包括安全裝置的惰性化裝置的制作方法

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專利名稱：包括安全裝置的惰性化裝置的制作方法
技術領域：
0001本發(fā)明涉及一種用于建立并保持將被監(jiān)控的受保護房間內(nèi)的
預定惰性化等級的惰性化裝置，其中惰性化裝置包括供應惰性氣體的
可控惰性氣體系統(tǒng)；供應管路系統(tǒng)，其連于惰性氣體系統(tǒng)且可連于受保護房間以將惰性氣體系統(tǒng)供應的惰性氣體供給至受保護房間；以及惰性氣體系統(tǒng)控制單元，其被設計成控制惰性氣體系統(tǒng)，使得惰性氣體系統(tǒng)的惰性氣體供應速率為適當值從而建立和/或保持受保護房間內(nèi) 的第一預定惰性化等級。
背景技術：
0002這種惰性化裝置實際上是現(xiàn)有技術中已知的。例如，德國專利說明書DE 198 11 851 C2說明了用于減少火災風險并撲滅密閉房間內(nèi)火災的惰性化裝置。因而已知系統(tǒng)被配置為將密閉房間(下文稱為
"受保護房間")內(nèi)的氧含量降低至可預定基礎惰性化等級(base inerting level),且在發(fā)生火災時，進一步迅速降低氧含量至特定充分惰性化等級(foil inerting level),從而使用最小可能存儲容量的惰性氣休儲罐有效滅火。為此目的，已知裝置包括可由控制單元控制的惰性氣體系統(tǒng)和連于惰性氣體系統(tǒng)且連于受保護房間的供應管路系統(tǒng)，惰性氣體系統(tǒng)供應的惰性氣體通過供應管路系統(tǒng)供給至受保護房間。惰性氣體系統(tǒng)可為一組存儲壓縮形式的惰性氣體的鋼瓶或者為生成惰性氣體的系統(tǒng)。
0003通常，用于減少火災風險或撲滅密閉房間內(nèi)火災的惰性化裝
置的運行模式是基于這一認識，即正常情況下，僅偶爾有人或動物進入且其中容納的裝備對水反應敏感的密閉房間內(nèi)，火災風險可通過連
續(xù)降低相關區(qū)域內(nèi)的氧濃度使其穩(wěn)定于特定值如以體積計約12%而減少。在該氧濃度等級上，多數(shù)易燃材料都不再燃燒。主要應用領域具體包括計算機處理設施、電氣開關和配電空間、封閉空間以及包含高
6價值商品的存儲區(qū)域。0004惰性化過程的防火和/或滅火效果是基于氧置換原理的。眾所
周知，以體積計，正常環(huán)境空氣包括21%的氧、78%的氮和1%的其它氣體。為有效降低受保護房間起火的風險，通過引入氮等惰性氣體進一步增加相應房間內(nèi)的氮濃度，從而降低氧的百分比。對于滅火，已知在氧的百分比以體積計降至15%以下時出現(xiàn)滅火效果。根據(jù)受保護房間存儲的易燃材料，可能有必要進一步降低氧的百分比，例如以體積計降至12%。換言之，通過持續(xù)惰性化受保護房間至所謂的"基礎惰性化等級"，即以體積計房間空氣內(nèi)氧的百分比降至15%以下，也口T 有效減少受保護房間內(nèi)的起火風險。

發(fā)明內(nèi)容
0005本文使用的術語"基礎惰性化等級(base inerting level)" —般
理解為指與正常環(huán)境空氣的氧含量相比受保護房間內(nèi)空氣的氧含量減少，但原則上，氧含量減少對于個人或動物不會造成任何種類的危險，因而在給定特定防護措施時他們?nèi)钥蛇M入受保護房間。如上所述，基礎惰性化等級的建立，與所謂的"充分惰性化等級"不同，不必使氧含量降低至有效滅火的程度，主要用于降低受保護房間內(nèi)起火的風險。基礎惰性化等級對應的氧含量——視各種情況而定——以體積計為如 13%至15%。
0006另一方面，術語"充分惰性化等級(foil inerting level)"指氧
含量進一步降低低于基礎惰性化等級的氧含量，降至多數(shù)材料的可燃性減少到不能燃燒的程度。根據(jù)各受保護房間內(nèi)的火災荷載(fire load), 充分惰性化等級一般指氧含量以體積計從11%至12%不等。0007盡管基礎惰性化等級下受保護房問空氣中降低的氧含量原則上不會對個人或動物造成危險，使其仍可在至少短時間內(nèi)毫無困難地安全進入受保護房間，如不佩戴呼吸面罩，但進入已持續(xù)惰性化至基礎惰性化等級的房間時必須遵守國家規(guī)定的特定安全措施，因為原則上保持在氧氣降低的環(huán)境中會導致缺氧，而在特定情況下缺氧會對人體器官造成生理后果。這些安全措施在各國家法規(guī)中有所規(guī)定，且具體取決于相應基礎惰性化等級的降低氧含量的等級。0008下列表1指出了對人體器官和材料可燃性的影響。
0009為符合各國家法規(guī)規(guī)定的安全措施，并以簡單且特別是易于
實現(xiàn)的方式進入受保護房間，受保護房間內(nèi)空氣的氧含量越少所述措施就越嚴格，因此可根據(jù)進入的目的以及在所述房間內(nèi)停留時間設想，將受保護房間內(nèi)的穩(wěn)定惰性化從基礎惰性化等級提升至所謂的可進入等級，此時規(guī)定的安全要求較低，因而無需較大麻煩即可遵守。
表l
受保護房間內(nèi)氧的百分比對人體器官的影響對材料可燃性的影響
以體積計為8%危及生命不可燃
以體積計為10%理智/疼痛感減少不可燃
以體積計為12%疲勞、呼吸量和脈搏增大低可燃性
以體積計為15%無低可燃性
以體積計為21%無無
0010例如，在正常條件下連續(xù)對受保護房間提供惰性氣體至基礎惰性化等級，如以體積計含氧13.8%至14.5%,此時，根據(jù)表l，可有效抑制火災，需要進入房間例如進行維護時可將氧的百分比提升至可進入等級，如以體積計15%至18%。0011從醫(yī)學觀點來看，在氧減少至可進入等級的空氣中停留有限時間對沒有心臟、循環(huán)、血管、或呼吸紊亂的所有個人都是安全的，因此，各國家管理性法規(guī)不要求或至多僅要求較少附加安全措施。
0012
一般通過相應控制惰性氣體系統(tǒng)可將受保護房間內(nèi)建立的惰性化等級從基礎惰性化等級提升至可進入等級。這里，房間內(nèi)有人時，將受保護房間內(nèi)設定的惰性化等級持續(xù)保持在可進入等級(所需相應控制范圍內(nèi))，以降低人離開房間后重新建立基礎惰性化等級時引回受保護房間的惰性氣體體積，這是有意義的，尤其從經(jīng)濟原因考慮。為此，受保護房間處于可進入期間時，惰性氣體系統(tǒng)也應產(chǎn)生和/或供應惰性氣體，使得惰性氣體以保持惰性化等級處于可進入等級(所需特定控制范圍內(nèi))的速率相應地被供應至受保護房間。
0013因此，注意本文使用的術語"可進入等級(accessibility level)"
指與正常環(huán)境空氣的氧含量相比受保護房間內(nèi)空氣的氧含量減少至各國家方針不要求或至多僅要求較少附加安全措施以進入受保護房間的程度。通常，可進入等級相應的房間空氣中氧含量高于基礎惰性化等級相應的空氣氧含量。
0014已知可具體按照受保護房間內(nèi)將建立的惰性化等級(可進入等級、基礎惰性化等級、充分惰性化等級)或受保護房間內(nèi)空氣置換率建立惰性氣體系統(tǒng)提供惰性氣體的速率，也可按照受保護房間內(nèi)溫度或壓力等其它參數(shù)建立。
0015因此，惰性化裝置內(nèi)使用的惰性氣體系統(tǒng)必須配置為能隨時供應惰性氣體以保持受保護房間內(nèi)的預設惰性化等級。特別地，惰性氣體系統(tǒng)應可根據(jù)各要求隨時以不同惰性氣體速率供應惰性氣體，以便能夠補償受保護房間的泄露、受保護房間內(nèi)通過空氣調(diào)節(jié)單元和/或通風系統(tǒng)的任何潛在惰性氣體損失、或從受保護房間內(nèi)移出貨物時的損失。另一方面，就容量而言，惰性氣體系統(tǒng)應配置使其能以充足速率提供惰性氣體使得預設惰性化等級可在所需時間段內(nèi)恢復。
0016
一般來說，適于此目的的惰性氣體系統(tǒng)是能通過惰性氣體系統(tǒng)控制單元控制的系統(tǒng)，因而可通過惰性氣體系統(tǒng)控制單元相應調(diào)i)_ 惰性氣體系統(tǒng)提供的惰性氣體速率。
0017因此本發(fā)明要解決的問題是，如進入受保護房間時，因惰性
9氣體系統(tǒng)控制單元控制誤操作或惰性氣體系統(tǒng)控制單元故障而不能確保受保護房間內(nèi)惰性化等級保持于預設可進入等級。進入受保護房間時，惰性氣體系統(tǒng)提供的惰性氣體速率大于保持可進入等級所需惰性氣體速率時這特別成問題。在此情況下，受保護房間內(nèi)空氣的氧含量將降至可進入等級以下，此時進入受保護房間從醫(yī)學觀點來看是有風險的。
0018因此，本發(fā)明基于這一任務，即進一步改進一開始所描述類
型的惰性化裝置，以便能夠可靠地確保進入正常情況下持續(xù)處于基礎惰性化等級的受保護房間時，即使在惰性氣體系統(tǒng)控制單元誤操作或惰性氣體系統(tǒng)控制單元故障時，受保護房間內(nèi)建立的惰性化等級也將可靠保持處于可進入等級。
0019
一般來說，本發(fā)明基于這一任務，即詳細說明一種惰性化裝置，即使在惰性氣體系統(tǒng)控制單元誤操作或故障時，或惰性氣體系統(tǒng) 控制單元未配置為以充足溶出度(dissolution)和/或精度的情況下調(diào)節(jié) 惰性氣體系統(tǒng)提供的惰性氣體速率時，可在被監(jiān)控的受保護房間內(nèi)n, 靠建立并保持預設惰性化等級
0020該任務是通過在文章開始時引用的那類惰性化裝置完成的，因為該惰性化裝置進一步包括安全裝置，安全裝置被配置為在惰性氣體系統(tǒng)控制誤操作時或惰性氣體系統(tǒng)控制單元故障時調(diào)節(jié)向受保護房間供應惰性氣體的速率，以建立和/或保持受保護房間內(nèi)的第二可預定惰性化等級。
0021本文使用的術語"惰性氣體系統(tǒng)控制誤操作"和"惰性氣體系統(tǒng)控制單元故障" 一般指惰性氣體系統(tǒng)控制單元和/或惰性氣體系統(tǒng) ——不論什么原因——不能或原則上未被配置為以盡可能準確的充足溶出度和/或精度允許惰性氣體系統(tǒng)提供所需的惰性氣體以建立和/或保持預定惰性化等級。
0022本發(fā)明的解決方案的優(yōu)勢是顯而易見的優(yōu)選獨立于惰性氣體系統(tǒng)控制單元運行的安全裝置的提供，即使在系統(tǒng)發(fā)生故障時，將始終確保受保護房間內(nèi)的空氣被建立和/或準確保持于特定可預定惰性化等級。因此，例如，人們需要進入受保護房間時，可以輕松進入受保護房間，無需擔心且尤其沒有不適。另外，本發(fā)明的解決方案避免
10了必須在進入房間的時間段內(nèi)完全暫停受保護房間的持續(xù)惰性化。如上所述，完全暫停持續(xù)的惰性化是不利的，特別是從經(jīng)濟的立場來看，因為在此情況下，例如進入受保護房間后，惰性氣體系統(tǒng)提供的惰性氣體量必須增大以在受保護房間重新建立如基礎惰性化等級。
0023換言之，本發(fā)明的解決方案為受保護房間提供了安全措施以基本確保已惰性化至可進入等級的受保護房間內(nèi)的空氣不會達到對人體造成危險的氧濃度，即使氮系統(tǒng)因誤操作(如在控制方面)不停止引入惰性氣體或氮系統(tǒng)其實并未被配置為以降低的非零速率提供惰性氣體。
0024同時，本發(fā)明的解決方案確保了氮系統(tǒng)被配置為在所需吋間內(nèi)供應能恢復并持續(xù)保持基礎惰性化等級的充足體積流動，例如在不再進入受保護房間時。如上所述，惰性氣體系統(tǒng)必須能以補償房間泄露以及空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)或移出貨物引起的任何潛在損失的速率提供惰性氣體。
0025但是，本發(fā)明的解決方案不僅適于在即使惰性氣體系統(tǒng)控制誤操作時可靠保持或建立受保護房間的可進入等級，事實上，本發(fā)明的解決方案也允許安全裝置可靠地保持將在受保護房間內(nèi)建立的任何惰性化等級，如基礎惰性化等級或充分惰性化等級。0026子權利要求中公開了本發(fā)明的其它的有利改進。0027關于安全裝置，它在受保護房間內(nèi)需要建立和/或保持第二預定惰性化等級的情況下是特別優(yōu)選的，安全裝置將減少供應惰性氣體至受保護房間的最大速率，使得受保護房間內(nèi)的氧含量不能降至第二預定惰性化等級以下。即使在控制單元和/或傳感器(尤其是體積流動傳感器和/或惰性氣體和/或氧傳感器)故障情況下，提供惰性氣體至受保護房間的最大速率的減少可通過如相應適當限制惰性氣體系統(tǒng)的容量實現(xiàn)。如果第二預定惰性化等級是例如可進入等級，本發(fā)明的解決方案可確保進入受保護房間時，房間空氣的氧含量基本不呈現(xiàn)非健康值，即使惰性氣體系統(tǒng)控制故障。
0028安全裝置的特別優(yōu)選實施方式中，所述裝置包括至少一個第一可控截止閥，其被分配至供應管路系統(tǒng)以切斷供應管路系統(tǒng)在惰性氣體系統(tǒng)和受保護房間之間產(chǎn)生的連接；至少一個旁通管路系統(tǒng)，其
ii具有在惰性氣體系統(tǒng)和受保護房間之間產(chǎn)生旁通連接的第二可控截止閥；以及安全裝置控制單元，其中安全裝置控制單元被設計為在惰性氣體系統(tǒng)控制誤操作時或惰性氣體控制單元故障時關閉第一截止閥并打開第二截止閥，其中繞過第一可控截止閥的旁通管路系統(tǒng)被設計為通過旁通管路系統(tǒng)調(diào)節(jié)供應惰性氣體至受保護房間的速率，以建立和/ 或保持受保護房間內(nèi)的第二預定惰性化等級。安全裝置的有利實施方式的特別特征在于其設計簡單，也特別簡化了具有該安全裝置的常規(guī) 惰性化系統(tǒng)的翻新。具體地，常規(guī)惰性化系統(tǒng)可僅以較少結構和財政花費進行相應翻新。
0029另一方面，安全裝置包括原則上現(xiàn)有技術已知的少數(shù)充分證
實的部件，這不僅在成本方面有利，同時也確保了所述安全裝置的可靠運行。因此，可設想將安全裝置控制單元整合于給定的惰性氣體系統(tǒng)控制單元作為控制模塊，例如，作為附加軟件模塊。當然，也可設想獨立于惰性氣體系統(tǒng)控制單元提供安全裝置控制單元。
0030但是原則上用戶應可以在惰性氣體系統(tǒng)控制單元內(nèi)預設將在受保護房間內(nèi)建立并保持的惰性化等級。盡管控制單元可獨立控制惰性氣體系統(tǒng)，例如根據(jù)預設事件順序，以在受保護房間內(nèi)建立所需惰性化等級。對于分配至安全裝置的安全裝置控制單元，必須確保其可與惰性氣體系統(tǒng)控制單元通信以在發(fā)生誤操作時適當控制相應截止閥。
0031對于第一和第二截止閥，應注意的是，不僅這兩個閥組件可作為獨立部件提供于惰性化裝置內(nèi)，也可使用三向閥組件作為一單個部件承擔第一和第二截止閥的功能。適當閥組件為現(xiàn)有技術已知，本文不再詳細說明。
0032對于根據(jù)本發(fā)明安全裝置的后一優(yōu)選實施方式的旁通管路系統(tǒng)，可設想該旁通管路系統(tǒng)包括具有效流動橫截面的部分，其被設計成調(diào)節(jié)通過旁通管路系統(tǒng)供給惰性氣體至受保護房間的速率，以建立和/或保持受保護房間內(nèi)的第二預定惰性化等級。因此例如可設想旁通管路系統(tǒng)的所述部分的有效流動橫截面可限制于旁通管路系統(tǒng)的一個區(qū)域，或可延伸整個旁通管路系統(tǒng)，以被具體預設為受保護房間的空氣置換率。假定已知需供給惰性氣體至受保護房間以保持特定惰性化等級(例如可進入等級或基礎惰性化等級)的速率，因此可以相應預定旁通管路系統(tǒng)那部分的尺寸，使得該部分調(diào)節(jié)通過旁通管路系統(tǒng)供給至受保護房間的惰性氣體體積至特定惰性化等級。
0033但是當然也可設想安全裝置控制單元可調(diào)節(jié)旁通管路系統(tǒng)部分的有效流動橫截面，以更好地調(diào)節(jié)通過旁通管路系統(tǒng)供給惰性氣體至受保護房間的速率為受保護房間的空氣置換率。另外，該部分的可調(diào)有效流動橫截面的進一步發(fā)明性改進的特征在于可在受保護房間內(nèi) 精確建立和/或特別是保持不同的惰性化等級，該惰性化等級可由用戶提前輸入。
0034旁通管路系統(tǒng)的特別優(yōu)選實施方式中，旁通管路系統(tǒng)包括體
積流動調(diào)節(jié)器，其可由安全裝置控制單元控制，以限制通過旁通管路系統(tǒng)供給惰性氣體至受保護房間的速率。因而體積流動調(diào)節(jié)器承擔了限流器的功能，使得通過旁通管路系統(tǒng)供給惰性氣體至受保護房間的速率可以簡單而有效的方式而被調(diào)節(jié)。體積流動調(diào)節(jié)器的技術實現(xiàn)不在本文中詳細討論。原則上，可使用現(xiàn)有技術已知能用于調(diào)節(jié)液體體積流動的基本所有機制。
0035為通過供應適當?shù)亩栊詺怏w量和/或調(diào)節(jié)從室外空氣中供給的新鮮空氣或氧氣而盡可能精確地建立并保持受保護房間內(nèi)將設定的惰性化等級，惰性化裝置優(yōu)選進一步包括至少一個氧探測裝置，以探測受保護房間內(nèi)空氣的氧含量，因而惰性氣體系統(tǒng)控制單元和/或安全裝置控制單元配置為按照所測受保護房間內(nèi)空氣的氧含量而調(diào)節(jié)供給惰性氣體至受保護房間的速率。因而可設想氧探測裝置連續(xù)或以預設間隔發(fā)送相應信號至各控制單元，相應控制惰性氣體系統(tǒng)或體積流動調(diào) 節(jié)器以始終按所需速率供應惰性氣體至受保護房間以保持受保護房間內(nèi)建立的惰性化等級。
0036這里應注意技術人員將理解本文使用的術語"保持氧含量于特定惰性化等級"指保持該惰性化等級的氧含量于特定控制范圍內(nèi)，因而所述控制范圍可優(yōu)選基于受保護房間的類型(例如按照受保護房間的適用空氣置換率或按照受保護房間內(nèi)存儲的材料)選擇，和/或基于使用的惰性化系統(tǒng)或安全裝置的類型選擇。該控制范圍以體積計處于±-0.1%至0.4%的范圍。當然，也可設想其它控制范圍參數(shù)。
10037但除上述連續(xù)或定期測量氧含量外，保持氧含量為預定特定惰性化等級也可預先計算，因而受保護房間的特定設計參數(shù)應結合于
該計算中，如受保護房間的適用空氣置換率，尤其是受保護房間的n5(,
值，和/或受保護房間與周圍環(huán)境間的壓差。
0038特別適合用作氧探測裝置的是基于吸氣運行的裝置/吸氣式裝置。該裝置連續(xù)從被監(jiān)控的受保護房間內(nèi)抽取空氣代表樣本，并供給至氧探測器，氧探測器發(fā)送相應探測信號至各控制單元。但當然也可使用非接觸(光學)氧測量方法作為氧探測手段。此處適用PSP測量技術(PSP二壓敏涂料)。探測受保護房間內(nèi)氧含量的光學非接觸測量方法特別適用于如因設計偶然性不能另外裝備常規(guī)(特別是有線)氧探測器的房間。
0039對于本發(fā)明解決方案的自動防故障性能，氧探測裝置最后優(yōu) 選包括并行運行的多個氧探測器，其中惰性氣體系統(tǒng)控制單元和/或安全裝置控制單元被設計為按照各氧探測器測量的各受保護房間的空氣氧含量讀數(shù)設定供應惰性氣體至受保護房間的速率。優(yōu)選實施方式中，用于多個并行運行的氧探測器的傳感器至少部分基于探測受保護房間內(nèi)空氣中氧含量的各種不同技術，包括如順磁傳感器、二氧化鋯傳感器、PSP傳感器系統(tǒng)等。特別可設想，將惰性氣體系統(tǒng)控制單元和/或安全裝置控制單元設計成，使得當至少一個氧探測器指示受保護房間內(nèi)空氣氧含量表現(xiàn)異常，超出其它氧探測器所測氧含量特定預定值時，發(fā)送誤操作信號和/或緊急停止信號以關閉惰性氣體系統(tǒng)。
0040本發(fā)明解決方案的另一特別優(yōu)選改進中，惰性氣體系統(tǒng)包括環(huán)境空氣壓縮機和與其相連的惰性氣體發(fā)生器，其中惰性氣體系統(tǒng)控制單元被設計為控制環(huán)境空氣壓縮機的空氣流速使得惰性氣體系統(tǒng)提供惰性氣體的速率被設定為適于建立和/或保持第一預定惰性化等級的等級。惰性氣體系統(tǒng)的優(yōu)選解決方案特征具體在于惰性氣體系統(tǒng)可現(xiàn) 場產(chǎn)生惰性氣體，從而免除如提供一組蓄壓器存儲壓縮形式的惰性氣體的需要。
0041但當然也可設想惰性氣體系統(tǒng)包括惰性氣體蓄壓器，其中惰性氣體系統(tǒng)控制單元應被設計為控制分配至惰性氣體蓄壓器并連于供應管路系統(tǒng)的可控減壓器，以設定和/或保持惰性氣體系統(tǒng)提供惰性氣體的速率于預定第一惰性化等級的適當值。因而惰性氣體蓄壓器可與上述環(huán)境空氣壓縮機和惰性氣體發(fā)生器組合提供，或也可單獨提供。
0042惰性氣體系統(tǒng)包括惰性氣體蓄壓器的后一實施例的特別優(yōu)選的進一步改進中，惰性化裝置進一步包括壓力控制閥機構，其處于第一預定壓力范圍如1至4巴之間時打開，并允許惰性氣體蓄壓器經(jīng)惰性氣體系統(tǒng)充滿。該優(yōu)選實施例中，可進一步設想安全裝置包括連于惰性氣體蓄壓器的旁通管路系統(tǒng)。
0043如上所述，本發(fā)明的解決方案并不僅限于在惰性氣體系統(tǒng)控制誤操作時建立或保持受保護房間內(nèi)的可進入等級。相反，要求保護的本發(fā)明惰性化裝置被配置成使得第一和/或第二預定惰性化等級可為充分惰性化等級、基礎惰性化等級或可進入等級。

0044下文將參照附圖更詳細說明本發(fā)明惰性化裝置的兩個實施例。所示
圖l:根據(jù)本發(fā)明的惰性化裝置第一優(yōu)選實施例的示意圖；以及圖2:根據(jù)本發(fā)明的惰性化裝置的第二優(yōu)選實施例的示意圖。
具體實施方式
0045圖1示意性示出了建立并保持要被監(jiān)控的受保護房間2內(nèi)可預定惰性化等級的本發(fā)明的惰性化裝置1的第一優(yōu)選實施例。惰性化裝置1主要包括惰性氣體系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有環(huán)境空氣壓縮機IO和與其相連的惰性氣體發(fā)生器ll。另外提供了惰性氣體系統(tǒng)控制單元30，其被設計為通過相應控制信號控制環(huán)境空氣壓縮機10的空氣流速。這樣，可通過惰性氣體系統(tǒng)控制單元30至少在一定程度上建立惰性氣體系統(tǒng) 10、 ll提供惰性氣體的速率。
0046惰性氣體系統(tǒng)10、 11產(chǎn)生的惰性氣體經(jīng)供應管路系統(tǒng)20供給至被監(jiān)控的受保護房間2;當然供應管路系統(tǒng)也可與任何數(shù)量的受保護房間相連。具體地，惰性氣體系統(tǒng)IO、 11提供的惰性氣體將通過設置于受保護房間2內(nèi)適當位置的相應出口噴嘴21來供給。
0047在本發(fā)明解決方案的優(yōu)選實施例中，惰性氣體從環(huán)境空氣中本地獲得，惰性氣體較為有利地是氮。惰性氣體發(fā)生器和/或氮發(fā)生器 11根據(jù)現(xiàn)有技術已知的如膜或PSA技術運行，以產(chǎn)生富含氮的空氣，
其氮含量以體積計為如90%至95%。該富含氮的空氣在優(yōu)選實施例中用作經(jīng)供應管路系統(tǒng)20供應至受保護房間2的惰性氣體。產(chǎn)生惰性氣體時出現(xiàn)的富含氧的空氣經(jīng)另一管路系統(tǒng)排放到外部。
0048具體地，惰性氣體控制單元30依照如用戶輸入到控制單元30 的惰性化信號控制惰性氣體系統(tǒng)10、 11，使得所述系統(tǒng)IO、 ll提供的惰性氣體系統(tǒng)采用的值適于建立和/或保持受保護房間2內(nèi)預設惰性化等級。所需惰性化等級可以例如通過鍵盤在惰性氣體系統(tǒng)控制單元30 上選擇，或在密碼保護控制元件(未清晰示出)上選擇。但是這里當然也可設想根據(jù)預設事件順序選擇惰性化等級。
0049例如，如果在特別考慮到受保護房間2的特征值情況下建立的基礎惰性化等級是在惰性氣體系統(tǒng)控制單元30上選擇的，則切換被分配給供應管路系統(tǒng)20的三向閥41、 42，以直接將惰性氣體引入受保護房間2。
0050但是，如果人們需要進入受保護房間2，例如需要將貨物從受保護房間2移出時或需要在受保護房間2內(nèi)執(zhí)行特定維護工作時，則有必要將受保護房間2的連續(xù)惰性化從基礎惰性化等級提升至可進入等級，使得從醫(yī)學觀點來看，無需采用任何特殊預防措施即可安全進入受保護房間2。如已經(jīng)指出的，可進入等級相應的受保護房間2內(nèi)空氣的氧含量高于基礎惰性化等級相應的氧含量。另一方面——甚至在受保護房間2內(nèi)建立為可進入等級時——受保護房間2內(nèi)持續(xù)的惰性化會連續(xù)進行，這從經(jīng)濟方面看是特別有利的，因為重新建立基礎惰性化等級所需的惰性氣體體積可因而保持在最低可能值。
0051如果在特別考慮受保護房間2的特征值的情況下優(yōu)選建立的可進入等級目前是在惰性氣體系統(tǒng)控制單元30上選擇的，則惰性氣體系統(tǒng)控制單元30發(fā)送相應信號至三向閥組件41、 42，以切斷惰性氣體系統(tǒng)10、 11和受保護房間2之間由供應管路系統(tǒng)20提供的直接連接，使得惰性氣體重新導向旁通管路系統(tǒng)43。如所示，優(yōu)選實施例中的旁通管路系統(tǒng)43用于提供惰性氣體系統(tǒng)10、 11和受保護房間2之間的旁通連接，該旁通連接繞過供應管路系統(tǒng)20的一部分，該部分通過分
16配給所述供應管路系統(tǒng)20的可控截止閥(第一可控截止閥41)控制。
0052也可進一步看出，在繞過分配給供應管路系統(tǒng)20的截止閥41 后，旁通管路系統(tǒng)43重新流向供應管路系統(tǒng)20，使得經(jīng)旁通管路系統(tǒng) 43供應至受保護房間2的惰性氣體可經(jīng)相同惰性氣體噴嘴21供應。但是當然也可設想旁通管路系統(tǒng)43在受保護房間2內(nèi)具有自己獨立的惰性氣體噴嘴。
0053為獨立于惰性氣體系統(tǒng)控制單元30對惰性氣體系統(tǒng)10、 11 的控制，從而將經(jīng)旁通管路系統(tǒng)43供給惰性氣體至受保護房間2的速率相應設定為受保護房間2內(nèi)要建立并保持的惰性化等級，可以分配一可控體積流動調(diào)節(jié)器44至旁通管路系統(tǒng)43的所述旁通管路系統(tǒng)43 部分43a內(nèi)。體積流動調(diào)節(jié)器44用于限制經(jīng)旁通管路系統(tǒng)43供給惰性氣體至受保護房間2的速率。
0054具體地，體積流動調(diào)節(jié)器44可通過惰性氣體系統(tǒng)控制單元30 或通過獨立于惰性氣體系統(tǒng)控制單元30的安全裝置控制單元40而來適當?shù)乜刂啤Ｔ趦?yōu)選實施例中，安全裝置控制單元40被配置為惰性氣體系統(tǒng)控制單元30中的獨立控制模塊。但是，當然也可設想在空間上將這兩個控制單元30、 40彼此隔離在不同的硬件模塊內(nèi)。
0055原則上，惰性氣體系統(tǒng)控制單元30和安全裝置控制單元40 都被設計成使得用戶可向它們輸入所需惰性化等級?；陬A設惰性化等級，且優(yōu)選也基于經(jīng)氧探測裝置50探測的受保護房間內(nèi)空氣的氧含量，惰性氣體系統(tǒng)10、 11和/或體積流動調(diào)節(jié)器44由控制單元30/40 相應控制，使得可以以建立和保持預設惰性化等級所需的速率供應惰性氣體至受保護房間2。
0056如通過示例的方式在圖1的第一實施例所示，本發(fā)明解決方案的特征特別在于可經(jīng)安全裝置控制單元40控制的三向閥41、 42、旁通管路系統(tǒng)43和體積流動調(diào)節(jié)器44提供了一種安全裝置，在惰性氣體系統(tǒng)控制單元30控制的惰性氣體系統(tǒng)10、 ll誤操作時，或惰性氣體系統(tǒng)控制單元30發(fā)生故障時，該安全裝置原則上可調(diào)節(jié)供給惰性氣體至受保護房間2的速率，使得受保護房間2內(nèi)的預定惰性化等級如基礎惰性化等級或可進入等級可被可靠建立和/或精確保持。
0057但是當然也可設想，在持續(xù)惰性化的受保護房間2從基礎惰
17性化等級提升至可進入等級時，或簡單地說，要改變惰性化等級時，安全裝置總能啟動。這樣做是有意義的，例如，在惰性氣體系統(tǒng)控制
單元30不能以充足溶出度(dissolution)控制惰性氣體系統(tǒng)IO、 11以精確調(diào)節(jié)惰性氣體系統(tǒng)10、 ll提供惰性氣體的速率到各要求值時。例如，惰性氣體系統(tǒng)控制單元30僅能接通或切斷惰性氣體系統(tǒng)時會出現(xiàn) 這種情況。因為當可進入等級在受保護房間2內(nèi)被建立時，需要連續(xù) 供應或以特定時間間隔供應一定量(即使必要的減少)的惰性氣體，以保持房間內(nèi)建立的可進入等級(在所需的特定控制范圍內(nèi))，在要進入受保護房間2時完全切斷惰性氣體系統(tǒng)10、 ll是不夠的。實際上，惰性氣體系統(tǒng)需要基本連續(xù)地提供惰性氣體。因此，不能選擇為允許進入受保護房間2而切斷惰性氣體系統(tǒng)10、 11。
0058在此情況下，即惰性氣體系統(tǒng)IO、 ll僅由惰性氣體系統(tǒng)控制單元30接通或切斷時，在建立例如可進入等級期間，受保護房間2所需的惰性氣體體積必須經(jīng)安全裝置建立并供應。
0059圖2示出了本發(fā)明的惰性化裝置1的第二優(yōu)選實施例。在該實施例中，圖1示為三向閥41、 42的閥組件被配置為兩個獨立雙向閥組件41和42?？捎啥栊詺怏w系統(tǒng)控制單元30和/或安全裝置控制單元控制的第一截止閥41被分配至供應管路系統(tǒng)20，以切斷供應管路系統(tǒng) 20在惰性氣體系統(tǒng)10、 11和受保護房間2之間建立的連接。優(yōu)選可由安全裝置控制單元40控制的第二截止閥42進一步被分配至旁通管路系統(tǒng)43，以在惰性氣體系統(tǒng)10、 11和受保護房間2之間產(chǎn)生旁通連接，由此該旁通連接繞過第一可控截止閥41。與依照圖1的第-一優(yōu)選實施例相同，旁通管路系統(tǒng)43中提供了可控體積流動調(diào)節(jié)器44。
0060與第一優(yōu)選實施例不同的是，根據(jù)圖2的第二實施例中，也提供了分配至惰性氣體系統(tǒng)10、 11的惰性氣體蓄壓器12。蓄壓器12 通過優(yōu)選的壓力控制閥組件14連于惰性氣體系統(tǒng)的惰性氣體發(fā)生器 11。所述壓力控制閥組件14優(yōu)選被配置為處于第一預定壓力范圍時打開，例如達到4巴壓力，并允許惰性氣體系統(tǒng)10、 ll填充惰性氣體蓄壓器12。
0061提供這一類型的惰性氣體蓄壓器12，使得在建立或保持可預定惰性化等級所需的惰性氣體體積低于給定時刻實際產(chǎn)生和/或供應的惰性氣體體積時，由惰性氣體系統(tǒng)IO、 ll例如連續(xù)產(chǎn)生的惰性氣體被臨時儲存。
0062但是當然也可設想壓力控制閥組件14由控制單元30、 40相應控制；因此虛線信號線指示圖2中包括相同部件。
0063可任選的，也可設想惰性化裝置包括新鮮空氣供應裝置60，其以調(diào)節(jié)方式供給新鮮空氣或氧至受保護房間2，從而建立和/或保持受保護房間2內(nèi)的預設惰性化等級。因而可設想新鮮空氣供應裝置60 包括可適當控制的閥61，其根據(jù)需要由控制單元30或40打開或關閉。新鮮空氣供應裝置60可具有與惰性氣體供應噴嘴系統(tǒng)21分離的噴嘴系統(tǒng)62，如圖2所示，盡管新鮮空氣供應裝置60也可使用惰性氣體供應噴嘴系統(tǒng)21。
0064因此應注意，本發(fā)明的實施方式并不限于參照圖1和2所述的實施例，相反，可有多種變化。
參照數(shù)字清單
1 惰性化裝置
2 受保護房間
10惰性氣體系統(tǒng)；環(huán)境空氣壓縮機
11惰性氣體系統(tǒng)；惰性氣體發(fā)生器
12惰性氣體蓄壓器
14壓力控制閥組件
20供應管路系統(tǒng)
21惰性氣體噴嘴
30惰性氣體系統(tǒng)控制單元
40安全裝置控制單元
41第一可控截止閥
42第二可控截止閥
43旁通管路系統(tǒng)
43a旁通管路系統(tǒng)的一部分
44體積流動調(diào)節(jié)器
1950氧探測裝置
60新鮮空氣供應裝置
61 可控截止閥
62新鮮空氣供應噴嘴
權利要求
1.一種用于建立并保持將被監(jiān)控的受保護房間(2)內(nèi)的可預定惰性化等級的惰性化裝置(1)，包括供應惰性氣體的可控惰性氣體系統(tǒng)(10，11，12)；連于惰性氣體系統(tǒng)(10，11，12)的供應管路系統(tǒng)(20)，其可連于受保護房間(2)以供給所述惰性氣體系統(tǒng)(10，11，12)供應的所述惰性氣體至所述受保護房間(2)；以及惰性氣體系統(tǒng)控制單元(30)，其被設計成控制所述惰性氣體系統(tǒng)(10，11，12)，使得所述惰性氣體系統(tǒng)(10，11，12)提供惰性氣體的速率為建立和/或保持所述受保護房間(2)內(nèi)第一可預定惰性化等級的適當值，其特征在于所述惰性化裝置(1)進一步包括安全裝置(40，41，42，43)，所述安全裝置被配置成在所述惰性氣體系統(tǒng)(10，11，12)的控制誤操作時或所述惰性氣體系統(tǒng)控制單元(30)發(fā)生故障時調(diào)節(jié)供應惰性氣體至所述受保護房間(2)的速率，以建立和/或保持所述受保護房間(2)內(nèi)的第二可預定惰性化等級，其中所述安全裝置(40，41，42，43)包括以下部件至少一個第一可控截止閥(41)，其被分配至所述供應管路系統(tǒng)(20)以切斷所述供應管路系統(tǒng)(20)在所述惰性氣體系統(tǒng)(10，11，12)和所述受保護房間(2)之間產(chǎn)生的連接；至少一個旁通管路系統(tǒng)(43)，其具有第二可控截止閥(42)，以在所述惰性氣體系統(tǒng)(10，11，12)和所述受保護房間(2)之間產(chǎn)生旁通連接，其中所述旁通連接繞過所述第一可控截止閥(41)；以及安全裝置控制單元(40)，其被設計成在所述惰性氣體系統(tǒng)(10，11，12)控制誤操作時或所述惰性氣體系統(tǒng)控制單元(30)發(fā)生故障時關閉所述第一截止閥(41)并打開所述第二截止閥(42)，其中所述旁通管路系統(tǒng)(43)被設計成調(diào)節(jié)經(jīng)所述旁通管路系統(tǒng)(43)供給惰性氣體至所述受保護房間(2)的速率，以建立和/或保持所述受保護房間(2)內(nèi)的所述第二可預定惰性化等級。
2. 根據(jù)權利要求1所述的惰性化裝置，其中所述安全裝置(40， 41， 42， 43)被設計成在所述受保護房間(2)內(nèi)需要建立和/或保持第二可預定惰性化等級時減少供給惰性氣體至所述受保護房間的最大速率，使得所述受保護房間(2)內(nèi)的氧含量不能降至所述第二可預定惰性化等級以下。
3. 根據(jù)前述權利要求中任一權利要求所述的惰性化裝置，其中旁通管路系統(tǒng)(43)包括具有有效流動橫截面的部分(43a)，其被設計成調(diào)節(jié)經(jīng)所述旁通管路系統(tǒng)(43)供給惰性氣體至所述受保護房間(2) 的速率，以建立和/或保持所述受保護房間(2)內(nèi)的所述第二可預定惰性化等級。
4. 根據(jù)權利要求3所述的惰性化裝置，其中部分(43a)的有效流動橫截面可經(jīng)所述安全裝置控制單元(40)調(diào)節(jié)。
5. 根據(jù)前述權利要求中任一權利要求所述的惰性化裝置，其中所述旁通管路系統(tǒng)(43)包括可由所述安全裝置控制單元(40)擰制的體積流動調(diào)節(jié)器(44)，以限制經(jīng)所述旁通管路系統(tǒng)(43)供給惰性氣體至所述受保護房間(2)的速率。
6. 根據(jù)前述權利要求中任一權利要求所述的惰性化裝置，進一步包括至少一個氧探測裝置(50)，以探測所述受保護房間(2)內(nèi)空氣的氧含量，其中所述惰性氣體系統(tǒng)控制單元(30)和/或所述安全裝置控制單元(40)被配置為按照所述受保護房間(2)內(nèi)空氣的所測氧含量調(diào)節(jié)供給惰性氣體至所述受保護房間(2)的速率。
7. 根據(jù)權利要求6所述的惰性化裝置，其中氧探測裝置(50)包括多個并行工作的氧探測器，其中所述惰性氣體系統(tǒng)控制單元(30) 和/或安全裝置控制單元(40)被設計成按照各氧探測器所測受保護房間(2)內(nèi)空氣的氧含量讀數(shù)設定供應惰性氣體至所述受保護房間(2)的速率。
8. 根據(jù)權利要求7所述的惰性化裝置，其中所述惰性氣體系統(tǒng)控制單元(30)和/或所述安全裝置控制單元(40)被設計成在至少一個氧探測器指示所述受保護房間(2)內(nèi)空氣中氧含量表現(xiàn)異常，超出其它氧探測器所測氧含量一特定可預定值時，發(fā)送誤操作信號和/或緊急停止信號以關閉所述惰性氣體系統(tǒng)(10， 11， 12)。
9. 根據(jù)權利要求6至8中任一權利要求所述的惰性化裝置，其中所述氧探測裝置(50)包括吸氣式氧探測裝置。
10. 根據(jù)前述權利要求中任一權利要求所述的惰性化裝置，進一步包括新鮮空氣供應裝置(60)，其用于調(diào)節(jié)供給新鮮空氣和/或氧至所述受保護房間(2)，其中所述新鮮空氣供應裝置(60)可優(yōu)選按照受保護房間(2)內(nèi)空氣中所測氧含量由所述惰性氣體系統(tǒng)控制單元(30) 和/或所述安全裝置控制單元(40)控制。
11. 根據(jù)前述權利要求中任一權利要求所述的惰性化裝置，其中所述惰性氣體系統(tǒng)(10， 11， 12)包括環(huán)境空氣壓縮機(10)和與其相連的惰性氣體發(fā)生器(11)，其中所述惰性氣體系統(tǒng)控制單元(30)被設計成控制所述環(huán)境空氣壓縮機(10)的空氣流速，使得所述惰性氣體系統(tǒng)(10， 11， 12)提供惰性氣體的速率被設定為建立和/或保持第一可預定惰性化等級的適當值。
12. 根據(jù)前述權利要求中任一權利要求所述的惰性化裝置，其中所述惰性氣體系統(tǒng)(10， 11， 12)包括惰性氣體蓄壓器(12)，其屮所述惰性氣體系統(tǒng)控制單元(30)被設計成控制分配至惰性氣體蓄壓器(12) 且連于供應管路系統(tǒng)(20)的可控減壓器，以將所述惰性氣體系統(tǒng)(IO， 11， 12)提供惰性氣體的速率設定為建立和/或保持所述第一可預定惰性化等級的適當值。
13. 根據(jù)權利要求12所述的惰性化裝置，進一步包括壓力控制闊組件(14)，其處于第一可預定壓力范圍時打開，并允許惰性氣體蓄壓器(12)通過所述惰性氣體系統(tǒng)(10， 11， 12)而被充滿。
14. 根據(jù)權利要求13所述的惰性化裝置，其中所述安全裝置包括連于所述惰性氣體蓄壓器(12)的旁通管路系統(tǒng)(43)。
15. 根據(jù)前述權利要求中任一權利要求所述的惰性化裝置，其中所述第一和/或第二可預定惰性化等級可為充分惰性化等級、基礎惰性化等級或可進入等級。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于設定并保持被監(jiān)控的保護空間(2)內(nèi)的可預定惰性化等級的一種惰性化裝置(1)。為此目的，惰性化裝置(1)包括供應惰性氣體的可控惰性氣體系統(tǒng)(10，11，12)、連于惰性氣體系統(tǒng)(10，11，12)且可連于保護空間(2)以將惰性氣體系統(tǒng)(10，11，12)供應的惰性氣體供給至保護空間(2)的供給管路系統(tǒng)(20)、以及設計成控制惰性氣體系統(tǒng)(10，11，12)的惰性氣體系統(tǒng)控制單元(30)，控制方式使得惰性氣體系統(tǒng)(10，11，12)供應惰性氣體的速率為適于設定和/或保持保護空間(2)內(nèi)第一可預定惰性化等級的值。為確保即使惰性氣體系統(tǒng)(10，11，12)控制紊亂時或惰性氣體系統(tǒng)控制單元(30)發(fā)生故障時供給惰性氣體至保護空間(2)的速率原則上可被相應調(diào)節(jié)，使得保護空間(2)內(nèi)被設定和/或保持第二可預定惰性化等級，提供了根據(jù)本發(fā)明相應設計的安全裝置(40，41，42，43)。
文檔編號A62C99/00GK101528311SQ200780038596
公開日2009年9月9日申請日期2007年8月2日優(yōu)先權日2006年10月19日
發(fā)明者E-W·瓦格納申請人:艾摩羅那股份公司

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