УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИНЕРТИРОВАНИЯ С ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНЫМ УСТРОЙСТВОМ
DEVICE FOR INERTING WITH SAFETY DEVICE

Настоящее изобретение относится к устройству инертирования для установления и поддержания заданного уровня инертирования внутри защищаемого помещения, которое подлежит мониторингу, причем это устройство инертирования включает в себя управляемую систему инертного газа для подачи инертного газа, систему труб подачи, соединенную с системой инертного газа и выполненную с возможностью соединения с защищаемым помещением, и причем блок управления системой инертного газа выполнен с возможностью управления системой инертного газа так, что скорость подачи инертного газа системой инертного газа обеспечивает объем, достаточный для установления и/или поддержания первого заранее заданного уровня инертирования внутри защищаемого помещения.
Такое устройство инертирования, по существу, известно из уровня техники. Например, в описании изобретения к патенту Германии DE 19811851 С2 говорится об устройстве инертирования для снижения риска возгорания и для тушения огня в закрытых помещениях. Таким образом, известная система выполнена с возможностью снижения содержания кислорода в закрытом помещении (далее называемом «защищаемое помещение») до заданного уровня основного инертирования и, в случае возникновения огня, дополнительного быстрого снижения содержания кислорода вплоть до уровня полного инертирования, что приводит к эффективному тушению огня при использовании наименьших по объему резервуаров для инертного газа. С этой целью известное устройство содержит систему инертного газа, которая может управляться блоком управления, а также систему труб подачи, подсоединенную к системе инертного газа и к защищаемому помещению, через которую инертный газ, подаваемый системой инертного газа, вводится в защищаемое помещение. Система инертного газа может быть выполнена либо в виде батареи стальных баллонов, в которых хранится сжатый инертный газ, либо в виде системы для производства инертных газов.
Принцип работы устройства инертирования для снижения риска возгорания и его тушения в замкнутых помещениях в общем основан на знании о том, что при нормальных условиях в замкнутых помещениях, в которые лишь иногда заходят люди или животные, и в которых находится оборудование, чувствительное к воздействию воды, риск возникновения возгораний может быть снижен путем постоянного снижения в данном помещении концентрации кислорода до значений, равных, например, приблизительно 12% по объему. При этой концентрации кислорода большинство горючих материалов прекращают горение. Настоящее изобретение может применяться в общем в помещениях компьютерных центров, помещениях с электрическим щитовым и распределительным оборудованием, замкнутых помещениях, а также в складских помещениях, где хранятся коммерческие товары высокой стоимости.
Предотвращение возгорания и/или его тушение, происходящие в процессе инертирования, основаны на принципе замещения кислорода. Как известно, обычный атмосферный воздух состоит из 21% по объему кислорода, 78% по объему азота и 1% по объему других газов. Для того чтобы эффективно снизить риск возникновения возгорания в защищаемом помещении, в данном помещении дополнительно повышают концентрацию азота путем введения инертного газа, например азота, таким образом снижая процентное содержание кислорода. Что касается тушения огня, то известно, что тушение происходит, когда процентное содержание кислорода падает ниже 15% по объему. В зависимости от горючести материалов, хранящихся в защищаемом помещении, может возникнуть необходимость дополнительно снизить содержание кислорода, например, до 12% по объему. Иными словами, при постоянном инертировании защищаемого помещения до так называемого «уровня основного инертирования», при котором содержание кислорода в атмосфере помещения, например, ниже 15% по объему, опасность возгорания внутри защищаемого помещения может быть эффективно снижена.
Термин «уровень основного инертирования» в контексте настоящего документа в общем относится к содержанию кислорода в атмосфере защищаемого помещения, которое уменьшено по сравнению с содержанием кислорода во внешней атмосфере, но тем не менее это уменьшенное содержание кислорода с медицинской точки зрения, в принципе, не представляет никакой опасности для людей или животных, так что они могут войти в защищаемое помещение при условии соблюдения конкретных защитных мер. Как упомянуто выше, установление уровня основного инертирования, который в отличие от так называемого «уровня полного инертирования» не обязательно соответствует содержанию кислорода, сниженному до значений эффективного гашения огня, служит, главным образом, для снижения риска возникновения в замкнутом помещении огня. Уровень основного инертирования соответствует содержанию кислорода [в зависимости от условий в каждом конкретном случае) составляющему, например, от 13% до 15% по объему.
С другой стороны, термин «уровень полного инертирования» относится к содержанию кислорода, которое дополнительно снижено по сравнению с содержанием кислорода, соответствующем уровню основного инертирования, при котором воспламеняемость большинства материалов уменьшена настолько, что они уже не способны к воспламенению. В зависимости от пожарной нагрузки в защищаемом помещении уровень основного инертирования в общем расположен в пределах от 11% до 12% по объему содержания кислорода.
Несмотря на то, что сниженное содержание кислорода в атмосфере защищаемого помещения, соответствующее уровню основного инертирования, в принципе, не представляет опасности для людей или животных, так, что они по меньшей мере на короткие периоды времени могут без каких либо серьезных затруднений войти в защищаемое помещение, например, без респираторов, при входе в защищаемое помещение, подвергающееся постоянному инертированию до уровня основного инертирования, должны соблюдаться определенные правила техники безопасности, диктуемые государственными нормативными документами, поскольку пребывание в атмосфере с пониженным содержанием кислорода может в принципе привести к дефициту кислорода, который при определенных обстоятельствах может привести к физиологическим последствиям для человеческого организма.
В нижеприведенной Таблице 1 представлены результаты такого воздействия на человеческий организм и влияние на горючесть материалов.
Для соблюдения техники безопасности относительно входа в защищаемое помещение, правила которой сформулированы в государственных нормативных документах, и принимая во внимание, что эти правила становятся более жесткими по мере снижения содержания кислорода в атмосфере внутри защищаемого помещения, для обеспечения входа в данное помещение и на время пребывания в нем субъекта может быть предусмотрено повышение постоянного уровня инертирования с уровня основного инертирования до так называемого уровня доступа, при котором требования техники безопасности менее жесткие и проще в соблюдении.
Таблица 1
Процентное
содержание
Влияние на
Влияние на
кислорода внутри
человеческий
горючесть
защищаемого
организм
материалов
помещения
8% по объему
Опасно для жизни
Материалы не горят
Вызывает спутанное
10% по объему
сознание и
Материалы не горят
снижает
восприятие боли
Усталость,
увеличение
12% по объему
дыхательного
Пониженная горючесть
объема и учащенный
пульс
15% по объему
Не влияет
Пониженная горючесть
21% по объему
Не влияет
Не влияет
Например, в защищаемом помещении, в котором при нормальных условиях постоянно поддерживается уровень основного инертирования, например, составляющий от 13,8% до 14,5% кислорода по объему, при котором, согласно Таблице 1, достигается эффективное тушение огня, будет логично повысить процентное содержание кислорода до уровня доступа, составляющего, например, от 15% до 18% по объему, в момент, когда в помещение необходимо войти, например, с целью проведения технического обслуживания.
С медицинской точки зрения ограниченное количество времени, проведенное в атмосфере с пониженным до уровня доступа содержанием кислорода, является безопасным для всех людей, если они не страдают сердечно-сосудистыми, циркуляторными или респираторными заболеваниями, и в этом случае согласно государственным нормативным документам вообще не требуется использовать дополнительные меры обеспечения безопасности или требуется использовать несложные дополнительные меры обеспечения безопасности.
Повышение уровня инертирования в защищаемом помещении с уровня основного инертирования до уровня доступа обычно производится путем соответствующего управления системой инертного газа. Поэтому имеет смысл, особенно с экономической точки зрения, постоянно поддерживать в защищаемом помещении установленный уровень инертирования на уровне доступа, пока внутри помещения находятся люди (при необходимости в пределах соответствующего диапазона управления), с целью минимизировать объем инертного газа, который будет необходимо снова ввести в защищаемое помещение для того, чтобы заново установить уровень основного инертирования после выхода из помещения людей. Вследствие этого система инертного газа должна также производить и/или подавать инертный газ в течение периода, когда в защищаемое помещение обеспечивается доступ, так, чтобы инертный газ соответственно подавался в защищаемое пространство со скоростью, необходимой для поддержания уровня содержания инертного газа в защищаемом пространстве на уровне доступа (при необходимости в пределах конкретного диапазона управления).
Таким образом, термин «уровень доступа», используемый в рамках настоящей заявки, означает такое содержание кислорода в атмосфере защищаемого помещения, которое является сниженным по сравнению с содержанием кислорода в обычном атмосферном воздухе до такого уровня, при котором для входа в защищаемое помещение, в соответствии с государственными нормативными актами, не требуется соблюдения дополнительных мер безопасности или требуется соблюдение незначительных дополнительных мер безопасности. Как правило, уровень доступа соответствует такому содержанию кислорода в атмосфере помещения, которое выше содержания кислорода при уровне основного инертирования.
Известно, что скорость подачи инертного газа, подаваемого системой инертного газа, может зависеть от уровня инертирования, установленного в защищаемом помещении (уровня доступа, уровня основного инертирования, уровня полного инертирования) или скорости воздухообмена внутри защищаемого помещения, а также от других параметров, таких как температура или давление внутри защищаемого помещения.
Соответственно необходимо, чтобы система инертного газа, используемая в устройстве инертирования, была выполнена с возможностью подавать инертный газ в любое время таким образом, чтобы внутри защищаемого пространства поддерживался заданный уровень инертирования. В частности, система инертирования должна быть выполнена с возможностью подавать инертный газ в любое время с разной скоростью подачи газа, в зависимости от соответствующих требований, для того, чтобы компенсировать утечки газа из защищаемого помещения, любые возможные потери инертного газа через систему кондиционирования воздуха и/или вентиляционные системы, находящиеся в защищаемом помещении, или утечки при изъятии товаров из защищаемого помещения. С другой стороны, система инертного газа должна быть выполнена с точки зрения своих возможностей таким образом, чтобы обеспечивать достаточную скорость подачи инертного газа, позволяющую поддерживать заданный уровень инертирования в течение желаемого периода времени.
В сущности, подходящая для этих целей система инертного газа - это система, которая может управляться блоком управления системы инертного газа, а значит и скорость подачи инертного газа может соответственно регулироваться блоком управления системой инертного газа.
Таким образом, задачей настоящего изобретения является поиск решения проблемы невозможности обеспечения надежного поддержания в защищаемом помещении уровня инертирования, соответствующего заданному уровню доступа, при сбое в работе блока управления этой системой инертного газа или при его выходе из строя, например, когда кто-либо входит в защищаемое помещение. Это особенно проблематично, когда при входе в защищаемое пространство скорость подачи инертного газа, подаваемого системой инертного газа, выше скорости подачи инертного газа, необходимой для поддержания уровня доступа. В этом случае содержание кислорода в атмосфере защищаемого помещения упадет ниже уровня доступа, вследствие чего вход в защищаемое помещение становится рискованным с медицинской точки зрения.
Соответственно задачей настоящего изобретения является дополнительное улучшение устройства инертирования описанного выше типа таким образом, чтобы достоверно обеспечить, даже в случае сбоя в управлении системой инертного газа или при выходе из строя блока управления системой инертного газа, поддержание уровня доступа внутри защищаемого помещения в момент входа в защищаемое помещение, атмосфера в котором обычно постоянно поддерживается инертной на уровне основного инертирования.
Настоящее изобретение в общем основано на задаче детального описания устройства инертирования, которое позволяет надежно устанавливать и поддерживать заданный уровень инертирования внутри защищаемого помещения, подлежащего мониторингу, даже в случае сбоя или выходе из строя блока управления системой инертного газа, или в случае, если блок управления системой инертного газа не выполнен с возможностью регулирования скорости подачи инертного газа системой инертного газа с достаточной разрешающей способностью и/или точностью.
Эта задача решается при помощи устройства инертирования, упомянутого выше, причем это устройство дополнительно содержит предохранительное устройство, выполненное с возможностью регулирования скорости подачи инертного газа в защищаемое пространство в случае сбоя в управлении системой инертного газа или в случае выхода из строя блока управления системой инертного газа, с целью установления и/или поддержания внутри защищаемого помещения второго заданного уровня инертирования.
Термины «сбой в управлении системой инертного газа» и «выход из строя блока управления системой инертного газа», используемые в настоящем документе, в сущности означают условия, при которых блок управления системой инертного газа и/или система инертного газа не способны (по любой причине) или не выполнены так, чтобы система инертного газа подавала инертный газ со скоростью, необходимой для установления и/или поддержания с наибольшей точностью заданного уровня инертирования при достаточной разрешающей способности и/или точности.
Преимущества, достигаемые в результате реализации настоящего изобретательского решения, очевидны. Использование предохранительного устройства, которое предпочтительно функционирует независимо от блока управления системой инертного газа, практически всегда обеспечивает, что конкретный заранее заданный уровень инертирования будет установлен и/или будет с точностью поддерживаться в атмосфере внутри защищаемого помещения, даже в случае поломки системы. Таким образом, люди могут при необходимости сразу же зайти в защищаемое помещение без опасений и каких-либо неудобств. Дополнительно изобретательское решение позволяет избежать полного временного прекращения постоянного инертирования в защищаемом пространстве на период обеспечения доступа в это помещение. Как указано выше, полное прекращение постоянного инертирования нежелательно, особенно с экономической точки зрения, так как в этом случае, например после входа в защищаемое помещение для восстановления внутри защищаемого помещения, например, уровня основного инертирования, необходимо будет, чтобы система инертного газа подавала большее количество инертного газа.
Другими словами, решение согласно настоящему изобретению предусматривает использование предохранительного устройства для защищаемых помещений, главным образом, с целью обеспечения того, что содержание кислорода в атмосфере защищаемого помещения, которое было подвергнуто инертированию до уровня доступа, не достигнет значений, при которых оно будет представлять опасность для людей, даже если система подачи азота не перестанет вводить инертный газ вследствие сбоя (например, в управлении), или если система подачи азота будет, по существу, выполнена без возможности подачи инертного газа с пониженной скоростью, отличной от нуля. В то же самое время настоящее изобретательское решение обеспечивает такое выполнение системы подачи азота с целью подачи достаточного объемного расхода, которое позволяет восстановить и непрерывно поддерживать уровень основного инертирования в течение желаемого периода времени, например, как только в защищаемое помещение больше не входят люди. Как указано выше, система инертного газа должна быть выполнена с возможностью подачи инертного газа с такой скоростью, чтобы компенсировать утечку из помещения или любые потенциальные потери, вызванные системами кондиционирования или в случае изъятия товаров.
Однако изобретательское решение в рамках настоящей заявки не только подходит для надежного поддержания или установления уровня доступа внутри защищаемого помещения несмотря на сбой в управлении системой инертного газа, но и фактически позволяет предохранительному устройству достоверно поддерживать любой уровень инертирования, который должен быть установлен в защищаемом помещении, например уровень основного инертирования или уровень полного инертирования.
Дополнительные варианты выполнения данного изобретения, обладающие преимуществами, описаны в зависимых пунктах формулы изобретения.
Что касается предохранительного устройства, то особенно предпочтительно, чтобы в случае, когда внутри защищаемого помещения необходимо установить и/или поддерживать второй заданный уровень инертирования, предохранительное устройство снижало максимальную скорость подачи инертного газа в защищаемое помещение таким образом, чтобы содержание кислорода внутри защищаемого помещения не могло понизиться ниже второго заданного уровня инертирования. Снижение максимальной скорости подачи инертного газа в защищаемое помещение может осуществляться, например, путем выполнения системы инертного газа таким образом, чтобы ее возможности соответственно ограничивались подходящим образом даже в случае выхода из строя блока управления и/или датчиков (особенно датчиков объемного расхода и/или датчиков инертного газа, и/или кислорода). Если, например, второй заданный уровень инертирования является уровнем доступа, изобретательское решение согласно настоящему изобретению обеспечивает, что в момент, когда кто-либо входит в защищаемое помещение, содержание кислорода в атмосфере помещения, по существу, не может являться опасным для здоровья, даже в случае, если происходит сбой в управлении системой инертного газа.
В особенно предпочтительном варианте выполнения предохранительного устройства согласно настоящему изобретению предусматривается, что данное предохранительное устройство содержит по меньшей мере один управляемый отсечной клапан, размещенный в системе труб подачи, для разрыва связи, которая может быть установлена системой труб подачи между системой инертного газа и защищаемым помещением, по меньшей мере одну систему перепускных труб, имеющую второй управляемый отсечной клапан для обеспечения обходной связи между системой инертного газа и защищаемым помещением, и блок управления предохранительным устройством, причем блок управления предохранительным устройством выполнен с возможностью закрывать первый управляемый отсечной клапан и открывать второй управляемый отсечной клапан в случае сбоя в управлении системой инертного газа или в случае выхода из строя блока управления системой инертного газа; и при этом система перепускных труб, которая обходит первый управляемый отсечной клапан, выполнена с возможностью регулирования скорости подачи в защищаемое помещение инертного газа через систему перепускных труб для установления и/или поддержания внутри защищаемого помещения второго заданного уровня инертирования. Этот обладающий преимуществами вариант выполнения предохранительного устройства характеризуется простой конструкцией, что также упрощает доработку обычных систем инертного газа с помощью таких предохранительных устройств. В частности, обычные системы инертного газа могут быть соответственно модифицированы с проведением незначительных структурных изменений в сочетании с незначительными финансовыми затратами.
С другой стороны, лишь некоторые известные из уровня техники и проверенные компоненты содержат предохранительное устройство, что обладает преимуществами не только с точки зрения затрат, но также обеспечивает надежное функционирование указанного предохранительного устройства. В данном случае можно интегрировать блок управления предохранительным устройством в имеющийся блок управления системой инертного газа в качестве модуля управления, например, как дополнительный модуль программного обеспечения. Конечно, можно также выполнить блок управления предохранительным устройством отдельно от блока управления системой инертного газа.
В принципе, возможно, чтобы пользователь задавал уровень инертирования, который должен быть установлен и должен далее поддерживаться внутри защищаемого помещения, с блока управления системой инертного газа. Однако блок управления системой инертного газа может также независимо управлять системой инертного газа с целью установления желаемого уровня инертирования внутри защищаемого помещения, например, согласно заданной последовательности событий. Что касается блока управления предохранительным устройством, расположенного в предохранительном устройстве, необходимо, чтобы этот блок мог осуществлять связь с блоком управления системой инертного газа для того, чтобы в случае сбоя надлежащим образом осуществлялось управление соответствующими отсечными клапанами.
Относительно первого и второго отсечных клапанов следует отметить, что не только эти два клапанных блока могут быть предусмотрены как отдельные компоненты устройства инертирования, возможно также использовать трехходовый клапанный блок, который будет совмещать функции первого и второго отсечных клапанов в одном отдельном компоненте. Подходящие клапанные блоки известны из уровня техники и не будут детально описываться в рамках настоящей заявки.
Относительно системы перепускных труб согласно следующему предпочтительному варианту выполнения предохранительного устройства согласно настоящему изобретению возможно также, чтобы эта система включала в себя часть, содержащую эффективное сечение, выполненное с возможностью регулирования скорости подачи в защищаемое помещение инертного газа через систему перепускных труб для установления и/или поддержания в защищаемом помещении второго заданного уровня инертирования. Таким образом, например, возможно, чтобы эффективное сечение в данной части системы перепускных труб, которая либо составляет лишь одну часть системы перепускных труб, либо может представлять собой всю систему перепускных труб, было конкретно задано в соответствии со скоростью воздухообмена в защищаемом пространстве. Если скорость подачи инертного газа, который необходимо подать в защищаемое помещение для того, чтобы поддерживать определенный уровень инертирования, например уровень доступа или уровень основного инертирования, известна, то возможно заранее рассчитать размеры сечения системы перепускных труб таким образом, чтобы это сечение соответствовало объему инертного газа, подаваемого в защищаемое помещение через систему перепускных труб для установления конкретного уровня инертирования.
Однако, конечно, возможно также, чтобы блок управления предохранительным устройством регулировал эффективное сечение системы перепускных труб с целью лучшей настройки скорости подачи в защищаемое помещение инертного газа через систему перепускных труб в соответствии со скоростью воздухообмена в этом помещении. Более того, этот дополнительный вариант выполнения изобретения с настраиваемым эффективным сечением характеризуется еще и тем, что в защищаемом помещении могут устанавливаться и/или четко поддерживаться различные уровни инертирования, которые могут быть заданы пользователем.
В особенно предпочтительном варианте выполнения системы перепускных труб предусматривается, что эта система включает в себя регулятор объемного расхода, управляемый блоком управления предохранительным устройством, для ограничения скорости подачи в защищаемое помещение инертного газа через систему перепускных труб. Регулятор объемного расхода, таким образом, выполняет функции ограничителя потока с целью простого, но эффективного регулирования скорости подачи в защищаемое помещение инертного газа через систему перепускных труб. Техническое выполнение регулятора объемного расхода не будет детально описано в настоящей заявке. В принципе, здесь могут использоваться все устройства, известные из уровня техники, которые могут регулировать жидкостный объемный расход.
Для того чтобы достичь как можно более четкого установления и поддержания уровня инертирования, который необходимо установить в защищаемом помещении путем подачи подходящего количества инертного газа и/или путем регулирования подачи, например, свежего воздуха или кислорода из окружающей атмосферы, предпочтительно предусмотрено, что устройство инертирования дополнительно содержит по меньшей мере одно средство обнаружения кислорода для определения содержания кислорода в атмосфере внутри защищаемого помещения, в соответствии с чем блок управления системой инертного газа и/или блок управления предохранительным устройством выполнены таким образом, чтобы регулировать скорость подачи в защищаемое помещение инертного газа в зависимости от содержания кислорода, измеренного в защищаемом помещении. Таким образом, возможно, чтобы средство обнаружения кислорода постоянно или с заданным интервалом подавало соответствующий сигнал в соответствующие блоки управления, в результате чего осуществляется управление либо системой инертного газа, либо регулятором объемного расхода с тем, чтобы в защищаемое помещение всегда с необходимой скоростью подавался инертный газ для поддержания уровня инертирования, установленного внутри защищаемого помещения.
Следует отметить, что специалисту в данной области будет понятно, что термин «поддержание содержания кислорода на конкретном уровне инертирования», используемый в данном документе, относится к поддержанию содержания кислорода на уровне инертирования в конкретном диапазоне регулирования, вследствие чего указанный диапазон регулирования может быть предпочтительно выбран исходя из типа защищаемого помещения (например, в зависимости от скорости воздухообмена или в зависимости от хранящихся в защищаемом помещении материалов) и/или исходя из типа используемой системы инертного газа или предохранительного устройства. Такой диапазон регулирования обычно составляет от ± - 0,1% до 0,4% по объему. Конечно, возможно использование другого диапазона регулирования.
50
Однако в качестве дополнения к вышеупомянутому постоянному или регулярному измерению содержания кислорода предварительным расчетам может подвергаться и поддержание содержания кислорода на заданном конкретном уровне инертирования, причем в расчетах должны быть приняты во внимание конкретные параметры строения защищаемого помещения, такие как, например, значение n защищаемого помещения и/или разница между давлением внутри защищаемого помещения и снаружи.
Для использования в качестве средств обнаружения кислорода особенно подходят аспиративные средства. Такие средства постоянно извлекают пробы из атмосферы внутри защищаемого помещения, которое подлежит мониторингу, и подают их в датчик кислорода, который направляет соответствующий сигнал в соответствующий блок управления. Однако в качестве средства обнаружения кислорода может быть использован и бесконтактный (оптический) способ определения содержания кислорода. Для этого подходит измерительная технология PSP (PSP=реагирующая на давление краска). Оптический бесконтактный способ определения содержания кислорода внутри защищаемого помещения особенно подходит для помещений, в которых невозможно дополнительно установить обычные (особенно проводные) датчики кислорода, например, из-за особенностей их строения.
Для надежного функционирования изобретательского решения согласно настоящему изобретению, наконец, предпочтительно предусмотрено, что средство обнаружения кислорода содержит множество датчиков кислорода, работающих параллельно друг с другом, в соответствии с чем блок управления системой инертного газа и/или блок управления предохранительным устройством выполнены с возможностью установления объема инертного газа, подаваемого в защищаемое помещение, в зависимости от содержания в атмосфере защищаемого помещения кислорода, зарегистрированного соответствующими датчиками кислорода. В предпочтительном варианте выполнения по меньшей мере часть датчиков, используемых в качестве множества работающих параллельно друг с другом датчиков кислорода, функционируют на основе различных технологий определения содержания кислорода в атмосфере внутри защищаемого помещения, включая, например, парамагнитные датчики, датчики из двуокиси циркония, системы датчиков PSP и так далее. Возможным является такой вариант выполнения блока управления системой инертного газа и/или блока управления предохранительным устройством, который позволит подавать сигнал о сбое и/или сигнал о срочной остановке для выключения системы инертного газа, когда по меньшей мере один датчик содержания кислорода в атмосфере защищаемого помещения регистрирует отклонение, заключающееся в превышении конкретного заданного значения содержания кислорода, измеряемого другими датчиками кислорода.
Особенно предпочтительный дополнительный вариант выполнения изобретения предусматривает, что система инертного газа включает в себя компрессор атмосферного воздуха и соединенный с ним генератор инертного газа, причем блок управления системой инертного газа выполнен с возможностью управления объемом потока воздуха, исходящего из компрессора атмосферного воздуха таким образом, чтобы объем инертного газа, подаваемого системой инертного газа, устанавливался на уровне, подходящем для установления и/или поддержания первого заданного уровня инертирования. Это решение, являющееся предпочтительным в отношении системы инертного газа, характеризуется тем, что система инертного газа может генерировать инертный газ на месте эксплуатации, за счет чего исключается необходимость, например, обеспечения батареи резервуаров для хранения сжатого инертного газа.
Однако, конечно, также возможно, чтобы система инертного газа содержала резервуар для хранения инертного газа под давлением, причем блок управления системой инертного газа должен быть выполнен с возможностью управления управляемым редуктором давления, расположенным в резервуаре для хранения инертного газа под давлением, соединенном с системой труб подачи с целью установления и/или поддержания такого объема подачи инертного газа, подаваемого системой инертного газа, который необходим для заданного первого уровня инертирования. Резервуар для хранения инертного газа под давлением может, таким образом, быть выполнен в сочетании с вышеупомянутым компрессором атмосферного воздуха или отдельно от него.
Особенно предпочтительный дополнительный вариант данного варианта выполнения, в котором система инертного газа содержит резервуар для хранения инертного газа под давлением, предусматривает, что устройство инертирования содержит клапанный механизм регулируемого давления, который открывается при первом заданном диапазоне давления, например, равном от 1 до 4 бар, и позволяет резервуару для хранения инертного газа под давлением наполняться через систему инертного газа. Дополнительно возможно, чтобы предохранительное устройство в данном предпочтительном варианте выполнения содержало систему перепускных труб, подсоединенную к резервуару для хранения инертного газа под давлением.
Как упомянуто выше, данное изобретательское решение не ограничивается лишь установлением или поддержанием уровня доступа внутри защищаемого помещения в случае сбоя управления системой инертного газа. Наоборот, устройство инертирования согласно настоящему изобретению выполнено так, чтобы первый и/или второй заданный уровень инертирования мог быть уровнем полного инертирования, уровнем основного инертирования и уровнем доступа.
Далее приведено более подробное описание двух вариантов выполнения устройства инертирования согласно настоящему изобретению со ссылкой на чертежи, на которых показано:
Фиг.1 - схематичное представление первого предпочтительного варианта выполнения устройства инертирования согласно настоящему изобретению;
Фиг.2 - схематичное представление второго предпочтительного варианта выполнения устройства инертирования согласно настоящему изобретению.
На Фиг.1 показано схематичное представление первого предпочтительного варианта выполнения устройства 1 инертирования согласно изобретению для установления и поддержания заранее заданного уровня инертирования внутри защищаемого помещения 2, подлежащего мониторингу. Устройство 1 инертирования, по существу, содержит систему инертного газа, которая состоит из компрессора 10 атмосферного воздуха и соединенного с ним генератора 11 инертного газа. Дополнительно предусмотрен блок 30 управления системой инертного газа, который выполнен с возможностью управления объемным расходом воздуха, исходящего из компрессора 10 атмосферного воздуха, при помощи соответствующих сигналов. Таким образом, скорость подачи инертного газа из системы 10, 11 инертного газа может устанавливаться, по меньшей мере частично, при помощи блока 30 управления системой инертного газа.
Инертный газ, производимый системой 10, 11 инертного газа, подается через систему 20 труб подачи в защищаемое помещение 2, подлежащее мониторингу; конечно, к системе труб подачи может быть подключено любое количество защищаемых помещений. В частности, подача инертного газа, производимого системой 10, 11 инертного газа, обеспечивается через соответствующие выходные форсунки 21, расположенные в подходящих местах в пределах защищаемого помещения 2.
В предпочтительном варианте выполнения изобретательского решения инертный газ, предпочтительно азот, получают локально из атмосферного воздуха. Генератор инертного газа и/или генератор 11 азота функционирует по принципу, например, мембранной технологии или технологии короткоциклового безнагревного адсобционного разделения газов (PSA), известных из уровня техники, с целью производства обогащенного азотом воздуха, содержащего, например, от 90% до 95% по объему азота. Этот обогащенный азотом воздух служит в предпочтительном варианте выполнения в качестве инертного газа, подаваемого в защищаемое помещение 2 через систему 20 труб подачи. Обогащенный кислородом воздух, который образуется при производстве инертного газа, выпускают во внешнюю атмосферу через другую систему труб.
В частности, предусматривается, что блок 30 управления системой инертного газа выполнен с возможностью управления системой 10, 11 инертного газа в соответствии, например, с сигналом, вводимым пользователем с блока 30 управления с тем, чтобы объем инертного газа, подаваемого системой инертного газа, соответствовал объему, необходимому для установления и/или поддержания внутри защищаемого помещения 2 заданного уровня инертирования. Желаемый уровень инертирования может быть выбран с блока 30 управления системой инертного газа, например, с использованием клавиатуры или защищенного паролем элемента управления (не показан детально). Однако, конечно, также возможно, чтобы уровень инертирования выбирался при наступлении заданных событий.
Если, например, уровень основного инертирования, установленный с учетом характерных особенностей защищаемого помещения 2, выбран на блоке 20 управления системой инертного газа, включается трехходовый клапан 41, 42, расположенный в системе 20 труб подачи, который направляет инертный газ непосредственно в защищаемое помещение 2.
Однако в случае, если в защищаемое помещение 2 необходимо войти людям, например, когда нужно изъять товары из защищаемого помещения 2 или внутри защищаемого помещения 2 нужно провести работы по техническому обслуживанию, в защищаемом помещении необходимо поднять уровень постоянного инертирования с уровня основного инертирования до уровня доступа с тем, чтобы обеспечить безопасный с медицинской точки зрения вход без каких-либо мер безопасности. Как уже было сказано, уровень доступа соответствует более высокому содержанию кислорода в атмосфере внутри защищаемого помещения 2 по сравнению с содержанием кислорода при уровне основного инертирования. С другой стороны, даже когда в защищаемом помещении 2 устанавливается уровень доступа, оно продолжает подвергаться постоянному инертированию, что является преимуществом, в особенности с экономической точки зрения, так это позволяет использовать наименьший объем инертного газа для восстановления уровня основного инертирования.
Если уровень доступа, предпочтительно установленный в соответствии с характерными особенностями защищаемого помещения 2, выбирают на блоке 30 управления системой инертного газа, блок 30 управления системой инертного газа передает в трехходовый клапанный блок 41, 42 соответствующий сигнал, который разрывает прямую связь между системой 10, 11 инертного газа и защищаемым помещением 2, обеспеченную системой 20 труб подачи, так, что инертный газ перенаправляется в систему 43 перепускных труб. Как показано, система 43 перепускных труб в предпочтительном варианте выполнения служит для обеспечения обходной связи между системой 10, 11 инертного газа и защищаемым помещением 2, посредством чего обходная связь обходит часть системы 20 труб подачи, управляемую при помощи управляемого отсечного клапана (первого управляемого отсечного клапана), расположенного в данной системе 20 труб подачи.
Далее видно, что после того, как система 43 перепускных труб обходит отсечной клапан 41, она опять подсоединяется к системе 20 труб подачи, так что инертный газ, подаваемый в защищаемое помещение 2 через систему 43 перепускных труб, может подаваться через те же форсунки 21 инертного газа. Однако, конечно, также возможно, чтобы система 43 перепускных труб была выполнена со своими отдельными форсунками для инертного газа, расположенными в защищаемом помещении 2.
Для того чтобы скорость подачи в защищаемое помещение 2 инертного газа через систему 43 перепускных труб могла быть соответственно установлена на значениях, необходимых для установления и поддержания внутри защищаемого помещения 2 необходимого уровня инертирования, вне зависимости от управления системой 10, 11 инертного газа, осуществляемого блоком 30 управления системой инертного газа, в систему 43 перепускных труб в часть 43а встроен управляемый регулятор 44 объемного расхода. Этот регулятор 44 объемного расхода служит для ограничения скорости подачи в защищаемое помещение 2 инертного газа, осуществляемой через систему 43 перепускных труб.
В частности, регулятор 44 объемного расхода может надлежащим образом управляться либо посредством блока 30 управления системой инертного газа, либо блоком 40 управления предохранительным устройством, который не зависит от блока 30 управления системой инертного газа. В предпочтительном варианте выполнения блок 40 управления предохранительным устройством выполнен как независимый модуль управления в блоке 30 управления системой инертного газа. Однако, конечно, также возможно пространственно разделить друг от друга два блока 30, 40 управления в различных модулях аппаратного обеспечения.
И блок 30 управления системой инертного газа, и блок 40 управления предохранительным устройством принципиально выполнены так, что пользователь может вводить с них желаемый уровень инертирования. Исходя из заданного уровня инертирования и предпочтительно также из содержания кислорода в атмосфере внутри защищаемого помещения 2, определяемого средствами 50 обнаружения кислорода, система 10, 11 инертного газа и/или регулятор 44 объемного расхода соответственно управляются блоками 30/40 управления таким образом, чтобы обеспечить такую скорость подачи инертного газа, которая необходима для установления и поддержания заданного уровня инертирования.
Изобретательское решение, проиллюстрированное на примере первого варианта выполнения, представленного на Фиг.1, в частности, характеризуется тем, что трехходовый клапан 41, 42, система 43 перепускных труб и регулятор 44 объемного расхода, управляемые блоком 40 управления предохранительным устройством, составляют предохранительное устройство, которое в случае сбоя управления системой 10, 11 инертного газа, осуществляемого блоком 30 управления, или в случае выхода из строя блока 30 управления системой инертного газа, в принципе, регулирует скорость подачи в защищаемое помещение 2 инертного газа таким образом, что заданный уровень инертирования внутри защищаемого помещения 2, например уровень основного инертирования или уровень доступа, может быть надежно установлен и/или четко поддерживаться.
Однако, конечно, также возможно, чтобы предохранительное устройство приводилось в действие, когда в защищаемом помещении 2, подвергающемся постоянному инертированию, уровень инертирования поднимается с уровня основного инертирования до уровня доступа, или, проще говоря, когда уровень инертирования необходимо изменить. Это имеет смысл, например, когда система 10, 11 инертного газа не может управляться посредством блока 30 управления системой инертного газа с достаточной разрешающей способностью для того, чтобы четко регулировать скорость инертного газа, подаваемого системой 10, 11 инертного газа в соответствии с существующими требованиями. Это происходит, например, если блок 30 управления системой инертного газа может лишь включать и выключать систему инертного газа. Так как в случае, когда внутри защищаемого помещения 2 установлен уровень доступа, необходимо, чтобы внутри помещения был конкретный (даже если по необходимости уменьшенный) объем инертного газа, подаваемого постоянно или в конкретные временные интервалы, для поддержания установленного в помещении уровня доступа (при необходимости в рамках конкретного диапазона управления), недостаточно полного прекращения работы системы 10, 11 инертного газа на время, когда кто-либо входит в защищаемое помещение. По сути, система инертного газа должна подавать инертный газ практически постоянно. Таким образом, прекращение работы системы 10, 11 не является альтернативой, позволяющей обеспечить доступ в защищаемое помещение 2.
В этом случае, то есть когда блок 30 управления системой инертного газа лишь включает и выключает систему 10, 11 инертного газа, объем инертного газа, необходимый для защищаемого помещения 2 в течение времени, когда, например, необходимо установить уровень доступа, должен устанавливаться и подаваться посредством предохранительного устройства.
На Фиг.2 представлен второй предпочтительный вариант выполнения устройства 1 инертирования согласно настоящему изобретению. В этом варианте выполнения клапанный блок, изображенный на Фиг.1 в виде трехходового клапана 41, 42, выполнен в виде двух отдельных двухходовых клапанных блоков 41 и 42. Первый отсечной клапан 41, управляемый блоком 30 управления системой инертного газа и/или блоком управления предохранительным устройством, расположен в системе 20 труб подачи для того, чтобы разрывать связь, которую может создать система 20 труб подачи между системой 10, 11 инертного газа и защищаемым помещением 2. Второй отсечной клапан 42, предпочтительно управляемый блоком 40 управления предохранительным устройством, дополнительно расположен в системе 43 перепускных труб для создания связи между системой 10, 11 инертного газа и защищаемым помещением 2, причем обходная связь обходит первый управляемый отсечной клапан 41. Так же, как и в первом предпочтительном варианте выполнения, проиллюстрированном на Фиг.1, управляемый регулятор 44 объемного расхода встроен в систему 43 перепускных труб.
В отличие от первого предпочтительного варианта выполнения во втором варианте выполнения, как показано на Фиг.2, предусмотрен также резервуар 12 для хранения инертного газа под давлением, расположенный в системе 10, 11 инертного газа. Данный резервуар 12 подсоединен к генератору 11 инертного газа системы инертного газа предпочтительно посредством клапанного блока 14, приводимого в действие давлением. Данный приводимый в действие давлением клапанный блок 14 предпочтительно выполнен с возможностью открывания при первом заданном диапазоне давления, например, при давлении до 4 бар, и позволять системе 10, 11 инертного газа наполнять резервуар 12 для хранения инертного газа под давлением.
Наличие резервуара 12 для хранения инертного газа под давлением данного типа позволяет временно хранить инертный газ, производимый, например, постоянно системой 10, 11 инертного газа, когда объем инертного газа, необходимого для установления и поддержания уровня инертирования, ниже объема инертного газа, фактически производимого и/или подаваемого в установленный момент.
Однако, конечно, также возможно, чтобы клапанный блок 14, приводимый в действие давлением, соответственно управлялся блоками 30, 40 управления, как показано на Фиг.2 пунктирной линией.
Также при необходимости возможно, чтобы устройство инертирования содержало средство 60 подачи свежего воздуха для регулируемой подачи свежего воздуха или кислорода в защищаемое помещение 2 и, таким образом, для установления и/или поддержания заданного уровня инертирования внутри защищаемого помещения 2. Также возможно, чтобы это средство 60 подачи свежего воздуха включало в себя надлежащим образом управляемый клапан 61, который открывается или закрывается при необходимости блоками управления 30 или 40. Средство 60 подачи свежего воздуха может быть выполнено в виде системы 62 форсунок, выполненной отдельно от системы 21 форсунок подачи инертного газа, как показано на Фиг.2, хотя также возможен и вариант, в котором средство 60 подачи свежего воздуха использует систему 21 форсунок подачи инертного газа.
Следует отметить, что выполнение настоящего изобретения не ограничивается вариантами выполнения, представленными на Фиг.1 и 2, возможно также множество других вариантов.
Список ссылочных позиций
1 - устройство инертирования
2 - защищаемое помещение
10 - система инертного газа; компрессор атмосферного воздуха
11 - система инертного газа; генератор инертного газа
12 - резервуар для хранения инертного газа под давлением
14 - клапанный блок, приводимый в действие давлением
20 - система труб подачи
21 - форсунки инертного газа
30 - блок управления системой инертного газа
40 - блок управления предохранительным устройством
41 - первый управляемый отсечной клапан
42 - второй управляемый отсечной клапан
43 - система перепускных труб
43а - часть системы перепускных труб
44 - регулятор объемного расхода
50 - средство обнаружения кислорода
60 - средство подачи свежего воздуха
61 - управляемый отсечной клапан
62 - форсунка подачи свежего воздуха