CN112384287B - 远程可控制的选择器阀配置 - Google Patents

Abstract

一种用于灭火系统的选择器阀包括气动流体入口，该气动流体入口连接到第一压力电磁阀的入口和第二压力电磁阀的入口。选择器阀中的第一排气电磁阀的入口连接到第一压力电磁阀的出口，并且选择器阀中的第二排气电磁阀的入口连接到第二压力电磁阀的出口。第一选择器阀出口连接到第一压力电磁阀的出口，并且第二选择器阀出口连接到第二压力电磁阀的出口。

Description

远程可控制的选择器阀配置

技术领域

本公开大体上涉及用于在灭火系统中使用的选择器阀，且更具体地涉及一种可远程控制的选择器阀。

对相关申请的交叉引用

本申请要求2018年6月25日提交的美国临时专利申请No. 62/689320的优先权。

背景技术

灭火系统，诸如建筑消防和安全系统中使用的那些，通过用惰性气体替换密闭空间内的一些或全部氧气来灭火。为了实现这一点，灭火系统打开连接到惰性气体源的阀。打开阀继而又允许惰性气体从惰性气体源通过阀流入密闭空间。典型地，控制阀的阀控制器和惰性气体分散系统是不同的子系统，并且彼此独立设计。

用于打开阀的现有系统典型地使用选择器阀，在其中，单个气动电磁阀维持在关闭状态。当需要启用灭火系统时，气动电磁阀打开，且加压气动流体被提供给灭火系统阀的输入部。加压气动流体导致灭火系统阀打开，并允许惰性气体流入密闭空间。然而，由于在这样的系统中存在背压，单个气动电磁阀配置不能被远程重置。相反，技术人员必须手动对启用电磁阀进行重新充电和重置，然后才能使灭火系统恢复操作。

发明内容

在一个示例性实施例中，用于灭火系统的选择器阀包括连接到第一压力电磁阀的入口和第二压力电磁阀的入口的气动流体入口、连接到第一压力电磁阀的出口的第一排气电磁阀的入口、连接到第二压力电磁阀的出口的第二排气电磁阀的入口、以及连接到第一压力电磁阀的出口的第一选择器阀出口和连接到第二压力电磁阀的出口的第二选择器阀出口。

用于灭火系统的上述选择器阀的另一个示例还包括控制器，该控制器通信地耦合到第一压力电磁阀、第二压力电磁阀、第一排气电磁阀和第二排气电磁阀中的每个。

在用于灭火系统的任何上述选择器阀的另一个示例中，第一压力电磁阀、第二压力电磁阀、第一排气电磁阀和第二排气电磁阀中的每个都具有打开状态和关闭状态，并且其中每个电磁阀的状态由控制器控制。

在用于灭火系统的任何上述选择器阀的另一个示例中，第一压力电磁阀、第二压力电磁阀、第一排气电磁阀和第二排气电磁阀中的至少一个包括中间状态，该中间状态提供通过电磁阀的计量流量。

在用于灭火系统的任何上述选择器阀的另一个示例中，控制器还包括灭火阀监测器输入部，其被配置成接收来自灭火系统中的阀监测器的输入。

在用于灭火系统的任何上述选择器阀的另一个示例中，灭火阀监测器输入部是线性编码器监测器。

在用于灭火系统的任何上述选择器阀的另一个示例中，气动流体入口连接到加压气动流体源。

在用于灭火系统的任何上述选择器阀的另一个示例中，第一选择器阀出口连接到灭火系统的第一气动控制阀入口，并且第二选择器阀出口连接到灭火系统的第二气动控制阀入口。

在一个示例性实施例中，灭火系统包括：灭火剂分散装置，该灭火剂分散装置包括至少一个气动控制阀、灭火剂入口和灭火剂出口；选择器阀，其将气动流体源连接到气动控制阀的第一入口和至少一个气动控制阀的第二入口，并且其中选择器阀包括将第一压力电磁阀的入口和第二压力电磁阀的入口连接到气动流体源的气动流体入口、连接到第一压力电磁阀的出口的第一排气电磁阀的入口、连接到第二压力电磁阀的出口的第二排气电磁阀的入口、以及将第一压力电磁阀的出口连接到气动控制阀的第一入口的第一选择器阀出口、和将第二压力电磁阀的出口连接到气动控制阀的第二入口的第二选择器阀出口。

在上述灭火系统的另一个示例中，灭火剂是惰性气体。

任何上述灭火系统的另一个示例还包括线性编码器，其被配置成监测气动控制阀的位置。

任何上述灭火系统的另一个示例还包括控制器，该控制器可通信地耦合到选择器阀，并被配置成至少部分地响应于从线性编码器接收的测量结果来控制选择器阀。

任何上述灭火系统的另一个示例还包括远离灭火剂分散装置并通信地耦合到灭火剂分散装置的控制器，该控制器被配置成响应于火灾的检测而启用灭火剂分散装置，并被配置成响应于火灾停止的检测而重置选择器阀。

在任何上述灭火系统的另一个示例中，其中，控制器经由硬线连接和本地无线连接中的至少一者连接到灭火剂分散装置。

在任何上述灭火系统的另一个示例中，控制器至少包括第一子控制器和第二子控制器，其中第一子控制器位于灭火剂分散装置本地，且第二子控制器远离灭火剂分散装置。

在任何上述灭火系统的另一个示例中，第一压力电磁阀、第二压力电磁阀、第一排气电磁阀和第二排气电磁阀中的每个都具有打开状态和关闭状态，并且其中每个电磁阀的状态由控制器控制。

在任何上述灭火系统的另一个示例中，第一压力电磁阀、第二压力电磁阀、第一排气电磁阀和第二排气电磁阀中的至少一个包括中间状态，该中间状态提供通过电磁阀的计量流量。

一种用于远程重置用于灭火系统的选择器阀的示例性方法包括打开第一压力阀和第二排气阀，并关闭第二压力阀和第一排气阀，从而逆转灭火系统的气动控制阀处的压力不平衡。

在用于远程重置用于灭火系统的选择器阀的上述示例性方法的另一个示例中，打开第一压力阀和第二排气阀发生在关闭第二压力阀和第二排气阀之前。

在用于远程重置用于灭火系统的选择器阀的任何上述示例性方法的另一个示例中，打开第一压力阀和第二排气阀以及关闭第二压力阀和第一排气阀大致同时发生。

本发明的这些和其它特征可根据下面的说明书和附图而被最好地理解，下面是附图说明。

附图说明

图1示意性示出了包括远程控制的灭火系统的示例性密闭空间。

图2示意性示出了示例性的远程控制的灭火系统。

图3示出了详细描绘图2的远程控制的灭火阀的启用操作的流程图。

图4示意性示出了另一个示例性的远程控制的灭火阀，其包括多个额外的特征。

图5示出了详细描绘图2的远程控制的灭火阀的停用操作的流程图。

具体实施方式

图1示意性地示出了包括远程控制的灭火系统20的示例性密闭空间10。当在密闭空间10内检测到火灾30时，灭火系统20从惰性气体源42分散惰性气体40。惰性气体40置换密闭空间10内的一些或全部氧气，从而导致火灾30被灭。在一些示例中，分散的惰性气体40的量被计算为足够大以消灭火灾30，但是保持足够小使得密闭空间10内的环境对密闭空间10内的任何个人都没有危害。

灭火系统20包括由阀24控制的惰性气体分散系统22。在一些示例中，阀24是气动控制的球阀。在备选的示例中，阀24是气动控制的三通阀。当控制器50向气动流体阀系统26发送启用信号时，实现灭火系统20的启用。气动流体阀系统26调节阀24处的气动压力，导致阀24打开或关闭，从而允许惰性气体被分散或惰性气体40的流被切断。

控制器50可被远程定位在容纳密闭空间10的建筑物内的另一个地点、定位在密闭空间10内并且远离灭火系统20、或者定位在远离密闭空间10的位置。在备选的示例中，控制器50可被限定为包括本地定位的控制器和远程控制器的控制系统的网络。此外，控制器50可经由硬线连接或本地无线连接而直接连接到灭火系统20，或者被远程定位并经由无线网络连接而连接到灭火系统20。在任何结构中，控制器50可使用任何已知的火灾检测系统检测火灾30，该火灾检测系统包括但不限于烟雾检测、热成像、热传感器等。

控制器50可直接连接到火灾检测系统，或者通过另一个系统(诸如控制面板或中继系统)连接到火灾检测系统。在一些示例中，在安全性非常重要的情况下，控制器50是网络控制器，其中远程定位的子控制器被配置成监测灭火系统20的状况，但是不能直接控制灭火系统20。在这样的示例中，本地定位的子控制器被配置为既监测又影响灭火系统20的控制。以这种方式，（一个或多个）远程子控制器受到危及(compromise)将不会允许使用者不正确地或恶意地启用灭火系统20。

继续参考图1，图2示意性地示出了备选的示例性远程控制的灭火系统100。远程控制的灭火系统100包括惰性气体分散装置110，其在输入部112处连接到惰性气体源，并在输出部114处分散气体。气体的分散经由气体分散装置110内的气动控制阀116来控制。气动控制阀116包括第一入口117和第二入口119，第一入口117和第二入口119中的每个都连接到被称为选择器阀的气动控制阀系统120。

在现有系统中，单个气动控制电磁阀将加压气动流体源160连接到气动阀116。当气动控制电磁阀通过控制器被打开时，气动流体被提供给第一入口117，这导致横跨气动控制阀116的压力不平衡，并迫使气动阀116打开。当气动控制阀116的位置由于压力不平衡而移位(shift)时，第二入口119允许气动控制阀116的相对侧的气动流体逸出。然而，在这样的系统中，没有办法重置灭火系统，或者部分打开气动控制阀116，并且灭火系统在被启用后必须被手动重置。

代替单一控制阀，本文所述的灭火系统使用气动控制阀的网络，该气动控制阀的网络至少包括气动控制阀系统120中的第一压力电磁阀122、第二压力电磁阀124、第一排气电磁阀126和第二排气电磁阀128。如本文所用，气动控制阀是至少部分地控制气动阀的阀。电磁阀122、124、126、128中的每个都经由控制器140来控制，并且经由相对应的控制连接而连接到控制器140。控制器140可为任何控制系统，包括上面关于图1所述的那些。控制连接可为任何类型的数据连接，其被配置为提供用于将控制信号从控制器140传送到相对应的电磁阀122、124、126、128。

在其中灭火系统100不主动分散惰性气体的默认状态下，第一压力电磁阀122和第二排气电磁阀128处于关闭位置，并且第一排气电磁阀126和第二压力电磁阀124处于打开位置。在此状态下，在气体分散装置110的第二入口119处提供最大气动压力，在第一入口117处提供最小气动压力。

当需要气体分散时，控制器140逆转阀122、124、126、128中的每个的状态，从而导致第一压力电磁阀122和第二排气电磁阀128打开，并且第二压力电磁阀124和第一排气电磁阀126关闭。切换电磁阀状态导致在气体分散装置中的气动控制阀116的第一入口117处提供最大气动压力，并且在气体分散系统110中的气动控制阀116的第二入口处提供最小气动压力。入口117、119处的这种压力反转导致气动控制阀116切换状态，并允许惰性气体通过气体分散装置110并分散到包含灭火系统100的密闭空间中。

通过利用压力电磁阀122、124和排气电磁阀126、128代替现有系统中的单个阀，背压可通过打开的排气电磁阀126、128来释放，并且控制器140可通过逆转灭火系统的气动控制阀116处的压力不平衡来自动和远程重置惰性气体分散系统110，而不需要使用者手动重置系统。这继而又允许经由控制器50来远程控制系统。

继续参考图2，图3是展示气体分散系统110的远程启用的排序的流程图。最初，在“接收启用”步骤310中，气动控制阀系统120从控制器140接收启用信号。响应于接收启用步骤310，控制器140在“打开开启压力电磁阀和开启排气电磁阀”步骤320中打开第一压力电磁阀122和第二排气电磁阀128。第一压力电磁阀122被称为“开启压力电磁阀”，并且第二排气电磁阀128被称为“开启排气电磁阀”，因为它们被置于打开状态以接通系统。在将开启压力电磁阀122和开启排气电磁阀128置于打开状态之后，控制器140在“关闭关断压力电磁阀和关断排气电磁阀”步骤330中将第二压力电磁阀124和第一排气电磁阀126切换至关断(或关闭)状态。

通过以所述方式对状况变化进行排序，气体分散装置内的气动控制阀116可安全地切换到开启状态。为了重置惰性气体分散装置，并停止惰性气体的分散，控制器140逆转压力电磁阀122、124和排气电磁阀126、128的状态，并有效地反转图3所示的方法。

图5是展示气体分散系统110的远程停用的排序的流程图。最初，在“接收停用”步骤510中，气动控制阀系统120从控制器140接收停用信号。响应于接收停用步骤510，控制器140在“打开关断压力电磁阀和关断排气电磁阀”步骤520中打开第二压力电磁阀124和第一排气电磁阀126。在将关断压力电磁阀124和关断排气电磁阀126置于打开状态之后，控制器140在“关闭关断压力电磁阀和关断排气电磁阀”步骤330中将第一压力电磁阀122和第二排气电磁阀128切换至关断(或关闭)状态。

第一压力电磁阀122被称为“开启压力电磁阀”，并且第二排气电磁阀128被称为“开启排气电磁阀”，因为它们被置于打开状态以接通系统。类似地，为了关断系统，第二压力电磁阀124被称为“关断压力电磁阀”，并且第一排气电磁阀126被称为“关断排气电磁阀”。

在图3的过程或图5的过程的备选示例中，电磁阀122、124、126、128中的每个的状态可大致同时被切换，并且实现类似的结果。

在图2的示例和图3的方法中，压力电磁阀122、124和排气电磁阀126、128是开启/关断电磁阀(即，具有两种可能状态的电磁阀)，并且将惰性气体分散装置110内的气动控制阀116控制成完全开启或完全关断状态。然而，在一些示例中，在灭火期间控制密闭空间10(图1中所示)内的惰性气体水平是期望的。图4示意性地示出了其中额外包括阀监测器(例如线性编码器150)的图2的系统。线性编码器150监测惰性气体分散装置110内的气动控制阀116的位置，并通过控制器140的阀监测器输入部与控制器140通信该位置。

包括线性编码器150允许控制器调节压力电磁阀122、124和排气电磁阀126、128中的每个的打开/关闭程度，并从而调节气动控制阀116的打开/关闭程度。这继而又可控制可通过惰性气体分散系统110的惰性气体的体积。通过在压力电磁阀122、124和排气电磁阀126、128中的每个中包括中间状态(例如，完全打开与完全关闭之间的状态)，选择器阀系统可计量气动控制阀116每侧处的气动流体的压力，并且允许对气动控制阀116的位置进行较精细的控制。在这样的示例中，经由根据线性编码器150的输出调节压力电磁阀122、124和排气电磁阀126、128的位置来通过限制通至气动控制阀116每侧的气动流体的流量和压力，来实现计量。

继续参考图1-4中的所有，示出和描述的气动控制阀系统120被配置成经由与现有的单个气动控制阀系统相同的入口117、119连接与加压气动流体源160和惰性气体分散系统110互连。经由电磁阀122的输出部、电磁阀126的输入部和气动控制阀的入口117之间的连接，以及通过电磁阀124的输出部、电磁阀128的输入部和气动控制阀的入口119之间的连接，实现互连。通过使用相同的连接，气动控制阀系统120可被改装到或包括在现有的灭火系统中，从而允许远程重置功能被包括在当前需要手动重置的现有系统中。在其中气动控制阀系统120被改装到现有灭火系统的示例中，相对应的控制器140将接收软件或固件，升级以允许产生额外的控制信号，并且电磁阀122、124、126、128中的每个经由任何常规的控制信号连接而连接到控制器140的控制输出部。一旦安装完成，系统将如前面讨论的那样受控制。

此外，尽管上面关于基于惰性气体的灭火系统进行了描述，但是应当理解，气动控制电磁阀系统120可用于控制任何气动控制阀，包括其它类型的灭火系统(例如基于化学抑制剂的系统)和完全为其它类型的系统中的那些。

还理解的是，上述概念中的任何概念可单独使用，或者与任何或所有其它上述概念结合使用。虽然已经公开了本发明的实施例，但是本领域普通技术人员将认识到某些修改将归入本发明的范围内。为此，应该研究所附的权利要求书来确定本发明的真实范围和内容。

Claims (9)

1.一种灭火系统，包括：

灭火剂分散装置，其包括至少一个气动控制阀、灭火剂入口和灭火剂出口；

选择器阀，其将气动流体源连接到所述至少一个气动控制阀的第一入口和所述至少一个气动控制阀的第二入口；

线性编码器，其被配置成监测所述至少一个气动控制阀的位置；以及

控制器，其通信地耦合到所述选择器阀，并且被配置成至少部分地响应于从所述线性编码器接收的测量结果来控制所述选择器阀；

其中所述选择器阀包括将第一压力电磁阀的入口和第二压力电磁阀的入口连接到所述气动流体源的气动流体入口、连接到所述第一压力电磁阀的出口的第一排气电磁阀的入口、连接到所述第二压力电磁阀的出口的第二排气电磁阀的入口、以及将所述第一压力电磁阀的所述出口连接到所述至少一个气动控制阀的所述第一入口的第一选择器阀出口、和将所述第二压力电磁阀的所述出口连接到所述至少一个气动控制阀的所述第二入口的第二选择器阀出口；以及

其中所述控制器被配置成通过打开所述第一压力电磁阀和所述第二排气电磁阀然后关闭所述第二压力电磁阀和所述第一排气电磁阀来响应于启用。

2.根据权利要求1所述的灭火系统，其中，所述灭火剂是惰性气体。

3.根据权利要求1所述的灭火系统，其中，所述控制器远离所述灭火剂分散装置并且通信地耦合到所述灭火剂分散装置，所述控制器被配置成响应于火灾的检测而启用所述灭火剂分散装置，并且被配置成响应于所述火灾停止的检测而重置所述选择器阀。

4.根据权利要求3所述的灭火系统，其中，所述控制器经由硬线连接和本地无线连接中的至少一者连接到所述灭火剂分散装置。

5.根据权利要求3所述的灭火系统，其中，所述控制器至少包括第一子控制器和第二子控制器，其中所述第一子控制器位于所述灭火剂分散装置本地，且所述第二子控制器远离所述灭火剂分散装置。

6.根据权利要求1所述的灭火系统，其中，所述第一压力电磁阀、所述第二压力电磁阀、所述第一排气电磁阀和所述第二排气电磁阀中的每个都具有打开状态和关闭状态，并且其中每个电磁阀的状态由所述控制器控制。

7.根据权利要求6所述的灭火系统，其中，所述第一压力电磁阀、所述第二压力电磁阀、所述第一排气电磁阀和所述第二排气电磁阀中的至少一个包括中间状态，所述中间状态提供通过所述电磁阀的计量流量。

8.一种用于远程重置用于根据前述权利要求中任一项所述的灭火系统的选择器阀的方法，包括：

打开所述第一压力电磁阀和所述第二排气电磁阀，并关闭所述第二压力电磁阀和所述第一排气电磁阀，从而逆转所述灭火系统的气动控制阀处的压力不平衡。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，打开所述第一压力电磁阀和所述第二排气电磁阀发生在关闭所述第二压力电磁阀和所述第二排气电磁阀之前。

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