояние. Например, датчики (204) системы могут включать в себя пожарные тепловые извещатели (204 a) для возврата в исходное состояние, которые сигнализируют, когда выделение тепла в занимаемом пространстве (OCC) является достаточно низким для того, чтобы сигнализировать о том, что против пожара приняты достаточные меры, он в достаточной мере сдерживается или потушен для того, чтобы инициировать возврат управляющего узла (10) в исходное состояние. Вслед за истечением некоторого предпочтительно предписанного времени после включения системы, такого, чтобы теплота от пожара в достаточной мере уменьшилась, предпочтительно, чтобы датчики (204 a) для возврата в исходное состояние подали контроллеру сигнал на возврат в исходное состояние. Описанная здесь процедура возврата в исходное состояние может быть выполнена автоматически или, в качестве альтернативы, может быть инициирована сигналом надлежащего переключателя или нажимной кнопки, поступающего от локального или удаленного оператора. Предпочтительно, чтобы датчики (204 a) для возврата в исходное состояние подали контроллеру (220) сигнал инициировать возврат системы в исходное состояние, а контроллер подал второму электрически управляемому соленоидному клапану (E 2) сигнал отключиться от электропитания, чтобы закрыться. Контроллер (220) затем подает сигнал первому электрически управляемому соленоидному клапану (E 1) открыться, так, чтобы текучая среда подавалась, чтобы повышать давление в мембранной камере (16) для того, чтобы сместить мембранный элемент (14 b) в герметичное зацепление с седлом (14 a) для того, чтобы прекратить течение воды в систему труб системы. Как было описано выше, соленоидный клапан (E 1) и/или линия (12 a) управления сконфигурированы таким образом, чтобы определять требуемый расход для текучей среды, подаваемой в мембранную камеру (16), который может определять скорость, с которой в мембране создается полное давление для того, чтобы образовать герметичное зацепление между седлом (14 a) и мембранный элемент (14 b). Соответственно, линия (12 a) управления и связанный с ней соленоидный клапан (E 1) могут определять время для закрывания или возврата в исходное состояние узла (10) управления текучей средой из ее полностью открытого положения. Предпочтительно, чтобы контроллер (220) подавал электрически управляемому клапану (E 5) отверстия на выходе сигнал или управлял им так, чтобы он открылся для того, чтобы слить воду из системы труб системы. Когда датчик (T 3) у отверстия для текучей среды на выходе указывает 0 фунт-сил на квадратный дюйм, электрически управляемый клапан (E 5) отверстия на выходе закрывается. Все точки (E) управления и датчики (T) оцениваются на утечки, включающие в себя утечки на седле, и предпочтительно чтобы, было предусмотрено уведомление об удовлетворительном возврате в исходное состояние, для локальной или дистанционной передачи оператору системы. Если пожар повторно возгорается, то весь процесс включения и возврата в исходное состояние повторяется по мере необходимости.
Описанные здесь предпочтительные автоматические узлы управления текучей средой могут быть установлены в различных типах систем противопожарной защиты, таких как, например: "сухие" системы или "мокрые" системы, включая сюда заливающую систему, которая была описана выше, системы с "сухими" трубами, или системы с упреждением, включающие в себя системы с упреждением, не имеющие блокировку, имеющие единственную блокировку или двойную блокировку (с быстрооткрывающимися устройствами или без них). В альтернативных вариантах воплощения узла управления текучей средой могут также использоваться предпочтительная камера для текучей среды и приводимые в действие электричеством точки (E 1), (E 2) управления для управления течением текучей среда в камеру (16) и из нее через вход и выход узла. Однако, в альтернативных вариантах воплощения могут также использоваться альтернативные конфигурации клапана и альтернативные схемы обнаружения и сигнализации, обеспечивающих предпочтительную сборку и работу клапана, которые могут быть использованы в других типах систем противопожарной защиты, таких как, например, системы противопожарной защиты с упреждением или с "сухими" трубами.
На фиг. 4 показана предпочтительная система (300) противопожарной защиты с "сухими" трубами, которая включает в себя альтернативный узел (10’) управления текучей средой, имеющий корпус (12) клапана альтернативным образом образующий промежуточное отверстие (24) и промежуточную камеру, образованную между входным и выходным седлами (14 a1), (14 a2). Предпочтительная система (300) с "сухими" трубами включает в себя автоматические спринклеры (302), которые являются нормально закрытыми в невключенном состоянии. Система (300) включает в себя первичный источник текучей среды и вторичный источник текучей среды, связанные с взаимосвязанной сетью спринклеров (302) противопожарной защиты. Первичный источник текучей среды представляет собой источник противопожарной текучей среды W, такой, например, как водопроводная магистраль. Вторичная текучая среда представляет собой, в предпочтительном варианте, источник сжатого газа G, такой как, например, источник сжатого воздуха или азота для заполнения сети труб (BP) в невключенном состоянии системы (300). Предпочтительно, чтобы газ подавался в сеть труб через отверстие (22) на выходе корпуса (12) клапана и выход (10 b). Мембранный элемент (14 b) и выходное седло (14 a2) образуют, в невключенном состоянии узла (10’), непроницаемое для текучей среды седло для воздуха, чтобы герметизировать сжатый газ в выходе (10 b). Предпочтительно, чтобы по линии подачи газа были расположены и присоединены к отверстию (22) на выходе два приводимых в действие электричеством соленоидных клапана (E 20), (E 21) и датчик (T 21) для текучей среды, предназначенный для мониторинга условий текучей среды в выходе (10 b), включающих в себя любые изменения в давлении и/или расходе газа. Предпочтительно, чтобы с промежуточным отверстием (24) был связан датчик (T 3) для текучей среды для того, чтобы осуществлять мониторинг условий текучей среды в промежуточной камере между входным и выходным седлами (14 a1), (14 a2).
В случае пожара, один или более спринклеров (302) будут работать и выпускать газ, находящийся внутри труб (BP). Датчик (T 21) для текучей среды в системе труб обнаруживает изменение в давлении или расходе внутри соединительных труб (BP) и подает, через управляющий блок (320), второму соленоидному клапану (E 2) сигнал открыться. В показанном варианте воплощения изобретения, линия (12 a) управления включает в себя однонаправленный обратный клапан или средство (15) ограничения потока; и, таким образом, вода из второго соленоидного клапана (E 2) выпускается со скоростью, большей, чем подается из подключенного к электропитанию первого соленоидного клапана (E 1) для повышения давления в мембранной камере (16). Соответственно вода течет от входа (10 a) к выходу (10 b). В качестве альтернативы, узел (10’) может быть разомкнут изменением в состояниях первого и второго соленоидных клапанов (E 1), (E 2) любым вышеописанным способом. Вода, обнаруженная в промежуточной камере выходным датчиком (T 3) подает сигнал на закрытие первого соленоидного клапана (E 1) или отключает его от электропитания для того, чтобы позволить корпусу (12) клапана открыться полностью. В дополнение к инициированию размыкания узла управления текучей средой, датчик (T 21) для текучей среды в отверстии на выходе может предусматривать ускоритель или быстрое открывание в системе, включая систему на основе предварительно определенной или заданной пороговой скорости спада газового давления, которая определяет условие открытия спринклера. Например, датчик (T 21) в сочетании с контроллером (320) может определить некоторую пороговую скорость спада газового давления в системе труб (BP), типа например, падение, составляющее 0,1 фунт-силы на квадратный дюйм/сек, которое определяет условие включенного спринклера. После обнаружения пороговой скорости, контроллер (320) может подать сигнал на приведение в действие второго соленоидного клапана (E 2) для того, чтобы понизить давление текучей среды в мембранной камере (16) и инициировать включение автоматического клапанного узла (10’). Помимо этого, узел (10’) и контроллер (320) могут включать в себя алгоритмы для обнаружения условия открытого спринклера, которое показано и описано в патенте США, имеющем номер 5,971,080, для обеспечения требуемого времени срабатывания системы, такого как, например, ускоренное время срабатывания.
Предпочтительно, чтобы по трубам (BP) был расположен датчик (T 4) для текучей среды, предназначенный для предпочтительно непрерывного или периодического мониторинга вторичной текучей среды на изменения в давлении и/или расходе. Предпочтительно, чтобы датчик (T 4) для текучей среды был расположен на замыкающей линии системы труб или на гидравлически удаленном участке сети труб для того, чтобы определять напор текучей среды в концевой части в гидравлически удаленном месте расположения. Датчик (T 4) для текучей среды может передавать собранные данные контроллеру (320) и удаленному персоналу для использования, например, для определения напора, в концевой части, воды, поданной в удаленный участок спринклерных труб (BP) и для определения времени подачи текучей среды - воды. Датчик (T4) для текучей среды может быть использован в сочетании с датчиком (T 2) для текучей среды у отверстия на входе и контроллером (320) для того, чтобы определять зависимость "давление от времени" для заполнения системы (300) водой и время до стабилизации для этого количества открытых спринклеров (то есть, время, когда стабилизируется напор в концевой части). Кроме того, предпочтительно, чтобы на наиболее гидравлически удаленном участке системы (300) могли быть расположены один или более приводимых в действие электричеством соленоидных клапанов (E 22), которыми можно управлять или подавать им сигнал таким образом, чтобы они приводились в действие одновременно или последовательно для того, чтобы выпускать газ из сети труб для того, чтобы выполнять, например, дистанционный тест размыкания, или для того, чтобы дистанционно проверять время подачи воды.
На фиг. 5 показана предпочтительная система (400) с упреждением с двойной блокировкой. Предпочтительная система (400) включает в себя множество автоматических спринклеров (402) противопожарной защиты для того, чтобы защищать некоторое занимаемое пространство (OCC), соединенные между собой сетью труб (BP). Система (400) включает в себя множество предпочтительно электрических сигнализаторов (404) пожара, включающих в себя любое устройство из числа: пожарных тепловых извещателей, дымовых пожарных извещателей или пультов с рукояткой ручного управления, но не ограничиваясь ими. Предпочтительно, чтобы сигнализаторы (404) пожара были электрически связаны или соединены с предпочтительно централизованным контроллером (420) для приема данных или сигналов обнаружения, поступающих от сигнализаторов (404). Система (400) может также, в предпочтительном варианте, включать в себя один или более датчиков (A 1) для температуры окружающей среды, предназначенных для использования при определении времени подачи воды, поиске неисправностей системы или проверке рабочих характеристик, как это описано здесь.
Система (400) включает в себя первичный источник текучей среды и вторичный источник текучей среды, связанные с взаимосвязанной сетью спринклеров (402) противопожарной защиты. Первичный источник текучей среды представляет собой источник противопожарной текучей среды W, такой, например, как водопроводная магистраль. Вторичная текучая среда представляет собой, в предпочтительном варианте, источник сжатого газа G, такой как, например, источник сжатого воздуха или азота, для заполнения сети труб (BP) в невключенном состоянии системы (400). Система (400) включает в себя предпочтительный вариант воплощения автоматического узла (100) управления текучей средой, показанный на фиг. 2, предлагающий автоматический узел управления текучей средой, взаимосвязывающий и управляющий течением текучей среды из первичного и вторичного источников (W), (G) текучей среды в сеть труб (BP) и к спринклерам (402) противопожарной защиты. Предпочтительно, чтобы узел (100) управления текучей средой был связан с водой рабочим регулирующим клапаном (E 8) и связан с сетью труб (BP) запорным клапаном (E 9). Предпочтительно, чтобы вторичный источник (G) газа был связан с отверстием (124) на выходе корпуса (112) клапана. Сжатый газ (G) заполняет сеть труб (BP) и действует на выходной элемент (116 b) таким образом, чтобы этот элемент был в зацеплении с седлом (116 a), образуя, в невключенном состоянии системы (400), непроницаемое для текучей среды седло для воздуха в клапанном управляющем узле (100). Вода подается на вход (110 a) и в предпочтительную камеру (128) для текучей среды или, более предпочтительно, в мембранную камеру (128), так, чтобы входной/мембранный элемент (114 b) был в зацеплении с входным седлом (114 a), образуя, в невключенном состоянии системы (400), непроницаемое для текучей среды седло для воды. В предпочтительной конструкции, вода, поданная на вход (110 a), течет через отверстие (122) на входе и через нормально открытую первую электрически управляемую точку (E 11) для того, чтобы заполнить и повысить давление текучей среды мембранной камеры (128). Предпочтительно, чтобы с этими образованными седлами для воздуха и воды, в промежуточной камере (118) поддерживалось атмосферное давление.
Датчики и датчики (T), (P) и предпочтенные электрически управляемые точки (E) узла (100) управления потоком связаны с контроллером (420) для того, чтобы обеспечивать требуемые мониторинг, функционирование и управление для узла (100) управления текучей средой в каждом из состояний: выключенного, включенного и пост-включенного, системы (400). В случае пожара, корпус (112) клапана включается или размыкается, открывая каждое из седел для воздуха и для воды для того, чтобы подавать воду одному или более включенным спринклерам (402) для того, чтобы бороться с пожаром. Для системы (400) с упреждением с двойной блокировкой, для включения клапанного узла (100) требуется два указывающих на пожар условия. Соответственно, контроллер (420) образует две зоны, которые должны сработать для того, чтобы включить узел (100). При предпочтительном функционировании вследствие условия пожара, сигнализаторы (404) пожара уведомляют первую зону "Зону 1" в контроллере (420). Последующее термическое включение спринклера (402) противопожарной защиты понижает давление воздуха в сети труб (BP) и понижает давление воздуха, действующее на выходной элемент (116 b) узла (100). Датчик (T 11) для текучей среды отверстия на выходе или другой датчик текучей среды/давления, расположенный вдоль сети труб (BP), обнаруживает падение давления и сигнализируют второй зоне "Зоне 2" контроллера (420). При двух активированных зонах: Зоне 1 и 2, контроллера, контроллер (420) подает сигнал на приведение в действие предпочтительно нормально закрытой второй электрически управляемой точки или соленоидного клапана (E 12) для того, чтобы он открылся, чтобы понизить давление в предпочтительной камере для текучей среды или мембранной камере (128) для того, чтобы вывести входной или мембранный элемент (114 b) из зацепления с входным седлом (114 a). В показанном варианте воплощения изобретения, линия (113) управления включает в себя обратный клапан или другое однонаправленное средство (115) ограничения потока; и, таким образом, вода из второго соленоидного клапана (E 12) выпускается со скоростью, более высокой, чем та, что обеспечивается из первого соленоидного клапана (E 11), подключенного к электропитанию, для того, чтобы повышать давление в мембранной камере (128). Соответственно вода течет от входа (110 a) к выходу (110 b). В качестве альтернативы, узел (100) может быть разомкнут изменением в состояниях первого и второго соленоидных клапанов (E 11), (E 2) любым вышеописанным способом. Предпочтительно, чтобы течение воды было обнаружено датчиком (T 12) для текучей среды в отверстии промежуточной камеры для того, чтобы подтвердить то, что из системы (100) льется вода. Давление текучей среды, определенное в датчике (T 12) у отверстия промежуточной камеры, также отключает от электропитания и закрывает первую электрически управляемую точку или соленоидный клапан (E 11) для того, чтобы воспрепятствовать подаче воды в мембранную камеру (128), и позволяя узлу (100) управления текучей средой полностью открыться. Помимо этого, соответствующие управляемые закрывание и открывание первого и второго соленоидных клапанов предотвращают повторное повышение давления в камере (128) для текучей среды и повторное вхождение в зацепление входного элемента (116 b) и входного седла (116 a). И вновь, предпочтительный клапанный узел (100) обеспечивает то, что в предпочтительной мембранной камере (128) не повышается повторно давление и она закрывает мембранный клапан (112 a) во время события пожара, при котором имеет место первичная и/или вторичная утрата энергоснабжения. В случае утраты энергоснабжения, электрический фиксатор удерживает узел (100) управления текучей средой в разомкнутом положении предпочтительно до того времени, пока узел не будет в ручном режиме возвращен в исходное состояние.
В качестве альтернативы, дистанционный или автоматический возврат клапанного узла (100) в исходное состояние может быть обеспечен надлежащим функционированием первой и второй управляемых точек или предпочтительных соленоидных клапанов (E 11), (E 12). В одном предпочтительном способе возврата системы в исходное состояние, второй соленоидный клапан (E 12) закрывается, а первый соленоидный клапан (E 11) открывается для того, чтобы повысить давление в мембранной камере (128). Когда датчик (T 14) для текучей среды в мембранной камере обнаруживает стабильное давление, предпочтительные соленоидные клапаны (E 14), (E 15) у отверстий (124), (126) на выходе и в промежуточной камере, открываются для того, чтобы дренировать систему труб (BP) системы. В одном предпочтительном варианте воплощения, как только датчик (T 11) для текучей среды в отверстии на выходе указывает на отсутствие давления (0 фунт-сил на квадратный дюйм), предпочтительно, чтобы давалось уведомление соответствующему персоналу у контроллера (420) или находящемуся на удалении от него, о том, чтобы заменить какие-либо приведенные в действие спринклеры (402). Затем, соленоидным клапанам (E 14, 15) у выхода и промежуточной камеры закрываются и системе труб (BP) системы позволяют повторно повысить давление посредством сжатого газа (G) до рабочего давления в невключенной системе, когда Датчик (T 11) для текучей среды в отверстии на выходе указывает давление в системе, подходящее для невключенного состояния, предпочтительно, чтобы контроллер (420) возвращался в исходное состояние, и посылалось уведомление соответствующему персоналу об удовлетворительному возврату системы в исходное состояние.
Во время включения или размыкания системы (400), датчик (T 13) для текучей среды в отверстии на входе в сочетании с контроллером (420) осуществляет мониторинг и запись давления текучей среды с течением времени. Ожидается, что давление значительно понижается, когда корпус (112) клапана сначала работает, а затем по мере того, как остальная часть узла (100) и сети труб (BP) заполняется водой, давление увеличивается и стабилизируется для этого количества открытых спринклеров (то есть, стабилизируется напор в концевой части). Контроллер (420) с датчиком (T 13) для текучей среды в отверстии на входе, может определить время до стабилизации давления воды, которое может быть использовано для того, чтобы помочь проверить вычисленные значения времени подачи воды, использующие программное обеспечение для времени подачи текучей среды. Время подачи воды определяется как время от приведения в действие клапана или узла управления текучей средой до момента подачи в открытый спринклер под рабочим давлением.
В невключенном состоянии системы (400), датчик (T 13) для текучей среды в отверстии на входе, предпочтительно в сочетании с контроллером (420), предпочтительно периодически или непрерывно осуществляет мониторинг подачи воды в отношении какого-либо параметра из числа: давления на данный момент времени, изменения давления с течением времени, среднего давления в течение времени, скачков давления и падений давления. Всплески или изменения давления могут оцениваться для того, чтобы распознать потенциальную возможность для таких всплесков или изменений вызывать ошибочные размыкания или другие проблемы в узле (100). Падения давления в отверстии (122) на входе могут оцениваться для того, чтобы определить то, не является ли давление воды неадекватным для надлежащего функционирования системы в случае пожара. Любые избыточные изменение или всплески давления, обнаруженные в датчике (T 13) для текущей среды на входе и контроллере (420), могли бы использоваться для определения потребности в регулировках системы для того, чтобы предотвратить ошибочные размыкания. В другом примере, датчик (T 13) для текущей среды на входе может автоматически измерять статическое и среднее давление подачи воды, с предварительно заданной частотой, такой как, например, ежеквартально. Помимо этого, датчик (T 13) для текущей среды на входе может предоставлять с некоторой требуемой частотой, например, ежеквартально, выходные данные статического и/или среднего давления подачи воды для документирования. В одном предпочтительном аспекте, соленоидный клапан (E 17) на входе может быть открыт и после этого датчик (T 13) для текущей среды на входе должен обеспечить определение остаточного давления для вывода и документирования; вслед за этим соленоидный клапан (E 17) на входе закрывается. Эти значения параметра текучей среды могут сравниваться с показаниями для случая, когда система (400) была впервые введена в эксплуатацию. Оценка показаний ниже, чем начальные или "нормальные" значения, может определять записываемое событие, которое указывает на то, что нарушенная подача воды может оказать влияние на показатели работы системы.
В невключенном состоянии системы (400), датчик (T 12) для текучей среды в промежуточном отверстии предпочтительно периодически или непрерывно осуществляет мониторинг промежуточной камеры (118) на присутствие условия атмосферного давления. Обнаружение повышенного давления текучей среды в промежуточном отверстии (126) и камере (118) может указывать на то, что корпус (112) клапана имеет внутреннюю утечку. Давление, определенное в датчике (T 12), равное давлению в датчике (T 13) для текучей среды на входе, может указывать на то, что система разомкнута, притом что соленоидный клапан (E 16) между датчиком (T 12) для текучей среды и отверстием (122) на входе находится в нормальном закрытом положении. Обнаруженное давление, выше атмосферного, в датчике (T 12) для текучей среды в промежуточном отверстии, может также указывать на утечку: либо утечку в седле для воды, либо утечку в седле для воздуха. Если датчик (T 12) для текучей среды в промежуточном отверстии обнаруживает нарастающее давление, то связанный с ним приводимый в действие электричеством соленоидный клапан (E 15) может временно открыться для того, чтобы понижать давление до тех пор, пока эта ситуация не будет исправлена. Скорость, с которой определяемое давление увеличивается с течением времени, как она измерена датчиком (T 12), может свидетельствовать о размере утечки в седле (седлах) (114 a), (116 a). Предпочтительно, чтобы промежуточный приводимый в действие электричеством соленоидный клапан (E 15) был нормально закрытым, и предпочтительно, чтобы время от времени подавался сигнал на открывание для того, чтобы понизить уровень или скорость увеличивающегося давления текучей среды, которые определяется датчиком (T 12) для текучей среды. Соответственно, датчик (T 12) для текучей среды в промежуточном отверстии, соленоидный клапан (E 15) и контроллер (420) могут образовывать электрический автоматический спускной клапан, который может быть связан с дистанционным средством связи для того, чтобы обеспечивать или улучшать дистанционное системное тестирование, функционирование, мониторинг, техническое обслуживание и/или настройку клапанного уза (100) и системы (400) или любой другой системы, в которой требуется дистанционное регулирование внутреннего давления. Обнаруживая утечки в седлах, датчик (T 12) посредством управляемой работы соленоидного клапана (E 15) может предотвратить ложные сигналы тревоги о течении воды и возможные размыкания системы.
Помимо этого, предпочтительные автоматические узлы управления текучей средой могут проверять выполнение надлежащих условий размыкания и условий неразмыкания системы (400) с двойной блокировкой. Например, в случае, если бы случайно сработал сигнализатор (404) или был открыт электрический пульт с рукояткой, первая Зона 1 контроллера (420) была бы активирована, но не подала бы сигнал на открывание второго соленоидного клапана (E 12), предотвращая, таким образом, ненужное размыкание системы. Датчик (T 12) для текучей среды в промежуточном отверстии может проверять выполнение условия неразмыкания или условия невключения, непрерывно считывая нормальное атмосферное давление. Аналогичным образом, датчик (T 12) для текучей среды в промежуточном отверстии может проверять выполнение другого условия неразмыкания или невключения системы в случае, при котором спринклер случайно открыт или оторван от труб (BP) при условии отсутствия пожара. Например, если бы спринклер (302) был случайно открыт в результате случайного контакта с вилочным погрузчиком, то в результате последует потеря давления воздуха в сети труб (BP). Датчик (T 12) для текучей среды на выходе активировал бы Зону 2 контроллера (420), но контроллер (420) не подаст сигнал на открывание второго управляющего соленоидного клапана (E 2), предотвращая, таким образом, ненужное размыкание системы. И вновь, датчик (T 12) для текучей среды в промежуточном отверстии может подтвердить выполнение условия неразмыкания или невключения, непрерывно считывая нормальное атмосферное давление.
Датчик (T 12) для текучей среды в промежуточном отверстии может также обеспечивать проверку потока воды или обеспечивать предпочтительный немеханический “сигнал тревоги о течении воды”. Проверка может проводиться с некоторой предварительно заданной частотой, с которой открывается соленоидный клапан (E 16) и осуществляется мониторинг давления датчиком (T 12) для текучей среды в промежуточном отверстии. Мониторинг давления текучей среды осуществляется для определения или проверки того, что давление текучей среды увеличивается от атмосферного до давления, эквивалентного давлению на входе, определяемому в датчике (T 13) для текучей среды на входе. Об обнаруженном изменении в давлении текучей среды может быть подан сигнал, такой как “сигнал тревоги о течении воды”, в контроллер (420) для уведомления эксплуатационному или обслуживающему персоналу, локально или дистанционно. Как только этот периодический тест завершен, промежуточный соленоидный клапан (E 16) может быть закрыт, а другому соленоидному клапану (E 15) может быть подан сигнал на временное открытие для того, чтобы осуществить слив из соединенных с этим клапаном линий. Предпочтительно, чтобы датчик (T 12) для текучей среды в промежуточном отверстии мог предоставлять документированную историю теста сигнала тревоги о течении воды.
В невключенном состоянии системы (400), датчик (T 14) камеры для текучей среды или мембранной камеры в соединении с контроллером (420), в предпочтительном отверстии (130) мембранной камеры предпочтительно периодически или непрерывно осуществляет мониторинг подачи воды в мембранную камеру (128) в отношении какого-либо параметра из числа: давления на данный момент времени, изменения давления с течением времени, среднего давления в течение времени, скачков давления и падений давления. Предпочтительно, чтобы это измеренное давление в мембранной камеры (16) непрерывно сравнивалось с давлением, измеренным датчиком (T 13) у отверстия на входе. Разности на этих двух давлений могут быть использованы для того, чтобы оценить продвижение условия, приводящие к случайному и необъяснимому размыканию системы.
В невключенном состоянии системы (400), датчик (T 11) для текучей среды в отверстии на выходе в сочетании с контроллером (420) предпочтительно периодически или непрерывно осуществляет мониторинг давления воздуха или газа в системе в отношении какого-либо параметра из числа: давления на данный момент времени, изменения давления с течением времени, среднего давления в течение времени, скачков давления и падений давления. Мониторинг потери давления воздуха с течением времени может проводиться для того, чтобы измерить или проверить функционирование спринклера (402) в отношении утечки в системе (BP) труб системы. Обнаружение спада или уменьшающегося давления в отверстии (124) на выходе со скоростью, более высокой, чем та, что может быть автоматически восполнена источником (G) сжатого газа, притом что давление в промежуточной камере в нормальном атмосферном состоянии, и в отсутствии пожара, обнаруженного датчиками (404), может использоваться для того, чтобы указывать на случайное приведение в действие спринклера (402). Скорость изменения с течением времени в датчике (T 11) для текучей среды в отверстии на выходе можно сравнивать и оценивать по отношению к другим собранным данным, таким как, например, изменения температуры окружающей среды, обнаруженные датчиком (датчиками) (A 1), для подтверждения случайного приведения в действие спринклера по сравнению с надлежащей термически активированной реакцией спринклера на пожар.
Помимо этого, датчик (T 11) для текучей среды в отверстии на выходе может осуществлять мониторинг и проверку источника (G) сжатого газа для надлежащего функционирования системы. Например, с некоторой предварительно заданной частотой, например, ежеквартально, датчик (T 11) для текучей среды на выходе осуществляет мониторинг давление воздуха на выходе (110 b), и приводимый в действие электричеством соленоидный клапан (E 14) открывается для того, чтобы медленно уменьшать давление воздуха. При некотором предварительно заданном низком настроечном параметре воздуха, например, в контроллере (420), может быть подан аварийный сигнал низкого давления воздуха, и проверено условие низкого давления воздуха. После этого соленоидному клапану (E 14) отверстия на выходе может быть подан сигнал перейти в закрытое положение, и датчик (T 11) для текучей среды на выходе может подтвердить или проверить, что подача сжатого воздуха в сеть труб (BP) автоматически возвратилась к нормальному рабочему давлению. Датчик (T 11) для текучей среды может быть использован для того, чтобы предоставлять документированную историю как тестирования на низкое давление воздуха, так и тестирования автоматической подачи воздуха.
Предпочтительный автоматический узел (100) управления текучей средой может также обеспечивать и другое дистанционное тестирование системы (400) и ее разнообразных функциональных компонентов. Если описать это более конкретно, то узел (100) управления текучей средой может обеспечивать дистанционное тестирование на размыкание системы (400), без заполнения системы водой или другой противопожарной текучей средой. В предпочтительном способе, запорный клапан (E 9) предпочтительно посредством электрического сигнала закрывается, а второму приводимому в действие электричеством соленоидному клапану (E 14) у отверстия (124) на выходе подается сигнал открыться. После выпуска достаточного количества воздуха или спада давления воздуха, датчик (T11) для текучей среды на выходе может обеспечить, во второй Зоне 2 панели управления выпуском или контроллера (420), сигнал включения по низкому давлению для того, чтобы показать надлежащее функционирование и включение системы при обнаружении низкого давления. Контроллер (420) может записать надлежащее условие без потока воды только при потере воздуха (спринклера), при котором активируется первая зона "Зона 1" панели управления. Для определения надлежащего обнаружения системой повышения давления воздуха, второму клапану (E 14) на выходе может быть подан сигнал закрыться для того, чтобы позволить подаваемому газу или воздуху из источника (G) создать давление на выходе (110 b) узла (100). Датчик (T 11) для текучей среды может обнаружить и подать сигнал надлежащего условия давления газа в сети труб (BP). Может быть протестировано надлежащие условие без потока для системы (400) с двойной блокировкой, в котором имеется сигнал обнаружения пожара, но нет никакой потери давления воздуха. Первая зона "Зона 1" контроллера (420) активируется для того, чтобы имитировать обнаружение пожара. Без активированной второй зоны "Зона 2", предпочтительный датчик (T 14) для текучей среды в мембранной камере обнаруживает и подает сигнал, что нет никакого потока воды или изменения давления в камере. Контроллер (420) может записать надлежащее условие без потока только при активировании первой зоны "Зона 1" или имитируемом обнаружение пожара.
В предпочтительном дистанционном тесте размыкания, система (BP) труб спринклеров не заполняется водой и сохраняет свое внутреннее давление газа, которое определяется датчиком (T 15) для текучей среды в системе труб. Для выполнения этого теста, активируется каждая зона из числа первой и второй зон: Зоны 1, Зоны 2. Если описать это более конкретно, то дистанционно активируется зона "Зона 1" контроллера (420) для того, чтобы имитировать пожар, и первому выходному соленоидному клапану (E 13) подается сигнал открыться для того, чтобы выпустить воздух из выхода и имитировать включенный спринклер и активировать вторую зону "Зона 2" контроллера (420). Соответственно, первый соленоидный клапан (E 11) может быть отключен от электропитания, чтобы закрыться, а второму соленоидному клапану (E 12) подается сигнал открыться для того, чтобы понизить давление в мембранной камере (128), так, чтобы разомкнуть узел (100) и подать воду от входа (110 a) к выходу (110 b) и из соленоидного клапана (E 13) на выходе. Течение воды и/или давление, обнаруженное датчиком (T 12) для текучей среды в промежуточной камере, подтверждает надлежащее поток текучей среды и дает соответствующий сигнал контроллеру (420).
При предпочтительном дистанционном тесте размыкания, мембранный клапан (112 a) возвращается в исходное состояние, и проверяется повышение давления в системе. Соответственно, второй соленоидный клапан (E 12) закрывается, а первый соленоидный клапан (E 11)подключается к электропитанию, чтобы открыться для того, чтобы повысить давление в мембранной камере (128) для того, чтобы остановить течение воды от входа (110 a) к выходу (110 b). Как только датчик (T 13) для текучей среды на входе указывает стабильное давление, первый выходной соленоидный клапан (E 13) закрывается, и в выходе (110 b) автоматически создается давление воздухом из источника (G). Когда датчик (T 11) для текучей среды на выходе сигнализирует о нормальном давлении в системе и, в предпочтительном варианте, по существу эквивалентном давлению, определяемому датчиком (T 15) для текучей среды на отводных трубах (BP), запорный клапан (E 9) системы открывается. Все датчики для текучей среды оцениваются на стабильность и какие-либо утечки текучей среды. Предпочтительно, чтобы при удовлетворительном завершении теста на размыкание, контроллер (420) сделал запись о надлежащих обнаружении и реакции узла (100) на имитированные пожар и работу спринклера.
Кроме того, как было сказано выше, приводимые в действие электричеством точки управления или соленоидные клапаны (E) могут быть использованы для создания быстрого открывающего устройства или ускорителя системы. Например, датчик (T 11) для текучей среды в отверстии на выходе может осуществлять мониторинг спада давления газа внутри отводной трубы до порогового уровня, на котором должна иметь место вызванная низким давлением воздуха активация контроллера (420) в зоне 2. Датчик (T 11) в сочетании с контроллером (420) может определить некоторую пороговую скорость спада давления газа в системе (BP) труб, такую как, например, снижение 0,1 фунт-сил на квадратный дюйм/сек, которая определяет состояние включенного спринклера. При обнаружении этой пороговой скорости, контроллер (420) может подать сигнал на приведение в действие второго соленоидного клапана (E 12) для того, чтобы понизить давление текучей среды в мембранной камере (16) и инициировать включение автоматического клапанного узла (10’). Помимо этого, узел (10) и контроллер (320) могут включать в себя алгоритмы для обнаружения условия открывания спринклера, которое показано и описано в патенте США, имеющем номер 5,971,080, для обеспечения требуемого времени срабатывания системы, такого как, например, ускоренное время срабатывания. В дополнение к этому, система (400) может включать в себя один или более, включая сюда вплоть до четырех, приводимых в действие электричеством соленоидных клапанов (E 10), расположенных по линии (BP) ответвления и связанных с централизованным контроллером (420). Предпочтительно, чтобы соленоидные клапаны (E 10) были расположены в конце или на наиболее гидравлически удаленном участке системы труб (BP). Соленоидному клапану (соленоидным клапанам) (E 10) может подаваться сигнал и они могут приводиться в действие с некоторой предварительно заданной частотой, например, ежеквартально, и клапану (клапанам) (E 10) может подаваться сигнал на одновременное или последовательное приведение в действие для тестирования реакции системы на потерю воздуха. После приведения в действие соленоидного клапана (E 10), датчик (T 11) для текучей среды в отверстии на выходе может осуществлять мониторинг спада давления газа внутри сети труб. Централизованный контроллер (420) может сравнивать результаты теста с предшествующими результатами для проверки надлежащего функционирования активации по низкому пороговому значению, которая определяет ускоренную работу системы.
Предпочтительно, чтобы система (400) включала в себя пятый датчик (T 15) для текучей среды, расположенный вблизи от спринклеров (402) и по сети труб (BP) и предпочтительно в месте, удаленном от автоматического узла (100) управления текучей средой и, более предпочтительно, вблизи от соленоидных клапанов (E 10), которые могут служить в качестве тестовых соединений инспектора. В невключенном состоянии системы (400), датчик (T 15) для текучей среды в соединении с контроллером (420) предпочтительно периодически или непрерывно осуществляет мониторинг сжатого газа или воздуха системы в отношении какого-либо параметра из числа: давления на данный момент времени, изменения давления с течением времени, среднего давления в течение времени, скачков давления и падений давления. В дополнение к его использованию в дистанционном тесте размыкания, датчик (T 15) для текучей среды может передавать собранные данные контроллеру (420) и удаленному персоналу для использования, например, для определения напора, в концевой части, воды, поданной в удаленный участок спринклерных труб (BP) и для определения времени подачи текучей среды - воды. Пятый датчик (T 15) для текучей среды может быть использован в сочетании с датчиком (T 13) для текучей среды в отверстии на входе и контроллером (420), для того, чтобы определять зависимость "давление от времени" для заполнения системы (400) водой и время для стабилизации для этого количества открытых спринклеров (то есть, время, когда стабилизируется напор в концевой части). Это время для стабилизации может сообщаться дистанционно для проверки значений времени подачи воды для систем, вычисленных с использованием программного обеспечения для времени подачи текучей среды.
Датчик(и) (A 1) температуры окружающей среды в соединении с контроллером (420) предпочтительно периодически или непрерывно осуществляют мониторинг температуры окружающей среды, для защищаемой области (OCC), в отношении какого-либо параметра из числа: [температуры] на данный момент времени, изменения температуры окружающей среды с течением времени, средней температуры окружающей среды в течение времени. Для "сухих" систем, давление газа внутри труб (BP) может быть функцией температуры окружающей среды в занимаемом пространстве (OCC). Поскольку время подачи воды является функцией давления газа в системе труб системы, время подачи воды может быть функцией температуры окружающей среды. Соответственно, измеренные температуры окружающей среды могут быть объединены с показаниями расхода или давления текучей среды, поступающими от датчика (T 15) для текучей среды, для сообщения их удаленно расположенному персоналу для определения или оценки времени подачи текучей среды. Помимо этого, температурные профили, основанные на измеренных температурах окружающей среды, могут сравниваться с изменениями или профилями давления, зарегистрированными датчиками (T 11) (T 15) для текучей среды в каждом месте из числа: отверстия (124) на выходе и в предпочтительном удаленном месте в сети труб (BP). Эти сравнительные данные могут быть использованы для того, чтобы оценивать, выявлять, проверять и/или сравнивать и сопоставлять вычисленные значения времени подачи воды в предполагаемых условиях окружающей среды со значениями времени подачи воды, определенными при фактических условиях.
Хотя настоящее изобретение было раскрыто со ссылкой на некоторые варианты своего воплощения, возможны многочисленные модификации, изменения и замены в описанных вариантах воплощения изобретения, не выходящие при этом за рамки сферы и объема настоящего изобретения, которые определены в прилагаемой формуле изобретения. Соответственно, предполагается, что настоящее изобретение не ограничено описанными вариантами своего воплощения, но что оно имеет полный объем, определенный формулировками нижеследующей формулы изобретения и ее эквивалентов.