空气中烃类气体的检测和自动响应的制作方法

文档序号:5198803阅读:216来源:国知局
专利名称:空气中烃类气体的检测和自动响应的制作方法
技术领域
本发明涉及控制液化石油气至以烃类气体为燃料的设备的流动,而且更具体地,涉及检测空气中烃类气体并响应检测自动地控制烃类气体的流动。
背景技术
易燃的烃类气体通常用作功率器件(即以烃类气体为燃料的设备)的燃料源。液化石油气(“LPG”)指在大气压下以气态形式用作燃料但以加压液化状态储存于压力容器内的一类烃类材料。LPG在以烃类气体为燃料的设备中作为燃料被消耗之前,现场可控地释放至大气压中以立即进入气态。术语“LPG”可用以指处于加压液化状态及其气态状态两者的这样一种材料。LPG通常包括丙烷、丁烷及其混合物。LPG的熟悉应用包括(例如)燃烧丙烷的烤架、汽车及一些家用中央加热系统。LPG是相对清洁的燃烧燃料,其相较于诸如煤的其它化石燃料的燃烧产生低的排放。因此,LPG的储存及使用通常被视为引起最小的污染。以烃类气体为燃料的设备及用于储存LPG的容器也大体上是良好设计的,并包括允许LP G安全储存及使用的安全机构。然而,LPG的易燃本质在没有经适当处置或储存时仍然可能是危险的。例如,LPG从系统的泄漏可引起失火或爆炸的危险。发明概沭从第一个方面看,本发明提供了用于将烃类气体可控地递送至以烃类气体为燃料的设备的系统。该系统包括用于包含加压烃类气体的压力容器。可在开放状态与关闭状态之间选择性地移动的阀,从而控制该烃类气体从所述压力容器到与所述压力容器流体连通的供应管线的流动。提供了密封剂贮存器中的液体密封剂。所述液体密封剂被设置成当从该密封剂贮存器释放时硬化。烃类气体传感器被设置为检测空气中烃类气体和产生信号,以响应检测空气中烃类气体。控制器与烃类气体传感器及阀连通。该控制器包括原动机,其被设置为当该阀处于开放状态时,响应来自该烃类气体传感器的信号,而将该阀自动地移动至关闭状态。该控制器被设置为用于在阀处于关闭状态时,响应来自烃类气体传感器的信号,而将液体密封剂释放至供应管线。优选地,在根据第一方面的烃类气体递送系统中,所述阀包括机械阀致动器,其被设置为在开放和关闭状态间通过收手动移动所述阀,并且原动机可拆卸地耦接到机械阀制动器。优选地,在根据第一方面的烃类气体递送系统中,所述机械阀致动器包括一个旋钮,其可在第一方向旋转以将所述阀移动到开放状态,以及在第二方向旋转以将所述阀移动到关闭状态。优选地,根据所述第一方面的烃类气体递送系统还包含保持原动机、传感器、密封剂贮存器和密封剂的刚性适配器(adapter)主体,其中该适配器主体被配置为可拆卸地固定到阀上,并且原动机可操作地耦接到机械阀致动器。优选地,在根据所述第一方面的烃类气体递送系统中,由传感器产生的信号包括烃类气体的检测水平,并且所述控制器被配置为当阀处于开放状态时,响应达到第一阈值的水平时,自动移动该阀为关闭状态,同时响应达到第二阈值的水平时,释放液体密封剂到
供应管线。优选地,根据所述第一方面的烃类气体递送系统中,所述第二阈值小于第一阈值。优选地,根据所述第一方面的烃类气体递送系统中,每个阈值包括浓度阈值和相应的时间阈值,其中仅当浓度阈值在相应的时间阈值的整个期间内被连续地感测到时,采取校正动作。优选地,根据所述第一方面的烃类气体递送系统还包括刚性适配器主体上的电子的使用者界面,用于通信从使用者到控制器的时间安排参数,其中所述控制器配置了根据时间安排参数关闭阀的时间安排。优选地,根据所述第一方面的烃类气体递送系统中,该控制器还包括定时器,其中所述控制器被配置为根据预程序化的时间安排关闭所述阀。优选地,根据所述第一方面的烃类气体递送系统中,所述预程序化的时间安排是使用者可设置的。优选地,根据所述第一方面的烃类气体递送系统中,原动机将阀偏置为预设的阀关闭状态,且定时器被配置为提供限定的时间段,在这段时间内,预设的阀关闭状态可能会被更改,之后,原动机自动供给该阀动力,使其返回到预设的阀关闭状态。优选地,根据所述第一方面的烃类气体递送系统中,响应于从密封剂容器释放液体密封剂,液体密封剂在足够的压力下于密封剂容器内加压,以移动液体密封剂到供应管线中。优选地,根据所述第一方面的烃类气体递送系统中,控制器被配置为用于击穿密封剂容器,以释放密封剂到供应管线。从第二方面来看,本发明提供了可控地递送烃类气体的方法。选择性地打开和关闭阀,以控制以烃类气体为燃料的设备的烃类气体从压力容器向供应管线的流动。检测到压力容器外部任何逃逸的空气中烃类气体。在阀处于打开状态时,响应检测到逃逸的空气中烃类气体,试图将阀从打开状态移动到关闭状态。在试图将阀移动到关闭状态后,响应检测到逃逸气体,将液体密封剂释放到供应管线中。优选地,可控递送烃类气体的方法包括:选择性地打开和关闭阀,以控制以烃类气体为燃料的设备的烃类气体从压力容器向供应管线的流动;检测任何空气中烃类气体;在阀处于打开状态时,响应于检测到逃逸的空气中烃类气体,试图将阀从打开状态移动到关闭状态;和在试图将阀移动到关闭状态后,响应于检测到逃逸气体,将液体密封剂释放到供
应管线中。优选地,所述可控地递送烃类气体的方法进一步包括根据电子存储的时间安排选择性地关闭所述阀。优选地,所述可控地递送烃类气体的方法进一步包括接收包括一个或多个时间安排参数的使用者输入,并根据所述使用者输入配置电子存储的时间安排。优选地,在所述可控地递送烃类气体的方法中,将阀从开放状态试图移动到关闭状态的步骤包括操作原动机以自动推进机械阀致动器。优选地,在所述可控地递送烃类气体的方法中,操作原动机以自动推进机械阀致动器的步骤包括使用电动马达旋转阀旋钮。优选地,在所述可控地递送烃类气体的方法中,释放液体密封剂到供应管线的步骤包括自动击穿含有液体密封剂的加压密封剂容器并引导释放的密封剂进入到供应管线。优选地,所述可控地递送烃类气体的方法还包括响应在预定的阈值检测逃逸气体,自动试图移动阀为关闭状态。在一个优选的实施方式中,如果在阀处于打开状态时,接收到来自传感器的信号,则试图关闭该阀。如果来自传感器的信号被接收时,阀处于关闭状态(因为阀已经处于关闭状态或因为控制器以前试图关闭阀),然后液体密封剂被释放到供应管线作为备用措施。附图简沭现在将只通过实施例并参考下面的附图来详细描述本发明的一个优选实施方式,其中:

图1是根据本发明的实施方式的烃类气体递送系统的示意图;图2是根据实施方式的特定实施例的所述烃类气体递送系统的正视图;图3是根据本发明的实施方式的可控地递送烃类气体至例如以烃类气体为燃料的设备的方法的流程图。优选实施方式的详细描述本发明的实施方式包括用于将烃类气体安全递送到以烃类气体为燃料的设备的系统及方法。本发明的实施方式进一步包括用于响应于检测空气中烃类气体而采取一个或多个校正动作的安全系统及方法。在至少一个实施方式中,用于控制烃类气体供应到设备的阀可以自动关闭,以响应于检测空气中烃类气体阈值水平。如果在至少试图关闭阀之后继续检测到空气中烃类气体,则液体密封剂可自密封剂贮存器自动地释放并递送至烃类气体供应管线以使通过供应管线至设备的气体流动停止,以努力防止或减小烃类气体逸出。本发明的实施方式将在下面用于将烃类气体供应至以烃类气体为燃料的设备(例如以烃类气体为燃料的烤架或燃烧器)的烃类气体递送系统的背景中进行讨论。然而,与其它设备(例如,以丙烷为动力的车辆或家用中央加热系统)一起使用的系统也在本发明的范围内。图1为根据本发明的实施方式的与烃类气体递送系统10 —起使用的安全系统30的示意图。烃类气体递送系统10包括槽12、供应管线18、及阀20,以将烃类气体14从该槽12可控地递送到以烃类气体为燃料的设备16。槽12是用于容纳诸如液化石油气(LPG)的加压烃类气体以用作燃料的压力容器。如本文中所使用,术语“烃类气体”及“液化石油气”(LPG)指的是烃类燃料,不管其处于加压液化状态(在储存时)还是处于减压气态状态(正好在以烃类气体为燃料的设备16中燃烧之前)。槽12中的烃类燃料可能以平衡量的液体及气体两者存在。槽12顶部中的气体是经由供应管线18供应的气体。气体跨越供应阀20经历压力下降,且可在气体到达以烃类气体为燃料的设备16时接近大气压。以烃类气体为燃料的设备16可为烹调设备,例如燃烧烃类气体的烤架或炉。在燃烧烃类气体的烤架或炉的实例中,槽12可为用于容纳液化烃类气体的可再填充的金属“LPG槽”。供应管线18与槽12及以烃类气体为燃料的设备16流体连通,且提供用于将烃类气体14自槽12引至以烃类气体为燃料的设备16的流动路径。烃类气体14在以烃类气体为燃料的设备处通过燃烧而消耗。
沿供应管线18提供阀20,从而控制烃类气体14自槽12至以烃类气体为燃料的设备16的流动。阀20可为通常在现有技术中已知的除本文中所描述的特定用途外的各种阀类型中的任意一种。烃类气体递送系统可包括诸如用于供应管线18的管路或导管的流动控制组件,连同将供应管线18在位置41处耦接至槽12、在位置42及43处耦接至阀20及在位置44处耦接至以烃类气体为燃料的设备16的压力配件。阀20、供应管线18及烃类气体递送系统10的其它流动控制元件提供烃类气体14可流动通过的自槽12至以烃类气体为燃料的设备16的大体上密封的流动路径。阀20可为现有技术中已知的适用于控制烃类气体流动的各种阀类型中的任一个。阀20包括用于在开放状态与关闭状态之间移动阀的机械阀致动器22。举例来说,机械致动器22可包括可旋转元件,其在一个方向上旋转以打开阀,并在相反方向上旋转以关闭阀20。在开放状态中,允许烃类气体14通过阀20自槽12流动至以烃类气体为燃料的设备
16。在关闭状态中,由阀20防止来自槽12的烃类气体14自槽12流动至以烃类气体为燃料的设备16。以烃类气体为燃料的设备16亦可包括其自身阀、孔等,以进一步控制气体的流动。示意性绘制的安全系统30被配置为与烃类气体递送系统10 —起使用。安全系统30包括:用于感应空气中烃类气体的LPG传感器32、用于在开放状态与关闭状态之间移动阀20的原动机34、用于为原动机34提供动力的能量源35、气密液体密封剂贮存器36中的液体密封剂37,及控制器38。控制器38可将指令或控制逻辑储存于诸如特殊应用集成电路(ASIC)或其它电子电路或芯片的计算机可用储存媒体上。本领域技术人员将了解,安全系统30的各种电组件可包括使用电通信路径的电源和/或信号连接,使用的电通信路径包括但不限于导线、电路板迹线及线束。安全系统30被配置为与烃类气体递送系统10耦接,以监测在烃类气体递送系统10外部的任何空气中烃类气体,并响应于检测到来自烃类气体递送系统10的烃类气体而采取动作。例如,传感器32可响应于检测到空气中烃类气体而产生信号,该信号指示来自烃类气体递送系统10的泄漏。如下文的进一步描述,控制器38包括用于选择性地操作原动机34以开放或关闭阀20和/或响应于来自LPG传感器32的信号,而释放来自密封剂贮存器36的密封剂37的功能。如在现有技术中一般理解的术语原动机一样,原动机34为使用热能、电能或位能以执行机械功的机器。原动机34亦可与槽12或供应管线18啮合以对抗施加至阀20的扭矩。原动机34可拆卸地耦接至阀20。例如,在本实施方式中,原动机可在操作上耦接至机械阀致动器22以在开放位置与关闭位置之间移动阀。替代以手动方式操作机械致动器22,诸如为了便于能够在开放位置与关闭位置之间向阀20提供动力,对于原动机34而言期望能够在开放状态与关闭状态之间交替并重复地移动阀20。然而,对于原动机34而言,响应于检测到气体泄漏而至少能够关闭阀20 (假设阀20适当地起作用且为可关闭的)为足够的。在示例性实例中,原动机34为诸如电动机的马达,且能量源35可为电池。电池也可以供应电能以操作安全系统30的其它部件,诸如LPG传感器32。马达可通过使机械致动器22旋转来开放或关闭阀20。原动机的其它非限制性实例包括用于交替地开放和关闭阀20的螺线管、用于响应于流体压力交替地开放和关闭阀20的气动操作部件、或可经触发从而使用通过由弹簧储存的能量关闭阀20的加载有弹簧的部件。安全系统30可以适于供其它传统的烃类气体递送系统使用的模块化形式。在模块化形式的一个实例中,原动机34及能量源35、LPG传感器32以及密封剂贮存器36及液体密封剂37都容纳于刚性适配器主体39内。刚性适配器主体39可例如通过安装于槽12上而可移除地紧固至烃类气体递送系统10,其中原动机34可移除地耦接至阀20的机械致动器22。在可替代的实施方式中,阀20也可包括安全系统并容纳于刚性适配器主体39内,其中原动机34永久地耦接至阀20的机械致动器22。在模块化实施方式中,安全系统30可以独立制造并作为售后附加设备出售以供传统的烃类气体递送系统或组件使用。在正常操作期间,烃类气体14可自槽12供应至以烃类气体为燃料的设备16。阀20可被开放以将烃类气体14供应至以烃类气体为燃料的设备16。阀20可例如通过人类使用者用手移动机械致动器22而手动地打开。可替代地,在正常操作期间可使用原动机34来促进开放及关闭阀20。例如,使用者界面(UI)31可包括通过使用者操作以控制原动机34响应使用者输入而开放及关闭阀20的一个或多个按钮、开关或其它控制器。在这个方面,使用原动机34来促进开放及关闭阀以在使用者并未实体地碰触阀20的情况下开放及关闭阀20。当阀20开放以将烃类气体自槽12供应至以烃类气体为燃料的设备16时,使用者可以传统方式操作以烃类气体为燃料的设备。例如,以烃类气体为燃料的设备16自身可包括用于调节烃类气体至以烃类气体为燃料的设备16的个别燃烧器或其它元件的流动的控制器。以烃类气体为燃料的设备16可以例如包括以烃类气体或其它点火源(图中未绘示)为燃料的引燃火焰。如果在烃类气体递送系统10附近检测到空气中烃类气体,则此情形为系统泄漏的指示。烃类气体递送系统10附近的空气中烃类气体的一个较可能原因为在引燃火焰(图中未绘示)熄灭而同时阀20开放且烃类气体14正自槽12递送至以烃类气体为燃料的设备16的情况。尽管是较不可能的,但泄漏可能例如由于事故、误用或使用者疏忽而发生于烃类气体递送系统10自身中。潜在泄漏位点包括但不限于:提供于供应管线18与槽12之间的位置41处的界面、提供于阀20与供应管线18在阀20上游的一部分之间的位置42处的界面、阀20与供应管线18在阀20下游的一部分之间的位置43处的界面、或供应管线18与以烃类气体为燃料的设备16之间的位置44处的界面。损坏的供应管线18或损坏的阀20也可能使烃类气体自烃类气体递送系统10泄漏。LPG传感器32优选一直维持于通电状态,这是因为不管阀20开放或关闭且不管以烃类气体为燃料的设备16当前是否正由使用者操作,都存在各种导致烃类气体逸出的潜在原因。在连续通电的状态中,传感器32可连续监测空气中烃类气体而不管阀20开放抑或关闭,且不管使用者当前是否正使用以烃类气体为燃料的设备16。LPG传感器32监测空气以检测空气中烃类气体。安全系统30可响应于检测到空气中气体而执行一个或多个校正动作。如控制器38所控制,安全系统30响应于传感器32检测到空气中烃类气体而可采取的校正动作的第一实例为原动机34自动地关闭阀20(或至少试图关闭阀20)。此校正动作可由原动机34根据控制器38响应于来自LPG传感器32的信号所指导而执行。此校正动作通过安全系统30自动地执行,且并不需要使用者干预或使用者输入。成功地关闭阀20在使未经燃烧的烃类气体在阀20下游任何地方的流动停止上将是有效的。例如,在供应管线18的下游部分与阀20之间的位置43处的界面处的泄漏或在以烃类气体为燃料的设备16处的未点燃的引燃火焰为阀20下游逸出烃类气体的两个实例,对于该等实例而言,关闭阀20在防止未经燃烧的烃类气体14进一步逸出至空气中将是有效的。在其它状况下,试图关闭阀20在防止未经燃烧的烃类气体14逸出至空气中可能并非有效。例如,如果烃类气体在阀20上游的位置处(例如在供应管线18与槽12之间的界面41处)从烃类气体递送系统10逸出,则关闭阀20将不能使烃类气体逸出停止。在另一情境中,阀20可能失效或卡塞,或原动机34与阀20之间的机械界面可能损坏而阻止原动机34正确地操作阀20。在这种状况下,原动机34可能不能关闭阀20。因此作为故障安全措施,如由控制器38控制的可通过安全系统30采取的校正动作的第二实例为将液体密封剂37释放至自槽12至以烃类气体为燃料的设备16的流动通道。液体密封剂可包含胶或环氧树脂,该胶或环氧树脂当在密封剂贮存器37中长期保持于液化状态,但在自密封剂贮存器释放之后在相对短的时段内随后固化或以其它方式硬化。液体密封剂的非限制性实例包括可购自Seal-Tite International的Seal-Tite 密封剂及可购自SpaceEnvironment Lab oratories的'Vacseal 高真空泄漏密封剂。在示例性实例中,液体密封剂37经由供应管线中的独立端口释放至供应管线18在阀20上游的部分。假设液体密封剂37成功地关闭供应管线内的流动通道,则此情形将使烃类气体自槽12的任何进一步流动停止或实质上减小。例如,密封剂37可在大于供应管线18中的气体压力的压力下经加压,以产生从释放的密封剂37至供应管线的正向流(positive flow)。将液体递送至供应管线18的其它方法亦在本发明的范围内。当试图使烃类气体的逸出停止或减小时,期望将液体密封剂37递送至阀20上游的位置。通过将液体密封剂递送至阀20上游的位置,可弥补施加液体密封剂的位置的下游任何地方的泄漏。在阀20上游递送液体密封剂也可允许通过流动通道中的气体压力将液体密封剂推动至阀20中。在阀已损坏或以其它方式不可能完全关闭的情境下,阀20可至少部分关闭并向阀20上游的供应管线18提供气体流量限制。因此,使用液体密封剂37,相较于封堵供应管线18在阀20上游的部分,可能更易于封堵阀20自身内的内部气体流动通道。另外或可替代地,液体密封剂37可施加至阀20下游的位置。液体密封剂37可储存于密封剂贮存器36中,且随后以各种方式释放至烃类气体递送系统10的所期望的位置。在一个非限制性实例中,液体密封剂在压力下储存于密封剂贮存器36内。气溶胶或推进剂可连同液体密封剂37 —起包含于密封剂贮存器36内。可提供从密封剂贮存器36至烃类气体递送系统10的所期望位置的密封剂流径49。当释放液体密封剂37时,密封剂贮存器36可在密封剂流径49的位置处开放以将液体密封剂37释放至密封剂流径49。例如,可例如通过驱动柱塞45通过密封剂贮存器36的壁而以受控方式击穿密封剂贮存器36。在另一实例中,密封剂贮存器可具有一盖板(图中未绘示),该盖板在期望释放来自密封剂贮存器36的液体密封剂37时可以受控方式开放。原动机34或独立的原动机可配置为当控制器38如此发信号时释放液体密封剂。例如,原动机34可机械地耦接至盖板,用于选择性地开放密封剂贮存器37,或耦接至柱塞45,用于击穿密封剂贮存器37。安全系统30的另一个任选的安全和便利的特征为用于根据电子时间安排控制阀20的状态的定时器33。电子时间安排可包括由控制器38执行的控制逻辑。电子时间安排可以是使用者可配置的,从而允许使用者经由使用者界面31输入一个或多个时间安排参数。例如,安全系统30可被配置成在深夜或在不可能使用以烃类气体为燃料的设备16时的其它使用者可程序化或工厂可程序化的时段期间自动地关闭阀20。此功能可包括更改所述特征,从而在使用者期望在时间安排的停止时间期间使用以烃类气体为燃料的设备16时允许使用者更改任何预设的时间安排。可替代地,原动机34可通过预设关闭阀20以减小烃类气体自烃类气体递送系统10逸出的可能性。定时器33可通过使用者操作以提供可更改的预设的关闭阀条件的有限时段。例如,如果以烃类气体为燃料的设备16为烤架,则使用者可将定时器33设定为所期望的时段(诸如,两小时),在该时段内安全系统30可允许阀保持于开放状态。在预定时间间隔结束之后,原动机34在控制器38的控制下可自动地向阀20提供动力而至关闭状态。图2为根据特定实例的实施方式的烃类气体递送系统10的正视图。在此实施方式中,槽12由金属或具有足以耐受槽12中的LPG的内部压力的强度的其它材料制成。槽12具有壁厚为“t”的壁50。通过壁50的端口 52车有螺纹。刚性适配器主体39包括螺纹压力配件48,该螺纹压力配件48与螺纹端口 52螺纹地配合以在适配器主体39与槽12之间提供密封的界面。更具体地,由于来自槽的烃类气体流动通过压力配件48至阀20且通常并不通过适配器主体39的在阀20外部的部分,因此密封的界面可以在含在适配器主体39内的阀20与槽12之间。可以例如根据美国管螺纹(NPT)标准来制造螺纹压力配件48及螺纹端口 52。刚性适配器主体39容纳LPG传感器32、原动机34、能量源35、密封剂贮存器36及密封的密封剂贮存器中的密封剂37。原动机34体现为电动机。能量源35体现为电耦接至马达34且耦接至LPG传感器32的电池35。在此实施方式中阀20包括在适配器主体39内,且包括外部可接近的旋钮46。旋钮46可用手在一个方向上(例如,逆时针地)旋转以打开阀20,而在相反(例如,顺时针)方向上旋转以关闭阀20。马达34亦可向阀20提供动力以至开放状态或关闭状态。例如,马达34及旋钮46可机械地耦接至作为用以开放和关闭阀20的机械致动器的部分的共同轴47。沿着槽12至以烃类气体为燃料的设备16的流径任选地提供传统的压力调节器60。压力调节器60紧固至适配器主体39,且在阀20下游密封耦接至阀20。压力调节器可使用现有技术中已知的各种机械紧固件中的任一种机械耦接至适配器主体39。压力调节器60可使用例如螺纹连接(图中未示出)密封耦接至阀20。如图所示,使用可为供应管线18 (参见图1)的部件的聚合软管54将压力调节器60耦接至烃类气化设备16。压力调节器60包括其自身的可包括另一个阀的流动控制机构,用于独立地控制烃类气体通过压力调节器60的流动。在正常操作期间,使用者可使用压力调节器来控制烃类气体自槽12至以烃类气体为燃料的设备16的流动。例如,使用者可使用压力调节器60来开放烃类气体的流动或调节烃类气体流动的速率,例如调整以烃类气体为燃料的设备16的烹调火焰的强度。当不使用以烃类气体为燃料的设备16时,使用者可使用压力调节器60来完全中断烃类气体自槽12至以烃类气体为燃料的设备16的流动。安全系统30中的阀20然后可以如上文所述被独立控制,以试图响应于来自LPG传感器32的信号而关闭阀20。图3为根据本发明的实施方式将烃类气体可控制地递送至例如以烃类气体为燃料的设备的方法的流程图。该流程图可以涉及例如图1及图2的烃类气体递送系统的操作,或更总体地涉及其它烃类气体递送系统。因此,在包括LPG槽和用来自LPG槽的烃类气体供应的以烃类气体为燃料的设备的烃类气体递送系统的情形下描述方法步骤。
步骤100涉及监测烃类气体递送系统附近的空气中LPG。例如,空气中LPG可通过从烃类气体递送系统或从进入空气的未经燃烧的LPG(由于以烃类气体为燃料的设备的熄灭的引燃火焰)泄漏的LPG而引起。电子LPG传感器可用以检测任何空气中LPG。传感器响应于检测空气中LPG而产生信号。传感器产生至少大体上指示是否检测到空气中LPG的信号。通过传感器产生的信号可以,更具体地,指示检测到的LPG水平,例如可表达为空气中LPG的浓度。条件步骤102涉及通过LPG传感器判定的是否存在空气中LPG的判定。此判定可为是否检测到空气中LPG的简单判定。此判定可以可替代地涉及使用一个或多个阈值的定量判定。例如,可比较空气中LPG的所感测水平与LPG的预定阈值水平。所感测到的小于阈值的空气中LPG水平可产生“否”值,其指示未检测到可感知水平的空气中LPG。若未检测到可感知水平的空气中LPG,则烃类气体递送系统可继续根据步骤104正常地操作。相反,所感测到的等于或超过阈值的空气中LPG水平可在条件步骤102处产生“是”值,其指示已检测到可感知水平的空气中LPG。在条件步骤102中检测到可感知水平的空气中LPG(产生“是”值)导致条件步骤106,该步骤106判定用以控制来自槽的烃类气体的流动的阀是否关闭。若阀关闭,则存在可感知量的空气中烃类气体指示泄漏。例如若已知用来关闭阀的机械致动器处于全关位置,则可假设阀关闭。因此,若阀在条件步骤106处已被关闭,则根据步骤110将液体密封剂释放至烃类气体递送系统的供应管线中。一旦释放,液体密封剂就意图使烃类气体递送系统中的烃类气体的流动关闭和/或使泄漏密封。所释放的液体密封剂在释放之后于某一点处硬化。若阀在条件步骤106处尚未关闭,则由条件步骤108来判定先前是否已执行了关闭阀的尝试。例如,原动机可能已试图关闭阀,但卡塞的阀致动器或原动机与阀致动器之间的故障耦合可能阻止了阀的完全关闭。因此,若根据条件步骤106,阀未关闭,但根据条件步骤108已进行了关闭阀的先前(不成功)尝试,则根据步骤110释放液体密封剂(上文所描述)。可替代地,若根据条件步骤106,阀未关闭,但根据条件步骤108未进行关闭阀的先前尝试,则根据步骤112进行关闭阀的尝试。在步骤112试图关闭阀之后,方法可返回到判定是否检测到可感知量的空气中烃类气体的条件步骤102。可以使用针对空气中烃类气体所检测水平的不同阈值以触发不同校正动作。例如,第一阈值可用于触发关闭阀,第二阈值可用于随后触发液体密封剂的释放。在一些情况下,第一阈值可能等于第二阈值。然而,在其它情况下,理想地,第二阈值小于第一阈值。例如,若在关闭(或至少试图关闭)阀之后继续检测到空气中烃类气体,则此情形指示烃类气体递送系统中的可能泄漏。因此,用于触发液体密封剂释放的第二阈值的值可能小于用于触发阀关闭的第一阈值。尽管未要求,但阈值中的任一个可设定为低于已知烃类气体燃烧或爆炸的临界值(例如,特定空气中浓度)。例如,临界值可为可燃范围的下限值,该可燃范围为气体或蒸气在引入点火源的情况下将燃烧(或爆炸)的浓度范围。阈值可包括除浓度外的一个或多个额外参数。例如,每一阈值可包括浓度阈值及相应的时间阈值两者,其中仅在时间阈值的整个时段内连续感测到浓度阈值的情况下采取校正动作。如本领域技术人员将了解的,本发明的各方面可体现为系统、方法或计算机程序产品。相应地,本发明的各方面可采用完全硬件的实施方式、完全软件实施方式(包括固件、常驻软件、微码等)或组合了软件与硬体方面的实施方式,其在本文中皆可通称为“电路”、“模块”或“系统”。此外,本发明的方面可采用体现于一个或多个计算机可读媒体中的计算机程序产品的方面,该一个或多个计算机可读媒体具有体现于其上的计算机可读程序代码。可利用一个或多个计算机可读媒体的任何组合。计算机可读媒体可为计算机可读信号媒体或计算机可读储存媒体。计算机可读储存媒体可以是例如但不限于电子、磁性、光学、电磁、红外线或半导体系统、装置或设备,或前述的任何合适组合。计算机可读储存媒体的更特定的实例(非穷尽列举)包括以下这些:具有一个或多个导线的电连接件、携带型计算机磁盘、硬盘、随机存取内存(RAM)、只读存储器(ROM)、可抹除可程序化只读存储器(EPR0M或闪存)、光纤、携带型光盘只读存储器(CD-ROM)、光学储存设备、磁性储存设备,或前述的任何合适组合。在该文献的情形下,计算机可读储存媒体可以是可含有或储存供指令执行系统、装置或设备使用或结合指令执行系统、装置或设备而使用的程序的任何有形媒体。计算机可读信号媒体可包括具有体现于其中(例如,在基频中或作为载波的部分)的计算机可读程序代码的传播的数据信号。这种传播的信号可采用各种形式包括但不限于电磁形式、光学形式或其任何合适组合中的任一种。计算机可读信号媒体可以是并非计算机可读储存媒体且可传达、传播或输送供指令执行系统、装置或设备使用或结合指令执行系统、装置或设备而使用的程序的任何计算机可读媒体。体现于计算机可读媒体上的程序代码可使用包括但不限于如下的任何适当媒体来传输:无线、有线、光纤缆线、RF等,或前述的任何合适组合。可以以一种或多种程序设计语言的任何组合来撰写用于进行本发明的各方面的操作的计算机程序代码,所述程序设计语言包括例如Java、Smalltalk、C++等的对象导向程序设计语言,及例如“C”程序设计语言或类似程序设计语言的常规的程序性程序设计语言。程序代码可完全在使用者计算机上执行,部分地在使用者计算机上执行,作为独立软件包执行,部分地在使用者计算机上执行且部分地在远程计算机上执行,或完全在远程计算机或服务器上执行。在后一种情境下,远程计算机可通过包括局域网络(LAN)或广域网络(WAN)的任何类型的网络连接至使用者计算机,或可以连接至外部计算机(例如,使用因特网服务提供者通过因特网)。上文参考根据本发明的实施方式的方法、装置(系统)及计算机程序产品的流程图说明和/或方块图来描述本发明的各方面。将理解,可通过计算机程序指令来实施流程图说明和/或方块图的每一区块及流程图说明和/或方块图中的区块的组合。可将这些计算机程序指令提供至通用计算机、专用计算机或其它可程序化数据处理装置的处理器以产生机器,使得通过该计算机或其它可程序化数据处理装置的处理器执行的指令产生用于实施流程图和/或方块图区块中所指定的功能/动作的构件。亦可将这些计算机程序指令储存在计算机可读媒体中,其可指导计算机、其它可程序化数据处理装置或其它设备以以特定方式起作用,使得储存在该计算机可读媒体中的指令产生制造对象,该制造对象包括实施流程图和/或方块图区块中所指定的功能/动作的指令。
亦可将计算机程序指令加载至计算机、其它可程序化数据处理装置或其它设备上,以使一系列操作步骤在计算机、其它可程序化装置或其它设备上执行以产生计算机实施的处理,使得在该计算机或其它可程序化装置上执行的指令提供用于实施流程图和/或方块图区块中所指定的功能/动作的处理。各图中的流程图及方块图说明根据本发明的各种实施方式的系统、方法及计算机程序产品的可能实施的架构、功能性及操作。就此而言,流程图或方块图中的每一区块可表示代码的模块、区段或部分,其包含用于实施所指定逻辑功能的一个或多个可执行指令。还应注意,在一些替代实施中,区块中所提到的功能可能不以各图中所提到的次序发生。例如,根据所涉及的功能性,连续展示的两个区块实际上可实质上同时执行,或所述区块有时可以相反次序来执行。还应注意,可通过执行所指定功能或动作的基于专用硬件的系统或通过专用硬件与计算机指令的组合来实施方块图和/或流程图说明的每一区块及方块图和/或流程图说明中的区块的组合。本文中所使用的术语仅为了描述特定实施方式,且并非意欲限制本发明。如本文中所使用,除非上下文另有清晰指示,否则单数形式“一 (“a”,“an”)”及“该(“the”)”也意欲包括复数形式。将进一步理解,术语“包含”在用于本说明书中指所述特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或群组的存在,但并不排除一个或多个其它特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或其群组的存在或添加。术语“优选地”、“任选地”、“可能”及类似术语用于指示所提及的项目、条件或步骤为本发明的任选(非必要)特征。下面的权利要求中的所有构件或步骤加功能元件的对应结构、材料、动作及等效物旨在包括用于结合如具体所要求的其它所要求的组件执行功能的任何结构、材料或动作。已呈现本发明的描述以用于说明及描述的目的,但不旨在以所公开的形式穷尽或限制本发明。在不背离本发明范围的情况下,许多修改及变化对于本领域的那些普通技术人员而言将是明显的。选择并描述实施方式是为了最佳地解释本发明的原理及实际应用,且使本领域的其它普通技术人员能够针对具有适合于设想的特定用途的各种修改的各种实施方式来理解本发明。
权利要求
1.一种用于将烃类气体可控地递送至以烃类气体为燃料的设备的系统,所述系统包括: 压力容器,其用于容纳加压烃类气体; 阀,其可在开放状态与关闭状态之间选择性地移动,以控制所述烃类气体从所述压力容器到与所述压力容器流体连通的供应管线的流动; 密封剂贮存器中的液体密封剂,所述液体密封剂包含当从所述密封剂贮存器释放时可操作地硬化的组合物; 烃类气体传感器,其用于检测空气中烃类气体并产生响应信号;和控制器,其与所述烃类气体传感器和所述阀连通,所述控制器包括原动机,所述原动机用于在所述阀处于开放状态时,响应来自所述烃类气体传感器的信号而将所述阀可操作地自动移动至关闭状态,并且用于在所述阀处于关闭状态时,响应来自所述烃类气体传感器的信号而将所述液体密封剂释放至所述供应管线。
2.如权利要求1所述的烃类气体递送系统,其中所述阀包括机械阀致动器,其可操作地用于以手动方式在所述开放状态与所述关闭状态之间手动地移动所述阀,并且其中所述原动机可拆卸地耦接至所述机械阀致动器。
3.如权利要求2所述的烃类气体递送系统,其中所述机械阀致动器包括旋钮,其可在第一方向上旋转以将所述阀移动至开放状态且可在第二方向上旋转以将所述阀移动至关闭状态。
4.如前述权利要求任一项所述的烃类气体递送系统,其还包含: 刚性适配器主体,其保持 所述原动机、传感器、密封剂贮存器和密封剂,其中所述适配器主体与在操作上耦接至所述机械阀致动器的原动机一起可拆卸地紧固至所述阀上。
5.如前述权利要求任一项所述的烃类气体递送系统,其中由传感器产生的所述信号包括烃类气体的检测水平,并且其中当阀处于开放状态时,所述控制器响应所到达的第一阈值水平,可操作地将所述阀自动地移动至关闭状态,且响应所到达的第二阈值水平而将所述液体密封剂释放至供应管线中。
6.如前述权利要求5所述的烃类气体递送系统,其中所述第二阈值小于所述第一阈值。
7.如权利要求5或6所述的烃类气体递送系统,其中每一个阈值包括浓度阈值和相应的时间阈值,其中只有当所述相应的时间阈值的全部时段内连续感测到所述浓度阈值时采取校正动作。
8.如权利要求4至7的任一项所述的烃类气体递送系统,其进一步包括: 电子使用者界面,其处于所述刚性适配器主体上,用于将来自使用者的时间安排参数传达至控制器,其中所述控制器可操作地配置时间安排,以根据所述时间安排参数关闭所述阀。
9.如前述权利要求的任一项所述的烃类气体递送系统,其中所述控制器进一步包含: 定时器,其中所述控制器被配置为根据预程序化的时间安排关闭所述阀。
10.如权利要求9所述的烃类气体递送系统,其中所述预程序化的时间安排是使用者可配置的。
11.如前述权利要求的任一项所述的烃类气体递送系统,其中所述原动机将所述阀偏置至预设的阀关闭状态,且所述定时器可操作地提供有限时段,在所述有限时段期间可更改所述预设的阀关闭状态,在所述有限时段之后,所述原动机自动地向所述阀提供动力从而返回至所述预设的阀关闭状态。
12.如前述权利要求的任一项所述的烃类气体递送系统,其中所述液体密封剂于所述密封剂贮存器内在足够压力下被加压,以响应从所述密封剂贮存器释放液体密封剂,而将所述液体密封剂移动至供应管线中。
13.如前述权利要求的任一项所述的烃类气体递送系统,其中所述控制器可操作地用于击穿所述密封剂贮存器从而将密封剂释放至所述供应管线中。
14.一种可控地递送烃类气体的方法,所述方法包括: 选择性地打开和关闭阀,以控制烃类气体从压力容器到以烃类气体为燃料的设备的供应管线的流动; 检测任何空气中烃类气体; 在阀处于打开状态时,响应检测到的空气中烃类气体而将所述阀从开放状态移动至关闭状态;以及 在至少试图将阀移动至关闭状态之后,响应检测到的逃逸气体而将液体密封剂释放至所述供应管线。
15.如权利要求14所述的方法,其进一步包括: 根据电子存储的时间安排选择性地关闭所述阀;
16.如权利要求14或15所述的方法,其进一步包括: 接收包括一个或多个时间安排参数的使用者输入;和 根据所述使用者输入配置所述电子存储的时间安排。
17.如权利要求14或16所述的方法,其中所述将阀从开放状态移动至关闭状态的步骤包括操作原动机,以自动推动机械阀致动器。
18.如权利要求17所述的方法,其中操作原动机以自动推动机械阀致动器包括使用电动机旋转阀的旋钮。
19.如权利要求14至18任一项所述的方法,其中所述将液体密封剂释放至供应管线的步骤包括自动击穿含有液体密封剂的加压密封剂贮存器和将所释放的密封剂导引至所述供应管线中。
20.如权利要求14至19任一项所述的方法,其进一步包括响应检测到的处于预定阈值的逸出气体而自动地试图将所述阀移动至关闭状态。
全文摘要
本发明的实施方式包括将烃类气体可控地递送至以烃类气体为燃料的设备(16)的系统(30)及方法。根据一个实施方式,具有开放状态及关闭状态的阀(20)被用以控制烃类气体从压力容器(12)至供应管线(18)的流动。烃类气体传感器(32)检测空气中烃类气体并产生响应信号。控制器(38)在阀(20)处于开放状态时,响应来自烃类气体传感器(32)的信号而将该阀(20)自动地移动至关闭状态。在至少试图将该阀(20)移动至关闭状态之后,该控制器(38)响应来自烃类气体传感器(32)的连续信号而自动地向供应管线(18)释放液体密封剂(37)。
文档编号F02M21/02GK103140663SQ201180047834
公开日2013年6月5日 申请日期2011年10月4日 优先权日2010年10月22日
发明者P·巴维施 申请人:国际商业机器公司
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