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抑制隔離系統的制作方法

文檔序號:11159469閱讀:483來源:國知局
抑制隔離系統的制造方法與工藝

本公開總體涉及一種用于抑制、隔離、減輕和/或防止受保護容積中的爆炸和/或燃燒的系統。

相關事項

本申請要求2014年2月27日提交的美國臨時專利申請No.61/966,613的優先權,其全部內容通過引用并入本文中。



背景技術:

爆炸或燃燒抑制隔離系統可用于防止或抑制以及/或者隔離或減輕受保護容積中的發展中的爆炸和/或燃燒。例如,受保護容積可以是處理外殼,諸如谷物升降機、灰塵儲倉、集塵器或可期望抑制或減輕爆炸和/或燃燒的任何其它完全或部分封閉的容積。在另一示例中,受保護容積可以是建筑物或結構。受保護容積可含有可燃粉塵、可燃氣體和/或其它容易爆炸或燃燒的狀態。受保護容積可連接到導管或管道,導管或管道可用于傳導或引導材料、氣體或其它介質。導管或管道還可用于從系統(包括從受保護容積)排放或釋放材料、氣體、熱量、火焰或介質。此外,裝備和/或儀器儀表可裝設于、連接到或放置成接近受保護容積、導管和/或管道。

取決于其具體應用,抑制隔離系統可能受許多標準的監管。示例性標準包括:IFP 9號、工廠共同認證標準5700、爆炸抑制系統的EN 14373、爆炸隔離系統的EN 15089和防爆系統的NFPA 69標準。

示例性的抑制裝置和系統公開于共同擁有的美國專利No.5,198,611(標題為“Explosion Suppression Device with Intrinsically Safe Circuitry”)、5,934,381(標題為“Hazard Response Structure”)和6,269,746(標題為“Disarm Mechanism for Explosive Equipment”)中,其全部內容通過引用并入本文中。

在公知的抑制系統中,提供了空心管TM。空心管TM包括筒部,該筒部直接地或間接地附接至受保護容積的外部。抑制劑容器或罐設置在筒內。抑制劑容器包括嵌入在容器內的抑制劑和炸藥。抑制劑可以是固體、液體或氣體。抑制劑可以是碳酸氫鈉。空心管TM包括含有推進劑(例如,加壓氣體,比如氮氣)的推進劑箱。可破裂分區(例如,破裂盤)可放置在推進劑箱與筒之間,以保持推進劑和抑制劑最初分離。當(例如,通過使用一個或多個壓力傳感器)在受保護容積內檢測到爆炸時,炸藥被引爆,導致可破裂分區破裂、將推進劑釋放到抑制劑容器中并且迫使抑制劑進入受保護容積。

在公知的系統中,抑制劑容器通常為鉚接的鋁和不銹鋼結構。鉚釘被用來連接相異的材料。現有公知的鉚接系統呈現某些缺陷。例如,鉚接的接口可允許材料或污染物進入抑制劑容器部件之間的接口。例如,系統或系統各部分可用水清洗。有時,使用加壓噴水。鉚接式連接可能因這樣的清洗處理而削弱,并且清洗流體可能腐蝕鋁罐部件。作為另一示例,受保護裝備內側的侵略性工藝條件也可能削弱鉚接結構和受保護容積。如果所述結構被削弱,則抑制劑本身可能逸出,或者所述結構可能允許水或其它流體的非期望進入,任一種情況均可減少空心管TM的有效性。鑒于現有技術的前述缺陷,可期望提供抑制劑容器的氣密或接近氣密的密封并且由諸如不銹鋼的耐腐蝕材料構建抑制劑容器,還可提供額外的結構強度。

在公知的抑制系統中,刀片或其它切割元件可設置在可破裂分區附近。當抑制劑內的引爆裝置被引爆時,切割元件被驅動穿過可破裂分區,這允許推進劑迫使抑制劑進入受保護容積。現有公知系統呈現的缺陷是,炸藥需要特殊處理。例如,在聯合國爆炸危險分類系統下,含有嵌入的炸藥的抑制劑可規定為類1.4D或1.4S危險商品。因此,可期望提供無嵌入式爆炸物的抑制劑,使得例如,抑制劑罐不受監管爆炸物的限制。例如,可期望將自包含煙火或氣體發生致動器嵌入在抑制劑內。替代地,可期望提供與抑制劑或抑制劑罐分離的致動器。

爆炸抑制隔離系統可經受由受保護容積施加在空心管TM的出口上的背壓。例如,受保護容積可封閉經受壓力波動的處理,或者受保護容積內的發展爆燃可將壓力施加于空心管TM的出口上。這樣的背壓可通過抵消空心管TM內的能量而減緩抑制劑或滅火劑的釋放,常用于打開空心管TM出口。在公知的系統中,這樣的背壓可通過使用用于抑制劑的精細噴嘴(例如,帶拱形端的穿孔的拱形管狀裝置)來解決,既散開抑制劑流又為爆燃的早期階段中的背壓影響提供一些隔離。這樣的噴嘴通常需要與該處理物理地分離,以防止噴嘴被處理材料堵塞,這將致使裝置無法以及時或有效的方式釋放滅火劑。工藝條件的分離通常通過當空心管TM被致動時使噴嘴“彈出”管狀空心管TM退出裝置而實現,或者通過提供由抑制劑流“吹走”的可消耗蓋而實現。

在公知的抑制系統中,爆炸傳感器可用于檢測爆炸并觸發抑制系統。公知的抑制系統可使用壓力檢測器,在快速火焰傳播之前將壓力建立在保護性外殼中時,該壓力檢測器可感測爆炸的最初階段。替代地,公知的抑制系統可使用光學傳感器、壓力傳感器或用于識別爆炸并觸發抑制系統的其它傳感器。現有技術已組合抑制系統中的兩個或更多個爆炸傳感器,將抑制系統構造成或者當傳感器指示存在爆炸時或者當兩個壓力傳感器指示爆炸事件時進行觸發。以這種方式,現有技術依靠多個傳感器作為故障安全利益。然而,使用多個傳感器作為故障安全會引發誤報(即,不必要地觸發抑制系統)的非期望風險。需要兩個壓力傳感器來指示爆炸事件可使抑制系統用戶大大受益,避免無用的抑制系統激活。一種這樣的感測裝置被公開于共同擁有的美國專利No.5,934,381(其全部內容通過引用并入本文中)中。然而,還可期望將抑制系統構造為避免這樣的誤報。

為了防止空心管TM的無用發射(例如,在維護期間),公知的抑制系統可包括設計成防止引爆裝置引爆的解除機構。這樣的解除機構的一個示例使用物理機械解除裝置,其定位在空心管TM與受保護容積之間。當推進劑和抑制劑被預先組合在空心管TM中時,通常需要這樣的物理機械解除裝置。在公知的抑制隔離系統中,暫時插入阻擋凸緣以防止在例如清洗和維護期間激活。微動開關裝置可用于提醒系統用戶阻擋凸緣已到位。然而,在公知的系統中,阻擋凸緣必須放置在空心管TM的出口端處,因為整個空心管TM通常被加壓(這代表接近其工作的用戶是危險的)。

在推進劑和抑制劑保持分離的系統中,諸如公開于共同擁有的美國專利No.5,198,611(其全部內容通過引用并入本文中)中的系統,物理機械解除裝置通常不需要。在這樣的系統中,電氣解除機構可能是足夠的。公開于共同擁有的美國專利No.6,269,746(其全部內容通過引用并入本文中)中的一種這樣的電氣解除機構,使用開關使引爆回路短路。除了電氣解除裝置,可期望提供物理機械解除裝置,既提供冗余的安全又為抑制隔離系統的用戶/操作者提供保證。

爆炸或燃燒抑制裝置的另一示例可包括維持在壓力下的抑制劑或滅火劑,類似于商用自包含式滅火器。同樣,抑制裝置可包括自推進劑,例如,與推進劑組合的抑制劑,或者當抑制劑容器打開時從液體閃現到氣體和/或蒸汽狀態的流體。這樣的裝置可能遭受的缺陷是,裝置的加壓或推進劑可能隨著時間的推移會劣化或減少,或者推進劑可能由于長期加壓而非期望地壓縮,使得該裝置必須定期檢查和/或更換。為了克服這些缺陷,可期望提供未加壓劑罐或無加壓推進劑的劑罐,即,純抑制/滅火劑的罐,其可供分離的推進劑機構使用。這樣的純劑罐可不必如公知的加壓或自推進罐那么頻繁地檢查或更換。除了抑制爆炸或燃燒,純劑罐還可用于滅火系統或裝置中。

通常,受保護容積容納由分布式控制系統(“DCS”)控制的處理(例如,制造或工業處理)。在適用的規定和標準(例如,北美NFPA標準和歐洲ATEX標準)下,不允許這樣的處理控制器還控制用于保護受保護容積的各種安全機構。這些規定和標準已導致典型的情況:其中每個安全機構均設置有分離的控制/監測。然而,可期望提供一種(盡管與控制被容納處理的DCS分開)使用單個監測/控制系統來集中監測并控制多個保護系統的系統。

鑒于前述內容,還可期望提供一種爆炸或燃燒抑制隔離系統,其可保護受保護容積以防爆炸,和/或保護任何連接或接近的導管、管道、裝備或儀器儀表以防爆炸。

本公開在本文中提供了一種系統及關聯方法,其可實現優于上述公知系統和方法的一個或多個優點和/或可克服上述公知系統和方法的一個或多個缺陷。



技術實現要素:

為了克服一個或多個上述缺陷,提供一個或多個上述期望優點,或者克服其它缺陷和/或提供其它益處,這在本文中體現并描述,本公開涉及一種爆炸抑制系統,所述爆炸抑制系統包括具有筒和推進劑箱的空心管TM,所述推進劑箱含有推進劑。含有抑制劑的抑制劑盒可被構造成插入到所述筒中。觸發機構可定位在所述筒和推進劑箱之間,所述觸發機構被構造成當所述觸發機構被觸發時將來自所述推進劑箱的推進劑釋放到所述筒和抑制劑盒中,從而推進來自所述空心管TM的出口的抑制劑。

本公開還涉及一種供用在火焰或爆炸抑制系統中的抑制劑容器,所述抑制劑容器包括抑制劑盒。所述抑制劑盒可含有包括遏抑劑的抑制劑,并且可被構造成與推進劑源可操作地接合。所述抑制劑盒可進一步構造成當暴露于來自所述推進劑源的推進劑時分配所述抑制劑。

本公開仍進一步涉及一種供用在火焰或爆炸抑制系統中的抑制劑容器,所述抑制劑容器包括抑制劑盒,所述抑制劑盒含有包括遏抑劑的抑制劑。所述抑制劑盒可被構造成與推進劑源可操作地接合,并且可進一步構造成當暴露于來自所述推進劑源的推進劑時分配所述抑制劑。

本公開還涉及一種爆炸抑制系統,所述爆炸抑制系統包括:爆炸抑制空心管TM;構造成感測爆炸的第一爆炸傳感器;以及構造成感測爆炸的第二爆炸傳感器。所述第一爆炸傳感器和第二爆炸傳感器可選自下組,該組由壓力傳感器、溫度傳感器、電磁波傳感器、火花檢測器、加速度計、位移傳感器和電氣連續性傳感器組成。所述第一爆炸傳感器可以是與所述第二爆炸傳感器類型不同的傳感器,并且所述爆炸抑制空心管TM可被構造成僅當所述第一爆炸傳感器和第二爆炸傳感器兩者均感測到指示爆炸的一個或多個狀態時排出抑制劑。

本公開進一步涉及一種爆炸抑制系統,所述爆炸抑制系統包括:爆炸抑制裝置;第一傳感器,所述第一傳感器被構造成感測受保護容積內的第一狀態;第二傳感器,所述第二傳感器被構造成感測所述受保護容積內的第二狀態;以及第三傳感器,所述第三傳感器被構造成感測所述受保護容積內的第三狀態。所述爆炸抑制裝置可被構造成至少當所述第一傳感器感測到所述第一狀態指示爆炸且所述第二傳感器感測到所述第二狀態指示爆炸時激活。

本公開另外涉及一種用于爆炸抑制系統的鎖定機構,所述鎖定機構包括爆炸抑制系統觸發機構和鎖定鍵。所述鎖定鍵可被構造成插入到所述觸發機構中,并且可進一步構造成當將所述鎖定鍵插入到所述觸發機構中時以機械方式防止所述觸發機構被觸發。所述鎖定鍵還可進一步構造成當將所述鎖定鍵插入到所述觸發機構中時以電氣方式防止所述觸發機構被觸發。

本公開進一步涉及一種監測并控制用于受保護容積的混合保護系統的方法,所述方法包括:監測被動爆炸響應裝置的狀態;監測所述被監測容積內的至少一個狀態;以及當至少一個監測狀態指示存在爆炸時控制至少一個主動爆炸抑制裝置的操作。

本公開還涉及一種監測并控制爆炸保護系統的方法,所述方法包括:感測被動爆炸響應裝置的狀態;在所述被動爆炸裝置開始響應于爆炸但在所述被動爆炸裝置已打開之前生成信號;以及監測所述信號。

另外,本公開涉及一種監測并控制用于受保護容積的保護系統的方法,其中所述受保護容積連接到導管或管道。所述方法包括:提供第一保護裝置使之構造成保護所述受保護容積以及保護相連接的導管或管道防止爆炸;提供第二保護裝置使之構造成保護所述受保護容積、相連接的導管或管道以及裝設在所述受保護容積、相連接的導管或管道內或連接到所述受保護容積、相連接的導管或管道的裝備或儀器儀表防止爆炸;提供中央控制器;以及將所述中央控制器構造成控制所述第一保護裝置和所述第二保護裝置的操作。

本公開還涉及一種監測受保護容積的方法。所述方法包括:使用模擬傳感器感測受保護容積內的至少一個狀態;從對應于所述至少一個狀態的所述模擬傳感器輸出一輸出;記錄所述模擬傳感器的所述輸出;以及提供時間戳來記錄所述模擬傳感器的被記錄輸出的時間。

在另一方面中,本公開涉及一種爆炸抑制系統,所述爆炸抑制系統包括抑制劑容積、推進劑容積以及定位在所述抑制劑容積和所述推進劑容積之間的致動器。

附圖說明

整合在本說明書中并構成本說明書的一部分的附圖示出了若干實施方式,并與描述一起用于說明本公開的原理。

圖1A示出了爆炸抑制系統;

圖1B至圖1D示出了刀片組件的各種構造;

圖2示出了包括可旋轉的閥塞組件的空心管TM

圖3示出了抑制劑盒;

圖4、圖5A和圖5B示出了用于抑制劑容器的密封件的弱化線;

圖6A示出了用于感測爆炸的電氣連續性傳感器;

圖6B示出了用于感測爆炸的應變計;

圖7示出了抑制隔離系統的一個實施方式的邏輯流程圖;

圖8示出了使用具有彈簧片的數字傳感器的爆炸抑制系統;

圖9示出了使用具有Clover Dome的數字傳感器的爆炸抑制系統;

圖10示出了具有第二激活機構和處理端護罩的爆炸抑制系統;

圖11示出了使用至少三個傳感器的爆炸抑制系統;

圖12示出了使用機械鎖的爆炸抑制系統;

圖13示出了隔熱層。

具體實施方式

現在,將詳細地參照本示例性實施方式,其示例被示出在附圖中。

具有觸發機構的抑制/隔離系統

在圖1A示出的一個實施方式中,壓力抑制隔離系統可包括空心管TM100,用于將遏抑劑112注入到受保護容積中。空心管TM可包括位于第一端處的筒部110,其可附接至位于受保護容積190外部的開口。位于受保護容積190外部的開口可由出口密封件113密封,該出口密封件113可以是設計成當發射空心管TM 100時破裂的犧牲膜(將在下面進一步討論)。空心管TM 100可附接至受保護容積190的外部。抑制劑盒111可插入到筒110中并密封在其中。

在空心管TM 100的第二端處,如圖1A中示出的,可設置有推進劑箱120或瓶。推進劑箱120可填充有推進劑。推進劑可以是適于將遏抑劑推進到受保護容積中的加壓氣體,諸如氮氣。在一個實施方式中,惰性氣體(例如,氮氣或氬氣)可用作推進劑;然而,可使用任何合適的氣體。合適的氣體可例如出于其穩定性、不可燃性和/或非反應性屬性而被選擇。推進劑箱120的開口可附接至空心管TM 100的筒部110中的開口。可破裂分區121可包括在推進劑箱120的開口與空心管TM 100的筒部110中的開口之間。例如,可破裂分區121可以是破裂盤。可破裂分區121可保持推進劑最初與抑制劑112分離。

可破裂分區121的選擇可基于推進劑的驅動氣體壓力,或者基于與抑制劑的相容性(例如,非反應性)。例如,可破裂分區121的厚度、直徑和/或材料類型可根據期望而變化。選擇可破裂分區121的厚度和/或直徑可允許優化特定驅動氣體壓力,提高流動面積,和/或提高推進劑的流量。

如公開的,抑制劑112和推進劑可通過使用觸發機構(例如,圖1A中示出的刀片140和刀片致動器141)而基本瞬時連接上。如圖1A中示出的,壓力抑制隔離系統可包括觸發機構140、141,該觸發機構140、141完全位于推進劑箱120與抑制劑容器111之間的空間內。在這樣的實施方式中,抑制劑容器111可不包括位于抑制劑容器111內的任何觸發機構(例如,引爆電荷),從而提供安全增加的益處并且避免抑制劑容器111遵照規定監管的爆炸物。對于諸如食品和藥品工業的清洗維修,含有純抑制劑的抑制劑容器111是期望的。

如圖1A中示出的,可設置刀片140或其它切割元件。刀片140可被構造成在檢測到受保護容積190爆炸的情況下使可破裂分區121破裂。通過使可破裂分區121破裂,刀片140可導致推進劑的釋放,這可迫使抑制劑112進入受保護容積190。

刀片140可通過致動器141的操作而與可破裂分區121接觸。例如,致動器141可以是活塞、螺線管、電動機或壓電馬達,其被構造成迫使刀片140使可破裂分區121破裂。在另一實施方式中,致動器141可以是煙火致動器。煙火致動器可選擇為是固有安全的(例如,沒有火源),使之不會經受施加到分類爆炸物的嚴格規定。例如,在一個實施方式中,煙火致動器可以是至少一個致動器。在另一實施方式中,可設置多個煙火致動器(可能是多余的)。固有安全可特別期望用于可燃環境中。具體的致動器可基于刺穿所使用特定可破裂分區所需要的力進行選擇。例如,如果使用更硬或更厚的膜,則可能需要更強的致動器。由此,刀片致動器141可基于狀態和/或可破裂分區121進行選擇或優化。在罐釋放系統的另一實施方式中,推進劑可通過常閉可旋轉式閥組件釋放,該常閉可旋轉式閥組件由銷、閂、剪切構件、拉伸構件或易碎鏈路保持閉合,其在要求釋放推進劑時可被導致失效。罐釋放系統的另一實施方式包括可軸向移動的閥塞,其通常由銷、閂、剪切構件、拉伸構件或易碎鏈路約束,其在要求釋放推進劑時可被導致失效。

刀片140可以是多個刀片之一。一個或多個刀片140可布置成任何數目的期望方式。刀片140可布置成相對于彼此的各種取向,并且布置成相對于可破裂分區121的各種取向。在圖1B示出的一個示例中,四個刀片141可使用并定位成形成“X”形狀。使用四刀片布置可造成可破裂分區中存在四瓣開口。這樣的四瓣開口可引導推進劑流穿過抑制劑容器的中心,這可期望地增加驅動力和流量。在圖1C示出的另一示例中,一個或多個刀片142可以布置成在可破裂分區的中心形成尖點。另外或替代地,一個或多個刀片可取向成平行于可破裂分區表面以同時接觸。在圖1D示出的另一實施方式中,兩個或更多個刀片143可彼此平行設置。通過允許刀片(或多個刀片)設置成各種組合和/或取向,本公開可提供提高的適應能力。

返回圖1A,抑制劑盒111可使用氣密結構來制造,諸如可通過焊接在一端或兩端上而實現。如此,抑制劑盒111可以是壓力額定的。氣密性構建的盒可在歐洲和PED指令或北美ASME規范下進行認證。氣密性構建的盒111還可在大氣壓和升高的壓力下儲存。通過氣密性地構建抑制劑盒111,內含物可與環境分離。如此,抑制劑112可受到保護免受污染物影響,并且環境可受到保護防止泄漏抑制劑112。氣密結構還可防止抑制劑112結塊/結團。例如,氣密結構可排除濕氣,濕氣可能導致非期望的結塊或結團。另外,特別當由焊接結構實現時,氣密結構可使盒111經受遏抑劑112在盒111中的與振動包裝關聯的力。使用振動包裝可增加包裝在盒111中的抑制劑112的密度。增加抑制劑112的密度可確保抑制劑112的統一集中,并且可防止抑制劑112沉淀在盒111中,其可能有損于抑制劑112的擴散。

如圖1A中示出的,密封膜致動器151可設置成當空心管TM 100放電時使密封膜113破裂。另外或替代地,抑制劑112可用足夠的力被推進以在不使用密封膜致動器151的情況下使密封膜113破裂。

抑制隔離系統可包括爆炸傳感器131、132,用以感測受保護容積的爆炸并感測空心管TM應該何時放電。在圖1A示出的實施方式中,設置有第一爆炸傳感器131和第二爆炸傳感器132。本公開設想任何數目合適的爆炸傳感器131、132。處理器130可用于處理來自爆炸傳感器131、132的信號并且確定適當的響應(例如,是否致動刀片140和/或密封膜致動器151)。替代地,抑制隔離系統可在沒有處理器的情況下使用,使得來自一個或多個爆炸傳感器的信號可直接觸發刀片致動器和/或密封膜致動器。

在圖2示出的另一實施方式中,常閉閥塞組件251可設置在空心管TM 200的出口215處(即,代替或除了圖1A中示出的密封膜113)。在這樣的實施方式中,閥塞251可最初由銷、閂、剪切構件、拉伸構件或可能在要求(或者響應于由來自推進劑箱220的推進劑施加到抑制劑容器211的設定壓力)釋放抑制劑和/或推進劑時(即,在經由致動器240、241使隔熱層221破裂之后)導致失效的易碎鏈路保持閉合。閥塞251可以是旋轉閥塞或軸向閥塞。在一個實施方式中,閥塞251可設置有致動器,用以打開閥塞251和/或激活保持閥塞閉合的故障構件。在另一實施方式中,閥塞251可不包括其自身的致動器。例如,沒有其自身致動器的閥塞251可響應于在允許推進劑進入抑制劑盒211時所施加的壓力而打開。例如,可供本公開使用的示例性閥塞組件被公開于共同擁有的美國專利No.5,607,140、5,947,445、5,984,269、6,098,495、6,367,498、6,488,044和6,491,055以及共同擁有的美國專利申請No.13/573,200和11/221,856中,其全部內容通過引用明確地整合在本文中。

在一個實施方式中,空心管TM 1300可包括筒1310和推進劑箱1320,并且可設置有如圖13中示出的隔熱層1380。隔熱層1380可保護空心管TM 1300的一個或多個部件免受環境熱源1360(包括處理的輻射熱源)影響,否則它可能由于接近空心管TM 1300部件會太熱。例如,可期望保護筒1310中的抑制劑免受附近熱源1360的影響。在另一示例中,可期望保護推進劑、激活機構、電子部件或空心管TM 1300的任何其它部件免受附近熱源1360的影響。

抑制劑盒

抑制劑盒311的實施方式示出在圖3中。抑制劑盒311可被構造成插入到(例如圖1A中示出的)抑制劑容器中。如圖3中示出的,抑制劑盒311可設置有入口密封件314和出口密封件313。在一個實施方式中,當從推進劑箱釋放推進劑時,入口密封件314和/或出口密封件313可被壓力校準使之爆裂,從而允許將推進劑注入到抑制劑盒中并且將推進劑和抑制劑312注入到受保護容積中。入口密封件314和/或出口密封件313可設置有一個或多個弱化線,諸如刻痕線或剪切線,便于爆裂和/或校準入口密封件可能爆裂的壓力。

根據本公開,(例如,如圖3中示出的)抑制劑盒311可采取純抑制劑罐(即,沒有推進劑)的形式,其可能未被加壓。純抑制劑罐可含有干粉抑制劑,諸如碳酸氫鈉。另外或替代地,純抑制劑盒可含有液體遏抑劑或干粉、固體和/或液體的組合。這樣的純抑制劑罐可設置為供爆炸抑制或滅火器裝置中的分離的推進劑系統使用。提供純抑制劑盒可提供益處。例如,純抑制劑盒可比其中包括引爆裝置電荷的公知抑制劑容器更清潔。另外,未加壓的純抑制劑盒可比加壓的抑制劑容器(例如,用在商用手持滅火器和所謂的HRD(高倍率放電)抑制器中)更安全和更穩定(例如,在運輸期間)。另外,雖然利用加壓抑制劑容器的滅火器必須定期檢查和/或更換以確保加壓保持在安全和可操作水平,但是未加壓的純抑制劑容器不需要經受檢查和/或更換。

在一個實施方式中,如圖4中示出的,入口密封件314和/或出口密封件313可經由交叉刻痕401被交叉刻痕。交叉刻痕可便于四瓣開口模式。當交叉刻痕401設置在入口密封件中時,由交叉刻痕模式創建的多瓣開口模式可使驅動氣體(即,推進劑)流集中通過筒和抑制劑盒的中心,從而最大化施加到抑制劑的力并且增加將抑制劑注入到受保護容積中的速度。

在另一實施方式中,如圖5A和圖5B中示出的,入口密封件和/或出口密封件可以是帶刻痕的圓501或部分圓502。當設置有圓刻痕時,密封件能以圓圖案打開。在其中出口密封件設置有圓刻痕模式的實施方式中,由圓刻痕的出口密封件形成的瓣可圍繞出口噴嘴折疊以形成錐形。以這種方式,圓刻痕的出口密封件可增強抑制劑的徑向分散并且可提高低壓下的抑制劑擴散。圓刻痕還可增加可用的出口區域,這可提高抑制劑和推進劑通過盒的流量。不同的刻痕模式可以部署為發展期望的抑制劑擴散模式。

雙模式感測

可以想到,任何數目的爆炸或爆燃傳感器(例如,圖1A中的131、132)可供公開的抑制隔離系統使用。例如,爆炸傳感器可包括壓力閾值傳感器。在受保護容積爆炸的情況下,壓力的初期階段快速上升(即,壓力波)可在爆炸之前移動。當受保護容積中的壓力超過預設的閾值時,壓力閾值傳感器可感測即將來臨的壓力波。壓力閾值傳感器可以是壓力傳感器;然而,可使用任何合適的壓力閾值傳感器。壓力閾值傳感器可感測絕對壓力。替代地,壓力閾值傳感器可感測差動壓力。如果受保護容積以受控壓力(可能不一定是環境壓力)操作,則可期望差動壓力傳感器。通過非限制性示例的方式,受控壓力系統可設計成在低壓環境(例如,-1p.s.i.)下操作。在爆炸中,受保護容積的受控壓力可上升(例如,上升至0p.s.i)。差動壓力傳感器可用于檢測這樣的壓力上升。

在另一實施方式中,爆炸傳感器可包括壓力速率傳感器。因為爆炸可表征為速率急劇變化的壓力上升(相對于漸進的氣動壓力上升),所以當受保護容積中的壓力上升速率超過可允許速率時,壓力速率傳感器可用于檢測爆炸。當抑制隔離系統供防塵應用使用時,壓力速率傳感器可能有缺陷。粉塵云可能并非均質的。粉塵云的非均質性可能導致不規則成形的爆炸,這可以阻止壓力速率測量。

在又一實施方式中,爆炸傳感器可以是電磁(EM)波傳感器。例如,爆炸傳感器可以是光學傳感器、紅外線傳感器或紫外線傳感器。爆炸可表征為輻射能的放電,這可由EM波傳感器檢測。EM波傳感器可檢測速度非常快的爆炸,這可能是期望的。然而,為了正確操作EM波傳感器,必須具有清潔的傳感器透鏡。因此,EM波傳感器可能并不非常適合供防塵應用使用的抑制隔離系統。

在另一實施方式中,加速度計或位移傳感器可設置在爆炸傳感器的芯部處,構造成響應于保護性外殼的壁上的加載的改變。這樣的加速度計或位移傳感器可生成爆炸早期階段的響應,該響應可用于觸發抑制、隔離或減輕系統。加速度計或位移傳感器可能安裝在保護性外殼工藝條件的外部,避免處理接觸和潛在產品堆積、污染或腐蝕問題(可能損害更具侵入性的傳感器設計的功能)。

在再一實施方式中,爆炸傳感器可使用迅速作用的溫度傳感器,其可感測伴隨即將來臨的爆炸的溫度上升。迅速作用的溫度傳感器可感測溫度閾值,或者可感測溫度上升速率。溫度閾值傳感器可具有非常快速的響應時間,例如,1毫秒。

在另一實施方式中,爆炸傳感器可以是火花檢測器。

在又一實施方式中,(如圖6A中示出的)電氣連續性傳感器610或(如圖6B中示出的)應變計620可用于感測爆炸。電氣連續性傳感器610或應變計620的示例被公開于共同擁有的PCT專利申請公開No.WO2011/014798(其全部內容通過引用并入本文中)中。如圖6A中示出的,線材611或其它導電部件可裝設在受保護容積上,使電流通過它。線材611可放置成橫跨受保護容積的可變形表面630。可變形表面630可由構造成當暴露于預定壓力閾值時變形的可變形材料構建。替代地,可變形表面可設置有設計成當暴露于預定壓力閾值時打開、拉伸、撕裂或以其它方式變形的表面特征(例如,刻痕線或其它弱化線631)。當到達預定壓力閾值時,線材611可拉伸,這可改變通過它的電流。電流變化可指示爆炸的發生,并且可直接導致爆炸抑制/隔離系統的觸發。替代地,電流變化可由監測器監測。監測器可確定電流變化是否指示爆炸,并且監測器可發送信號以觸發爆炸抑制/隔離系統。在另一實施方式中,線材611可被構造成當可變形表面630變形時破裂,從而中斷通過線材的電流。中斷電流可作為信號來觸發爆炸抑制/隔離系統。

爆炸傳感器可使用多個傳感器的組合。在一個示例中,爆炸傳感器可以是不同類型的多個傳感器的組合,諸如與另一類型的傳感器(例如,紅外或光學傳感器、溫度傳感器或壓力速率上升傳感器)配對的壓力閾值(絕對或差動)傳感器。與不同類型的第二傳感器配對的第一傳感器可提供用于核實、確證或仔細檢查第一傳感器的狀態的機構。不同類型的爆炸傳感器可具有不同(非重疊)缺陷。因此,組合兩種不同類型的冗余或半冗余爆炸傳感器可提供有利的確證機構,和/或可提高抑制隔離系統的準確性和/或可靠性。

在如圖7示出的一個實施方式中,應設想,至少兩個傳感器必須在抑制系統將被觸發和/或被監測系統將關閉之前感測爆炸或爆燃。例如,如果第一傳感器701未檢測到爆炸,則抑制系統將不采取行動702。如果第一傳感器701檢測到爆炸,但第二傳感器703未檢測到爆炸,則抑制系統將不采取行動704。如果第一傳感器702檢測到爆炸并且第二傳感器703檢測到爆炸,則抑制系統可被觸發705和/或被監測系統可關閉707。在一個實施方式中,至少兩個傳感器必須均在抑制系統將被觸發之前感測到爆炸或爆燃。在一個實施方式中,至少兩個傳感器必須均彼此同一時間、基本同時地或者在短時間內(例如,在1ms、10ms、100ms或1s的范圍)感測到爆炸或爆燃。不同于其中多個傳感器用作故障安全(即,為了確保在至少一個傳感器檢測到爆炸的情況下觸發)的公知抑制系統,應設想,公開使用多個傳感器將提供核實或確證機構,用以防止抑制系統基于假性正面檢測而觸發。通過這種方式,公開的實施方式可防止代價高昂的中斷,其可能因為當某些保護性外殼操作條件看起來像爆炸事件時不必要地觸發抑制系統。

應設想,現有抑制/隔離系統可根據本公開改裝,以增添其中至少兩個傳感器必須在抑制系統將被觸發和/或被監測系統將關閉之前感測到爆炸或爆燃的特征。例如,第二(或第三以上)類型的傳感器可增添到僅包括光學爆炸傳感器的預先存在的抑制系統,并且修改的系統可被構造成僅當預先存在的光學傳感器和新增添的第二類型的傳感器(例如,壓力傳感器)均感測到指示爆炸的狀態時觸發抑制系統。通過這種方式,應設想,本公開的原理可適合于提高預先存在的系統。

在使用兩個或更多個爆炸傳感器的實施方式中,應設想,中央監測器或處理器可設置成決定兩個或更多個傳感器是否已檢測到爆炸(因此,是否觸發抑制系統)。替代地,還應設想,兩個或更多個爆炸傳感器可獨立發信號指示爆炸的存在,并且抑制系統可被構造成響應于來自兩個或更多個爆炸傳感器的爆炸信號直接觸發(即,無需使用居間的中央監測器或處理器)。

在一個實施方式中,壓力閾值傳感器可與EM波傳感器組合。通過組合壓力閾值傳感器和光學傳感器,抑制隔離系統可受益于光學傳感器的速度,以及壓力閾值傳感器的可靠性和穩健性。例如,如果EM波傳感器是紅外線傳感器,則可能無法在爆炸和火災(可發出類似的紅外信號)之間進行區分。出于該原因,并且因為火災和爆炸可能各需要不同的響應,簡單的紅外線感測單獨可能不足以可靠地檢測出爆炸。壓力閾值傳感器可能有能力在爆炸(可導致壓力大幅上升)和火災(可能不會)之間進行區分。然而,壓力閾值傳感器單獨可能無法在爆炸和氣動事件之間進行區分。由此,將EM傳感器(諸如紅外線傳感器)和壓力閾值傳感器組合在抑制隔離系統中可允許壓力閾值傳感器和EM傳感器確證并核實是否已發生爆炸(或是其它東西,比如火災)。例如,系統可被構造成在確定爆炸已發生并采取適當的響應措施之前需要來自EM傳感器和壓力閾值傳感器兩者的信號。系統可被構造成需要EM傳感器和壓力閾值傳感器二者在同一時間感測出指示爆炸的狀態,或者需要兩個傳感器彼此在設定時間表內感測出這樣的狀態。

在另一實施方式中,單點溫度閾值傳感器可與壓力閾值傳感器組合。組合溫度閾值傳感器和壓力閾值傳感器可提供有利的性能。單點溫度閾值傳感器可具有快速響應時間(例如,快達1毫秒)。但是,簡單的溫度閾值感測可能無法在火災和爆炸之間進行區分。出于該原因,并且因為火災和爆炸可能各需要不同的響應,簡單的溫度閾值感測單獨可能不夠。壓力閾值傳感器可能有能力在爆炸(可導致壓力大幅上升)和火災(可能不會)之間進行區分。然而,壓力閾值傳感器單獨可能無法在爆炸和氣動事件之間進行區分。由此,將溫度閾值傳感器和壓力閾值傳感器組合在抑制隔離系統中可允許兩種類型的傳感器來確證并核實是否已發生爆炸(或是其它情況,比如火災)。

在一個實施方式中,多個壓力傳感器可連同不同類型的傳感器中的一個或多個使用。共同擁有的美國專利No.5,934,381(其全部內容通過引用并入本文中)描述并保護一種危險響應結構,其可包括至少三個壓力傳感器。本實施方式設想將美國專利No.5,934,381的壓力傳感器與第二類型的傳感器中的一個或多個組合。第二類型的傳感器可以是溫度傳感器、EM傳感器、溫度傳感器或其它合適的爆炸傳感器。第二類型的傳感器可用于確證或核實其它壓力傳感器的狀態。在一個實施方式中,至少三個壓力傳感器可供諸如描述在美國專利No.5,934,381中的三分之二的表決邏輯使用,其中三個壓力傳感器中的至少兩個必須在確定是否將抑制劑引入到受保護容積中之前感測到壓力上升。第二類型的傳感器可用于確證或核實由三個壓力傳感器中的兩個感測的爆炸實際上已發生。

模擬傳感器可供爆炸抑制/隔離系統使用。使用模擬傳感器可允許實時直接監測傳感器數據,以及存儲傳感器數據。傳感器數據可經由外部手段儲存。存儲傳感器數據可允許創建歷史讀數的數據庫,這可允許用戶觀察系統的變化。這樣的數據庫可便于提高系統的維護和/或系統的分析。模擬傳感器可提供非常快的響應時間。模擬傳感器可校準為非常敏感于受保護容積的狀態變化。模擬傳感器可非常準確地校準。模擬傳感器可允許連續記錄和收集數據。在一個實施方式中,模擬傳感器可結合定時器使用。當結合定時器使用時,模擬傳感器可允許使用時間戳來記錄受保護容積中和/或爆炸抑制/隔離系統中的事件。例如,時間戳可允許用戶確定事件(例如,過壓事件)何時發生。

在另一實施方式中,可使用數字傳感器。數字傳感器可提供優點。例如,數字傳感器可準確、快速、可靠和/或溫度穩定。

在圖8示出的使用數字傳感器的一個實施方式中,抑制空心管TM可裝設在受保護容積890上,彈性體隔膜851在空心管TM 800和受保護容積890之間提供密封。彈性體隔膜851可以是密封的未穿孔彈性體隔膜。彈性體隔膜851可設置成與受保護容積890直接接觸,使得受保護容積890的壓力變化例如可導致隔膜851移動或彎曲。彈簧片852可設置成鄰近隔膜851并且構造成當傳感器隔膜851移動或彎曲時被壓下。彈簧片852還可被構造成鄰近電氣快動開關861。固定螺釘(未顯示)可設置成固定彈簧片852。在操作中,當隔膜851響應于受保護容積890的狀態變化而移動或彎曲時,彈簧片852可被迫使與電氣快動開關861接觸。這種接觸可導致發送信號,這可激活爆炸抑制/隔離系統(例如,可導致抑制劑注入到系統中)。圖8中示出的布置是非常簡單的設計,具有很少的移動部件;因此,部件故障的風險可最小化。雖然圖8示出了定位在空心管TM 800處或靠近空心管TM 800的傳感器,但是應設想,本公開的原理可供傳感器和空心管TM 800未被定位在一起的實施方式使用。

在圖9中示出的使用數字傳感器的另一實施方式中,壓力設定機構可與隔膜951一起使用,用作空心管TM和受保護容積之間的密封機構。在一個實施方式中,壓力設定機構可以是拱形彈簧952、墊圈或盤,并且隔膜951可以是隔膜。桿953可插入穿過拱形彈簧952的中心,從而將拱形彈簧952置于壓縮之下,使之形成拱形。在壓縮時,拱形彈簧952是雙穩態裝置。桿953的大小可控制從一個方向到另一個方向卡住拱形彈簧952所需要的力。具體地,增加桿直徑可增加“卡住”墊圈所需要的力。降低桿直徑可降低“卡住”墊圈所需要的力。由此,桿953的大小可用于選擇受保護容積的、拱形彈簧952可卡住的壓力。在操作時,受保護容積內的壓力可作用在可壓靠桿953的可破裂分區上。當受保護容積內的壓力到達預定閾值時,拱形彈簧952可“卡住”并塌縮。當拱形彈簧952塌縮時,電氣快動開關961可被壓下。壓下開關961可發送信號以激活爆炸抑制/隔離系統。雖然描述了拱形彈簧952,但是還應設想,可使用破裂盤、貝氏墊圈、貝氏彈簧或屈曲銷。替代地,可使用設計成在預定的壓力下塌縮、失效或反向的任何合適的故障部件,使得塌縮、失效或反向可壓下電氣快動開關961。在一個實施方式中,拱形彈簧952、破裂盤、貝氏墊圈、貝氏彈簧、屈曲銷或其它部件可被構造成在激活之后本身不復位。非復位故障部件可提高可靠性。在激活之后需要更換可確保正確校準和設定的故障部件在每次激活之后使用。另外,非復位故障部件可提供防篡改特征。雖然圖9示出了定位在空心管TM處或靠近空心管TM的傳感器,但是應設想,本公開的原理可供傳感器和空心管TM未被定位在一起的實施方式使用。

在具有多個爆炸傳感器的實施方式中,可使用數字傳感器和模擬傳感器的組合。在一個實施方式中,兩個數字傳感器可與一個模擬傳感器組合使用。通過組合數字傳感器和模擬傳感器,某些“常見原因的”故障問題可避免。例如,如果狀態導致一個或多個模擬傳感器失效或行為異常,則一個或多個數字傳感器可為模擬傳感器提供核實或檢查。

根據本公開,爆炸傳感器可設置有防泄漏膜。防泄漏膜可不設置有孔、刻痕、穿孔或其它泄漏路徑或潛在泄漏路徑。泄漏路徑可能有損于傳感器和/或爆炸抑制和/或爆炸隔離系統的操作。例如,泄漏路徑可造成激活延遲、抑制/隔離系統啞火或一般故障。

圖10示出了根據本公開的另一實施方式。雖然圖1A中示出的爆炸抑制隔離系統被描繪為具有單個密封膜致動器151,但是本公開并不限于這樣的構造。因此,如圖10中示出的,除了第一激活機構1051,一個或多個額外激活機構1052可用在空心管TM 1000的處理端處。額外激活機構1052的使用可出于將滅火劑1012加快釋放到處理外殼1090中的目的。在一個實施方式中,處理器1030可基于被感測爆炸的特性來確定是否應該激活所述激活機構1051、1052中的一者或兩者,以及該激活的時刻或順序。額外激活機構1052可定位在抑制劑容器1010的內側或外側。額外激活機構1052可結合為了打開推進劑箱1020所采用的觸發機構1040、1041而使用。額外激活機構1052可以是能夠諸如通過削弱或破裂抑制劑容器1010的出口密封件1013而直接地或間接地打開空心管TM 1000的處理端的任何裝置。在一個實施方式中,額外激活機構1052可機械地接合或切割出口密封件1013。在另一實施方式中,額外激活機構1052可生成作用在出口密封件1013上的壓力脈沖。額外激活機構1052可以是煙火或非煙火裝置,例如,氣體發生器、致動器或迅速作用的螺線管。應設想,額外激活機構1052可使用機構的組合來打開出口密封件1013,例如,既與出口密封件1013機械地接合將壓力脈沖作用在出口密封件1013上。應設想,第一激活機構1051可使用與額外激活機構1052類型不同的機構。通過非限制性示例的方式,第一激活機構1051可使用煙火裝置,而額外激活機構1052可使用非煙火裝置。針對激活機構1051、1052使用不同的機構可提供冗余和故障安全性能方面的重要優點,或者可取決于預期或觀察條件而提供允許操作者調整為了打開出口密封件1013而采用的精確手段的優點。

當額外激活機構1052用于削弱或破裂出口密封件1013時,抑制劑1012可排出到保護性外殼1090中,而不需要來自推進劑1020的所有或一些力打開出口密封件1013。額外激活機構1052作用在出口密封件1013上的時刻可同時或延遲或先于觸發所述觸發機構1040、1041以釋放推進劑的時刻。額外激活機構1052的時刻可被構造成創建橫跨抑制劑1012的壓力差,這可允許抑制劑快速從容器1010排放,而不需要來自推進劑/抑制劑的力(或者不需要所有的力)作用在出口密封件1013上從而允許它打開。即,額外激活機構1052可打開出口密封件1013來代替推進劑1020或者與推進劑1020組合。該構造可為抑制劑1012提供提高的初始質量流量,因為減少的推進劑能量可在打開出口密封件1013時被消耗。

另外如圖10所示,屏蔽機構1080可定位在抑制劑容器1010的下游側(即,處理側)。在一個實施方式中,屏蔽機構1080可以是金屬或非金屬膜。屏蔽機構1080可或不可設置有弱化線(例如,壓痕、刻痕線、剪切線或其它弱化線)。屏蔽機構1080可將抑制劑容器1010屏蔽于生成在受保護容積1090中的壓力(即,背壓)。例如,這樣的壓力可以是通過受保護容積中的處理而生成的操作壓力。或者,這樣的壓力可能是由于發展中的爆燃或爆炸。

所述屏蔽機構1080可提供與背壓完全的分離(包括與爆燃的初期階段完全分離),這可確保出口密封件1013可以在其指定的設定壓力下打開,因為屏蔽機構1080可防止出口密封件1013必須克服作用在其處理側或下游側(由于背壓)的額外力。在屏蔽機構1080就位的情況下,抑制劑容器1010可打開,仿佛其出口密封件1013在出口側一直處于或接近大氣壓力。這樣的構造可允許更快速地打開抑制劑容器1010,于是更快速地排出抑制劑1012。

圖11示出了根據本公開的另一實施方式。如圖11中示出的,空心管TM 1100可附接至受保護容積1190。三個爆炸傳感器1130在受保護容積周圍定位在不同位置。不同于美國專利No.5,934,381中描述并保護的系統,圖11中的三個爆炸傳感器1130并未共同位于單個傳感器安裝結構上。相反,圖11中的三個爆炸傳感器1130均安裝在受保護容積1190的不同部分處。如圖11中示出的,受保護容積1190可以是管或其它結構的一段(材料(氣體、粉塵,等等)在其中主要沿流動方向F行進)。如圖11中示出的,這三個爆炸傳感器1130可定位在垂直于流動方向的三個不同共線位置。在另一實施方式中,一個或多個爆炸傳感器可定位在一個或多個其它傳感器的下流。雖然三個傳感器1130被顯示在圖11中,但是本公開還應設想,可使用兩個或三個以上的傳感器。

圖11中的三個爆炸傳感器1130可以是任何類型的爆炸傳感器,諸如壓力傳感器、EM波傳感器或溫度傳感器,或其任何期望的組合。如上所述,可期望組合不同類型的傳感器。

圖11中的三個爆炸傳感器1130均可用于確證或核實其它爆炸傳感器的狀態。在一個實施方式中,這三個傳感器可采用三分之二的表決邏輯。使用此邏輯,抑制空心管TM將僅當三個傳感器中的至少兩個檢測出爆炸時發射。三分之二的表決邏輯可防止或減少誤報爆炸檢測的可能性,這可能例如通過射彈撞擊傳感器之一或者使傳感器之一出故障而導致。

如圖11中示出的,益處可通過使這三個傳感器1130彼此分離來提供。使這三個傳感器彼此分離可減少單個射彈撞擊多個傳感器的可能性。另外或替代地,這三個傳感器1130均可針對于受保護容積的不同部分。通過感測受保護容積的多個部分,抑制隔離系統可減少不能檢測不規則成形的爆炸或壓力波的可能性。在包括多個傳感器1130的實施方式中,多個傳感器中的兩個或更多個可沿著單個空間平面安裝。在另一實施方式中,多個傳感器1130中的兩個或更多個可裝設作為單個單元的一部分。在多個傳感器1130中的兩個或更多個被裝設為單個單元的一部分的實施方式中,單個單元上的每個傳感器均可設置為具有不同的取向。傳感器1130在多傳感器實施方式中的布置可選擇為減少由于系統振動而激活的風險。另外或替代地,傳感器1130在多傳感器實施方式中的布置可基于裝設環境來選擇。例如,如果多個傳感器1130裝設在可燃氣體應用中,則多個傳感器1130可具有不同于可燃防塵應用中的裝設的最佳布置。

在一個實施方式中,傳感器或傳感器系統1130可直接地安裝在受保護容積上,或者安裝在受保護容積的隔層上。通過將傳感器或系統傳感器1130直接地安裝在受保護容積上,響應時間可最小化,并且傳感器或傳感器系統1130可近實時地響應于受保護容積的變化。邏輯系統不需要抑制/隔離系統采取行動。通過接近和/或缺乏邏輯系統,傳感器或傳感器系統可減少系統解讀傳感器數據并采取行動(即,如果有必要則將抑制劑注入到受保護容積中)所需要的時間。

鎖定機構

圖12示出了根據本公開的另一實施方式。如圖12中示出的,空心管TM 1200可設置有筒1210和推進劑箱1220,可破裂分區1221設置在筒1210和推進劑箱1220之間。觸發機構1240可與可破裂分區1221對準。如圖12中示出的,觸發機構1240可包括刀片和刀片致動器。如圖所示,刀片可構造成當致動器致動時使可破裂分區破裂,從而將推進劑釋放到抑制劑中并且迫使抑制劑進入受保護容積(未顯示)以抑制和/或隔離爆炸。

如圖12中進一步所示,鎖定機構可設置成防止抑制隔離系統的意外發射。鎖定機構可包括機械鎖定機構,該機械鎖定機構可包括一個或多個鍵1270,鍵1270可以插入到觸發機構(例如,圖12中示出的刀)和可破裂分區之間以保持觸發機構防止釋放推進劑。鍵1270可采取桿或棒的形式。在一個實施方式中,鎖定鍵1270可插入通過位于通常帶帽的凸緣中的開口。帽可從凸緣移除,產生一開口使鎖定鍵1270可滑入其中以防止觸發所述觸發機構。還應設想,鎖定鍵1270可帶螺紋并且可旋擰到常閉凸緣的帶螺紋的開口中。鎖定鍵1270帶螺紋的實施方式可提供額外的安全水平,防止鎖定鍵1270不經意間變得脫落。鎖定鍵1270還可設置有用于確保僅可插入正確的鎖定鍵的特征部(例如,通常在門鍵中發現的槽)。

在一個實施方式中,鎖定機構可設置有“鎖定掛牌標簽”1271。例如,鎖定掛牌標簽1271可以是掛鎖或可用于向系統用戶證明推進劑箱1220中的推進劑已安全地或可靠地“被鎖定”的其它機構。另外,鎖定掛牌標簽1271可通過防止鎖定鍵1270被移除(除了被授權人員(例如,具有鑰匙、代碼或能夠解鎖鎖定掛牌標簽1271的憑證的人員))來提供附加安全層。

在一個實施方式中,機械鎖定機構可與電氣鎖定機構組合。電氣鎖定系統可使觸發機構短路,從而提供額外保護水平防止不經意間觸發。在一個實施方式中,電氣鎖定系統可采取類似于共同擁有的美國專利No.6,269,746(其全部內容通過引用并入本文中)中的描述內容的方式使致動器短路。在一個實施方式中,鎖定機構可在監測器處提供用戶報警或通知,以指示鎖定機構被接合。通過將機械鎖與電氣鎖定系統組合,可提供冗余安全,并且可以使用戶/操作者的更加安心。

組合式監測和控制系統

爆炸抑制隔離系統可用作供受保護容積使用的更廣泛安全特征網絡的一部分。例如,受保護容積可包括各種各樣的主動監測和/或安全部件,諸如抑制隔離系統、火花檢測系統、夾緊閥、有源閥瓣和/或用于檢測并響應于受保護容積內的緊急條件(例如,火焰或爆炸)的其它系統。然而,如現有技術中使用的,每個這樣的安全部件均包括其自身的分離的控制器,即,需要控制系統能夠控制并協調供單個受保護容積使用的多個安全特征。本公開提供這樣的控制系統。另外或替代地,系統可包括一個或多個被動保護/安全裝置(例如,排放口或無焰排放口)。本公開提供可監測這樣的被動保護/安全裝置的系統,不論是否與主動監測和/或安全部件組合。

根據本公開,安全監測和控制系統被構造成監測并控制兩種或更多種類型的監測和/或安全系統。例如,應設想,單個中央監測和控制系統可用于監測并控制例如以下系統的任何組合:(1)上文諸如先前公知或者如圖1至圖11中任一圖描繪的抑制系統;(2)火花檢測系統,其可被構造成檢測紅外輻射源或溫度增加(例如,火花);(3)火花檢測和滅火系統,其可被構造成使在受保護容積內檢測到的火花熄滅(例如,通過使用冷卻劑或滅火劑);(4)機械抑制/隔離系統,其可包括機械關閉件用以防止爆炸行進或傳播遍及受保護容積(例如,迅速作用的關閉閥、夾緊閥或刀閘閥);和/或(5)被動安全裝置/機構,例如,排放口或無焰排放口。兩種或更多種類型的監測和/或控制系統以及上述各種保護裝置可被構造成為受保護容積、相連的導管或管道和/或裝設在受保護容積、導管或管道內或連接到受保護容積、導管或管道的裝備或儀器儀表提供爆炸保護。在一個實施方式中,分離的保護裝置可用于保護系統的不同部分、受保護容積、導管、管道、裝備和/或儀器儀表。

根據本公開的組合式監測和控制系統可設置有非常快的通信和響應機構。例如,組合式監測和控制系統可有能力使響應在不同爆炸保護裝置之間在一個或多個微秒或毫秒內進行通信,造成多于一個響應的部署。不同于其中響應不需要特別快速(且不需要是自動的)的公知火災抑制系統,爆炸抑制系統需要這樣的快速通信和響應時間,用以確保針對爆炸的及時響應。公知的組合式監測和控制系統(例如,在火災檢測場地中)缺乏這樣的快速通信和響應時間。而且,公知的火災檢測系統服從具體的消防規范和標準(例如,由美國國家防火協會傳播),這不適用于抑制系統。因此,沒有激勵或動機來修改供抑制系統使用的公知火災檢測系統。

在一個實施方式中,組合式監測和控制系統可將主動裝置和被動裝置兩者的監測整合到單個系統中。換句話說,公開了用于監測并控制混合保護系統的系統。例如,受保護容積可設置有主動爆炸抑制系統以及一個或多個被動爆炸響應機構,例如,防爆口。這樣的被動爆炸響應機構可設置有一個或多個傳感器,例如,爆炸排放完整性傳感器。爆炸排放完整性傳感器的示例被公開于共同擁有的美國申請No.12/388,022中,其全部內容通過引用明確整合到本文中。在現有技術中,被動爆炸響應機構(例如,防爆口)的完整性直接由客戶/操作者監測,或者至少與監測并控制分開設置的主動爆炸抑制系統的系統分開監測。至多,公知的防爆口監測可能僅用于在防爆口激活并打開的情況下觸發主動抑制系統。然而,根據本公開,組合式監測和控制系統可監測被動爆炸響應系統的完整性并且甚至在被動爆炸響應系統未激活的情況下協調主動抑制系統的響應。例如,公開的控制系統可感測防爆口的應變并且指導抑制系統采取行動(甚至在防爆口未完全激活的情況下)。

在一個實施方式中,組合式監測和控制系統可允許操作者在本地和/或遠程地登錄到系統中。可期望提供保障以防止從外部接近組合式監測和控制系統,例如,確保防篡改。

在一個實施方式中,組合式監測和控制系統可被構造成在本質安全的電氣條件下操作。例如,當該系統在包括易燃或可燃元件的環境下使用,可期望這樣的特征。

在一個實施方式中,組合式監測和控制系統可包括為每個安全系統部件(例如,空心管TM、傳感器或傳感器組、排放口、火花檢測器,等等)分配或提供唯一地址的機構。監測系統可被構造成接收數據,諸如:(i)推進劑壓力(或是限位開關,或是能夠提供實際壓力值的傳感器);(ii)傳感器是否在系統中存在并活躍;(iii)空心管TM連接到裝備的完整性(例如,罐上的密封件不受侵犯或損害);(iv)致動器回路是否處于操作條件(例如,通過監測通過致動器(例如,Metron單元)的涓流電荷以確認操作條件);(v)鎖定機構是否就位;(vi)來自額外感測裝置或形成系統響應的一部分的傳感器(如果使用的話)的處理壓力和/或溫度條件;和/或(vii)排放口是否處于正常操作條件(或者經由簡單連續性傳感器,比如由BS&B安全系統提供的商用“MBS傳感器”,經由更精細的排放完整性傳感器,諸如公開于共同擁有的美國專利申請No.13/767,311(其全部內容通過引用明確整合到本文中)中,或者通過用于感測排放條件的另一合適的機構)。

應設想,公開的組合式監測和控制系統可改裝在預先存在的爆炸抑制系統中。例如,預先存在的爆炸抑制系統可包括傳感器(例如,壓力傳感器),用以生成指示緊急條件的報警。根據本公開,來自這樣的傳感器的輸出可饋送到改裝的監測和控制系統中并且出于控制目的而使用(例如,啟動關閉或其它保護性措施)。還應設想,預先存在的系統可改裝有額外傳感器,例如額外的溫度或壓力傳感器,用以生成新增添的監測和控制系統可用于提供適當的響應的額外信號。

應設想,一個實施方式的各個特征可增添到或替代另一實施方式的各個特征。因此,在本公開的范圍內涵蓋了根據替代和更換不同實施方式之間的不同特征而產生的實施方式。

上述的實施方式和布置僅旨在例示設想的系統和方法的。從考慮本文公開的說明書和實踐出發,其它實施方式將對本領域技術人員是顯而易見的。

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