AT514694A4 - Stufenloses Schaumdosier-System - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Dosiervorrichtung (7) für eine Feuerlöschvorrichtung zum Dosieren eines Zusatzmittels, für Löschwasser. Die Dosiervorrichtung umfasst ein Gehäuse (22), und eine Zusatzmittelmengenregelung (23), welche einen rotationssymmetrischen Hohlkörper (28) mit zylindrischer Innenmantelfläche (29) umfasst. Weiters ist im rotationssymmetrischen Hohlkörper (28) in der Mantelfläche (33) zumindest eine weitere Durchtrittsöffnung (34) vorgesehen, welche weitere Durchtrittsöffnung (34) mit einer weiteren Durchtrittsöffnung (38) eines, den rotationssymmetrischen Hohlkörper (28) umgebenden, Einstellelements (37) oder mit einer Durchtrittsöffnung (39) des Gehäuses (22) zumindest teilweise in Überdeckung bringbar ist und dadurch einen variabel einstellbaren Durchströmquerschnitt (41) bildet. Durch eine rotatorische Relativbewegung zwischen dem rotationssymmetrischen Hohlkörper (28) und dem umgebenden Einstellelement (37) oder dem Gehäuse (22) ist der sich ergebende Durchströmquerschnitt (41) verstellbar. Innerhalb der zylindrischen Innenmantelfläche (29) des rotationssymmetrischen Hohlkörpers (28) ist ein entlang der Rotationsachse (36) verschiebbares Regulierungselement (44) angeordnet, durch welches der Durchströmquerschnitt (41) zusätzlich beeinflussbar ist.
Description
Die Erfindung betrifft eine Dosiervorrichtung für eine Feuerlöschvorrichtung zum Dosieren eines Zusatzmittels, insbesondere eines Schaummittels für Löschwasser, sowie eine mit dieser Dosiervorrichtung ausgestattete Feuerlöschvorrichtung, wie dies in den Ansprüchen 1 und 12 angegeben ist. Weiters betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer derartigen Dosiervorrichtung, wie dies im Anspruch 13 angegeben ist.
Aus dem Stand der Technik ist ein Schaumdosiersystem bekannt, bei dem ein Gehäuse ausgebildet ist, welches zwei seitlich am Gehäuse angeordnete Schaumeintrittsöffnungen mit jeweils unterschiedlichen Querschnitten, und eine unterhalb angeordnete Schaumaustrittsöffnung aufweist. Weiters ist in dem Gehäuse ein zylindrischer Flohlkörper aufgenommen, welcher so im Gehäuse gelagert ist, dass er entlang seiner Mittelachse translatorisch verschiebbar ist, und gegen Verdrehung durch einen Mitnehmerstift gesichert ist. Der zylindrische Hohlkörper weist an einer Stirnfläche eine Ausnehmung zur Hindurchströmung von Schaummittel auf. Zusätzlich sind an der Mantelfläche des zylindrischen Hohlkörpers zwei weitere Ausnehmungen zur Zuführung von Schaummittel vorgesehen. Das Gehäuse mit den beiden Schaumeintrittsöffnungen ist so geformt, dass durch Verschiebung des Hohlkörpers entlang seiner Mittelachse die Schaumeintrittsöffnungen im Gehäuse in Überdeckung mit den Ausnehmungen in der Mantelfläche des Hohlkörpers bringbar sind. Weiters sind die Schaumeintrittsöffnungen im Gehäuse so an den zylindrischen Hohlkörper angepasst, dass der durch die Schaumeintrittsöffnungen des Gehäuses eintretende Schaum nicht zwischen den Schaumeintrittsöffnungen des Gehäuses und der äußeren Mantelfläche des zylindrischen Hohlkörpers in das Gehäuse eindringen kann. Vielmehr muss der durch die Schaumeintrittsöffnungen des Gehäuses eintretende Schaum durch die
Ausnehmung in der Mantelfläche des zylindrischen Hohlkörpers hindurch in den Hohlraum des zylindrischen Hohlkörpers strömen. Durch translatorisches Verschieben des zylindrischen Hohlkörpers entlang dessen Mittelachse kann der effektive Durchströmquerschnitt der Schaumeintrittsöffnungen reguliert werden. Dadurch kann mittels eines Aktors, welcher entsprechend der Wasserdurchflussmenge in der Feuerlöschvorrichtung verstellt wird, die Schaummenge geregelt werden. Somit kann die Schaummenge so gesteuert werden, dass ein prozentuelles Zumischverhältnis bei Veränderung der Wasserdurchflussmenge stets gleich bleibt, indem durch Verschiebung des Hohlkörpers die Schaummenge proportional zur Wasserdurchflussmenge verändert wird. Der prozentuale Schaumanteil im Löschwasser kann dadurch eingestellt werden, dass Schaummittel selektiv durch jeweils eine der mit unterschiedlichem Querschnitt geformten Öffnungen des Gehäuses strömt. Eine weitere Möglichkeit ist es, dass das Schaummittel durch beide Öffnungen des Gehäuses gleichzeitig in das Innere des Gehäuses strömt. Somit sind insgesamt drei verschiedene prozentuale Zumischraten einstellbar.
Diese aus dem Stand der Technik bekannte Ausführung besitzt den Nachteil, dass maximal drei verschiedene Zumischraten eingestellt werden können. Diese Zumischraten sind durch konstruktive Merkmale der Ausführung festgelegt und können während des Betriebes nicht verändert werden. Bei der Verwendung eines anderen Schaummittels mit unterschiedlicher Viskosität verändert sich die Zumischrate außerdem ungewollt, da aufgrund anderer Viskositätswerte von unterschiedlichen Schaummitteln, bei gleichem Öffnungsquerschnitt ein unterschiedlicher Volumenstrom durch die Schaumeintrittsöffnungen in das Gehäuse gelangen kann. Mittels einer Ausführung wie sie im Stand der Technik gegeben ist, kann eine derartige unerwünschte Änderung der Zumischrate nicht korrigiert werden, da die Zumischrate nicht eingestellt werden kann.
Weiters sind aus dem Stand der Technik Dosiervorrichtungen für eine Feuerlöschvorrichtung zum Dosieren eines Zusatzmittels bekannt, welche durch elektronische Aktuatoren reguliert werden, wodurch die Zumischrate jederzeit beliebig eingestellt werden kann. Diese elektronisch gesteuerten Dosiervorrichtungen besitzen jedoch den Nachteil, dass durch die oft rauen Umgebungsbedingungen die
Steuerungselektronik störanfällig ist oder nicht mit der gewünschten Genauigkeit und Reaktionszeit arbeitet. Weiters werden sehr hohe Anforderungen an die Regelung gestellt, da die Wasserdurchflussmenge fallweise sehr schnell und sehr stark verändert wird. Hierbei sind Sensoren, welche eine adäquate Betriebszuverlässigkeit ermöglichen, sehr komplex aufgebaut, wodurch derartige Dosiervorrichtungen relativ kostenintensiv sind.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Dosiervorrichtung zu schaffen, welche dennoch möglichst kostengünstig aufgebaut werden kann.
Diese Aufgabe der Erfindung wird durch die Maßnahmen gemäß Anspruch 1 gelöst.
Erfindungsgemäß ist eine Dosiervorrichtung für eine Feuerlöschvorrichtung zum Dosieren eines Zusatzmittels, insbesondere eines Schaummittels, für Löschwasser ausgebildet, welche Dosiereinrichtung ein Gehäuse umfasst, in dem ein Zusatzmitteleinlass und ein Zusatzmittelauslass sowie eine Zusatzmittelmengenregelung angeordnet sind. Die Zusatzmittelmengenregelung ist im Gehäuse aufgenommen und umfasst einen rotationssymmetrischen Hohlkörper mit zylindrischer Innenmantelfläche, in welchem rotationssymmetrischen Hohlkörper in zumindest einer Stirnfläche eine Durchtrittsöffnung vorgesehen ist, und in welchem rotationssymmetrischen Hohlkörper weiters in der Mantelfläche zumindest eine Durchtrittsöffnung vorgesehen ist, welche zumindest eine Durchtrittsöffnung mit einer Öffnung eines den rotationssymmetrischen Hohlkörper umgebenden Einstellelements oder mit einer Öffnung des Gehäuses zumindest teilweise in Überdeckung bringbar ist und dadurch einen variabel einstellbaren Durchströmquerschnitt bildet. Der rotationssymmetrische Hohlkörper und/oder das den rotationssymmetrischen Hohlkörper umgebende Einstellelement ist um die Rotationsachse des rotationssymmetrischen Hohlkörpers drehbar gelagert, wobei durch eine rotatorische Relativbewegung zwischen dem rotationssymmetrischen Hohlkörper und dem umgebenden Einstellelement oder dem Gehäuse der sich ergebende Durchströmquerschnitt verstellbar ist. Weiters ist innerhalb der zylindrischen Innenmantelfläche des rotationssymmetrischen Hohlkörpers ein entlang der Rotationsachse ver schiebbares Regulierungselement angeordnet, durch welches der Durchström-querschnitt zusätzlich beeinflussbar, insbesondere vergrößer- und verkleinerbar, ist.
Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Ausführung liegt darin, dass eine mechanische Dosiervorrichtung geschaffen wurde, in welcher der Durchströmquerschnitt für Zusatzmittel durch zwei voneinander unabhängig verstellbare Regulationsmech-nismen einstellbar ist. Somit kann die Zusatzmittelmenge einerseits direkt proportional zum Wasserdurchfluss geregelt werden, sodass der prozentuale Zumischanteil zum Wasser gleichbleibend ist. Andererseits kann der prozentuale Zumischanteil im Wasser stufenlos eingestellt und an die Löschanforderungen angepasst werden. Durch die stufenlose Einstellung des prozentualen Zumischanteiles von Zusatzmittel im Wasser können verschiedene Zusatzmittel mit verschiedenen Viskositätswerten relativ problemlos eingesetzt werden, nachdem der prozentuale Zumischanteil von Zusatzmittel zum Wasser leicht an die geänderten Verhältnisse angepasst werden kann. Weiters ist es vorteilhaft, dass die Dosiervorrichtung durch den einfachen mechanischen Aufbau wenig fehleranfällig ist. Durch die bauliche Robustheit können als Zusatzmittel auch Schaummittel eingesetzt werden, welche bedingt durch deren Zusammensetzung kleine Öffnungen leicht verkleben würden, oder auch die verwendeten Materialien allmählich angreifen. Ein weiterer Vorteil liegt darin, dass eine derartige Dosiervorrichtung in einem Vormischsystem eingesetzt werden kann, bei dem das Zusatzmittel vorzugsweise nach dem Venturirohr-Prinzip zum noch drucklosen Frischwasser hinzugemischt wird. Andererseits kann die Dosiervorrichtung durch ihre einfache und robuste Bauweise auch in einem Drucksystem betrieben werden.
Mit der erfindungsgemäßen Ausführung kann ein Zusatzmittel, insbesondere Schaummittel, zu einem Wasserstrom grundsätzlich stufenlos zudosiert werden. Der Aufbau besteht dabei aus einem mechanischen System, sodass die Ausfallssicherheit der erfindungsgemäßen Dosiervorrichtung relativ hoch ist. Dabei kann im Betrieb nicht nur die Zusatzmittelfördermenge dermaßen angepasst werden, dass diese in direktem proportionalen Zusammenhang mit der geförderten Wassermenge steht, sondern es kann auch die Zumischrate variabel eingestellt, ins besondere stufenlos angepasst werden. Das heißt, dass der prozentuale Anteil von Zusatzmittel im Wasserstrom bei verschiedenen Wasserdurchflussmengen konstant oder annähernd konstant gehalten werden kann, was durch die angegebene Regelung der Zusatzmittelfördermenge erreicht wird. Zusätzlich wird durch die erfindungsgemäße Ausbildung die Möglichkeit eröffnet, den prozentualen Anteil von Zusatzmittel im Wasserstrom stufenlos wählen zu können, was durch die angegebene Einsteilbarkeit der Zumischrate ermöglicht wird.
Weiters kann es zweckmäßig sein, dass das verschiebbare Regulierungselement eine Kupplungsvorrichtung zur Verbindung mit einem Aktuator aufweist. Vorteilhaft ist hierbei, dass durch eine Kupplungsvorrichtung zur Verbindung mit einem Aktuator das verschiebbare Regulierungselement leicht in die Dosiervorrichtung eingebaut, beziehungsweise aus der Dosiervorrichtung ausgebaut werden kann. Weiters kann mittels der Kupplungsvorrichtung die Relativposition des Regulierungselementes gegenüber dem rotationssymmetrischen Hohlkörper feinjustiert werden. Dies insbesondere dann, wenn die Kupplungsvorrichtung als Schraubgewinde ausgeführt ist.
Weiters kann vorgesehen sein, dass das verschiebbare Regulierungselement mittels einem Dichtungselement an seinem kreisförmigen Umfangsabschnitt bezüglich der zylindrischen Innenmantelfläche des rotationssymmetrischen Hohlkörpers abgedichtet ist. Vorteilhaft ist hierbei, dass eine mechanische Passung zwischen Regulierungselement und Innenmantelfläche des rotationssymmetrischen Hohlkörpers nicht hochgenau ausgeführt werden muss, da durch das Dichtungselement kleine Ungenauigkeiten ausgeglichen werden können. Weiters kann durch das Dichtungselement erreicht werden, dass das Regulierungselement relativ zum rotationssymmetrischen Hohlkörper leichtgängig bzw. möglichst verklemmungsfrei verschoben werden kann. Überdies werden dadurch druckbedingte Fehlströmungen bzw. Leckage-Strömungen, welche die Dosiergenauigkeit beeinträchtigen würden, vermieden. Besonders beim Einsatz von Schaum-Zusatzmittel kann ein Dichtungselement von Vorteil sein, da dieses im Falle einer Beschädigung durch raue Oberflächen leicht ausgetauscht werden kann.
Ferner kann es zweckmäßig sein, wenn das Dichtungselement aus einem duro-meren Kunststoff, beispielsweise POM gebildet ist. Vorteilhaft ist hierbei, dass ein Dichtungselement aus einem derartigen Kunststoff einerseits eine hohe Verschleißfestigkeit aufweist, und andererseits einen geringen Reibkoeffizienten im Zusammenspiel mit einem weiteren Material besitzt, wodurch die Dichtung leichtgängig relativverstellbar ist. Weiters stellt es für einen duromeren Kunststoff keine übermäßige Belastung dar, wenn Unregelmäßigkeiten, beispielsweise durch die Vielzahl an Öffnungen, welche im rotationssymmetrischen Hohlkörper angebracht sind, mit der Auflage- bzw. Dichtfläche des Kunststoffes in Kontakt treten, da der Kunststoff durch seine abriebfeste bzw. relativ unnachgiebige Form durch diese Vielzahl an Öffnungen in der Wandung des Hohlkörpers nicht beschädigt wird bzw. kaum einem Abrieb unterliegt.
Weiters kann es sinnvoll sein, dass der rotationssymmetrische Hohlkörper als Hohlzylinder ausgebildet ist. Vorteilhaft ist hierbei, dass ein Hohlzylinder in der Fertigung leicht herzustellen ist. Darüber hinaus kann durch diese Formgebung auch der Zusammenbau der Dosiervorrichtung erleichtert werden.
Ferner kann es zweckmäßig sein, dass die Wandstärke des Hohlzylinders zwischen 1 mm und 10 mm, insbesondere zwischen 2 mm und 6 mm beträgt. Vorteilhaft ist hierbei, dass durch eine Bemessung der Wandstärke in diesem Wertebereich einerseits die gewünschte Formstabilität erreicht werden kann, und andererseits möglichst wenig Material verwendet werden muss, wodurch Gewicht eingespart werden kann.
Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass zum Einleiten einer Drehbewegung in den rotationssymmetrischen Hohlkörper, oder in das den rotationssymmetrischen Hohlkörper umgebende Einstellelement, eine Antriebsspindel durch das Gehäuse nach außen geführt ist. Vorteilhaft ist hierbei, dass mittels einer extern zugänglichen Antriebsspindel ein Aktuator, welcher vorzugsweise außen am Gehäuse angebracht ist, eine Drehbewegung einleiten kann. Dadurch kann die Betriebssicherheit erhöht werden, da der Aktuator zum einen keinen extremen Umgebungsbedingungen ausgesetzt ist, und weiters leicht gewartet, beziehungsweise ausgetauscht werden kann.
Gemäß einer Weiterbildung kann vorgesehen sein, dass das den rotationssymmetrischen Hohlkörper umgebende Einstellelement durch einen weiteren rotationssymmetrischen Hohlkörper gebildet ist. Vorteilhaft ist bei der Verwendung eines weiteren rotationssymmetrischen Hohlkörpers, dass die beiden Hohlkörper leicht ineinander gesteckt werden können, und dadurch neben der Fertigung der rotationssymmetrischen Hohlkörper auch der Zusammenbau der Dosiervorrichtung erleichtert wird.
Ferner kann vorgesehen sein, dass die zumindest eine weitere Durchtrittsöffnung in der Mantelfläche des rotationssymmetrischen Hohlkörpers durch eine Mehrzahl von spalten- und reihenweise angeordneten Bohrungen gebildet ist. Vorteilhaft ist hierbei, dass durch eine bestimmte vorherberechnete Anordnung von Bohrungen die Durchströmfläche in Abhängigkeit von der Drehwinkelstellung des Einstellelementes oder des Regulierungselementes vorgegeben, insbesondere nichtlinear eingestellt werden kann. Somit ist es auch möglich, dass ein plangemäßer Zusammenhang zwischen der Drehwinkelstellung des Einstellelementes, oder des Regulierungselementes und der dadurch freigegebenen Durchströmfläche besteht.
Vorteilhaft kann es weiters sein, dass die Querschnittsfläche der Durchtrittsöffnung im Einstellelement oder Gehäuse zumindest das 10-fache, bevorzugt zumindest das 100-fache der Querschnittsfläche einer einzelnen Bohrung im rotationssymmetrischen Hohlkörper beträgt. Durch diese Maßnahme kann erreicht werden, dass eine vorberechnete Anordnung entsprechend ober Ausführungen entsprechend fein justiert umgesetzt werden kann, da eine große Anzahl von Bohrungen notwendig ist, die frei auf dem rotationssymmetrischen Hohlkörper verteilt werden können.
Entsprechend einer zweckmäßigen Ausführung ist vorgesehen, dass das Regulierungselement scheibenförmig ausgebildet ist, wobei dessen axiale Erstreckung kleiner bemessen ist, als dessen Durchmesser. Vorteilhaft ist hierbei, dass ein scheibenförmiges Regulierungselement leicht hergestellt werden kann. Weiters ist ein scheibenförmiges Regulierungselement, welches eine geringere Bauhöhe als Durchmesser aufweist möglichst platzsparend aufqebaut, sodass einerseits möq- liehst wenig Material verwendet werden muss, und somit Gewicht gespart werden kann, und andererseits die Bauhöhe der gesamten Dosiervorrichtung möglichst gering ausgeführt werden kann.
Ferner ist ein Verfahren zum Dosieren von Zusatzmittel in einer Feuerlöschvorrichtung mittels einer Dosiervorrichtung angegeben, welche Dosiervorrichtung ein Gehäuse, einen Zusatzmitteleinlass, einen Zusatzmittelauslass und eine Zusatzmittelmengenregelung umfasst, mittels welcher Zusatzmittelmengenregelung eine Zusatzmittelrate einstellbar ist und eine Zusatzmittelfördermenge in Bezug auf eine variierende Löschwasser-Durchflussmenge zumindest weitestgehend proportional geregelt wird. Hierbei wird die Zusatzmittelrate durch Drehen eines rotationssymmetrischen Flohlkörpers, oder eines den rotationssymmetrischen Flohlkörper umgebenden Einstellelementes, um die Rotationsachse des rotationssymmetrischen Flohlkörpers, eingestellt. Die Zusatzmittelfördermenge wird durch Verschieben eines Regulierungselementes in Längsrichtung der Rotationsachse des rotationssymmetrischen Flohlkörpers eingestellt. Vorteilhaft ist hierbei, dass durch zwei voneinander unabhängig verstellbare Ansteuer- bzw. Regulierungsmöglichkeiten, die Einstellung der Zusatzmittelmenge entsprechend den jeweiligen Anforderungen durchgeführt werden kann. Somit ist ein vergleichsweise flexibles, den jeweiligen Anforderungen bzw. Wünschen besser gerecht werdendes Dosierverfahren geschaffen.
Weiters kann vorgesehen sein, dass das innerhalb der zylindrischen Innenmantelfläche des rotationssymmetrischen Flohlkörpers translatorisch verschiebbare Regulierungselement mittels einer in Abhängigkeit von der Löschwasser-Durchflussmenge verstellbaren Steuerstange verschoben wird. Vorteilhaft ist hierbei, dass eine Steuerstange beispielsweise an einem Steuerkegel in der Löschwasserleitung montiert sein kann, welcher Steuerkegel in Abhängigkeit von der Durchflussmenge an Löschwasser in der Löschwasserzuleitung eine jeweils angepasste Relativposition einnimmt. Somit kann ein rein mechanisches System zur Zudosierung eines Zusatzmittels proportional zur Löschwasserfördermenge umgesetzt werden. Weiters ist es vorteilhaft, dass durch dieses mechanische System zur Steuerung des Zusatzmittelvolumens proportional der Löschwassermenge, eine Schwankung der Löschwassermenge unmittelbar überden Steuerkegel abgegriffen und über die Steuerstange an das Regulierungselement weitergegeben wird.
Schließlich kann auch vorgesehen sein, dass der rotationssymmetrische Hohlkörper oder das den rotationssymmetrischen Hohlkörper umgebende Einstellelement durch Bewegungskopplung mit einem Aktuator gedreht wird. Vorteilhaft ist hierbei, dass ein Aktuator eine stufenlose Stellbewegung generieren kann, wodurch eine feindosierte Einsteilbarkeit der prozentuellen Zumischrate des Zusatzmittels zum Löschwasser entsprechend den jeweiligen Einsatzanforderungen umgesetzt werden kann.
Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert.
Es zeigen jeweils in stark vereinfachter, schematischer Darstellung:
Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch eine Pumpe und eine Vormischvorrichtung einer Feuerlöschvorrichtung;
Fig. 2 einen Vertikalschnitt durch eine Dosiervorrichtung einer Vormischvorrichtung in Halboffenstellung des Regulierungselementes;
Fig. 3 einen Schnitt durch die Dosiervorrichtung nach Fig. 2, insbesondere gemäß den Linien lll-lll in Fig. 2, mit Offenstellung des Einstellelementes;
Fig. 4 einen Vertikalschnitt durch eine Dosiervorrichtung einer Vormischvorrichtung in Geschlossenstellung des Regulierungselementes;
Fig. 5 einen Schnitt durch die Dosiervorrichtung nach Fig. 4, insbesondere gemäß den Linien V-V in Fig. 4, mit Halboffenstellung des Einstellelementes;
Fig. 6 einen Vertikalschnitt durch eine weitere Ausführungsform der Dosiervorrichtung einer Vormischvorrichtung mit geringer Offenstellung des Regulierungselementes;
Fig. 7 einen Schnitt durch die Dosiervorrichtung nach Fig. 6, insbesondere gemäß den Linien Vll-Vll in Fig. 6, mit marginaler Offenstellung des Einstellelementes;
Fig. 8 einen Vertikalschnitt durch eine weitere Ausführungsform der Dosiervorrichtung einer Vormischvorrichtung mit Halboffenstellung des Regulierungselementes;
Fig. 9 einen Schnitt durch die Dosiervorrichtung nach Fig. 8, insbesondere gemäß den Linien IX-IX in Fig. 8, mit Offenstellung des Einstellelementes.
Einführend sei festgehalten, dass in den unterschiedlich beschriebenen Ausführungsformen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen versehen werden, wobei die in der gesamten Beschreibung enthaltenen Offenbarungen sinngemäß auf gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen übertragen werden können. Auch sind die in der Beschreibung gewählten Lageangaben, wie z.B. oben, unten, seitlich usw. auf die unmittelbar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen und sind diese Lageangaben bei einer Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage zu übertragen.
Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch eine Vormischvorrichtung 1, welche Bestandteil einer Feuerlöschvorrichtung 2 ist. Die Feuerlöschvorrichtung 2 umfasst weiters eine Pumpe 3, welche in dieser Schnittdarstellung aus Übersichtlichkeitsgründen abschnittsweise nur schematisch dargestellt ist, eine schematisch dargestellte Wasserzuleitung 4, eine Zusatzmittelzuleitung 5, eine Löschmittelableitung 6 und eine Dosiervorrichtung 7, welche hinsichtlich ihres Aufbaus und ihrer Funktionsweise in weiterer Folge noch genauer beschrieben wird.
Die Feuerlöschvorrichtung 2 dient im Wesentlichen dazu, Frischwasser oder Brauchwasser auf ein höheres Druckniveau zu bringen und gleichzeitig mit einem
Zusatzmittel zu versetzen. Typischerweise ist dieses Zusatzmittel durch ein Sch a um mittel gebildet, mit welchem sogenannter Löschschaum erzeugt werden kann. Dabei wird in der Wasserzuleitung 4 Frischwasser oder Brauchwasser mit einem Zusatzmittel versetzt und im Saugstutzen einer Pumpe 3 angesaugt. Prinzipiell ist hierbei die Art der Pumpe 3, welche verwendet wird, nicht ausschlaggebend für eine Erfüllung der Anforderungen an eine Feuerlöschvorrichtung 2. In der Praxis hat sich jedoch gezeigt, dass eine Kreiselpumpe am besten geeignet ist, um pumpenausgangsseitig ein entsprechendes Druckniveau zu erreichen bzw. um das Medium zu fördern.
Nachdem nun der Druck des Löschwassers mittels der Pumpe 3 auf das gewünschte Druckniveau gebracht wurde, gelangt es in den Druckabgang 8 der Pumpe 3. Ausgehend vom Druckabgang 8 strömt der Großteil des Löschwassers in Richtung Löschmittelableitung 6 und in weiterer Folge zu einem oder mehreren nicht gezeigten Strahlrohr bzw. Schaumrohr. Während dieses Strömungsvorganges des Löschwassers in Richtung Löschmittelableitung 6 passiert das Löschwasser einen Steuerkegel 9. Der Steuerkegel 9 ist vorzugsweise ein stumpfkegelig ausgeführtes Element, welches an einem zumindest teilweise als zylindrische Bohrung ausgeführten Steuerkegelsitz 10 anliegt. Der Steuerkegelsitz 10 befindet sich an der von der Pumpe 3 abgewandten Seite des Druckabganges 8. Zur Führung des Steuerkegels 9 ist dieser fest mit einer Steuerstange 11 verbunden. Die Steuerstange 11 wird in weiterer Folge allgemein auch als Aktuator 12 bezeichnet, da für die Erfüllung der Funktionalität der Dosiervorrichtung 7 grundsätzlich auch ein anderer Aufbau des Aktuators 12, beziehungsweise eine andere Ansteuerungsart des Aktuators 12 denkbar ist.
Durch ein Federelement 13 wird der Steuerkegel 9 auf den Steuerkegelsitz 10 gedrückt, sodass sich eine Kontaktfläche 14 zwischen Steuerkegel 9 und Steuerkegelsitz 10 ergibt. Diese Kontaktfläche 14 ist vorzugsweise vollumfänglich mit gleicher Querschnittsfläche ausgebildet.
Durch den Steuerkegel 9 wird der Druckabgang 8 zur Löschmittelableitung 6 separiert. Wird nun Löschwasser durch die Pumpe 3 gefördert, so erhöht sich der
Druck am Druckabgang 8 der Pumpe 3. Durch diesen erhöhten Druck gegenüber der Löschmittelableitung 6 wird der Steuerkegel 9 vom durchströmenden Löschwasser in Richtung Strömungsrichtung - Pfeil 15 - bewegt. Hierbei wird der Steuerkegel 9 von seinem Steuerkegelsitz 10 abgehoben, sodass sich ein Ringraum ergibt, durch welchen Ringraum das Löschwasser in Richtung Löschmittelableitung 6 fließen kann.
Bei einer Erhöhung des Löschmittelvolumenstromes wird der Steuerkegel 9 immer mehr in Richtung der Strömungsrichtung - Pfeil 15 - gedrückt, wodurch auch die Steuerstange 11 weiter in Richtung des Pfeils 15 bewegt wird. Bei Verringerung des Volumenstromes wird der Steuerkegel 9 vom Federelement 13 entgegen der Strömungsrichtung 15 in Richtung zum Steuerkegelsitz 10 zurückgedrückt, sodass der wasserdurchflossene Ringraum verkleinert wird. Die Positionierung des Steuerkegels 9 und somit der Steuerstange 11 relativ zum Pumpengehäuse bzw. relativ zur Dosiervorrichtung 7 steht also in direktem Zusammenhang mit der Löschwasserdurchflussmenge. Die Steuerstange 11 stellt eine direkte Verbindung mit der Dosiervorrichtung 7 her, mit welcher das Zusatzmittel zum Zumischen zum Brauch- oder Frischwasser dosiert wird.
Das Zusatzmittel wird hierbei über eine Zusatzmittelzuleitung 5 der Dosiervorrichtung 7 zugeführt. In der Dosiervorrichtung 7 wird die Zusatzmittelmenge entsprechend eines gewünschten prozentualen Anteils von Zusatzmittel am Löschwasser bzw. entsprechend der aktuell geförderten Löschwassermenge dosiert. Die erfindungsgemäße Dosierfunktion der Dosiervorrichtung 7 wird in weiterer Folge noch genauer beschrieben.
Das in benötigter bzw. gewünschter Menge dosierte Zusatzmittel gelangt nach dem Austritt aus der Dosiervorrichtung 7 in ein Verbindungsrohr 16. Ausgehend vom Verbindungsrohr 16 gelangt das Zusatzmittel in eine Wasserstrahlpumpe 17, welche den nötigen Unterdrück erzeugt, um das Zusatzmittel über die Zusatzmittelzuleitung 5 in die Dosiervorrichtung 7 und das Verbindungsrohr 16 zu saugen.
Die Funktionsweise der Wasserstrahlpumpe ist entsprechend einem Venturirohr, wobei die Wasserstrahlpumpe wie folgt funktioniert. Löschmittel wird vom Druck abgang 8 mittels eines Druckrohrabzweigers 18 abgezweigt und gelangt in eine Treibdüse 19 der Wasserstrahlpumpe 17. Die im Druckrohrabzweiger 18 abgezweigte Löschwassermenge ist dabei weitaus geringer als die in Richtung der Löschmittelableitung 6 geförderte Löschwassermenge. Da sich beide Ableitungen am Druckabgang 8 befinden, ist das Druckniveau des Mediums im Druckrohrabzweiger 18 und in der Löschmittelableitung 6 ungefähr gleich groß. Somit ist auch der Druck in der Treibdüse 19 der Wasserstrahlpumpe 17 in etwa auf das Druckniveau der Löschmittelableitung 6 gebracht.
Das mit Druck beaufschlagte Löschmittel wird nun über die Treibdüse 19 in einen Saugraum 20 der Wasserstrahlpumpe 17 eingespritzt. Durch dieses druckbehaftete Einspritzen des überden Druckrohrabzweiger 18 geführten Löschwassers in den Saugraum 20 ergibt sich im Saugraum 20 durch den Ventouri-Effekt ein definierter Unterdrück.
Der Saugraum 20 steht in direkter Verbindung mit dem Verbindungsrohr 16. Somit wird durch den sich ergebenden Unterdrück das Zusatzmittel aus dem Verbindungsrohr 16 in den Saugraum 20 gesaugt. Im Saugraum 20 trifft es auf den durch die Treibdüse 19 mit Druck eingebrachten Lösch mittel strahl, wodurch er sich mit diesem vermischt. Das hierbei entstehende Zusatzmittelgemisch gelangt nun über ein weiteres Verbindungsrohr 21 in die Wasserzuleitung 4. Hierbei wird das Zusatzmittelgemisch mit dem Frischwasser vermischt und gelangt anschließend in den saugseitigen Eingang der Pumpe 3.
Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch eine Dosiervorrichtung 7. Die Dosiervorrichtung 7 umfasst ein Gehäuse 22, welches mehrteilig aufgebaut sein kann, sowie eine Zusatzmittelmengenregelung 23. In der Dosiervorrichtung 7 ist außerdem ein Zusatzmitteleinlass 24 und ein Zusatzmittelauslass 25 dargestellt. Für die Funktion der Dosiervorrichtung 7 ist es nicht wesentlich, dass der Zusatzmitteleinlass 24 bzw. der Zusatzmittelauslass 25 wie dargestellt angeordnet sind. Es ist auch denkbar, dass die Durchströmungsrichtung in die entgegengesetzte Richtung gewählt wird und somit der Zusatzmitteleinlass 24 und der Zusatzmittelauslass 25 vertauscht werden. Für die weitere Beschreibung wird nur die dargestellte Varian te herangezogen, bei der der einzige bzw. zentrale Zusatzmitteleinlass 24 seitlich am Gehäuse 22 der Dosiervorrichtung 7 angebracht ist.
Der Zusatzmitteleinlass 24 ist hierbei ein integraler Bestandteil des Gehäuses 22. Bei der Fertigung des Gehäuses 22 ist es denkbar, dass dieses beispielsweise einstückig als Gusswerkstück hergestellt wird. Es ist jedoch auch denkbar, dass das Gehäuse 22 aus verschiedenen, separat hergestellten Teilen zusammengebaut ist. So kann beispielsweise der Zusatzmitteleinlass 24 durch ein baulich eigenständiges Rohrstück gebildet sein.
Im Gehäuse 22 ist die eigentliche Zusatzmittelmengenregelung 23 aufgenommen bzw. untergebracht, dessen wesentlicher Bestandteil ein rotationssymmetrischer Hohlkörper 28 ist. Der rotationssymmetrische Hohlkörper 28 weist eine Innenmantelfläche 29 auf, welche hohlzylindrisch ist. In einer besonderen und auch hier dargestellten Ausführung ist der rotationssymmetrische Hohlkörper 28 als Hohlzylinder 30 ausgeführt.
Der rotationssymmetrische Hohlkörper 28 weist in zumindest einer Stirnfläche 31 eine erste Durchtrittsöffnung 32 auf. Wie in der in Fig. 2 dargestellten Ausführung ersichtlich, ist es auch möglich, dass an beiden Stirnflächen 31 eine Durchtrittsöffnung 32 ausgebildet ist. In der Mantelfläche 33 befindet sich zumindest eine weitere Durchtrittsöffnung 34, welche den Mantel des rotationssymmetrischen Hohlkörpers 28 durchdringt. Diese zumindest eine weitere Durchtrittsöffnung 34 kann verschiedene Formen haben. Es ist beispielsweise denkbar, dass, wie in Fig. 2 dargestellt, die weitere Durchtrittsöffnung 34 durch eine Mehrzahl von Bohrungen 35 gebildet wird, welche spalten- und reihenweise im rotationssymmetrischen Hohlkörper 28 angeordnet sind.
Hierbei kann die Wahl des Abstandes zwischen den einzelnen Bohrungen, sowie deren Anordnung wesentlich für eine ausgewogene Funktion der Dosiervorrichtung 7 sein. Aus diesem Grund kann die Anordnung der einzelnen Bohrungen 35 durch ein mathematisches Berechnungsmodell bestimmt werden.
In einer alternativen Ausführung ist es auch möglich, dass die zumindest eine weitere Durchtrittsöffnung 34 nicht durch eine Mehrzahl von Bohrungen 35 gebildet wird, sondern dass in der Mantelfläche des rotationsymmetrischen Hohlkörpers 28 beispielsweise ein mehreckiges Fenster ausgenommen wird. Weiters ist es auch möglich, dass die zumindest eine weitere Durchtrittsöffnung 34 durch vertikal oder horizontal verlaufende, schlitzförmige Ausnehmungen gebildet ist.
Der rotationssymmetrische Hohlkörper 28 kann entweder starr gelagert oder um seine Rotationsachse 36 drehbar gelagert im Gehäuse 22 aufgenommen sein. Der rotationssymmetrische Hohlkörper 28 kann zumindest abschnittsweise von einem Einstellelement 37 umgeben sein, welches außerhalb der Mantelfläche des rotationssymmetrischen Hohlkörpers 28 positioniert ist. Die in den Fig. 2 bis 5 dargestellte Ausführungsvariante ist mit dem genannten Einstellelement 37 ausgestattet.
In einerweiteren Ausführungsvariante ist jedoch auch denkbar, dass der rotationssymmetrischen Hohlkörper 28 nicht von einem gesonderten Einstellelement 37 umgeben ist, sondern dass der rotationssymmetrische Hohlkörper 28 direkt vom Gehäuse 22 umgeben ist, wie dies bei der weiteren Ausführungsvariante gemäß den Fig. 6 bis 9 dargestellt ist.
Das Einstellelement 37 kann um die Rotationsachse 36 drehbar gelagert im Gehäuse aufgenommen sein. Auch das Einstellelement 37 ist vorzugsweise als rota-tionssymmetrischenr Hohlkörper ausgebildet, dessen Innenmantelfläche die gleiche Form aufweist, wie die Außenmantelfläche des rotationssymmetrische Hohlkörpers 28. Dadurch kann erreicht werden, dass diese beiden Flächen eng aneinander liegen, wodurch im Zwischenraum bzw. Spalt zwischen diesen Flächen kein Zusatzmittel fließt oder nur marginaler Zusatzmittelfluss zustande kommt. Für die Funktion der Dosiervorrichtung 7 ist es wesentlich, dass das Einstellelement 37 einen Durchbruch bzw. eine Öffnung 38 aufweist, welche die Mantelfläche des Einstellelementes 37 durchdringt. Diese weitere Öffnung 38 kann, wie in den Fig. 2 und 3 dargestellt, in Form eines Fensters ausgeführt sein. Es ist jedoch auch möglich, dass die weitere Öffnung 38 eine andere Formgebung, beispielsweise in Form von Bohrungen oder Schlitzen, aufweist.
Zudem ist das Gehäuse 22 mit einer Öffnung 39 ausgestattet, durch welche das Zusatzmittel, ausgehend vom Zusatzmitteleinlass 24 in die Zusatzmittelmengenregelung 23 strömen kann. Auch diese Öffnung 39 kann verschiedene Durchbruchsformen aufweisen. Für die Funktionalität der Dosiervorrichtung 7 ist es wesentlich, dass der rotationssymmetrische Flohlkörper 28 eng anliegend im Einstellelement 37 aufgenommen ist. Flierdurch wird erreicht, dass sich zwischen den beiden Elementen eine Führungsfläche bzw. Kontaktfläche 40 bildet. Der Übergangsbereich soll so ausgebildet sein, dass der rotationssymmetrische Hohlkörper 28 und das Einstellelement 37 zueinander relativbeweglich, insbesondere zueinander verdrehbar bleiben.
In den die Durchtrittsöffnungen 34, 38 umgebenden Bereichen, in denen die Kontaktfläche 40 enganliegend ausgebildet ist, kann kein Zusatzmittel zwischen den rotationssymmetrischen Hohlkörper 28 und das Einstellelement 37 strömen. Das Zusatzmittel kann nur durch einen Durchströmquerschnitt 41 befördert werden, welcher dadurch gebildet wird, dass das Einstellelement 37 so verdreht wird, dass die zumindest eine weitere Durchtrittsöffnung 34 des rotationssymmetrischen Hohlkörpers 28 mit der Öffnung 38 des Einstellelementes 37 zumindest abschnittsweise in Überdeckung gebracht wird bzw. die Öffnungsquerschnitte der Öffnungen 34, 38 deckungsgleich übereinander platziert werden.
Durch Verdrehen des Einstellelementes 37 kann nun der Durchströmquerschnitt 41 für das Zusatzmittel vergrößert bzw. verkleinert werden. Das Einstellelement 37 kann dabei mittels einer Antriebsspindel 42 verdreht werden, welche Antriebsspindel direkt in das Einstellelement 37 integriert sein kann. An der Antriebsspindel 42 kann ein Aktuator 43 angebracht sein, welcher für die Verdrehung der Antriebsspindel 42 bzw. des damit in Verbindung stehenden Einstellelementes 37 konzipiert ist.
An die Ausführungsform dieses Aktuators 43 bestehen keine besonderen Anforderungen. Es sind daher sämtliche Antriebsmittel denkbar, egal ob pneumatisch, hydraulisch, elektrisch oder anderweitig betrieben. Weiters ist es auch möglich, dass für den Drehantrieb nicht eine Antriebsspindel 42 durch das Gehäuse 22 nach außen gezogen ist, sondern dass der Drehantrieb in das Gehäuses 22 integriert wird. Dies kann beispielsweise dadurch realisiert werden, dass im Gehäuse 22 elektromagnetische Wicklungen integriert sind, und das Einstellelement 37 mit Dauermagneten versehen ist, wodurch das Einstellelement 37 elektromotorisch verdrehbar ist.
Mittels der oben beschriebenen Maßnahmen kann die Zusatzmittelrate, also der prozentuelle Anteil des Zusatzmittels im Löschwasser stufenlos eingestellt werden. Um nun den prozentuellen Anteil des Zusatzmittels für verschiedene Löschwassermengen konstant oder weitestgehend konstant zu halten, ist ein zweiter Verstellmechanismus ausgebildet, mit welchem der Durchströmquerschnitt 41 zusätzlich beeinflusst wird. Dieser zweite Verstellmechanismus wird durch ein Regulierungselement 44 gebildet, welches innerhalb des rotationssymmetrischen Hohlkörpers 28 aufgenommen ist und entlang der Innenmantelfläche 29 in Richtung der Rotationsachse 36 translatorisch verschiebbar ist.
Das Zusatzmittel strömt über den Zusatzmitteleinlass 24 durch die Durchtrittsöffnung 39 des Gehäuses 22 und anschließend durch die zumindest eine Öffnung 38 des Einstellelementes 37 in Richtung weiterer Durchtrittsöffnungen 34 des rotationssymmetrischen Hohlkörpers 28, woraufhin das Zusatzmittel in den zylindrischen Hohlraum 45 des rotationssymmetrischen Hohlkörpers 28 strömt. Durch das Regulierungselement 44 ist der Hohlraum 45 in zwei Abschnitte bzw. Kammern unterteilt, wobei eine unterhalb des Regulierungselementes 44 liegende, auslassseitige Kammer ausgebildet ist, an welche der Zusatzmittelauslass 25 anschließt. Weiters ist durch die Unterteilung mittels dem Regulierungselement 44 eine oberhalb des Regulierungselementes 44 liegende Kammer ausgebildet, welche keine Austrittsöffnung aufweist. Hierdurch kann nur jener Anteil des Zusatzmittels in Richtung des Zusatzmittelauslasses 25 strömen, welcher auslasseitig in den Hohlraum 45 des rotationssymmetrischen Hohlkörpers 28 eintritt. Wird nun das Regulierungselement 44 nach unten bewegt, so wird der freie Durchström-querschnitt 41 weiter verringert. Dadurch kann auch die Zusatzmitteldurchflussmenge weiter verringert werden. Wird das Regulierungselement 44 hingegen nach oben bewegt, so kann dadurch die Zusatzmitteldurchflussmenge erhöht werden.
Die Ansteuerung des Regulierungselementes 44 kann über einen Aktuator 12 erfolgen. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Aktuator 12 durch eine Steuerstange 11 gebildet, welche mit einem Steuerkegel 9 verbunden ist. Es ist jedoch auch denkbar, dass hierfür ein eigenständiges System mit einem unabhängigen Antriebselement verwendet wird. Die Verbindung zwischen Steuerstange 11 und Regulierungselement 44 erfolgt durch eine Kupplungsvorrichtung 46, insbesondere durch eine Schraubverbindung.
Am Umfangsabschnitt 47 des Regulierungselementes 44 kann ein Dichtungselement 48 ausgebildet sein, welches zur Abdichtung gegenüber der Innenmantelfläche 29 des rotationssymmetrischen Hohlkörpers 28 vorgesehen ist. Das Dichtungselement 48 kann grundsätzlich durch alle gängigen Dichtungsvarianten gebildet werden. Es hat sich jedoch gezeigt, dass es vorteilhaft ist, wenn das Dichtungselement 48 als Ring ausgeführt ist und aus einem duroplastischen Kunststoffmaterial, beispielsweise POM, gebildet ist. Dieser Ring aus duroplastischem Kunststoffmaterial kann dabei um ein elastisches Kunststoffmaterial angeordnet sein, welches elastische Kunststoffmaterial das duroplastische Kunststoffmaterial nach außen drückt, um so eine Federwirkung bzw. eine zuverlässige Dichtwirkung zu erzielen.
Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Wandstärke 49 des rotationssymmetrischen Hohlkörpers 28, welcher als Hohlzylinders 30 ausgebildet sein kann, zwischen 1 mm und 10 mm, insbesondere zwischen 2 mm und 6 mm, im Speziellen zwischen 4 mm und 6 mm, beträgt.
Bezüglich des Regulierungselementes 44 hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn eine axiale Erstreckung 50 kleiner bemessen ist als dessen Durchmesser 51. Im Wesentlichen ist die axiale Erstreckung 50 so groß zu wählen, dass einerseits eine ausreichende Führung des Regulierungselementes 44 realisiert werden kann, sodass sich dieses bei einem Verschiebevorgang nicht verkanntet. Weiters sollte für eine vorteilhafte Ausführung das im Regulierungselement 44 aufgenommene Dichtungselement 48 so groß gewählt werden, dass es in dessen axialer Erstreckung ca. 20% größer ist als der Durchmesser der größten Bohrung 35. Dadurch kann erreicht werden, dass sich das Dichtungselement 48 nicht in einer Bohrung 35 verklemmt.
In Fig. 2 ist eine Stellung des Regulierungselementes 44 dargestellt, bei der das Regulierungselement 44 ca. 50 % des maximal möglichen Durchströmquerschnit-tes 41 freigibt. Die zugehörige Drehwinkelstellung des Einstellelementes 37 und somit die tatsächliche Öffnungsweite bzw. Größe des Durchströmquerschnittes 41 ist in Fig. 3 ersichtlich.
Fig. 3 zeigt einen Schnitt entlang der Schnittlinie lll-lll in Fig. 2. Hierbei ist ersichtlich, dass das Einstellelement 37 eine derartige Drehwinkelstellung einnimmt, dass ca. 50 % des Durchströmquerschnittes 41 zwischen der Öffnung 38 des Einstellelementes 37 und der zumindest einen Durchtrittsöffnung 34 des rotationssymmetrischen Flohlkörpers 28 freigegeben ist. Somit ergibt sich die tatsächliche Öffnungsgröße des Durchströmquerschnittes 41 durch 50% von Seiten des Regulierungselementes 44 und durch 50% von Seiten des Einstellelementes 37, wodurch insgesamt etwa 25% des maximalen Durchströmquerschnittes 41 für einen Durchfluss des Zusatzmittels freigegeben sind.
In Fig. 4 ist eine Stellung des Regulierungselementes 44 dargestellt, bei der das Regulierungselement 44 etwa 0 % des Durchströmquerschnittes 41 freigibt, das heißt die Durchströmöffnung absperrt. Die Drehwinkelstellung des Einstellelementes 37 ist in Fig. 5 sichtbar.
Fig. 5 zeigt einen Schnitt entlang der Schnittlinie V-V in Fig. 4. Hierbei ist ersichtlich, dass das Einstellelement 37 eine Drehwinkelstellung einnimmt, bei der nahezu 100 % des Durchströmquerschnittes 41 zwischen der Öffnung 38 des Einstellelementes 37 und der weiteren Durchtrittsöffnung 34 des rotationssymmetrischen Flohlkörpers 28 freigegeben ist. Somit ergibt sich die tatsächliche Öffnung des Durchströmquerschnittes 41 aus 0% von Seiten des Regulierungselementes 44 und aus 100% von Seiten des Einstellelementes 37, wodurch insgesamt 0% des Durchströmquerschnittes 41 für einen Durchfluss des Zusatzmittels freigegeben sind. Das heißt ein Zufluss von Zusatzmittel ist bei dieser Einstellung unterbunden.
In den Fig. 6 bis 9 ist eine weitere und gegebenenfalls für sich eigenständige Ausführungsform der Dosiervorrichtung 7 gezeigt, wobei für gleiche Teile gleiche Bezugszeichen bzw. Bauteilbezeichnungen wie in den vorangegangenen Fig. 2 bis 5 verwendet werden. Um unnötige Wiederholungen zu vermeiden, wird auf die detaillierte Beschreibung zu den vorangegangenen Fig. 2 bis 5 hingewiesen bzw. Bezug genommen.
Bei dieser Ausführungsvariante der Dosiervorrichtung 7 wird auf das Einstellelement 37 verzichtet und die Funktionalität der Dosiervorrichtung 7 durch Positionierung der zumindest einen Durchtrittsöffnung 34 des rotationssymmetrischen Hohlkörpers 28 relativ zur Öffnung 39 des Gehäuses 22 erreicht. Wie in den Fig. 6 bis 9 dargestellt, ist hierbei das Gehäuse 22 derart ausgebildet, dass es als Ersatz für das Einstellelement 37 gemäß den Fig. 1 bis 5 fungiert und den rotationssymmetrischen Flohlkörper 28 passgenau umschließt. Zur Einstellung der Schaumrate wird nur der rotationssymmetrische Flohlkörper 28, welcher drehbar im Gehäuse 22 aufgenommen ist, relativ zum Gehäuse 22 verdreht. Flierdurch lässt sich, ähnlich wie in den Fig. 2 bis 5 dargestellt, der freie Durchströmquerschnitt 41 regulieren. Um den rotationssymmetrischen Flohlkörper 28 relativ zum Gehäuse 22 verdrehen zu können, ist in dieser Ausführungsvariante eine Antriebsspindel 52 mit dem rotationssymmetrischen Flohlkörper 28 verbunden. Äquivalent zur Ausführungsvariante gemäß Fig. 2 bis Fig. 5 kann auch diese Antriebsspindel 52 mittels eines Aktuators 43 angetrieben werden.
In Fig. 6 ist eine Stellung des Regulierungselementes 44 dargestellt, bei der das Regulierungselement 44 ca. 10 % des maximalen Durchströmquerschnittes 41 freigibt. Die zugehörige Drehwinkelstellung des Einstellelementes 37 und somit die tatsächliche Öffnung bzw. Größe des Durchströmquerschnittes 41 ist in Fig. 7 sichtbar.
Fig. 7 zeigt einen Schnitt entlang der Schnittlinie Vll-Vll in Fig. 6. Hierbei ist ersichtlich, dass der rotationssymmetrische Flohlkörper 28 so verdreht ist, dass ca. 3 % des maximal möglichen Durchströmquerschnittes 41 zwischen der Öffnung 39 des Gehäuses 22 und der weiteren Durchtrittsöffnung 34 des rotationssymmetrischen Flohlkörpers 28 freigegeben ist. Somit ergibt sich die tatsächliche Öffnung des Durchströmquerschnittes 41 aus 10% aufSeiten des Regulierungselementes 44 und aus 3% auf Seiten des rotationssymmetrischen Flohlkörpers 28, wodurch insgesamt etwa 0,3% des maximal möglichen Durchströmquerschnittes 41 für den Druchfluss von Zusatzmittel freigegeben sind.
In Fig. 8 ist eine Stellung des Regulierungselementes 44 dargestellt, bei der das Regulierungselement 44 ca. 50 % des Durchströmquerschnittes 41 freigibt. Die zugehörige Drehwinkelstellung des Einstellelementes 37 und somit die tatsächliche Öffnungsgröße des Durchströmquerschnittes 41 ist in Fig. 9 sichtbar.
Fig. 9 zeigt einen Schnitt entlang der Schnittlinie IX-IX in Fig. 8. Hierbei ist ersichtlich, dass der rotationssymmetrische Flohlkörper 28 so verdreht ist, dass ca. 100 % des Durchströmquerschnittes 41 zwischen der Öffnung 39 des Gehäuses 22 und der weiteren Durchtrittsöffnung 34 des rotationssymmetrischen Flohlkörpers 28 freigegeben ist. Somit ergibt sich die tatsächliche Öffnungsgröße des Durchströmquerschnittes 41 aus 50% aufSeiten des Regulierungselementes 44 und aus 100% aufSeiten des rotationssymmetrischen Flohlkörpers 28, wodurch insgesamt etwa 50% des maximalen Durchströmquerschnittes 41 für einen Durchfluss des Zusatzmittels freigegeben sind.
Die Ausführungsbeispiele zeigen mögliche Ausführungsvarianten der Dosiervorrichtung 7, wobei an dieser Stelle bemerkt sei, dass die Erfindung nicht auf die speziell dargestellten Ausführungsvarianten derselben eingeschränkt ist, sondern vielmehr auch diverse Kombinationen der einzelnen Ausführungsvarianten untereinander möglich sind und diese Variationsmöglichkeit aufgrund der Lehre zum technischen Flandeln durch gegenständliche Erfindung im Können des auf diesem technischen Gebiet tätigen Fachmannes liegt.
Weiters können auch Einzelmerkmale oder Merkmalskombinationen aus den gezeigten und beschriebenen unterschiedlichen Ausführungsbeispielen für sich eigenständige, erfinderische oder erfindungsgemäße Lösungen darstellen.
Die den eigenständigen erfinderischen Lösungen zugrundeliegende Aufgabe kann der Beschreibung entnommen werden. Sämtliche Angaben zu Wertebereichen in gegenständlicher Beschreibung sind so zu verstehen, dass diese beliebige und alle Teilbereiche daraus mitumfassen, z.B. ist die Angabe 1 bis 10 so zu verstehen, dass sämtliche Teilbereiche, ausgehend von der unteren Grenze 1 und der oberen Grenze 10 mit umfasst sind, d.h. sämtliche Teilbereiche beginnen mit einer unteren Grenze von 1 oder größer und enden bei einer oberen Grenze von 10 oder weniger, z.B. 1 bis 1,7, oder 3,2 bis 8,1, oder 5,5 bis 10.
Vor allem können die einzelnen in den Fig. 1,2-5 und 6-9 gezeigten Ausführungen den Gegenstand von eigenständigen, erfindungsgemäßen Lösungen bilden. Die diesbezüglichen, erfindungsgemäßen Aufgaben und Lösungen sind den Detailbeschreibungen dieser Figuren zu entnehmen.
Der Ordnung halber sei abschließend darauf hingewiesen, dass zum besseren Verständnis des Aufbaus der Dosiervorrichtung diese bzw. deren Bestandteile teilweise unmaßstäblich und/oder vergrößert und/oder verkleinert dargestellt wurden.
Bezugszeichenliste 1 Vormischvorrichtung 30 Hohlzylinder 2 Feuerlöschvorrichtung 31 Stirnfläche 3 Pumpe 32 erste Durchtrittsöffnung 4 Wasserzuleitung 33 Mantelfläche 5 Zusatzmittelzuleitung 34 weitere Durchtrittsöffnung 6 Löschmittelableitung 35 Bohrung 7 Dosiervorrichtung 36 Rotationsachse 8 Druckabgang 37 Einstellelement 9 Steuerkegel 38 Öffnung 10 Steuerkegelsitz 39 Öffnung 11 Steuerstange 40 Kontaktfläche 12 Aktuator 41 Durchströmquerschnitt 13 Federelement 42 Antriebsspindel 14 Kontaktfläche 43 Aktuator 15 Strömungsrichtung 44 Regulierungselement 16 Verbindungsrohr 45 Hohlraum 17 Wasserstrahlpumpe 46 Kupplungsvorrichtung 18 Druckrohrabzweiger 47 Umfangsabschnitt 19 Treibdüse 48 Dichtungselement 20 Saugraum 49 Wandstärke 21 weiteres Verbindungsrohr 50 axiale Erstreckung 22 Gehäuse 51 Durchmesser 23 Zusatzmittelmengenregelung 52 Antriebsspindel 24 Zusatzmitteleinlass 25 Zusatzmittelauslass 26 Gehäusedeckel 27 Gehäuseunterteil 28 rotationssymmetrischer Hohlkörper 29 Innenmantelfläche
Claims (15)
- Patentansprüche 1. Dosiervorrichtung (7) für eine Feuerlöschvorrichtung (2) zum Dosieren eines Zusatzmittels, insbesondere eines Schaummittels, für Löschwasser, umfassend ein Gehäuse (22), in dem ein Zusatzmitteleinlass (24) und ein Zusatzmittelauslass (25) angeordnet sind, eine Zusatzmittelmengenregelung (23), welche im Gehäuse (22) aufgenommen ist und einen rotationssymmetrischen Hohlkörper (28) mit zylindrischer Innenmantelfläche (29) umfasst, in welchem rotationssymmetrischen Hohlkörper (28) in zumindest einer Stirnfläche (31) eine erste Durchtrittsöffnung (32) vorgesehen ist, und in welchem rotationssymmetrischen Hohlkörper (28) weiters in der Mantelfläche (33) zumindest eine weitere Durchtrittsöffnung (34) vorgesehen ist, welche zumindest eine weitere Durchtrittsöffnung (34) mit einer Öffnung (38) eines, den rotationssymmetrischen Hohlkörper (28) umgebenden, Einstellelements (37) oder mit einer Öffnung (39) des Gehäuses (22) zumindest teilweise in Überdeckung bringbar ist und dadurch einen variabel einstellbaren Durchströmquerschnitt (41) bildet, dadurch gekennzeichnet, dass der rotationssymmetrische Hohlkörper (28) und/oderdas den rotationssymmetrischen Hohlkörper (28) umgebende Einstellelement (37) um die Rotationsachse (36) des rotationssymmetrischen Hohlkörpers (28) drehbar gelagert ist, wobei durch eine rotatorische Relativbewegung zwischen dem rotationssymmetrischen Hohlkörper (28) und dem umgebenden Einstellelement (37) oder dem Gehäuse (22) der sich ergebende Durchströmquerschnitt (41) verstellbar ist, und dass innerhalb der zylindrischen Innenmantelfläche (29) des rotationssymmetrischen Hohlkörpers (28) ein entlang der Rotationsachse (36) verschiebbares Regulierungselement (44) angeordnet ist, durch welches der Durchströmquerschnitt (41) zusätzlich vergrö-ßer- und verkleinerbar ist.
- 2. Dosiervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das translatorisch verschiebbare Regulierungselement (44) eine Kupplungsvorrichtung (46) zur Verbindung mit einem Aktuator (12) aufweist.
- 3. Dosiervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das translatorisch verschiebbare Regulierungselement (44) mittels einem Dichtungselement (48) an seinem kreisförmigen Umfangsabschnitt (47) bezüglich der zylindrischen Innenmantelfläche (29) des rotationssymmetrischen Hohlkörpers (28) abgedichtet ist.
- 4. Dosiervorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtungselement (48) aus einem duromeren Kunststoff, beispielsweise POM, gebildet ist.
- 5. Dosiervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der rotationssymmetrische Hohlkörper (28) als Hohlzylinder (30) ausgebildet ist.
- 6. Dosiervorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandstärke (49) des Hohlzylinders (30) zwischen 1 mm und 10 mm, insbesondere zwischen 2 mm und 6 mm beträgt.
- 7. Dosiervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum Einleiten einer Drehbewegung in den rotationssymmetrischen Hohlkörper (28), oder in das den rotationssymmetrischen Hohlkörper (28) umgebende Einstellelement (37), eine Antriebsspindel (42) durch das Gehäuse (22) nach außen geführt ist.
- 8. Dosiervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das den rotationssymmetrischen Hohlkörper (28) umgebende Einstellelement (37) ein weiterer rotationssymmetrischer Hohlkörper ist.
- 9. Dosiervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine weitere Durchtrittsöffnung (34) in der Mantelfläche (33) des rotationssymmetrischen Hohlkörpers (28) durch eine Mehrzahl von spalten- und reihenweise angeordneten Bohrungen (35) gebildet ist.
- 10. Dosiervorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnittsfläche der weiteren Öffnung (38, 39) im Einstellelement (37) oder Gehäuse (22) zumindest das 10-fache, bevorzugt zumindest das 100-fache der Querschnittsfläche einer einzelnen Bohrung (35) im rotationssymmetrischen Hohlkörper (28) beträgt.
- 11. Dosiervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Regulierungselement (44) scheibenförmig ausgebildet ist, wobei dessen axiale Erstreckung (50) kleiner bemessen ist, als dessen Durchmesser (51).
- 12. Feuerlöschvorrichtung (2) umfassend eine Wasserzuleitung (4), eine Zusatzmittelzuleitung (5), eine Löschmittelableitung (6), eine Pumpe (3) und eine Dosiervorrichtung (7), dadurch gekennzeichnet, dass die Dosiervorrichtung (7) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche ausgebildet ist.
- 13. Verfahren zum Dosieren von Zusatzmittel in einer Feuerlöschvorrichtung mittels einer Dosiervorrichtung (7), welche Dosiervorrichtung (7) ein Gehäuse (22), einen Zusatzmitteleinlass (24), einen Zusatzmittelauslass (25) und eine Zusatzmittelmengenregelung (23) umfasst, mittels welcher Zusatzmittelmengenregelung (23) eine Zusatzmittelrate einstellbar ist und eine Zusatzmittelfördermenge in Bezug auf eine variierende Löschwasser-Durchflussmenge zumindest weitestgehend proportional geregelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusatzmittelrate durch Drehen eines rotationssymmetrischen Hohlkörpers (28), oder eines den rotationssymmetrischen Hohlkörper (28) umgebenden Einstellelementes (37), um die Rotationsachse (36) des rotationssymmetrischen Hohlkörper (28), eingestellt wird, und dass die Zusatzmittelfördermenge durch Verschieben eines Regulierungselementes (44) in Längsrichtung der Rotationsachse (36) des rotationssymmetrischen Hohlkörpers (28) eingestellt wird.
- 14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das innerhalb der zylindrischen Innenmantelfläche (29) des rotationssymmetrischen Hohlkörpers (28) translatorisch verschiebbare Regulierungselement (44) mittels einer in Abhängigkeit von der Löschwasser-Durchflussmenge verstellbaren Steuerstange (11) translatorisch verschoben wird.
- 15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass der rotationssymmetrische Hohlkörper (28) oder das den rotationssymmetrischen Hohlkörper (28) umgebende Einstellelement (37) durch Bewegungskopplung mit einem Aktuator (43) gedreht wird.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
REJO | Opposition accepted [patent revoked] |
Effective date: 20190123 |