惰化气体出口组件、使用该气体出口组件的惰化系统以及防火喷洒系统的惰化方法
【专利摘要】防火喷洒系统和防火喷洒系统的惰化方法包括：将惰化系统连接到防火喷洒系统的管道网，该防火喷洒系统具有管道网和与管道网连接的至少一个喷洒头。惰化系统包括：惰性气体源，其适于给管道网供应惰性气体；以及惰化气体出口组件。气体出口组件具有适于排放气体的气体出口、螺线管和控制器。螺线管适于选择性地打开气体出口和关闭气体出口。气体出口在螺线管打开气体出口时排放气体，并在螺线管关闭气体出口时不排放气体。控制器适于以下述方式操作螺线管：使得气体出口在有限的时间内排放气体。
【专利说明】惰化气体出口组件、使用该气体出口组件的惰化系统以及防火喷洒系统的惰化方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2011年10月7日提交的美国临时专利申请N0.65/544，462的优先权，在此通过参引的方式将该专利申请的全部内容结合入本文中。
【技术领域】
[0003]本发明涉及一种防火喷洒系统的惰化系统及惰化方法，以及用于上述系统和方法的惰化气体出口组件。
【背景技术】
[0004]防火喷洒系统的惰化系统将惰性气体添加到防火喷洒系统的管道网中以替代管道网中的空气。由于空气中的氧气会造成管道网的腐蚀，因此减少氧气就会减少腐蚀。2010年3月18日公开的在先美国专利申请N0.2010/0065287A1——其发明人为David
J.Burkhart等、且在此通过参引的方式将该专利申请的全部内容结合入本文中-的受让
人教导使用一出口以从管道网中排放气体，由此允许以惰性气体替代管道网中的空气。
【发明内容】
[0005]本发明提供了一种紧凑的出口组件和方法，其能够与防火喷洒系统的管道网及惰性气体源一起使用以更有效地减少管道网的腐蚀。
[0006]根据本发明的一个方面，防火喷洒系统和防火喷洒系统的惰化方法包括:将惰化系统连接到防火喷洒系统的管道网，该防火喷洒系统具有管道网和与管道网连接的至少一个喷洒头。惰化系统包括:惰性气体源,其适于给管道网供应惰性气体；以及惰化气体出口组件。气体出口组件具有适于排放气体的气体出口、螺线管和控制器。螺线管适于选择性地打开气体出口和关闭气体出口。气体出口在螺线管打开气体出口时排放气体，以及在螺线管关闭气体出口时不排放气体。控制器适于以下述方式操作螺线管:使得气体出口在有限的时间内排放气体。
[0007]控制器可包括计时器。控制器在由计时器设定的预定时间段内打开气体出口，并在预定时间段之后关闭气体出口。所述时间段是可以调节的，并且所述控制器包括一用户输入装置，以用于为计时器选择一个预定的时间段。
[0008]气体出口、螺线管和控制器可以物理地结合在一封装的单元中。所述出口组件可包括:背压调节器、或工厂设定减压阀等(通常称为压力调节器)，其允许气体出口在等于或者高于特定气压时排放气体、但在低于特定气压时则不排放气体。所述出口组件可包括适于排放气体但不排放水的阀。气体出口可包括适于以受控的速率排放气体的孔。所述时间段可以是至少几天，甚至可以是几个星期。
[0009]在一段时间后，由于本发明的各个方面停止排放管道网中的容纳物，因此惰性气体源仅仅继续添加为了弥补管道网中的泄露所需的惰性气体。因为即使是惰性气体源供应的惰性气体也含有一定量的氧气，所以停止供应惰性气体使得在管道网中剩余的少量氧气与金属结合，从而被除去。这是对现有技术系统的改进，在现有技术系统中，其连续排出、从而无限期地持续地将一定量的氧气引入到管道网中。另外，本发明的特定方面允许在一紧凑的组件中以这种独特的方式进行操作，所述组件可以以直接的方式添加到系统中。
[0010]结合附图的以下描述，本发明的这些和其他目的、优点以及特征都将变得显而易见。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1是根据本发明的实施方式，具有惰化气体出口组件和惰化系统的防火喷洒系统。
[0012]图2是惰化气体出口组件的侧视图。
【具体实施方式】
[0013]现在参考附图和其中描绘的说明性实施方式，惰化系统16适于惰化一防火喷洒系统10，该防火喷洒系统10具有管道网12和连接到所述管道网12的至少一个喷洒器，该喷洒器通常包括多个喷洒头14(如图1所示)。本领域中众所周知，防火喷洒系统10为干式系统，例如为预作用灭火系统、干管式系统等等，具有干式阀或者预作用阀15。惰化系统16通过显著减少管道网12内的氧气——包括用惰性气体如氮气替代氧气——来减少对防火喷洒系统10的腐蚀。
[0014]惰化系统16包括惰性气体源18和惰化出口组件24。惰化系统16可以是任何已知类型的来源，如瓶装氮气、工业氮气或各种形式的惰性气体发生器，其以氮气发生器19示出。惰性气体源18进一步包括如可编程逻辑控制器(PLC) 22的控制器以及压力传感器20，该压力传感器20给控制器22提供一输入以表示管道网12内的压力。应当理解的是，也可以使用各种类型的控制装置，如气动压力调节器和气体维护装置。
[0015]惰化出口组件24包括适于排放气体的气体出口 26、螺线管28和控制器30。螺线管28适于选择性地打开气体出口 26和关闭气体出口 26，由此使得气体出口 26在螺线管28打开气体出口时排放气体、而在螺线管28关闭气体出口时不排放气体。在所示出的实施方式中，气体出口 26呈孔27和壳体的形式，孔27用于调节气体排出的速率，壳体围绕孔以与其它气动装置相互连接。控制器30适于以下述方式操作螺线管28:允许气体出口26在受限的时间内排放气体。这可以通过使用计时器形式的控制器30得以实现，例如高压(120VAC)计时器。控制器30进一步包括能够使螺线管28在打开和关闭位置之间切换的输出端31，以及可以被牢固连线到AC电源或插头(该插头能够插入到一 AC插座)的电源线32。尽管控制器30示出为一高压AC计时器，其还可以通过各种电压源、气动源等进行操作。
[0016]控制器30可设定不同的持续时间，并且一旦所述时间段结束就能重置。因此，所述时间段是可以调节的，在这种情况下，控制器包括一用户输入装置34来为计时器选择预定的时间段。或者，所述时间段可以预先设定。在由计时器确定的预定时间周期内，控制器30打开气体排放口 26，并且在经过了预定时间段之后关闭所述所述气体出口。影响控制器30设定的时间长度的因素包括管道网的体积以及气体出口 26中的孔的排放速率，该排放速率又可部分地基于管道网12的体积来选择。本领域技术人员能够确定控制器30保持开口 26打开的时间段，以确保管道网12中存在足够的惰性气体。当控制器30关闭开口 26时，惰化系统16将仅仅往管道网中供给惰性气体以弥补其泄露。由于仍然含有有限量的氧气的惰性气体不再持续地供给到管道网12中，管道网中剩余的氧气将与管道网中的金属结合，腐蚀将不再以明显的方式进行。
[0017]在操作过程中，当控制器30重置以开始时间段时，螺线管28使得气体以降低的速率通过气体出口 26从管道网12中逸出，该速率明显低于惰化系统16供给惰性气体的速率。当压力传感器20感测到的压力降至低于一较低设定点如20PSIG时，PLC22将开启惰性气体源18 ;并且，当压力上升至一较高设定点如25PSIG时，关闭惰性气体源18。这导致管道网12内气体中惰性气体比例增加而氧气比例降低。然而，因为惰化系统16供给的惰性气体中含有有限量的氧气，所以氧气比例不会降为零。当由控制器30设定的时间段过去后，控制器30关闭螺线管28，使得气体不再通过出口 26从管道网12排出。在管道网中剩余的氧气与形成管道网的金属相结合，因此氧气含量变得微不足道，腐蚀反应基本停止。本领域众所周知的是，PLC22继续按需要操作气体发生器19以保持干式防火喷洒系统中的压力，由此防止水进入系统，但是在由控制器30设定的时间段内，不需要持续供应气体以弥补由气体出口 26排放的气体。测量的时间段可能是几天或者几个星期，并且是管道系统12的体积和气体出口 26的流速二者中至少一个的函数。
[0018]在所示出的实施方式中，气体出口 26、螺线管28和控制器30都物理地结合到一封装的单元中，如图2所最清楚地示出的。这允许惰化出口组件24以最少的管道和线路与管道网12相连接。虽然惰化出口组件24可以在不同的位置处连接到管道网，其还可以与管道网的竖管39连接，竖管通常位于竖管室并且通常位于方便技术人员访问的位置。因此，技术人员能够例如在管道网12的维护工作已经完成时重置控制器30设定的时间段，从而启动惰化阶段。同样，相比于由喷洒系统10所保护的其他空间，控制器30最好位于竖管室中接近电源的位置。
[0019]在所示的实施方式中，惰化出口组件24包括背压调节器或工厂设定减压阀44(通常称为压力调节器)。压力调节器44允许气体出口 26以等于或者高于特定气压排放气体，而低于所述特定气压时则不排放气体。在所示的实施方式中，压力调节器设定的压力低于气压发生器19的接入压力(cut-1n pressure),例如15PSIG,由此使得在控制器30设定的整个时间段内压力调节器44都打开并且气体出口 26都进行排放。压力调节器44的一个目的是在管道网排空时防止高氧气含量的空气通过出口 26被抽入到管道网12中。其他设备可以以类似的方式起作用，例如止回阀或者其它单向阀。
[0020]在所示出的实施方式中，惰化出口组件24包括:空气过滤器46，以防止颗粒堵塞气体出口 26的孔；以及阀，例如浮子操作阀42，其适于从系统中排出气体但不排出水。因此，如果防火喷洒系统响应于火灾事件而充满水，则阀42将防止水通过气体出口 26。螺线管28包括消声器48，这减少了听得见的噪音，并且避免周围大气中的颗粒进入螺线管阀或孔。出口组件24进一步包括采样端口 43，其允许气体分析仪(未示出)确定管道网12中氧气与惰性气体的比例。
[0021]虽然前述说明书描述了本发明的若干实施方式，本领域普通技术人员将理解可对这些实施方式进行各种改变和变型而不脱离如所附权利要求所限定的本发明的精神和范围。本发明包括这里描述的本发明的各方面或者各种实施方式的所有组合。可以理解的是，本发明的任何以及所有实施方式都可以与任何其它方案结合，以描述本发明的另外的实施方式。此外，实施方式的任何元件都可以与任何实施方式的任一或者所有其它元件相结合，以描述另外的实施方式。
【权利要求】
1.一种适于惰化防火喷洒系统的惰化系统，所述防火喷洒系统具有管道网和连接到管道网的至少一个喷洒头，所述惰化系统包括: 惰化出口组件，其包括适于排放气体的气体出口、螺线管和控制器，所述螺线管适于选择性地打开所述气体出口和关闭所述气体出口，其中，所述气体出口在螺线管打开气体出口时排放气体，并在螺线管关闭气体出口时不排放气体，所述控制器适于以下述方式操作螺线管:使得所述气体出口在有限的时间内排放气体；以及惰性气体源，其适于给所述管道网供应惰性气体。
2.如权利要求1所述的惰化系统，其中，所述控制器包括计时器，其中，所述控制器在由计时器设定的预定的时间段内打开气体出口，并在所述预定的时间段之后关闭气体出□。
3.如权利要求2所述的惰化系统，其中，所述时间段是能够调节的，并且所述控制器包括用户输入装置以用于为计时器选择预定的时间段。
4.如权利要求1所述的惰化系统，其特征在于，所述气体出口、螺线管和控制器物理地结合在一封装的单元中。
5.如权利要求1所述的惰化系统，包括压力调节器，所述压力调节器允许气体出口在等于或者高于特定气压时排放气体、但在低于所述特定气压时不排放气体。
6.如权利要求1所述的惰化系统，包括适于排放气体但不排放水的阀。
7.如前述权利要 求中任一项所述的惰化系统，其中所述气体出口包括适于以受控的速率排放气体的孔。
8.一种与惰性气体源一起使用以惰化防火喷洒系统的惰化出口组件，所述防火喷洒系统具有管道网和连接到管道网的至少一个喷洒头，所述惰化出口组件包括: 适于排放气体的气体出口 ； 螺线管，其适于选择性地打开所述气体出口和关闭所述气体出口，其中，所述气体出口在螺线管打开气体出口时排放气体，并在螺线管关闭气体出口时不排放气体；以及 控制器，其适于以下述方式操作螺线管:使得所述气体出口在有限的时间内排放气体。
9.如权利要求8所述的出口组件，其中，所述控制器包括计时器，其中，所述控制器在由计时器设定的预定的时间段内打开气体出口，并在所述预定的时间段之后关闭气体出□。
10.如权利要求9所述的出口组件，其中，所述时间段是能够调节的，并且所述控制器包括用户输入装置以用于为计时器选择预定的时间段。
11.如权利要求8所述的出口组件，其中，所述气体出口、螺线管和控制器物理地结合在一封装的单元中。
12.如权利要求8所述的出口组件，包括压力调节器，所述压力调节器允许气体出口在等于或者高于特定气压时排放气体、但在低于所述特定气压时不排放气体。
13.如权利要求8所述的出口组件，包括适于排放气体但不排放水的阀。
14.如权利要求8-13中任一项所述的出口组件，包括适于以受控的速率排放气体的孔。
15.一种防火喷洒系统的惰化方法，所述防火喷洒系统具有管道网和连接到管道网的至少一个喷洒头，所述方法包括:将惰性气体源和出口组件连接到管道网，所述出口组件包括适于排放气体的气体出口和螺线管，所述螺线管适于选择性地打开所述气体出口和关闭所述气体出口，其中，所述气体出口在螺线管打开气体出口时排放气体，并在螺线管关闭气体出口时不排放气体； 操作所述惰性气体源以对管道网供应惰性气体；以及 以下述方式操作所述螺线管:使得所述气体出口在有限的时间内排放气体。
16.如权利要求15所述的方法，包括在预定的时间段内打开所述气体出口，并在所述预定的时间段之后关闭气体出口。
17.如权利要求16所述的方法，其中，至少部分地依据管道网的体积来设定所述时间段。
18.如权利要求16或17所述的方法，其中所述气体出口包括适于以受控的速率排放气体的孔，其中，至少部分地依据所述孔的尺寸来设定所述时间段。
19.如权利要 求16或17所述的方法，其中所述时间段是至少一个星期。
【文档编号】A62C37/08GK103958005SQ201280049347
【公开日】2014年7月30日 申请日期:2012年10月3日 优先权日:2011年10月7日
【发明者】J·T·克切勒, K·琼斯, A·H·希尔顿 申请人:工程腐蚀解决方案有限责任公司, 霍泰克气体系统有限责任公司