TW201530113A - 多點取樣閥改良技術 - Google Patents

Abstract

一種用於多點抽吸氣體或煙檢測系統的旋轉取樣閥，該旋轉取樣閥包含多組的入口孔組，而，在一第一操作模式時，空氣係經由全部的入口孔同時地被抽取，且在一第二操作模式時，空氣係經由各入口孔組之一入口孔同時地被抽取。一種包含一旋轉取樣閥的多點軸吸氣體或煙檢測系統亦被描述。

Description

多點取樣閥改良技術 發明領域

本發明係有關於多點抽取氣體或煙檢測系統的旋轉取樣閥。

發明背景

污染監測，及火災防護和抑止系統可藉檢測煙和其它空氣中之污染物的存在來操作。當微粒之一臨界標度被檢出時，一警報或其它訊號可被激發，且一火災抑止系統的操作及/或人為干預可被啟動。

如圖1A中所示，呈抽吸微粒檢測系統(1)之形成的空氣取樣污染監測設備可併合一取樣管網絡(2)，其係由一或更多的取樣管(3,4,5,6)所組成，而具有一或更多個取樣孔或入口(3A、4A、5A、6A)，安裝在煙或火災前散發物可被由一受監測之區域或環境收集的位置處，該區域通常係在該取樣管網絡外部。空氣會被藉由一抽氣機或風扇(7)經由該等取樣孔抽入，然後沿該管子或管網絡(2)被導經一設在遠處的檢測器(8)。呈該等取樣入口形式的取樣點係位在需要被微粒檢測的區域。這些區域典型係遠離該實際的檢 測器。雖有許多不同類型的微粒檢測器可被用作上述系統中的檢測器，一種可供用於此一系統中之特別適合的檢測器形式係為一光散射檢測器，其能夠以合理的成本提供可適用的靈敏度。此一裝置之一例係如本申請人所銷售的VESDA^® LaserPlus^TM煙檢測器。譬如圖1A中所示的多管抽吸氣體或煙警報系統能作一煙及/或氣體事件的早期檢測，且亦能夠迅速地定位出此一事件的源頭。

一種如此的系統係被示於GB 2243475B專利中，其描述一旋轉式空氣選擇閥能作一事件的快速檢測，接著快速定位該源頭，亦會賦予抓取瞬時事件的能力，並能區分瞬時和後續事件。如所示之此一閥9，係被用於圖1A的系統中來將該多個取樣管3,4,5,6連接於該檢測器8。在操作時，來自不同區的空氣會被由入口管導經該閥而至一共同的氣體或煙檢測器8。當檢測到氣體或煙時，一警報會被激發，且該閥會操作來繼續地由各管導引空氣至該檢測器，俾能進行產生該氣體或煙之區域的定位。

傳統的多點氣體或煙取樣系統使用結合在一歧管上之個別操作的閥或旋轉閥等，譬如上述的類型，而容許數個管能被以一裝置依序地掃描。

若要被取樣的管之數目係比該等個別閥系統或多旋轉閥的成本及/或空間需求更高則會變成高價得令人不敢問津。

本發明的目的係要至少部份消減與習知的多管抽吸氣體和煙警報系統相關聯的問題，以及提供一種具成 本效益並有效率的監測系統。

參考本說明書中的任何習知技術並非承認或暗示該習知技術在任何轄區形成一般普通常識的一部份，或此習知技術可能合理地被預期會被一精習於該技術者所瞭解，認為是有關的，及/或與該習知技術的其它片段結合。

發明概要

本發明係依據一單旋轉閥機構，其具有多數個取樣腔室可容許一大數目的取樣管能被有效率地監測。

依據一第一態樣，本發明提供一種用於多點抽吸氣體或煙檢測系統的旋轉取閥，該旋轉取樣閥具有多數個取樣腔室，各腔室會連接多數個入口孔至一各別的共同出口。

依據一第二態樣，本發明提供一種用於多點抽吸氣體或煙檢測系統的旋轉取樣閥，該旋轉取樣閥包含多組的入口孔組，而，在一第一操作模式時，空氣會被經由全部的入口孔同時地抽取，且在一第二操作模式時，空氣會被從各入口孔組的一個入口孔同時地抽取。

較佳的是，該第一操作模式會使各入口孔組的入口孔能與一對應的共同取樣腔室導通，通過它空氣會被抽取至一對應的出口。該第二操作模式會使一所擇的入口孔能與該對應的出口連接。在第二操作模式時，於該組內的各入口孔會被依序地選擇來與該對應的出口連接。

依據一第三態樣，本發明提供一種用於多點抽吸 氣體或煙檢測系統的旋轉取樣閥，該旋轉取樣閥包含：一組的入口孔；一共同出口；及一取樣腔室；而每個流動網絡可被選擇地構製成能界定一第一流路或多數個第二流路之一個，其中該第一流路會從每個該等入口孔將空氣抽入該流動網絡中，而經由該取樣腔室至該共同出口，且其中該第二流路會由一各別選擇的單入口孔將空氣抽入該網絡中而至該共同出口；其中該多數個流動網絡可各被構製成能同時地界定該第一流路。

較好是，該等第二流路會繞過該取樣腔室。該等第二流路可藉對準一轉子中之一入口與一定子上之一選擇的入口孔而被依序地界定。

該閥可包含一定子及一或多個轉子旋轉地連接於它。該轉子和定子較好係被成形為能在其間形成該等取樣腔室。該定子轉好包含該等入口孔和該等出口。

該等入口孔可被排列呈二或更多個同心環，每一環會界定一組入口孔組。該等取樣腔室較好為同心的環狀或部份環狀腔室。

該等入口孔可延伸穿過該定子之一區段來界定一通道其具有一第一開孔和一第二開孔，其中該第一開孔係有比該第二開孔更大的直徑。該等入口孔較好係各連接於一分開的取樣管，較有利是在該第一開孔處。在一構態 中，圍繞該等同心環之一者的入口孔具有第一開孔等會徑向地偏離，及第二開孔等係定位在一共同的徑向距離處。

依據一第四態樣，本發明提供一種多點抽吸氣體或煙檢測系統，包含一依據任何前述之態樣的旋轉取樣閥，及至少一微粒計數器，煙檢測器或氣體分析器。

在一實施例中，各流動網絡係與一分開的微粒計數器、煙檢測器或氣體分析器導通。

在一變化實施例中，單一微粒計數器，煙檢測器或氣體分析器在一第一操作模式時會連接於全部的該等取樣腔室，直到微粒被檢測出高於一臨界標度，該系統嗣會物換至一第二操作模式，其中依序取樣會在一或數個選擇的取樣腔室處進行，直到一訊號被發現，嗣該系統會切換至一第三操作模式，其中在該被認定的取樣腔室中之每個入口孔會被依序地取樣，直到一訊號被辨認為止。

1‧‧‧抽吸微粒檢測系統

2‧‧‧取樣管網絡

3,4,5,6‧‧‧取樣管

3A,4A,5A,6A‧‧‧取樣孔

7‧‧‧風扇

8‧‧‧檢測器

8A,8B‧‧‧檢測器

9‧‧‧閥

10‧‧‧旋轉取樣閥

12‧‧‧定子

14,16‧‧‧入口孔組

20‧‧‧轉子

22‧‧‧內取樣腔室

24‧‧‧外取樣腔室

26‧‧‧弧形孔口

28,36,38‧‧‧孔口

30‧‧‧孔口

32,42‧‧‧出口

34‧‧‧中央通道

40‧‧‧孔口

44‧‧‧環狀通道

50a,50b‧‧‧第一開孔

52a,52b‧‧‧第二開孔

91‧‧‧檢測系統

A,B,C,D‧‧‧氣流方向

本發明現將參照所附圖式，僅藉由舉例來被描述，其中：圖1A示出一依據習知技術的抽氣式微粒檢測系統：圖1B示出一依據本發明之一實施例的取樣閥由一第一側的分解圖；圖2示出圖1B的取樣閥由一第二側的分解圖；圖3示出該轉子的內面之一概略平面圖；圖4示出該定子的內面之一概略平面圖；及圖5示出一依據本發明之一態樣的多點抽吸氣體或煙 檢測系統。

實施例之詳細說明

圖1B示出一依據本發明一較佳實施例的旋轉取樣閥10之分解圖。該旋轉取樣閥10係欲圖供與一在引言中所述的取樣管網絡(未示出)一起使用。一抽氣機(未示出)會經由該取樣管網絡抽取空氣至並通過該旋轉取樣閥10，然後至一檢測器(未示出)。該檢測器可為任何類型的微粒測器，例如包含一微粒計數式系統，譬如一申請人所銷售的VESDA^® LaserPlus^TM煙檢測器。典型地該檢測器包含一檢測腔室，指示裝置及一抽氣機用以抽吸取樣空氣進入該檢測腔室。所示實施例是本發明的一個四十通道之例。綜觀而言，該閥10包含一轉子20及一定子12。該轉子20係可旋轉地安裝於該定子，並能被旋轉來選擇該閥10之一操作模式。該定子12有二同心圓狀的入口孔組14、16。被取樣的四十支管係連接於該等入口孔14、16，每一組有二十支管。

轉子20會界定用於二取樣腔室22、24的孔隙，各與一組二十支取樣管呈流體導通，而使一第一組的入口孔14導入該第一個內取樣腔室22，及一第二組的入口孔16導入該第二個外取樣腔室24。該定子12會封閉該等腔室，以不同的O形密封環(未示出)密封不同的腔室和通道。

依據所示的實施例，在一第一操作模式時，係為一正常取樣模式，第一流路等會被界定，此時空氣會被由全部的入口14、16等同時地連續抽取。來自孔口14等的空 氣係被導入內腔室22，而來自孔口16等的空氣係被導入外腔室24，如圖1B的各箭號A和B所示。該內腔室22的空氣嗣會以箭號C的方向流經該定子12中的弧形孔口26。孔口26係經由該定子12中之一管道(未示出)連接於孔口28。故，進入孔口26中的樣品空氣會由該定子中的孔口28流出，其在此第一操作模式時，係與該轉子20中的孔口30對準；該空氣會以箭號D的方向流動。孔口30係經由中央通道34與該出口32導通，以將該取樣空氣輸送至該檢測器(未示出)。同時，該外腔室24的空氣會經由一內部管道流過該定子中的二個孔口36，並流出孔口38，其係與該轉子20中的孔口40對準，該空氣嗣會經由環狀通道44流至出口42。在此第一操作模式時，來自每一入口孔組14、16的全部入孔口皆會被同時地取樣。該第一入口孔組14結合該內腔室22和出口32及連接管道等會一起形成一第一流動網絡。該第二入口孔組16結合該外腔室24和出口42及連接管道等會一起形成一第二流動網絡。此二流動網絡典型係保持互相隔離，而使來自一流動網絡之一樣品中的微粒檢測可容許辨認該流動網絡，俾能後續辨認被檢出微粒來源的相關取樣管。

當氣體或煙被以該旋轉閥10檢測時，在圖1B所示的第一構態中，該轉子20會進入一第二操作模式，其中第二流路會被界定。各第二流路會將來自各入口孔組14、16之一入口孔連接至該檢測器。該等入口孔的選擇在各流動網絡中係依序地進行，以使各取樣管中存在的氣體或煙之標度能被判定。在所示之例中，該二入口孔組14、16皆 同時地被以一共同轉子20掃描。此係藉直接對準該轉子20上的孔口30、40與每一組14、16的各別入口孔，以使該等取樣腔室被有效地繞道而來為之。於此第二操作模式時，來自該第一網絡之一所擇入口孔組14的空氣會直接流入孔口30，流出中央通道34至出口32。同時，來自該第二網絡之一所擇入口孔組16的空氣會直接流入孔口40，並流出環狀通道44至出口42。當來自此等各別入口孔之一樣品被一檢測器分析時，該轉子20會旋轉來對準該等孔口30、40與各組14、16之下一對的入口孔。此逐步旋轉會持續進行，直到全部的孔口皆被掃描，且抽入煙、微粒或氣體的取樣管被辨認為止。

應請瞭解使用獨立操作的同心式轉子(未示出)，則每個入口孔的圓形陣列14、16可被個別地掃描。

如在圖1B和3中所示，該等入口孔組14、16會延伸穿過該定子12來形成一通道，因此在該定子12的相反面上具有一第一開孔50a、50b及一第二開孔52a、52b。由圖中可見，該等第一開孔50a、50b具有一比第二開孔52a、52b更大的直徑，因此該等通道的直徑會向內逐步減少。如圖2和3中所示，此會使各組14、16的第二開孔52a、52b被定位在一共同的徑向距離來與該等轉子孔口30、40對準。該第二組之二十個孔口16的第二開孔52b(係為外圓圈)之間隔，係會使各第一開孔52b的間距能以一共同的徑向距離均勻地相隔開，且第一開孔50b的中心係與第二開孔52b軸向地對準。但是，為保持第一組的第二開孔52a與第二組的第二 開孔52b對準，如圖3中所示，在孔口14中的內階會軸向地偏移，因此第一開孔50a的中心不會與第二開孔52a的中心對準，如最佳地示於圖1B中。為最大化排列成該內圈之該組14中的孔口數目，每一第二個第一開孔50a係以一相反方向偏移，一個徑向朝內，一個由第二開孔52a的圓周線經向朝外。

圖5示意地示出一使用一上述類型之閥10的多孔抽吸氣體或煙檢測系統之一實施例。該系統91包含多數個檢測器8A、8B連接於單一空氣移動裝置7，譬如一泵、抽氣機或風扇。各檢測器8A、8B係連接於該取樣閥10之一各別的出口32、42。該出口32係由連接於該入口孔組14的取樣管饋氣，而該出口34係由連接於該入口孔組16的取樣管饋氣。如前所述，該系統會以一第一模式操作，其中該等檢測器8A和8B各會被提供空氣樣品，它們係得自連接於各自對應的入口孔組14、16之整組取樣管。當該等檢測器之一者檢測出微粒或氣體在一預定的標度時，該系統會移轉至一第二操作模式，其中該閥10會將每一入口管依序地連接至其對應出口，使能辨認那些管子正在抽入煙或氣體。

依據一實施例，一旦該煙、微粒或氣體的來源已被認定，則由所認定的管子抽取的樣品可被(使用一未示出之閥)導入該二檢測器中。此容許該二檢測器能分析一相同來源的樣品。此能被用來確認該最初檢測事件。於此一實施例中，該等檢測器可被排列呈一”雙驗”構態，俾使整個系統較不會產生假警報。

依據另一實施例，單一檢測器可被連接於一上述類型之閥的多個出口。該連接可藉由一或個多閥(較好安排成多階式)來完成，其能選擇地結合來自二(或更多)管子的氣流。或能使全部的氣流在單一出口中前進。於此設計中，該檢測器最初能由全部的入口組同時地接收一混合的取樣空氣。當最初檢測時，一第一階選擇閥可藉將不同的氣流輪替地導至其出口，而被用來判定其中那個入口係正在提供煙、微粒或氣體。若該旋轉閥具有一大數目的出口，則多階的選擇閥能被使用。較好是該等閥能被安婔成會使該旋轉閥的腔室之搜尋可在一最佳化的二元排除搜尋中被完成，其中該等腔室的一半會被搜尋，再來是四分之一並依此類推，直到須警報的腔室被定位為止。當對該煙、氣體或微粒之源頭的搜尋已被窄縮至該閥之單一腔室時，該閥可被用來依序地耦接它的每個入口至出口，以容許該等微粒、煙或氣體之來源的最後判定。

本發明能使一多點抽吸氣體或煙檢測系統以單一個閥來連接於更多個取樣管，典型多於二個。此會大大地減少製成本。

應可瞭解在本說明書中所描述和界定的發明會擴伸至由內文或圖式中可見或所提到的二或更多個個別特徵的所有變化組合。全部的該等不同組合皆構成本發明的各種變化態樣。

10‧‧‧旋轉取樣閥

12‧‧‧定子

14,16‧‧‧入口孔組

20‧‧‧轉子

22‧‧‧內取樣腔室

24‧‧‧外取樣腔室

30‧‧‧孔口

32,42‧‧‧出口

34‧‧‧中央通道

40‧‧‧孔口

44‧‧‧環狀通道

50a,50b‧‧‧第一開孔

A,B,C,D‧‧‧氣流方向

Claims (21)

1. 一種用於多點抽吸氣體或煙檢測系統的旋轉取樣閥，該旋轉取樣閥包含多組入口孔組，而，在一第一操作模式時，空氣係經由全部的入口孔同時地被抽取，且在一第二操作模式時，空氣係經由各入口孔組之一個入口孔同時地被抽取。
2. 如請求項1之閥，其中該第一操作模式會使各入口孔組的入口孔與一對應的共同取樣腔室導通，空氣會通過該腔室被抽取至一對應出口。
3. 如請求項1或2之閥，其中該第二操作模式會使一所擇的入口孔與該對應出口連接。
4. 如請求項3之閥，其中在該第二操作模式時，該組內的各入口孔會被依序地選擇來與該對應出口連接。
5. 一種用於多點抽吸氣體或煙檢測系統的旋轉取樣閥，該旋轉取樣閥包含：多數個流動網絡，各流動網絡具有：一組入口孔組；一共同出口；及一取樣腔室；各流動網絡能被可擇地構設來界定一第一流路或多數個第二流路之一個，其中該第一流路會從該各入口孔將空氣抽入該流動網絡並經由該取樣腔室至該共同出口，且其中該第二流路會經由單一各別選擇的入口 孔將空氣抽入該網絡而至該共同出口；其中該多數個流動網絡可各被構設成能同時地界定該第一流路。
6. 如請求項5之閥，其中該等第二流路繞過該取樣腔室。
7. 如請求項5或6之閥，其中該等第二流路可藉對準一轉子中之一入口與一定子上之一所擇的入口孔而被依序地界定。
8. 如請求項5至7之任一項的閥，包含一定子及一或多個轉子旋轉地連接於它。
9. 如請求項8之閥，其中該轉子和定子係被成形為能在它們之間形成該等取樣腔室。
10. 如請求項8或9之閥，其中該定子包含該等入口孔和該等出口。
11. 如請求項8至10之任一項的閥，其中該等入口孔係排列呈二或更多個同心環，每一環會界定一入口孔組。
12. 如請求項8至11之任一項的閥，其中該等取樣腔室係為同心的環形或部份環形腔室。
13. 如請求項8至12之任一項的閥，其中該等入口孔會延伸穿過該定子的一段來界定一通道具有一第一開孔和一第二開孔，其中該第一開孔係有比第二開孔更大的直徑。
14. 如請求項13之閥，其中該等入口孔係各在該第一開孔處連接於一分開的取樣管。
15. 如請求項13或14之閥，其中圍繞該等同心環之一者的入 口孔具有第一開孔等係徑向地偏移，及第二開孔等係定位在一共同徑向距離處。
16. 如請求項5至15項之任一項的閥，其中各個流動網絡係與一分開的微粒計數器、煙檢測器或氣體分析器導通。
17. 一種用於多點抽吸氣體或煙檢測系統的旋轉取樣閥，該旋轉取樣閥具有多數個取樣腔室，各腔室將多數個入口孔連接至一各別的共同出口。
18. 一種多點抽吸氣體或煙檢測系統，包含一如先前請求項之任一項中的旋轉取樣閥。
19. 一種多點抽吸氣體或煙檢測系統，包含一如請求項1至4之任一項的旋轉取樣閥，及至少一微粒計數器，煙檢測器或氣體分析器。
20. 一種多點抽吸氣體或煙檢測系統，包含一如請求項5至17之任一項的旋轉取樣閥，及至少一微粒計數器，煙檢測器或氣體分析器。
21. 如請求項20之系統，其中單一微粒計數器，煙檢測器或氣體分析器在一第一操作模式時係連接於全部的該等取樣腔室，直到微粒被測出高於一臨界標度，該系統嗣會切換至一第二操作模式，其中會在所擇之一或數腔室進行依序取樣，直到一訊號被發現，嗣該系統會切換至一第三操作模式，其中在所認定的取樣腔室中之每個入口孔會被依序地取樣，直到一訊號被認定為止。