防止管线中燃烧或灼热粉粒起火危险的装置 技术领域
本发明涉及一种预防性安全系统，然而具体地但并非唯一地涉及一种可以应用于一个过程，通常为一个工业过程中的系统，其中松散形式的物料在一第一单元中生产并从该单元输送到一个接受的第二单元中。
松散形式的物料指可以用运载气体输送或在气体或气态混合物，通常为空气中输送的任何种类的物料，其中物料的粉粒互相分离。
此处提到的物料可以由极细的尘埃一样的粉粒组成。它也可以是粉末状物料或颗粒状粉粒以及木屑、粉末、稻草和类似的可以输送的物料。
本发明所基于的概念是要求第一单元中的物料的处理易于产生各种粉粒或几种分散的粉粒，它们已被加热到其温度高到足以在选定的输送路径中和/或至少在第二单元中起火和/或爆炸。
在第一单元和第二单元之间输送松散形式物料的路径通常包括一个稳定区(或扰动区)、一个指示存在高温危险粉粒地可操作指示区、一个实现区、一个灭火区和一个危险区。
稳定区试图使在下游区内，特别是在危险区内不会产生起火或爆炸的低能量粉粒降低其能量，使得这些粉粒不会被紧靠下游设置的指示区所指示。
在指示区内安置一个或多个传感器或检测器，它们预定用于在这些粉粒到达下游区内特别是危险区内时指示那些其能量高到足以引起燃烧的粉粒的存在。这些传感器设置成与指示和驱动单元共同起作用，使得当传感器之一检测到此种高温粉粒的存在时，一个装置或配置受到驱动，它释放出灭火剂和/或从系统中除去上述粉粒，并与灭火区共同起作用。
指示区接续一个实现区，其长度是这样配置的，使得在驱动灭火区内的一个装置时，该装置将有时间在粉粒到达该区之前或到达该区时形成一个灭火屏障。
该灭火区也可以具有一个阀的形式，该阀的作用是使包括上述从输送路径导向危险区的高温粉粒在内的粉粒收集流偏转。
先有技术的说明
已知瑞典Huddinge的Firefly AB公司出售一种上述类型的预防性安全系统。该预防性安全系统的目的是指示火花和灼热粉粒的存在并施加一种灭火剂或窒息剂，后者将防止灼热粉粒到达下游处理单元如过滤器、筒仓或类似装置，否则在这些单元中会产生燃烧和/或爆炸。
与目前技术观点密切相关的是这样一个事实，就是在现代工业过程中生产率越高并且增长得越快和生产设施越大，起火和爆炸的危险也就随着增大。
当输送物料的体积不断变大时，实际经验已经表明，现代生产过程的设施中产生的大多数火灾和爆炸是由火花、灼热粉粒和空中飘浮的屑片或类似物所引起的。虽然这些火花、灼热粉粒等的能量非常小，但是该能量却足够高到引起起火和/或爆炸。
因此已知试图采取某些措施或步骤尽可能快地指示那些自身能引起起火和爆炸的粉粒并仅仅指示那些粉粒，以便能限制其作用。
本发明所属的许多领域之一是当纸浆碾碎为纤维质绒毛而通过气动输送系统的中介传送到一个筒仓的情况。
在这方面，在早先已知的安全系统输送管线中需要包括一个稳定区，由此将传感器或检测器安置在距生产单元如下距离处，即使得任何存在的危险粉粒和/或可能已经出现的火花将变得安全或被熄灭。
同时发现需要设置一个包括传感器的指示区和一个实现区，其中传感器和灭火设备之间的距离必须足够长，使得在受检测的危险粉粒到达一下游危险区之前能够实现一个灭火区。
同时也建议设置一个灭火区，其长度配置成足以使任何存在的检测到的危险粉粒在到达危险区之前可以变成无害。
同样建议可以在危险区附近关掉空气输送机构和消除产生惰性气氛。
第二单元即接收单元也可以确定为一危险区，因为该单元的体积中集中了被输送的产品或物料，所以存在起火和爆炸的严重危险。
发明概要
技术问题
当考虑上述先有技术状况时，可以看出，一个技术问题在于使用传感器的重要性，这些传感器是这样构造的，使得能够在上述各种或几种粉粒被加热到其温度至少在第二单元足以引起火和/或可以预期会爆炸的强度的基础上评定一个危险因子，并在这样得到的危险因子的基础上进行评定和借助于单元中包括的电路合适地选择适当的措施或步骤，以消除起火的引发。
也可以看出，在介绍中确定的那种类型的预防性安全系统的情况下，一个技术问题在于借助于指示和驱动单元能够产生的条件，利用这些条件可以创造其它条件，这将使各种或几种危险粉粒或起火能够被熄灭或有效地消除，而不需要在很大程度上超出必要的灭火措施或步骤的作用和/或此类措施或步骤的必要持续时间，从而避免损害物料。
也可以看出，一个技术问题是提供其中一个条件，该条件能够从多个可以利用的装置中评估和选定的措施或步骤和/或在不同程度上利用一个现有装置。
也可以看出，一个技术问题是借助指示和驱动单元创造其中一个条件，使得采用的合适措施或步骤取决于过程本身的性质，由此使一个和同一个设备用于不同情况。
另一个技术问题是实现产生一个阀的联合驱动所需的条件，该阀的作用是从系统中除去包括危险粉粒的物料收集流。
也可以看出，一个技术问题是借助上述指示和/或驱动单元产生其中一个起动过程，该过程将驱动整个以水为基础的灭火系统或仅是该系统的选出部分，或者它将完全地或部分地驱动一种灭火的或窒息灼热粉粒的气体，如惰性气体或某些其它合适的气体的供应，这取决于通过传感器检测到的危险的严重程度。
另一个技术问题是实现那些当指示和驱动单元可以被编制程序时提供的优点，从而使与过程有关的条件受到程序的控制。
也将可以看出，另一个技术问题是实现那些当指示和驱动单元可以被编制程序而观察灭火设备的构造和操作方法时提供的优点，例如可以在危险粉粒进入危险区之前而到达灭火区之前和/或到达时构造一个灭火区，也可以观察粉粒输送的瞬时速率。
解决方案
本发明对上述技术问题中的一个或多个提供一种解决方案，并采用介绍中叙述的那种已知的预防性安全系统作为其出发点。
根据本发明，可以在指示和驱动单元中评定危险粉粒的与检测有关的强度，并根据该指示和驱动单元中存储的条件或设定而影响在该单元中选择适当的措施或步骤。
根据处于本发明范围内提出的实施例，由单元选定的措施或步骤是许多个可以使用的装置之一和/或程度不同地使用了一个和同一个装置。
根据本发明，可以根据过程的性质，也可以根据使得预防性安全系统能够使用并适合于不同过程的其他判据，来选择适当的步骤或措施。
上述措施或步骤之一可以是驱动一个阀，这个阀的作用是使包括危险粉粒的物料收集流从导向危险区的正常输送路径发生偏转。
根据本发明的另一个实施例，一个或多个传感器安置在距上述第一单元一段距离处，使得所产生的无危险的低能量粉粒能够通过相应的传感器而不在该单元中起动一安全过程。
选定的措施或步骤也可以是完全地或部分地驱动一个以水为基础的灭火系统。
该措施或步骤也可以是完全地或部分地驱动一个气体、水蒸汽或类似的火动灭火系统。
同时建议，该单元可以编制程序，以便能够观测与过程有关的状态。
根据另一实施例，该单元可以编制程序，以便考虑配用的灭火设备的构造和操作方法，从而使得能够在危险粉粒进入危险区之前立即形成或构造一个有效的灭火区，在这方面需要与粉粒的输送速度有关的信息。
优点
由本发明的预防性安全系统主要提供的那些优点在于提供能使所采用的单独一件设备适合许多不同过程的条件，同时根据几个传感器检测的强度，指示和驱动单元能够选择几个可以使用并适合的措施或步骤之一，如完全或部分地驱动一个以水为基础的灭火系统，或者完全或部分地驱动一个气体、水蒸汽或类似系统。
本发明的预防性安全系统的主要特征如后面在权利要求1的特征条款中所述。
附图的简要说明
现在参照附图更详细地说明可以用于一个示范性过程中的一个本发明的预防性安全系统的示范性实施例，附图中：
图1是一个示意框图，其概括地例示一个其中使用了根据本发明的指示和驱动单元装置的过程；
图2例示一个装有几个喷嘴的带水灭火系统形式的装置，该系统是从几个可以使用的装置中选出的；
图3例示另一个上述可以使用的带水灭火系统形式的装置，它包括一个可以通过爆炸脱开的系统锁定板；
图4例示上述可以使用的装置之一的一第三实施例，为雾幕和/或释放气体的形式；
图5试图例示具有不同能量级的粉粒在一个或几个传感器中如何产生不同的强度并与其产生用于选择合适的措施或步骤的条件；和
图6例示一个物料偏转阀的实施例。
目前优选的实施例的说明
图1例示一种可以用于一种过程，一种工业过程中的预防性安全系统，在该过程中松散形式的过程物料在一第一单元1中产生并可以利用传送带3输送到一个接受的第二单元2中。
本发明以这样一种假定为基础，就是单元1中处理的物料将产生各种粉粒或几种粉粒，它们被加热到一个易于使一种或几种粉粒在系统中起火和/或爆炸的温度。这方面的一个例子是沿箭头4的方向进入碾碎机1的纸浆的粉碎和最终的纤维素绒毛借助一空气流6沿包括导管系统7、8、9的传送带路径3输送到筒仓形式的第二单元2中。纸浆在单元1中的粉碎可能生成各种粉粒或几种分散的粉粒，它们被加热到高到至少在第二部分或第二单元2中并且也可能在粉粒输送系统3中产生起火和/或爆炸的温度。
虽然示范性的实施例是参照借助空气流输送到筒仓中的纸浆的粉碎来说明的，但很显然，本发明的概念也可应用于其他领域和用于其他目的。
另一个要求是从上述粉碎过程生成的粉粒作为松散物料由一种气体或气体混合物，通常为空气进行输送。
另一个要求是单元1中完成的处理的性质是这样的，就是易于生成其热量能够在导管系统或储存空间即所谓危险区中构成起火危险的粉粒。
根据本发明，利用其来使导管5中存在的松散形式的物料在第一单元和第二单元2之间输送的系统3在其它条件外还包括一稳定区7、一用作指示危险高温粉粒的指示区8和在第二单元或危险区(2)之前的灭火区9。
指示区8一开始就包括多个已知的传感器10，例如在瑞典公开说明书第364,588号中说明和例示的类型或其它各类的能够检测此种粉粒存在的传感器。
几个传感器10能够通过线路11与指示和驱动单元12共同起作用。
由传感器10指示的高温粉粒将导致单元12驱动装置15，装置15与灭火区9联结并释放一种灭火剂和/或除去危险的高温粉粒。
根据本发明，在一个或多个传感器10中感测到的与检测有关的强度可以在指示和驱动单元12中所包括的电路16中进行评定，而在计算电路17中通过电路18的中介可以驱动几个现有的、指示的和适当的措施或步骤的一个。
以这种方式驱动的措施或步骤可以包括许多个可以使用的装置中的一个，如三个装置19、20和21中的一个，这取决于线路19a、20a或21a上驱动信号的性质。
或者，通过改变其中一个线路上的信号，在不同程度上可以使用一个和同一个装置。
本发明同时提供为计算电路17编制程序的可能性，使得采取的措施或步骤将由电路根据过程的性质来选择，它们可以通过联接到单元12上的一个电路25而加载。
在这方面，选择的措施或步骤可以构成一个阀的驱动，该阀安装在导管区段9中，且它的作用是按照图6使包括上述危险粉粒的一收集流偏转，图6例示一个在用虚线表示的位置60′处倾斜的阀活门60，该阀活门在该位置处所起的作用是使粉粒偏转进入一排放导管61。
排放导管61包括另一个阀活门62，它也可以移动到一个开通位置。同时示出一个灭火系统63。
传感器10设置在距第一单元1一段距离处，使得产生的低能量粉粒通过相应的传感器而不会触发单元12的驱动，从而不会通过单元18起动安全措施或步骤。
上述安全措施或安全步骤也可以包括驱动整个以水为基础的灭火系统或仅仅该系统的几部分，如图2所示，其中系统30的不同喷嘴可以借助于到达线路19a和20a上的信号而受到驱动。
线路20a上的信号将驱动两个电磁阀31和32，输送中的物料将根据该信号而与水传送系统33中的保持在压力下的水一起喷洒。
线路19a上的信号将驱动一个单独的附加电磁阀34。
水输送系统响应线路21a上的信号而关闭。
在这种情况中，计算单元17将以简单的可编程序方式选择一种安全措施或步骤以及使安全措施或步骤保持有效的持续时间。
单元12也可以通过电路26编制程序，以便考虑过程内部条件，如所选物料的性质、取决于输送物料瞬时速度的所需时间延迟，而在该处瞬时速度可以通过传感器10a计算，和与该速度对应的一个信号在线路11a上发送到电路17。
单元12也可以编制程序而考虑灭火设备的构造和操作方法，使得在一种或多种危险粉粒进入灭火区之前灭火区立刻就开始有效。
图3例示一种以水为基础的灭火系统，它包括一个爆炸锁定板脱开机构。
一个电磁阀响应线路20a上的信号而开通，锁定板41、42和43响应线路19a上的信号而脱开，从而驱动系统的喷嘴。线路20a上信号的消失使阀关断。
图4例示当不能用水作为灭火区中的灭火剂时本发明的一种替换的实施例。在这种情况下，通过输送CO2、N2或饱和蒸汽或某些类似的试剂来使危险的高温粉粒熄灭。
线路19a上的一个信号将驱动蒸汽喷射设备，而线路20a上的一个信号将使气瓶的阀开通，且线路21a上的一个信号将使另一个气瓶的阀开通。
在各个线路上的信号持续期间阀保持开通。
根据本发明，可以根据感测到的强度水平和根据选定的强度水平而利用电路18选择一个或多个上述安全措施或步骤。
图5示意性地例示通过传感器10输送的给定信号水平的极限值，同时表示这些极限值除别的条件以外可以根据过程的性质能上下变化。
在给定水平51以下的信号强度被忽略掉，例如信号50。
信号52的强度超过水平53，可以考虑激发有限灭火措施的选择，例如驱动图2中的喷嘴34，根据图4输送蒸汽，或其它类似措施。
信号54的强度超过水平55，并要求充分的效果和适当平衡的驱动时间。
当然，单元12也可以通过线路32以已知方式与一个警报系统共同起作用。
传感器10可以方便地具有在与本申请书同时提出申请的题为“检测器装置”的专利申请书中例示和说明的传感器装置的形式。
可以理解，本发明不限于上面说明和例示的示范性实施例，而在下述权利要求书中说明的发明概念的范围内可以进行变化。