Система для обнаружения утечек текучей среды
Формула / Реферат
1. Система (14) для обнаружения утечек текучей среды в бытовой сети (1), содержащая основную трубу (9) подачи текучей среды, соединенную по меньшей мере с одним элементом оборудования (13), потребляющего текучую среду, через соответствующую вторичную трубу (11), средства (21) контроля и управления, предназначенные для формирования сигнала в случае обнаружения утечки, отсекающий клапан (15) для отсечения основной подающей трубы (9), устройство (16) обнаружения мелких протечек, содержащее расходометр (17), предназначенный для обнаружения мелких утечек текучей среды и передачи соответствующего сигнала средствам (21) контроля и управления, установленный в байпасной трубе (18), соединенной с основной подающей трубой (9) с каждой стороны байпасного клапана (19), находящегося в основной трубе (9), при этом байпасный клапан (19) выполнен с возможностью управления средствами (21) контроля и управления и может находиться в открытом положении, позволяющем текучей среде проходить по основной трубе (9) по меньшей мере на один из элементов потребительского оборудования (13), и закрытом положении, при котором, в случае нулевого совокупного потребления, текучая среда перенаправляется в байпасную трубу (18) через датчик (17) мелких утечек, при этом система (14) содержит расходометр (25) во вторичной трубе (11) каждого элемента потребительского оборудования (13), предназначенный для передачи сигнала по расходу на средства (21) контроля и управления для непрерывного подсчета сигналов о совокупном расходе так, что при совокупном нулевом потреблении передается соответствующий сигнал на средства (21) контроля и управления для перевода байпасного клапана (19) в закрытое положение.
2. Система по п.1, в которой расходометр (25) расположен в непосредственной близости от соответствующего потребительского оборудования (13).
3. Система по п.1 или 2, в которой имеется расходометр (27) в основной трубе (9) подачи текучей среды, предназначенный для передачи сигнала о совокупном темпе подачи на средства (21) контроля и управления, которые регистрируют наличие крупной утечки в случае, когда разница между суммой расхода потребления и совокупного темпа подачи превышает заданное значение.
4. Система по одному из предыдущих пунктов, в которой имеется по меньшей мере один датчик (23) давления, предназначенный для передачи сигнала о давлении на средства (21) контроля и управления, обеспечивающие сравнение давления и результаты измерений по расходу с предварительно заложенными в память эталонными кривыми и регистрацию крупной утечки в случае, когда по меньшей мере одна рабочая точка сети (1) будет значительно отличаться от указанных эталонных кривых.
5. Система по п.4, в которой упомянутый по меньшей мере один датчик (23) давления находится в основной подающей трубе (9).
6. Система по одному из пп.4 или 5, в которой упомянутый по меньшей мере один датчик (23) давления находится в каждой вторичной трубе (11).
7. Система по п.6, в которой упомянутый по меньшей мере один датчик (23) давления расположен рядом по меньшей мере с одним элементом потребительского оборудования (13).
8. Система по одному из предыдущих пунктов, в которой средства (21) контроля и управления предназначены для сравнения расхода, потребленного каждым элементом потребительского оборудования (13), с предварительно заложенной в память кривой типичного потребления и регистрации наличия нештатного потребления, если по меньшей мере один из подобных расходов будет существенно больше или меньше соответствующего значения из предварительно заложенной в память кривой типичного потребления.
9. Система по одному из предыдущих пунктов, в которой средства (21) контроля и управления выполнены с возможностью передачи сигнала тревоги в случае обнаружения как мелких, так и крупных утечек.
10. Система по одному из предыдущих пунктов, в которой средства (21) контроля и управления выполнены с возможностью закрытия отсекающего клапана (15) в случае обнаружения как мелких, так и крупных утечек.
11. Система по одному из предыдущих пунктов, в которой средства (21) контроля и управления выполнены с возможностью сопоставлять результаты измерений различных приборов с целью выявления нештатных отклонений в калибровке и устранять их.
12. Система по одному из предыдущих пунктов, в которой упомянутая текучая среда является горючим газом.
13. Система по п.12, в которой упомянутый горючий газ является природным газом.

Текст
СИСТЕМА ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ УТЕЧЕК ТЕКУЧЕЙ СРЕДЫ Система (14) обнаружения утечек в бытовой сети (1) распределения текучей среды, содержащая: основную подающую трубу (9), соединенную по меньшей мере с одним элементом оборудования(13), потребляющего текучую среду, через соответствующую вторичную трубу (11), отсекающий клапан (15) для отсечения основной подающей трубы (9) в случае обнаружения любых утечек, устройство (16) обнаружения мелких утечек, приводимое в действие в случае нулевого совокупного потребления, расходометр (25) во вторичной трубе каждого элемента потребительского оборудования (13) для установления состояния совокупного потребления. Область техники, к которой относится изобретение Изобретение относится к системе для обнаружения утечек текучей среды в бытовой сети распределения текучей среды. Быстрое обнаружение утечек текучей среды позволяет максимально сократить людские, материальные и финансовые потери, которые могут быть ими вызваны. Данная проблема является особенно актуальной для горючего газа, скопление которого в замкнутом пространстве увеличивает вероятность взрыва. В целях защиты бытовых потребителей газовые компании стремятся оборудовать бытовые сети системами обнаружения утечек газа, которые являются одновременно простыми, экономичными, надежными, быстрыми и эффективными, что дополнительно стимулирует потребление газа населением и делает их оборудование более рентабельным. Предшествующий уровень техники Из предшествующего уровня техники известны различные системы обнаружения утечек текучей среды. Например, в области обнаружения утечек газа существуют портативные или стационарные газоанализаторные устройства. Недостаток первых заключается в том, что для их использования требуется присутствие человека. Недостаток вторых заключается в том, что они могут находиться на удалении от места утечки, а следовательно, реагировать с запозданием или вообще не реагировать, что дает пользователю ложное ощущение безопасности. Другие системы обнаружения утечек текучей среды основаны, в частности, на принципе обнаружения интенсивности утечек. Функционирование систем для обнаружения интенсивности утечек может быть основано на принципе определения, при помощи средств управления, разницы между темпом подачи и расходом текучей среды. Примеры подобных систем рассмотрены в документах DE 19501044, DE 3833127 и US 5866803. Между тем, подобные системы не позволяют определять "мелкие" утечки, поскольку соответствующие расходометры не обладают необходимой точностью измерений. Другие системы обнаружения интенсивности утечек, подобные той, что раскрыта вUS 20060009928, основаны на обнаружении нештатных отклонений расхода потребления. Подобные системы также не способны определять "мелкие" утечки по той же причине. Функционирование других систем для обнаружения интенсивности утечек основано на принципе отсутствия потребления текучей среды. Примеры подобных систем приведены ниже. В документе US 5269171 рассматривается устройство для обнаружения утечек газа, который может быть пропаном или природным газом. Когда мастеру нужно проверить распределительную систему на предмет утечек, он, прежде всего, перекрывает клапан подачи, а затем при помощи шлангов подсоединяет расходометр с обеих сторон подобного клапана. После этого газ может перепускаться в обход последнего. Соответственно для проведения подобной проверки требуется участие человека. Следующие четыре документа относятся к автоматическим системам обнаружения утечек.GB 2231697 относится к устройству для определения утечки текучей среды, в частности воды, устанавливаемому в вертикальной трубе. При отсутствии расхода подобная труба перекрывается за счет гравитации посредством главного клапана. В этом случае герметичность распределительной системы по текучей среде можно проверить за счет пропускания воды, в случае утечки, через второй клапан, установленный таким образом, чтобы он обеспечивал байпас первого клапана. В случае наличия утечки в течение определенного периода включается отсекающий клапан. В JP 61148339 раскрывается устройство для определения утечки в системе распределения сжатого воздуха с использованием пневмоклапана. Если последний не включается, то запорный клапан в основной подающей трубе начинает периодически перекрываться для того, чтобы сжатый воздух мог проходить через расходометр, установленный таким образом, чтобы он обеспечивал байпас основной подающей трубы.JP 56138232 относится к средствам удаленной проверки утечек текучей среды. Трехходовой клапан,в одном из его положений, осуществляет подачу в основную трубу, идущую к потребителю. Когда последний не потребляет текучую среду, клапан переключается в другое положение, позволяющее текучей среде проходить через магнитный датчик утечек, способный передавать сигнал в цепь управления. Последняя, в случае обнаружения утечки, отключает клапан.WO 20061338892, который можно рассматривать в качестве ближайшего к изобретению документа,относится к системе для обнаружения "мелких" утечек природного газа, функционирующей по принципу отсутствия любого потребления. Любая "мелкая" утечка определяется за счет перенаправления газа через трехходовой клапан на сверхчувствительный датчик расхода, установленный в качестве байпаса относительно основной трубы. Периоды отсутствия потребления являются фиксированными и устанавливаются либо в ночное время, либо за счет отключения всего потребительского оборудования, что создает неудобства для потребителя. Следовательно, подобная система не предлагает никаких средств для произвольного определения отсутствия расхода, что отрицательно влияет на безопасность сети, а следовательно, на эффективность системы обнаружения. Краткое изложение сущности изобретения Одна из целей изобретения заключается в том, чтобы предложить автоматическую систему обнаружения утечек текучей среды для бытовой сети распределения текучей среды, позволяющую надежно определять в любой момент времени любые виды утечек текучей среды и реагировать на них в течение короткого периода времени. Другая цель заключается в том, чтобы не нарушить функционирование бытового оборудования. Для этого система обнаружения утечек текучей среды по изобретению содержит основную трубу подачи текучей среды, соединенную через соответствующую вторичную трубу по меньшей мере с одним элементом оборудования, потребляющего текучую среду, и средства контроля, способные формировать сигнал в случае обнаружения утечки. Отсекающий клапан перекрывает основную трубу подачи текучей среды. Устройство обнаружения мелких утечек содержит датчик расхода, способный определять мелкие утечки текучей среды и передавать соответствующий сигнал на средства контроля, установленный в байпасной трубе, соединенной с основной трубой подачи текучей среды с обеих сторон байпасного клапана, находящегося в основной трубе подачи текучей среды. Байпасный клапан управляется средствами контроля и может находиться в открытом положении, обеспечивающем проход текучей среды через основную трубу по меньшей на один элемент потребительского оборудования, и закрытом положении, перенаправляющем текучую среду, в случае нулевого совокупного потребления потребительским оборудованием, в байпасную трубу через датчик обнаружения мелких протечек. Средства управления могут устанавливать состояние совокупного потребления. Расходометр, способный передавать сигнал по расходу на управляющие средства, находится во вторичной трубе каждого элемента потребительского оборудования. Преимущество изобретения заключается в том, что система обнаружения может определять в любой момент времени состояние совокупного потребления и быстро реагировать на него при помощи автоматических устройств (расходометров, средств управления и контроля, байпасного клапана) для того,чтобы в случае необходимости начать, без отключения какого-либо потребительского оборудования,обнаружение мелких утечек, а затем, в случае наличия утечек, передавать сигнал. В последующем описании будут различаться утечки малой интенсивности (которые обычно происходят на дефектных или плохо затянутых соединениях и т.п.), которые будут именоваться "мелкими утечками". Для того чтобы это стало более понятно, в настоящей заявке утечка текучей среды считается"мелкой утечкой" если ее объем не превышает от 1 до 50 л/ч. Также будут различаться "крупные утечки",которые обычно возникают при полном или частичном разрыве трубы, а их объем составляет порядка от 50 до 6000 л/ч. Расходометр на каждом элементе потребительского оборудования желательно находится в непосредственной близости от подобного оборудования, в частности во избежание утечек на участке вторичной трубы, находящемся между расходометром и соответствующим оборудованием, которые рассматриваются системой как "обычное" потребление. Система обнаружения утечек по изобретению предпочтительно также содержит систему обнаружения крупных утечек. Последняя содержит, например, расходометр на основной трубе подачи текучей среды, способный передавать сигнал о совокупном темпе подачи на средства управления, указанные средства управления устанавливают наличие крупной утечки, если разница между суммой расходов потребления и совокупного темпа подачи превышает заранее установленное значение. В качестве варианта или дополнения, система обнаружения крупных утечек содержит по меньшей мере один датчик давления, способный передавать сигнал о давлении на средства управления. Последние могут сравнивать давление и данные измерений по расходу с предварительно заложенными в память эталонными кривыми и определять наличие крупной утечки, если по меньшей одна рабочая точка сети значительно отклоняется от указанных эталонных кривых. По меньшей мере один датчик давления желательно расположен в основной подающей трубе и/или в каждой вторичной трубе, распределение подобных датчиков по всей бытовой сети значительно ускоряет время реагирования системы обнаружения утечек текучей среды, вне зависимости от места утечки. По меньшей мере один датчик давления, в частности, может находиться вблизи каждого элемента потребительского оборудования так, чтобы крупная утечка в этой точке обнаруживалась очень быстро. По другому предпочтительному варианту осуществления средства управления могут сравнивать расход, потребленный каждым элементом потребительского оборудования, с предварительно заложенной в память кривой типичного потребления и устанавливать наличие нештатного потребления, если по меньшей мере один из подобных расходов значительно превышает соответствующее значение на предварительно заложенной в память кривой типичного потребления. Желательно средства управления могут сопоставлять результаты измерений различных элементов установки с целью обнаружения нештатных калибровочных отклонений и устранять их. Другими словами, когда байпасный клапан находится в закрытом положении, а датчик мелких утечек показывает отсутствие мелких утечек, средства контроля могут осуществлять калибровку нулевого потребления по каждому потребительскому расходометру с целью обеспечения и поддержания в любой момент времени достаточной чувствительности расходометра для измерения подобного нулевого потребления. Когда байпасный клапан находится в открытом положении, текучая среда через датчик мелких утечек не проходит (вся текучая среда проходит через байпасный клапан). В этом случае средства контроля могут осуществлять калибровку датчика мелких утечек относительно нуля, тем самым, поддерживая в любой момент времени высокую чувствительность подобного датчика. Средства контроля предпочтительно могут передавать сигнал тревоги или сигнал для закрытия отсекающего клапана в случае обнаружения как мелкой утечки, так и крупной утечки. Предпочтительно в целях удобства и безопасности сигнал тревоги дублируется подобным сигналом о закрытии. Система обнаружения утечек по изобретению может использоваться с такими текучими средами как горючий газ, включая природный газ, негорючий газ и т.п. Краткое описание чертежей Эти, а также другие аспекты изобретения будут рассмотрены в подробном описании конкретных вариантов осуществления изобретения со ссылкой на прилагаемые фигуры, где на фиг. 1 показан схематический вид типовой бытовой сети из предшествующего уровня техники; на фиг. 2 показан пример диаграмм индивидуального и совокупного потребления для типового бытового оборудования; на фиг. 3 показан схематический вид одного из вариантов осуществления системы обнаружения утечек по изобретению. В целом, на фигурах схожие элементы обозначены одинаковыми ссылочными позициями. Подробное описание одного из конкретных вариантов осуществления На фиг. 1 показана типовая сеть 1 распределения горючего газа. Газ подается из магистральной трубы 2 в бытовую сеть 3. Счетчик 5 измеряет потребление на входе в бытовую сеть 3. После данного счетчика находится ручной главный клапан 7, управляющий открытием бытовой сети 1. Бытовая распределительная система содержит главную трубу 9, разделяющуюся на несколько вторичных труб 11, каждая из которых предназначена для осуществления подачи на отдельный элемент потребительского оборудования 13. Очевидно, что каждый элемент потребительского оборудования 13 функционирует не непрерывно,а в течение рабочего цикла Тцикла, таким образом, что Тцикла = Твкл+Твыкл, Твкл и Твыкл соответственно означают период функционирования и период отсутствия функционирования оборудования 13. Длительность данного цикла, в целом, значительно меньше 24 ч и меняется, в частности, от температуры наружного воздуха. Каждый цикл не зависит от других, поскольку никакой взаимосвязи между ними не существует. Кроме этого, можно определить несколько периодов в течение суток (24 ч), когда все потребительское оборудование 13 не потребляет газ, эти периоды обозначены как Выкл периоды. Подобная ситуация будет реалистичной применительно к потребительскому оборудованию 13, такому как универсальный бойлер, водонагреватель без запальника (что предпочтительно с экологической точки зрения), плита,декоративный камин и т.п. Кроме этого, термин Вкл периоды означает периоды, когда по меньшей мере один из элементов бытового оборудования 13 используется. На фиг. 2 показаны примеры циклов функционирования, где в виде граф (а), (b), (с) и (d) соответственно показано потребление газа Q вышеуказанными бойлером, водонагревателем, плитой и камином. Расход, потребляемый всеми этими элементами оборудования, показан в виде графы (е). Так, например,бойлер имеет достаточно регулярный цикл продолжительностью в несколько десятков минут, а рабочий период составляет лишь долю этого цикла, долю, которая может меняться от 0 до значения значительно менее 100%; водонагреватель используется несколько раз в сутки в течение от нескольких минут до нескольких десятков минут; плита используется во время приготовления пищи от двух до трех раз в день, в течение от нескольких минут до нескольких часов, в зависимости от типа приготовляемых блюд; камин используется несколько часов в сутки. В результате, очевидно, что для бытовой сети 1 периоды Выкл, когда все потребительское оборудование 13 отключено, возникают несколько раз за сутки, через неравномерные промежутки времени. Следует отметить, что изобретение может использоваться для обнаружения утечек в отдельном домохозяйстве, жилом доме и т.п. Поэтому под термином "потребительское оборудование" в настоящей заявке понимается не только конкретный прибор, такой как бойлер, но также и все бытовое оборудование в квартире. На фиг. 3 изображена система 14 обнаружения утечек, встроенная в сеть по фиг. 1. Система содержит: автоматический отсекающий клапан 15 (отличный от клапана 7); устройство 16 обнаружения мелких утечек, содержащее расходометр 17, байпасную трубу 18 и байпасный клапан 19; устройство 22 обнаружения крупных утечек, содержащее датчики 23 давления и счетчик 27 совокупного расхода; средства 21 контроля и управления, расходометры 25, расположенные по ходу перед каждым элементом потребительского оборудования 13. Система 14 обнаружения утечек газа, расположенная как можно ближе к счетчику, предназначена для обнаружения любых утечек газа, мелких или крупных, в бытовой сети 1, практически от счетчика 5 вплоть до потребительского оборудования 13. При обнаружении утечки, на контрольные средства 21 передается сигнал, который, в случае необходимости, прекращает подачу газа на все потребительское оборудование 13 путем приведения в действие перекрывающего или отсекающего клапана 15. Система 16 обнаружения мелких утечек функционирует на основе измерения расхода в байпасе(нулевой расход = нулевая утечка, ненулевой расход = мелкая утечка) при помощи датчика 17 расхода. Последний находится в байпасной трубе 18 таким образом, чтобы он не препятствовал распределению газа, когда тот потребляется по меньшей мере одним из элементов оборудования 13. Подобный расход(нулевой или ненулевой) измеряется в период отключения всех потребителей. Поскольку каждый элемент потребительского оборудования имеет определенный цикл потребления, состоящий из периодов двух типов (см. выше), то прибор определяет (кривая е на фиг. 2) общие периоды отключения, во время которых все потребительское оборудование 13 одновременно отключено. Устройство 22 обнаружения крупных протечек, в свою очередь функционирует в двойном режиме(измерение давления и расхода). С этой целью расход измеряется элементами оборудования 25 и 27. Устройство 22 также содержит датчики 23 давления, расположенные на концах сети 1. Подобные измерения давления и расхода позволяют быстро определять (с интервалом в несколько секунд) крупные утечки независимо от цикла Вкл/Выкл всего потребительского оборудования 13. Подобное обнаружение основано на проверке соответствия между расходом и давлением в разных измерительных точках. Средства 21 контроля и управления (обычно электронные, из-за скорости их реагирования) обеспечивают соответственно контроль и управление всей системой 14 за счет координирования подобных различных компонентов системы (датчиков 23, клапанов 15 и 19, расходометров 25 и 25, и т.п.) с точки зрения их электрических параметров, временных интервалов, синхронизации, принятия решения и, при необходимости, отключения. Ниже будет более подробно рассмотрен этап определения мелкой утечки. Когда система 14 измеряет мелкую утечку, по определению все потребительское оборудование 13 отключено, а его совокупное потребление, соответственно, равно нулю. После этого байпасный клапан 19 переводится в закрытое положение, при котором газ направляется в байпасную трубу 18, в которой установлен датчик 17 обнаружения мелких утечек. Датчик 17 мелких утечек, следовательно, способен непрерывно определять интенсивность любых утечек, а если утечки отсутствуют или ниже порога срабатывания датчика, то датчик 17 не передает никаких сигналов и продолжает осуществлять измерения. Как только возникает (мелкая) утечка, датчик 17 обнаруживает ее путем измерения расхода. В этом случае он немедленно передает сигнал тревоги. Как вариант или как дополнение, он также может включать отсекающий клапан 15 для прерывания распределения. Датчик 17 утечек позволяет измерять очень низкий расход, соответствующий утечкам, которые в обычных системах остались бы незамеченными. Таким образом, данный датчик 17,разумеется, имеет значительно более высокую чувствительность, чем расходометры, измеряющие потребление, такие как счетчик 5 или расходометр 25, расположенные рядом с потребительским оборудованием 13. При включении любого из элементов потребительского оборудования 13 измерения прекращаются автоматически. На самом деле, момент подобного включения непредсказуем и никаким образом не синхронизирован с системой 14 обнаружения. Тем не менее, за счет того, что расходометры 25 расположены рядом с потребительским оборудованием 13, система 14 обнаружения получает предупреждение о подобном повторном включении потребительского оборудования и немедленно открывает байпасный клапан 19, позволяя газу проходить по главной трубе, сечение которой обеспечивает высокую норму потребления. Время реагирования системы обнаружения, безусловно, должно учитывать ограничения потребительского оборудования 13 при запуске последнего, в частности с точки зрения падения давления в трубах 9 и 11. Одновременно с открытием байпасного клапана 19 измерение утечек датчиком 17 утечек прекращается до тех пор, пока хотя бы один из элементов потребительского оборудования 13 будет оставаться включенным и возобновляется лишь после того как наступает новый период отсутствия потребления (Выкл период). Период отсутствия потребления определяется на основе измерений расхода, потребляемого каждым из элементов оборудования 13, при помощи расходометров 25. Расходометр 25 выбирается таким образом, чтобы его чувствительность была сопоставима с минимальным расходом соответствующего оборудования 13, обеспечивая при этом подачу газа в последнее с максимальным расходом. При этом создаваемое падение давления должно быть незначительным. После того как вновь возникает условие "полного отсутствия потребления", может быть начат новый цикл измерений мелких утечек и система 14 обнаружения утечек перекроет байпасный клапан 19. Кроме этого, поскольку система обнаружения мелких утечек приводится в действие по сигналу, сообщающему о полном отсутствии потребления, его формирование должно гарантировано обеспечиваться. Для этого средства 21 управления выбираются таким образом, чтобы они однозначно отличали (дискриминировали) для каждого элемента потребительского оборудования 13 отсутствие потребления(= нулевое потребление) от минимального потребления, несмотря на возможные погрешности при измерении, вызываемые работой расходометра 25. Например, если минимальное потребление плиты составляет примерно 50 л/ч, средства 21 управления должны однозначно отличать подобное минимальное потребление от нулевого потребления, с учетом возможной погрешности смещения фактического нуля расходометра 25 примерно на 10 л/ч. Средства 21 управления, при определении нулевого потребления плиты с учетом дискриминирования порога погрешности, составляющего от 50 до 10 л/ч, например 30 л/ч, будут использовать "среднее" значение, позволяющее сохранить относительную величину погрешности, вызванную шумом при измерении и другими факторами неопределенности. В этом случае любые результаты измерений, полученные расходометром 25, составляющие менее 30 л/ч будут, рассматриваться средствами 21 управления как отсутствие потребления у плиты. Регулярная коррекция погрешности смещения во время перекалибровки периода измерений мелких утечек позволяет ограничить существование во времени (в течение нескольких месяцев или даже нескольких лет) подобной погрешности, а следовательно, сохранить порог дискриминирования, который будет приемлем с точки зрения предельно допустимых значений, установленных при приемке в эксплуатацию расходометра 25. Это связано с тем, что если, например, датчик 17 мелких утечек будет показывать отсутствие утечек, то может быть произведена корректировка нулевого уровня расходометра 25. Кроме этого, когда байпасный клапан 18 открыт для обеспечения подачи газа на потребительское оборудование 13, прохождения газа через датчик 17 расхода, из-за его малого диаметра, не происходит. Таким образом, коррекция дрейфа нуля датчика 17 может осуществляться во время каждого Вкл периода, что позволяет постоянно сохранять чувствительность датчика 17 в полном объеме. Ниже будет подробно рассмотрен датчик крупных утечек. Функционирование в двойном режиме (измерение давления и расхода), как это показано на фиг. 3,повышает надежность устройства 22 обнаружения крупных утечек, а следовательно, безопасность, поскольку оно формирует сигнал тревоги или сигнал для отключения сети 1, если результаты измерений давления не будут соответствовать результатам измерений расхода, что свидетельствует о неисправностях в работе оборудования или сети. В целях проверки подобной нештатной работы, в начале эксплуатации результаты измерений давления сопоставляются с расходом, подобное сопоставление позволяет создать эталонный профиль давления, который закладывается в память и при необходимости используется впоследствии для "обучения" системы. Результаты измерений давления/расхода позволяют обнаруживать отклонения в работе бытовой распределительной сети 1, если соответствующая рабочая точка значительно отклоняется от эталонного профиля. Кроме этого, при измерении мелких утечек, в период нулевого потребления, поскольку падения давления почти равны нулю, можно осуществлять перекалибровку всех датчиков 23 давления, давление остается, по существу, одинаковым во всей распределительной сети 1. Поскольку чувствительность, необходимая для подобного обнаружения крупных утечек, значительно ниже, чем для измерения мелких утечек, предлагаемый принцип обнаружения соответствует подобному уровню чувствительности. Поскольку вышеуказанные измерения расхода и давления осуществляются независимо от рабочего состояния потребительского оборудования 13, устройство 22 обнаружения крупных утечек соответственно может находиться в активном режиме постоянно. Поэтому оно реагирует на возникновение крупных утечек почти мгновенно (обычно в течение нескольких секунд), перекрывая отсекающий клапан 15, в результате чего сеть 1 переводится в защитный режим. Система 14 обнаружения утечек также способна обнаруживать нештатное потребление, вследствие,например, крупной утечки на элементе потребительского оборудования 13 или его поломки, используя характерные профили потребления или кривые для разных элементов потребительского оборудования 13, предварительно заложенные в память средств 21 управления. Избыточное или низкое потребление по сравнению с подобными кривыми рассматривается средствами 21 управления как нештатное, в результате чего формируется предупредительный сигнал или сигнал по отключению распределительной сети 1. Ниже рассмотрены "типичные" режимы потребления определенных элементов оборудования 13 Бойлер используется чаще зимой, чем летом. Потребление в зимний период, следовательно, является достаточно регулярным изо дня в день, если не происходит резких колебаний температуры. Кроме этого,плита обычно используется для приготовления пищи, не более нескольких часов подряд. Декоративный камин используется, в частности, по вечерам и т.п. Вышеуказанные профили потребления могут меняться в процессе обучения или адаптироваться для конкретного потребителя с учетом его поведенческих особенностей. При обнаружении нештатного потребления, контрольные средства 21 предпочтительно подают сигнал тревоги и/или сигнал по отключению сети 1. В результате, как это было рассмотрено выше, система 14 обнаружения утечек газа обнаруживает утечку газа любой интенсивности в бытовой сети практически от счетчика до потребительского оборудования и предпринимает эффективные действия по защите сети в течение периода времени, сопоставимого с величиной утечки. Обнаружение утечки на основе двух принципов соответственно позволяет обнаруживать как мелкие утечки, так и крупные утечки в течение периода времени, сопоставимого с типом утечки. Обнаружение крупных утечек осуществляется непрерывно и независимо от рабочего состояния Вкл/Выкл потребительского оборудования. Поэтому время реагирования очень короткое, сопоставимое с опасностью, которую представляют собой крупные утечки. С другой стороны, обнаружение мелких утечек, почти равных нулю, требующее проведения очень тонких и точных измерений, осуществляется только в периоды, позволяющие проведение подобных из-5 024948 мерений, т.е. во время Выкл периодов всего потребительского оборудования 13. Обнаружение, таким образом, не является непрерывным. Тем не менее, из-за небольшой интенсивности утечек подобного типа время реакции соответствует стандартам безопасности. При этом, как было рассмотрено выше, во время измерения утечек не происходит отключений потребительского оборудования, независимо от интенсивности утечек, мелких или крупных, что удобно. Кроме этого, как предлагалось ранее, параллельное использование устройства 17 обнаружения мелких утечек и устройства 22 обнаружения крупных утечек создает синергетический эффект между ними. Если датчик 17 мелких утечек сообщает об отсутствии утечек, можно производить корректировку нулевого уровня расходометров 27 и 25, что повышает точность, а следовательно, надежность обнаружения как мелких, так и крупных утечек. Кроме этого, когда устройство 22 обнаружения крупных утечек используется отдельно, т.е. каждый раз когда происходит потребление, может осуществляться коррекция дрейфа нуля датчика 17, что позволяет постоянно поддерживать в полном объеме чувствительность датчика 17, а следовательно, его надежность. Специалистам в данной области техники будет очевидно, что настоящее изобретение не ограничено приведенными и рассмотренными выше примерами. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Система (14) для обнаружения утечек текучей среды в бытовой сети (1), содержащая основную трубу (9) подачи текучей среды, соединенную по меньшей мере с одним элементом оборудования (13),потребляющего текучую среду, через соответствующую вторичную трубу (11), средства (21) контроля и управления, предназначенные для формирования сигнала в случае обнаружения утечки, отсекающий клапан (15) для отсечения основной подающей трубы (9), устройство (16) обнаружения мелких протечек,содержащее расходометр (17), предназначенный для обнаружения мелких утечек текучей среды и передачи соответствующего сигнала средствам (21) контроля и управления, установленный в байпасной трубе (18), соединенной с основной подающей трубой (9) с каждой стороны байпасного клапана (19), находящегося в основной трубе (9), при этом байпасный клапан (19) выполнен с возможностью управления средствами (21) контроля и управления и может находиться в открытом положении, позволяющем текучей среде проходить по основной трубе (9) по меньшей мере на один из элементов потребительского оборудования (13), и закрытом положении, при котором, в случае нулевого совокупного потребления,текучая среда перенаправляется в байпасную трубу (18) через датчик (17) мелких утечек, при этом система (14) содержит расходометр (25) во вторичной трубе (11) каждого элемента потребительского оборудования (13), предназначенный для передачи сигнала по расходу на средства (21) контроля и управления для непрерывного подсчета сигналов о совокупном расходе так, что при совокупном нулевом потреблении передается соответствующий сигнал на средства (21) контроля и управления для перевода байпасного клапана (19) в закрытое положение. 2. Система по п.1, в которой расходометр (25) расположен в непосредственной близости от соответствующего потребительского оборудования (13). 3. Система по п.1 или 2, в которой имеется расходометр (27) в основной трубе (9) подачи текучей среды, предназначенный для передачи сигнала о совокупном темпе подачи на средства (21) контроля и управления, которые регистрируют наличие крупной утечки в случае, когда разница между суммой расхода потребления и совокупного темпа подачи превышает заданное значение. 4. Система по одному из предыдущих пунктов, в которой имеется по меньшей мере один датчик(23) давления, предназначенный для передачи сигнала о давлении на средства (21) контроля и управления, обеспечивающие сравнение давления и результаты измерений по расходу с предварительно заложенными в память эталонными кривыми и регистрацию крупной утечки в случае, когда по меньшей мере одна рабочая точка сети (1) будет значительно отличаться от указанных эталонных кривых. 5. Система по п.4, в которой упомянутый по меньшей мере один датчик (23) давления находится в основной подающей трубе (9). 6. Система по одному из пп.4 или 5, в которой упомянутый по меньшей мере один датчик (23) давления находится в каждой вторичной трубе (11). 7. Система по п.6, в которой упомянутый по меньшей мере один датчик (23) давления расположен рядом по меньшей мере с одним элементом потребительского оборудования (13). 8. Система по одному из предыдущих пунктов, в которой средства (21) контроля и управления предназначены для сравнения расхода, потребленного каждым элементом потребительского оборудования (13), с предварительно заложенной в память кривой типичного потребления и регистрации наличия нештатного потребления, если по меньшей мере один из подобных расходов будет существенно больше или меньше соответствующего значения из предварительно заложенной в память кривой типичного потребления. 9. Система по одному из предыдущих пунктов, в которой средства (21) контроля и управления выполнены с возможностью передачи сигнала тревоги в случае обнаружения как мелких, так и крупных утечек. 10. Система по одному из предыдущих пунктов, в которой средства (21) контроля и управления выполнены с возможностью закрытия отсекающего клапана (15) в случае обнаружения как мелких, так и крупных утечек. 11. Система по одному из предыдущих пунктов, в которой средства (21) контроля и управления выполнены с возможностью сопоставлять результаты измерений различных приборов с целью выявления нештатных отклонений в калибровке и устранять их. 12. Система по одному из предыдущих пунктов, в которой упомянутая текучая среда является горючим газом. 13. Система по п.12, в которой упомянутый горючий газ является природным газом.
МПК / Метки
Метки: среды, система, текучей, утечек, обнаружения
Код ссылки
<a href="https://eas.patents.su/9-24948-sistema-dlya-obnaruzheniya-utechek-tekuchejj-sredy.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Система для обнаружения утечек текучей среды</a>
Предыдущий патент: Способ получения эмульсии
Следующий патент: Машинная группа для очистки щебня рельсового пути
Случайный патент: Способ повышения физической работоспособности спортсменов