CN115869570B - 用于自动水控阀的电子加速器 - Google Patents

Abstract

一种电子加速器包括压力传感器、第一控制阀和控制电路。所述压力传感器检测在流体供应源与至少一个喷洒器头之间的流体供应管线中的压力。所述第一控制阀联接至第二控制阀，当所述第二控制阀打开时允许流体从所述流体供应源流到所述至少一个喷洒器头。所述控制电路接收由所述压力传感器检测到的压力，基于所述压力传感器检测到的压力来确定所述至少一个喷洒器头打开，并且作为响应使得所述第一控制阀打开以降低所述第二控制阀的腔室中的腔室压力来使得所述第二控制阀打开从而允许流体从所述流体供应源经所述流体供应管线流到所述至少一个喷洒器头。

Description

用于自动水控阀的电子加速器

本申请是发明名称为“用于自动水控阀的电子加速器”、国际申请日为2019年10月4日、国际申请号为PCT/IB2019/058480、国家申请号为201980065372.3的发明专利申请的分案申请。

相关申请的交叉引用

本披露要求于2018年10月5日提交的题为“ELECTRONIC ACCELERATOR FORAUTOMATIC WATER CONTROL VALVES(用于自动水控制阀的电子加速器)”的美国临时专利申请号62/741,995的权益和优先权，所述美国专利申请的全部披露内容通过引用并入本文。

背景技术

自动水控制阀可以用于灭火喷洒器系统来自动控制由灭火喷洒器系统输出的流体流。例如，自动水控制阀可以用于当检测到火灾条件时允许输出流体。

发明内容

本披露的一种实施方式是一种电子加速器，其可以用于对包括但不限于自动水控制阀的装置的操作进行加速。电子加速器包括压力传感器、第一控制阀和控制电路。压力传感器联接至流体供应管线以检测流体供应管线中的压力。流体供应管线设置在流体供应源与至少一个喷洒器头之间。所述第一控制阀联接至第二控制阀，所述第二控制阀在打开时允许流体从所述流体供应源经所述流体供应管线流到所述至少一个喷洒器头。所述控制电路接收由所述压力传感器检测到的压力，基于所述压力传感器检测到的压力来评估指示所述至少一个喷洒器头打开的触发条件，并且响应于满足所述触发条件，使得所述第一控制阀打开以降低所述第二控制阀的腔室中的腔室压力来使得所述第二控制阀打开从而允许流体从所述流体供应源经所述流体供应管线流到所述至少一个喷洒器头。

本披露的另一种实施方式是一种操作电子加速器的方法。所述方法包括通过压力传感器来检测设置在流体供应源与至少一个喷洒器头之间的流体供应管线中的压力。所述方法包括通过控制电路来接收由所述压力传感器检测到的压力。所述方法包括通过所述控制电路来基于所述压力传感器检测到的压力来评估触发条件，所述触发条件是对所述至少一个喷洒器头打开的指示。所述方法包括响应于满足所述触发条件，使得第一控制阀打开以降低第二控制阀的腔室中的腔室压力来使得所述第二控制阀打开，所述第二控制阀在打开时允许流体从所述流体供应源经所述流体供应管线流到所述至少一个喷洒器头。

本披露的另一种实施方式是一种灭火喷洒器控制电路。所述灭火喷洒器控制电路包括一个或多个处理器和存储器装置，所述存储器装置存储处理器可执行指令，所述处理器可执行指令当由所述一个或多个处理器执行时，使所述一个或多个处理器：接收由与设置在流体供应源与至少一个喷洒器头之间的流体供应管线相联接的压力传感器检测到的压力；基于所述压力传感器检测到的压力来评估触发条件，所述触发条件是对所述至少一个喷洒器头打开的指示；以及响应于满足所述触发条件，使得第一控制阀打开以降低第二控制阀的腔室中的腔室压力来使得第二控制阀打开，所述第二控制阀在打开时允许流体从所述流体供应源经所述流体供应管线流到所述至少一个喷洒器头。

本领域的技术人员将认识到，所述发明内容仅是说明性的而不旨在以任何方式进行限制。本文中所描述的如仅由权利要求定义的装置和/或过程的其他方面、发明性特征以及优点将在本文中陈述并且结合附图进行的详细说明中变得清楚。

附图说明

图1是包括根据示例性实施例的电子加速器的电子加速灭火喷洒器系统的框图。

图2是根据示例性实施例的图1的电子加速器的截面图。

图3是操作根据示例性实施例的电子加速器的方法的流程图。

具体实施方式

本披露总体上涉及自动水控制阀领域。更具体地，本披露涉及一种用于自动水控制阀的电子加速器。在一些灭火喷洒器系统(例如干管喷洒器系统)中，可以使用包括机械阀瓣的差动型干式管阀以基于流体侧与空气侧(对应于喷洒器头会打开的位置)之间的压力差来控制流体流。但是，机械阀瓣的操作可能要求空气侧压力是相对于流体侧压力的预设压力(例如，数学上确定并设定的压力)。在一些系统中，差动型干式管阀可以用于自动控制输出到干管喷洒器的流体；但是，当正确配置时，自动控制阀也可以控制输出到干管喷洒器系统的流体。本解决方案可以允许在系统中使用更低或更高的空气压力和/或水压力，通过在使用电子加速器时优化水输送时间来提高用自动水控制阀控制流体流输送的安全性和可靠性。当适用时，电子加速器可以使得流体更迅速地输送以应对火灾和/或延迟对火灾输送流体。本解决方案可以降低操作灭火喷洒器系统所需的电子装置的复杂性，例如基于检测到的固定压力来使得自动水控制阀电子致动所需的复杂电子装置。

现在参照图1和图2，描绘了电子加速式灭火喷洒器系统(EAFSS)100。EAFSS 100包括联接至自动水控制阀150的电子加速器110、和喷洒器网格180。电子加速器110可以通过例如联接到自动水控制阀150和联接到喷洒器网格180的流体供应管线184来被改装至现有的灭火喷洒器系统(例如，在电子加速器110与现有的灭火喷洒器系统的部件之间不进行任何电连接)。

电子加速器110可以包括壳体114，在该壳体中设置有压力传感器112、控制电路120和控制阀130。电子加速器110可以包括输出装置190，如图1所描绘的该输出装置可以安装到如图2所描绘的壳体114的可移除盖116上。电子加速器110可以使得控制阀130经由控制端口132流体联接至自动水控制阀150、并且经由大气端口134流体联接至大气。电子加速器110可以使得压力传感器112经由供应端口118流体联接到流体供应管线184。

喷洒器网格180可以包括多个喷洒器头182。喷洒器头182通常处于关闭状态。喷洒器头182可以响应于检测到的火情而切换到打开状态，例如当被火焰加热时通过被致动而打开。

喷洒器网格180经由流体供应管线184流体联接至自动水控制阀150。当一个或多个喷洒器头182打开时，流体供应管线184中的空气或其它流体可以从这一个或多个喷洒器头182输出，这会降低流体供应管线184中的系统压力(例如，降低流体供应管线184中的空气压力)。例如，流体供应管线184中的空气可以保持在大于大气压力的压力，使得流体供应管线184中的空气经由已经打开的这一个或多个喷洒器头182流出流体供应管线184。

当自动水控制阀150打开时，流体可以从流体供应源186经流体供应管线184输送到喷洒器网格180。自动水控制阀150可以联接至腔室152。腔室152可以是湿式先导腔室(例如隔膜腔室)，其被加压以对自动水控制阀150施加压力来将自动水控制阀150保持在关闭状态。如果腔室152中的压力低于阈值腔室压力，则自动水控制阀150可以打开(例如切换到打开状态)来允许流体从流体供应源186经流体供应管线184输送到喷洒器网格180。

电子加速器110包括压力传感器112，该压力传感器流体联接至流体供应管线184以检测流体供应管线184中的系统空气压力。压力传感器112可以周期性地或持续地监测流体供应管线184中的系统空气压力。压力传感器112可以是压力换能器。压力传感器112可以通过例如输出与流体供应管线184中的压力相对应的电压来输出对流体供应管线184中的压力的指示。

电子加速器110包括控制电路120。控制电路120包括处理器122和存储器124。处理器122可以是通用或专用处理器、专用集成电路(ASIC)、一个或多个现场可编程门阵列(FPGA)、一组处理部件或其他合适的处理部件。处理器122可以被配置用于执行存储在存储器124(例如，模糊逻辑等)中或从其他计算机可读介质(例如，CDROM、网络存储装置、远程服务器等)接收到的计算机代码或指令，以便执行本文所描述的一个或多个过程。存储器124可以包括被配置用于存储数据、计算机代码、可执行指令、或其他形式的计算机可读信息的一个或多个数据存储装置(例如，存储器单元、存储器装置、计算机可读存储介质等)。存储器124可以包括随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、硬盘驱动器存储装置、临时存储装置、非易失性存储器、闪存、光学存储器、或用于存储软件对象和/或计算机指令的任何其他合适的存储器。存储器124可以包括数据库组件、目标代码组件、脚本组件或用于支持本披露中所描述的各种活动和信息结构的任何其他类型的信息结构。存储器124可以经由控制电路120可通信地连接至处理器122并且可以包括用于(例如，由处理器122)执行本文中所描述的一个或多个过程的计算机代码。存储器124可以包括用于完成本文所描述的过程的各种模块(例如，电路、引擎)。

控制电路120可以从压力传感器112接收对流体供应管线184中的压力的指示。控制电路120可以基于接收到的压力指示来计算压力参数。控制电路120由压力传感器112作为电压输出的对流体供应管线184中的压力的指示，并且将指示流体供应管线中的压力的值(例如通过执行标度功能)转换为压力参数的值。控制电路120可以计算压力参数来包括瞬时压力、平均压力(例如，基于多个瞬时压力平均的移动平均压力)和压力变化率中的至少一项。

控制电路120可以基于压力参数来评估触发条件。触发条件可以对应于一个或多个喷洒器头182处于打开状态。触发条件可以包括压力参数的阈值，该阈值与用于打开自动水控制阀150从而可以将流体输送到喷洒器网格180的触发点相对应。如果压力参数小于阈值，或者如果压力参数小于或等于阈值(这例如取决于阈值被设置为流体供应管线184中的、低于其就认为喷洒器头182已经发生了打开的最大压力，还是阈值被设置为认为喷洒器头182已经发生了打开所处的最大压力)，控制电路120就可以确定满足触发条件。控制电路120可以基于流体供应管线184中的系统压力的变化来确定触发条件满足，例如如果系统压力的变化率小于(或小于或等于)变化率阈值(变化率阈值是小于零的值，并且因此对流体供应管线184中的系统压力的指示降低)。

电子加速器110包括流体联接至自动水控制阀150的控制阀130。控制阀130可以包括电磁阀。控制阀130可以流体联接至出口132，这样在控制阀130打开时可以允许来自自动水控制阀150的腔室152的流体经由出口132被释放。当来自腔室152的流体经由出口132被释放时，自动水控制阀150可以打开(由于施加到自动水控制阀150上的压力的减小)，并且来自流体供应源的流体可以被输送到喷洒器网格180。

控制电路120可以响应于满足触发条件而致动(例如，打开)控制阀130。例如，如果控制电路120确定流体供应管线184中的系统压力低于阈值压力(处于该阈值压力时可以预期一个或多个喷洒器头182已经打开)，则控制电路120可以致动控制阀130。控制电路120可以通过将控制信号传输到控制阀130(例如使得控制阀130通电)来致动控制阀130。这样，控制电路120可以使来自流体供应源的流体输送到喷洒器网格180。在现有系统中，流体供应管线184中的空气可以处于相对较高的压力，以向用于阻止流体经流体供应管线184被输出的流体控制装置(例如，机械阀瓣)施加机械压力。例如，流体供应管线184中的空气压力与流体控制装置的、与流体供应管线184相反的一侧上的流体的比率可以是大约6:1。本解决方案可以使得能够在流体供应管线184中使用更低或更高的空气压力，这是因为控制电路120从压力传感器112接收基于流体供应管线184中的空气的压力数据，并且然后基于来自压力传感器112的压力数据来控制控制阀130的操作，而不是EAFSS 100使用流体供应管线184中的空气压力来将自动水控制阀150保持在关闭状态，同时还基于流体供应管线184中的空气压力来触发自动水控制阀150。可以在保持EAFSS 100的能力的同时改变流体供应管线184中的系统压力以改善和优化应对火灾的流体输送时间。

电子加速器110可以包括输出装置190，该输出装置可以被用作报警指示器。输出装置190可以包括灯光输出装置和音频输出装置中的至少一者。控制电路120可以基于流体供应管线184中的系统压力来评估报警条件，并且使输出装置190响应于满足报警条件而输出报警通知。例如，控制电路120可以响应于流体供应管线184中的系统压力小于(或小于或等于)低的空气压力阈值来确定满足低的空气报警条件。控制电路120可以响应于流体供应管线184中的系统压力大于(或大于或等于)高的空气压力阈值(该高的空气压力阈值可以大于所述低的空气压力阈值)来确定满足高的空气报警条件。

现在参考图3，描绘了一种操作电子加速器的方法300。方法300可以由参照图1和图2描述的EAFSS 100、例如通过操作图1和图2的电子加速器110来执行。

在310，压力传感器检测流体供应管线中的压力。压力传感器可以包括压力换能器。流体供应管线可以设置在流体供应源与至少一个喷洒器头之间。

在320，控制电路接收由控制电路检测到的压力。控制电路可以将压力接收为指示流体供应管线中的压力的值(例如，由压力传感器输出的电压)，并且将指示流体供应管线中的压力的值(例如通过执行标度功能)转换为压力值。

在330，控制电路基于压力传感器检测到的压力来评估触发条件。触发条件可以是对至少一个喷洒器头打开的指示。例如，触发条件可以是低于其就可以预期一个或多个喷洒器头已经打开的阈值压力或者压力变化率阈值。

在340，响应于满足触发条件，控制电路使得第一控制阀(例如，电磁阀)打开。例如，控制电路可以传输控制信号使得第一控制阀打开。第一控制阀流体联接至第二控制阀(例如，自动水控制阀)的腔室。腔室可以是湿式先导腔室(例如隔膜)，其被加压以将第二控制阀保持在关闭状态。第二控制阀可以允许流体从流体供应源经流体供应管线流到至少一个喷洒器头。这样，当控制电路使得第一控制阀打开时，来自该腔室的流体可以离开腔室，从而允许第二控制阀打开，并且将流体经由流体供应管线输送出至少一个喷洒器头。控制电路可以在流体供应管线中的压力小于第二控制阀的与流体供应管线相反的一侧的流体供应源中的流体压力之前使第一控制阀打开。

控制电路可以基于压力传感器的对检测到的压力的指示来评估低的空气报警条件或高的空气报警条件。控制电路可以使输出装置(例如灯光输出装置或音频输出装置)输出对满足低的空气报警条件或高的空气报警条件的指示。

对“或”的引用可以被解释为包容性的，使得使用“或”描述的任何项都可以指示单个项、一个以上项以及所有所述项中的任一种。对项的连续列表中的至少一个的引用可以被解释为包容性的“或”，以指示单个项、一个以上项以及所有所述项中的任一种。例如，对“‘A’和‘B’中的至少一者”的引用可以仅包括‘A’、仅包括‘B’以及包括‘A’和‘B’两者。结合“包括”或者其他开放性术语使用的此类引用可以包括附加项。

如各示例性实施例中所示出的系统和方法的构造和布置仅是说明性的。尽管本披露内容中仅详细描述了几个实施例，但是许多修改是可能的(例如，各种元件的大小、尺寸、结构、形状和比例、参数的值、安装布置、材料的使用、颜色、定向等的变化)。例如，元件的位置可以颠倒或以其他方式变化，并且离散元件的性质或数量或位置可以更改或变化。因此，所有这种修改旨在被包括在本披露内容的范围内。可以根据替代实施例对任何过程或方法步骤的顺序或序列进行改变或重新排序。在不脱离本披露范围的情况下，可以在示例性实施例的设计、运行条件和布置方面作出其他替代、修改、改变、和省略。

本披露内容设想了用于完成各种操作的方法、系统和任何机器可读介质上的程序产品。可以使用现有计算机处理器或由结合用于此目的或另一目的的适当系统的专用计算机处理器或由硬接线系统来实施本披露内容的实施例。本披露内容的范围内的实施例包括程序产品，所述程序产品包括用于承载或具有存储在其上的机器可执行指令或数据结构的机器可读介质。这种机器可读介质可以是可以由通用或专用计算机或具有处理器的其他机器访问的任何可用介质。举例来讲，这类机器可读介质可以包括RAM、ROM、EPROM、EEPROM、CD-ROM或其他光盘存储装置、磁盘存储装置或其他磁存储装置，或者可以用来以机器可执行指令或数据结构的形式承载或存储期望程序代码并且可以由通用或专用计算机或具有处理器的其他机器访问的任何其他介质。上述内容的组合也包括在机器可读介质的范围内。机器可执行指令包括例如使通用计算机、专用计算机或专用处理机器执行某一功能或一组功能的指令和数据。

尽管附图示出了方法步骤的具体顺序，但是步骤的顺序可以不同于所描绘的顺序。还可以同时或部分同时地执行两个或更多个步骤。这种变体将取决于所选软件和硬件系统以及设计者的选择。所有这种变体都处于本披露内容的范围内。同样，可以用具有基于规则的逻辑和用于实现各个连接步骤、处理步骤、比较步骤和判定步骤的其他逻辑的标准编程技术来实现软件实施方式。

Claims (15)

1.一种电子加速器，包括：

压力传感器，所述压力传感器与流体供应管线相联接以检测所述流体供应管线中的压力，所述流体供应管线设置在流体供应源与至少一个喷洒器头之间；

第一控制阀，所述第一控制阀与第二控制阀相联接，所述第二控制阀在处于打开状态时允许流体从所述流体供应源经所述流体供应管线流到所述至少一个喷洒器头；

控制电路，所述控制电路用以：

接收对由所述压力传感器检测到的压力的指示；

基于所述压力传感器检测到的压力来评估指示所述至少一个喷洒器头打开的条件，并且

响应于所述条件被满足，将控制信号传输到所述第一控制阀以促使所述第一控制阀打开以使得所述第二控制阀打开从而允许流体从所述流体供应源经所述流体供应管线流到所述至少一个喷洒器头，其中所述控制电路用以响应于(i)确定由所述压力传感器检测到的压力小于或等于阈值压力，以及(ii)确定由所述压力传感器检测到的压力的变化率小于或等于变化率阈值这两者中的至少一者来确定所述条件被满足；以及

壳体，所述压力传感器、所述第一控制阀和所述控制电路设置在所述壳体中，所述壳体包括与所述第一控制阀相联接的大气端口，以允许所述第二控制阀的腔室中的压力响应于所述第一控制阀的打开而减小。

2.如权利要求1所述的电子加速器，包括：

所述控制电路用以响应于基于由所述压力传感器检测到的压力检测到满足低的空气报警条件而输出低的空气报警。

3.如权利要求1所述的电子加速器，包括：

所述控制电路用以响应于基于由所述压力传感器检测到的压力检测到满足高的空气报警条件而输出高的空气报警。

4.如权利要求1所述的电子加速器，包括：

所述第一控制阀是电磁阀。

5.如权利要求1所述的电子加速器，包括：

所述压力传感器是压力换能器。

6.如权利要求1所述的电子加速器，包括：

所述第一控制阀与所述第二控制阀和所述大气端口相联接，使得打开所述第一控制阀以降低施加在所述第二控制阀上的压力。

7.一种防火系统，包括：

喷洒器头，所述喷洒器头与流体供应管线相联接；

第一控制阀；

第二控制阀，所述第二控制阀在流体供应源和所述喷洒器头之间与所述流体供应管线相联接，所述第二控制阀具有腔室；

压力传感器，所述压力传感器在所述第二控制阀和所述喷洒器头之间与所述流体供应管线相联接以检测所述流体供应管线中的第一压力；

控制电路，所述控制电路用以：

接收对由所述压力传感器检测到的所述第一压力的指示，

基于由所述压力传感器检测到的压力来评估指示所述喷洒器头打开的触发条件，并且

响应于所述触发条件被满足，将控制信号传输到所述第一控制阀以促使所述第一控制阀打开以降低所述第二控制阀的所述腔室中的第二压力，其中所述控制电路用以响应于(i)确定所述第一压力小于或等于阈值压力，以及(ii)确定所述第一压力的变化率小于或等于变化率阈值这两者中的至少一者来确定所述触发条件被满足；以及

壳体，所述第一控制阀和所述控制电路设置在所述壳体中，所述壳体包括与所述第一控制阀相联接的大气端口，以允许降低所述腔室中的所述第二压力。

8.如权利要求7所述的防火系统，包括：

所述第二控制阀用以响应于所述腔室中的所述第二压力降低到低于阈值而变为打开状态以允许流体从所述流体供应源经所述流体供应管线流到所述喷洒器头。

9.如权利要求7所述的防火系统，包括：

所述控制电路用以响应于基于所述第一压力检测到满足低的空气报警条件而输出低的空气报警。

10.如权利要求7所述的防火系统，包括：

所述压力传感器是压力换能器。

11.如权利要求7所述的防火系统，包括：

所述第一控制阀与所述第二控制阀和所述大气端口相联接，使得打开所述第一控制阀以降低所述第二压力。

12.如权利要求7所述的防火系统，包括：

所述喷洒器头用以响应于火情而打开。

13.如权利要求7所述的防火系统，包括：

所述流体供应管线中的空气与所述第二控制阀的与所述流体供应管线相反的一侧上的水之间的压力比率小于6:1。

14.一种电子加速器，包括：

壳体，所述壳体具有通向大气的大气端口；

处于所述壳体中的压力传感器，所述压力传感器与流体供应管线相联接以检测所述流体供应管线中的压力，所述流体供应管线设置在流体供应源与至少一个喷洒器头之间；

处于所述壳体中的第一控制阀，所述第一控制阀与第二控制阀相联接以便响应于所述第一控制阀打开而降低所述第二控制阀的腔室中的压力；以及

处于所述壳体中的控制电路，所述控制电路用以基于由所述压力传感器检测到的压力来评估触发条件并且响应于所述触发条件被满足而将控制信号传输到所述第一控制阀以打开所述第一控制阀以使得所述第二控制阀的所述腔室中的压力降低，其中所述控制电路用以响应于(i)确定由所述压力传感器检测到的压力小于或等于阈值压力，以及(ii)确定由所述压力传感器检测到的压力的变化率小于或等于变化率阈值这两者中的至少一者来确定所述触发条件被满足。

15.如权利要求14所述的电子加速器，包括：

所述第一控制阀是电磁阀并且所述压力传感器是压力换能器。