DE10113371A1

DE10113371A1 - Brandschutzventil für eine Rohrleitung

Info

Publication number: DE10113371A1
Application number: DE10113371A
Authority: DE
Inventors: Guenter Schulte
Original assignee: Guenter Schulte
Current assignee: HORCH, FABIAN, 34266 NIESTETAL, DE
Priority date: 2001-03-20
Filing date: 2001-03-20
Publication date: 2002-10-02

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Brandschutzventil für eine Rohrleitung, welches aus einem Ventilelement (7) besteht, das zweiteilig ausgebildet ist mit einem inneren Ventilteil (10) aus einem bei erhöhter Temperatur aufschäumenden Material und einem äußeren Ventilteil (13). Es sind thermische Auslösemittel (18) vorgesehen, so dass bei erhöhter Temperatur sich der innere Ventilteil (10) löst und sich in Achsrichtung bewegt, so dass die Rohrleitung (9) verschlossen wird. Bei noch höheren Temperaturen schäumt das Material, aus dem der innere Ventilteil (10) besteht, auf.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Brandschutzventil für eine Rohrleitung, insbesondere Lüftungsrohrleitung umfassend wenigstens ein tellerartiges Ventilelement, welches aus einer Ruheposition, in der es einen Teil des Querschnitts der Rohrleitung frei lässt, in eine Verschlussposition beweglich ist, in der es den Öffnungsquerschnitt der Rohrleitung verschließt, wobei das tellerartige Ventilelement zwei Teile umfasst, die bei Normaltemperatur miteinander zu einem Ventilteller verbunden sind und Mittel vorgesehen sind, die bei erhöhter Temperatur auslösen und nach deren Auslösung der innere Ventilteil in seine Verschlussposition in Achsrichtung der Rohrleitung bewegt wird, in der er den Querschnitt der Rohrleitung verschließt, wobei der äußere Ventilteil seine Position beibehält.

Ein Brandschutzventil für eine Rohrleitung der obengenannten Gattung ist aus der DE 199 19 700 A1 bekannt geworden. Der innere Ventilteil, der bei diesem Brandschutzventil bei Auslösung in die Verschlussposition bewegt wird, besteht aus einem Blechteller. Zwar ist bei diesem bekannten Brandschutzventil gemäß einer Variante auch bereits vorgesehen, diesen Blechteller mit einem bei erhöhten Temperaturen aufschäumenden Baustoff zu beschichten. Da der Blechteller jedoch an der Ventilinnenseite liegt, kann ein solcher aufschäumender Baustoff bei Aufschäumen nicht oder nicht in ausreichendem Maße vom Ventilsitz her in Achsrichtung in das Innere der Rohrleitung hin aufschäumen. Vielmehr schäumt bei diesem bekannten Brandschutzventil der Schaumstoff fast ausschließlich nach außen, wobei die Wirkung teilweise dadurch verloren geht, dass dort keine seitliche Begrenzung als Einfassung für den Schaumstoff gegeben ist.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Brandschutzventil für eine Rohrleitung der eingangs genannten Art im Hinblick auf eine effektivere Abschottung im Brandfall weiter zu verbessern.

Die Lösung dieser Aufgabe liefert ein Brandschutzventil für eine Rohrleitung der eingangs genannten Gattung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der innere Ventilteil des zweiteiligen Ventilelements aus einem bei erhöhter Temperatur aufschäumenden Material besteht. Der bislang vorhandene Metallteller entfällt damit. Da der innere Ventilteil des Ventilelements selbst aus dem aufschäumenden Material besteht, schäumt bei Überschreiten der Auslösetemperatur der Schaumstoff in die Rohrleitung hinein. Dadurch wird der Brandschutz im Hinblick auf eine Abschottung gegen eine Ausbreitung von Flammen, Hitze und/oder heißen Rauchgasen durch die Rohrleitung im Bereich des Brandschutzventils wesentlich verbessert.

In diesem Zusammenhang ist zu beachten, dass die genannte Auslösetemperatur, bei der der Schaumstoff aufschäumt, in der Regel oberhalb der Auslösetemperatur liegt, bei der die Mittel auslösen, mittels derer der innere Ventilteil auf den Ventilsitz gedrückt wird. Für diese Auslösung kann man zum Beispiel ein Schmelzlot verwenden, welches unterhalb der Auslösetemperatur die beiden Ventilteile des Ventilelements zusammenhält und welches üblicherweise in einem Bereich von unterhalb von 100°C, beispielsweise bei etwa 72°C auslöst. Das innere Ventilteil wird also auch bereits bei Auftreten heißer Rauchgase auf den Ventilsitz gepresst. Damit erfüllt das Brandschutzventil bereits eine Absperrfunktion im Brandfalle. Bei weiterer Temperaturerhöhung wird dann irgendwann der Punkt erreicht, bei dem der Intumeszenzschaumstoff aufschäumt und somit die volle Brandschutzwirkung erreicht wird.

Unabhängig von den genannten Brandschutzmaßnahmen ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung vorzugsweise vorgesehen, dass motorgetriebene Antriebsmittel vorhanden sind, mittels derer das gesamte Ventilelement in Achsrichtung der Lüftungsrohrleitung zur Veränderung des Durchströmquerschnitts des Ventils verstellbar ist. Diese Verstellfunktion zur Veränderung des Durchströmquerschnitts kann also bei Normaltemperaturen ausgeübt werden und ist von den obengenannten Brandschutzfunktionen des Ventils völlig unabhängig. Als Antriebsmittel in dem genannten Sinne kann beispielsweise ein Motor dienen, der zum Beispiel eine Spindel antreibt, die mit dem Ventilelement verbunden ist. Diese Spindel kann bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung in das Innere des Ventilelements hineinragen und dort mit ihrem einen Ende befestigt sein. Vorzugsweise ist weiterhin eine Schutzhülse vorgesehen, die die Spindel umgibt.

Um das innere Ventilteil nach dem Auslösen eines thermischen Auslöseelements in Richtung Ventilsitz zu drücken, kann man beispielsweise ein Federelement verwenden, zum Beispiel eine Druckfeder, die im Inneren des Ventilelements angeordnet ist.

Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das innere Ventilteil im Umriss etwa kegelstumpfförmig und vorzugsweise innen hohl ist. Dies hat den besonderen Vorteil einer guten Anlage des inneren Ventilteils in der Verschlussstellung im Bereich des Ventilsitzes, wenn dieser ebenfalls etwa trichterförmig oder kegelstumpfmantelartig geformt ist. Während ein Ventilteller nur eine linienförmige Anlage am Umfang, das heißt, am Rand des Tellers in einem solchen Ventilsitz ergibt, erreicht man bei einer kegelstumpfförmigen Ausbildung des inneren Ventilteils eine flächige Anlage etwa im Bereich einer Kegelmantelfläche. Eine Weiterbildung der Erfindung sieht dabei vor, dass das innere Ventilteil aus einem bei Normaltemperatur hartgummiähnlichen leicht elastischen Material mit abdichtenden Eigenschaften besteht. Dies hat den weiteren Vorteil, dass das innere Ventilteil in der Verschlussstellung dadurch abdichtende Eigenschaften hat, wodurch insbesondere auch eine bessere Abdichtung gegen bei einem Brandfall auftretende giftige Rauchgase erzielt wird.

Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum brandsicheren Verschließen einer Rohrleitung, insbesondere Lüftungsrohrleitung umfassend wenigstens ein Ventilelement mit bei erhöhter Temperatur ansprechenden Auslösemitteln zum Verschließen der Lüftungsrohrleitung insbesondere gegen Heißrauch, welches erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet ist, dass bei Normaltemperatur über motorisch betriebene Antriebsmittel die Position des Ventilelements in Richtung der Rohrachse verstellbar ist und damit der gewünschte Öffnungsquerschnitt der Rohrleitung im Ventilbereich eingestellt werden kann. Bei erhöhter Temperatur wird über thermisch auslösende Auslösemittel der Öffnungsquerschnitt der Rohrleitung automatisch vollständig gegen den Durchtritt insbesondere von Rauchgasen verschlossen und bei einer noch höheren Temperatur verschließt ein den Öffnungsquerschnitt der Rohrleitung verschließender Ventilteil aus einem aufschäumenden Baustoff die Rohrleitung feuersicher, das heißt, es wird ein Durchschlagen von Flamme oder Hitze im Ventilbereich verhindert. Eine Besonderheit des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht also darin, dass eine Abdichtung der Lüftungsrohrleitung durch das Ventilelement mit wenigstens drei verschiedenen Funktionen möglich ist, wobei in einem Brandfall alle drei Verschlussfunktionen sukzessive nacheinander eintreten können, entsprechend den bei einem Brand auftretenden Phasen, wonach sich in der Regel zunächst Kaltrauchgase bilden, dann Heißrauch und erst in einer dritten Phase sich Hitze und/oder Flammen über ein Rohrleitungssystem ausbreiten.

Ein Brandschutzventil gemäß der vorliegenden Erfindung kann für das Verschließen beispielsweise einer Lüftungsrohrleitung dienen in der Abluft, Zuluft oder auch Umluft strömt, wobei die strömende Luftmenge bei Normaltemperatur über den Stellmotor entsprechend regulierbar ist.

Die in den Unteransprüchen genannten Merkmale betreffen bevorzugte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Aufgabenlösung.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Detailbeschreibung.

Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben. Dabei zeigen

Fig. 1 eine Längsschnittdarstellung im Bereich einer Rohrleitung mit einem erfindungsgemäßen Brandschutzventil;

Fig. 2 eine vergrößerte Detaildarstellung eines Ausschnitts aus Fig. 1;

Fig. 3 eine entsprechende Ansicht ähnlich wie in Fig. 1, jedoch nach der Auslösung des thermischen Auslöseelements;

Fig. 4 eine entsprechende Ansicht ähnlich wie in den Fig. 1 und 3, jedoch nach dem Aufschäumen des Materials, aus dem das innere Ventilteil besteht.

Zunächst wird auf Fig. 1 Bezug genommen.

Fig. 1 zeigt einen prinzipiellen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Brandschutzventil für eine Rohrleitung, insbesondere eine Lüftungsrohrleitung. Die Rohrleitung ist in der Zeichnung mit 9 bezeichnet und erstreckt sich beispielsweise im Bereich eines Durchbruchs in einer Wand 8 oder einer Decke. Es ist ein etwa tellerartiges Ventilelement 7 vorgesehen, welches mit einem Ventilsitz 6 zusammenwirkt und in der geschlossenen Stellung den Querschnitt der Lüftungsrohrleitung 9 in dem Durchbruchsbereich durch die Wand 8 versperrt. In Fig. 1 ist jedoch das Ventilelement 7 in der Offenstellung gezeigt. Der Öffnungsquerschnitt der Rohrleitung zwischen dem Ventilelement 7 und dem Ventilsitz 6 ist einstellbar, so dass je nach Bedarf die Menge der aus der Lüftungsrohrleitung 9 austretenden Abluft reguliert werden kann. Für die Einstellung ist erfindungsgemäß ein Stellmotor 12 vorgesehen, der eine Spindel 11 antreibt, so dass diese sich in Achsrichtung in Richtung der Pfeile bewegt. Da die Spindel 11 sich in das Inneres des Ventilelements 7 hineinerstreckt und an dem Ventilelement befestigt ist, nimmt sie das Ventilelement 7 mit, wobei bei Normaltemperatur das Ventilelement 7 insgesamt in Richtung der Achse der Lüftungsrohrleitung 9 bewegt wird, je nachdem welcher Öffnungsquerschnitt gewünscht ist. Das Ventilelement 7 kann mittels des Stellmotors 12 und der Spindel 11 auch in eine vollständig geschlossene Stellung bewegt werden, in der es auf dem Ventilsitz 6 abdichtend aufliegt.

Aus Fig. 1 ist ersichtlich, dass das Ventilelement 7 im Prinzip auf zwei Teilen besteht, nämlich einem inneren Ventilteil 10 und einem äußeren Ventilteil 16 der innere Ventilteil 10 hat die Form eines innen hohlen Kegelstumpfs und besteht aus einem bei erhöhter Temperatur aufschäumendem Material, einem sogenannten Intumeszenzschaumstoff. Das äußere Ventilteil 16 kann dagegen beispielsweise aus Metall bestehen und eine etwa tellerförmige Form haben. Beide Ventilteile 10, 16 sind miteinander zu einem einheitlichen Ventilelement 7 verbunden, wobei die Verbindung beispielsweise eine Pressverbindung, Klemmverbindung, Schraubverbindung, Klebeverbindung oder dergleichen sein kann.

Das Ventilelement 7 umfasst weiterhin Auslösemittel 18, die thermisch auslösen und zum Beispiel aus einem Schmelzlot oder dergleichen bestehen. Dieses Schmelzlot 18 stellt eine Verbindung zwischen dem inneren Ventilteil 10 und der Spindel 11 her, so dass bei intaktem Schmelzlot der innere Ventilteil 10 festgehalten wird. In dem Hohlraum 13 im Inneren des Ventilelements befindet sich eine Schutzhülse 14, welche die Spindel 11 umgibt. Auf dieser Schutzhülse 14 ist eine Druckfeder 15 angeordnet, die normalerweise bei intaktem Schmelzlot 18 unter einer Vorspannung steht. Das äußere Ventilelement. Das äußere Ventilelement 16 kann beispielsweise über eine Mutter oder ähnliche Befestigungselemente mit der Spindel 11 verschraubt sein.

Wenn nun eine erhöhte Temperatur auftritt, bei der Schmelzlot 18 durchschmilzt, dann wird durch die Federkraft der Druckfeder 15 der innere Ventilteil 10 in Achsrichtung auf den Ventilsitz 6 gedrückt und dichtet dort ab. Diese Stellung des inneren Ventilelements 10 nach der thermischen Auslösung ist in Fig. 3 dargestellt.

Fig. 2 zeigt eine vergrößerte Detaildarstellung, bei der man den Befestigungsbereich des inneren Ventilteils 10 mit dem Schmelzlot 18 besser erkennen kann. Man sieht, dass das Schmelzlot 18 auf dem durch den inneren Ventilteller 10 hindurchragenden Endabschnitt der Hülse 14 befestigt ist. Die Spindel 11 liegt konzentrisch innerhalb der Hülse 14 und setzt sich außerhalb des inneren Ventilelements 10 in Richtung auf den Stellmotor 12 fort. Die Druckfeder 15 ist um die Hülse 14 herumgelegt und endet vor dem inneren Ventilteil 10. Da das Schmelzlot 18 die Hülse 14 radial überragt und im Durchmesser größer ist als die Durchgangsöffnung 10a für die Hülse 14 in dem inneren Ventilteil 10, hat die Druckkraft der Druckfeder 15 keine Wirkung, so lange das ringförmige Schmelzlot 18 fest auf der Hülse 14 sitzt und das Widerlager für den inneren Ventilteil 10 bildet. Sobald aber das Schmelzlot 18 weggeschmolzen ist, kann der innere Ventilteil 10 über das Ende der Hülse 14 hinwegrutschen, wobei dies ausgelöst wird durch die Kraft der Druckfeder 15.

Nachfolgend wird auf Fig. 4 Bezug genommen. Wenn nun ausgehend von der Darstellung gemäß Fig. 3 der innere Ventilteil 10 bereits auf dem Ventilsitz 6 aufliegt und die Temperatur weiter ansteigt, dann beginnt bei Überschreiten einer gewissen Temperatur das Material aus dem der innere Ventilteil 10 besteht aufzuschäumen und breitet sich unter starker Volumenvergrößerung aus. Dieser aufschäumende Intumeszenzschaumstoff quillt dann in die Lüftungsrohrleitung 9 hinein und bildet einen feuer- und hitzesicheren Verschluß im Bereich des Durchbruchs durch die Wand 8.

Claims

1. Brandschutzventil für eine Rohrleitung, insbesondere Lüftungsrohrleitung umfassend wenigstens ein tellerartiges Ventilelement, welches aus einer Ruheposition, in der es einen Teil des Querschnitts der Rohrleitung frei lässt, in eine Verschlussposition beweglich ist, in der es den Öffnungsquerschnitt der Rohrleitung verschließt, wobei das tellerartige Ventilelement zwei Teile umfasst, die bei Normaltemperatur miteinander zu einem Ventilteller verbunden sind und Mittel vorgesehen sind, die bei erhöhter Temperatur auslösen und nach deren Auslösung der innere Ventilteil in seine Verschlussposition in Achsrichtung der Rohrleitung bewegt wird, in der er den Querschnitt der Rohrleitung verschließt, wobei der äußere Ventilteil seine Position beibehält, dadurch gekennzeichnet, dass der innere Ventilteil (10) aus einem bei erhöhter Temperatur aufschäumenden Material, insbesondere einem Intumeszenzschaumstoff besteht.

2. Brandschutzventil für eine Rohrleitung, insbesondere Lüftungsrohrleitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dieses motorgetriebene Antriebsmittel (11) umfasst, mittels derer das gesamte Ventilelement in Achsrichtung der Lüftungsrohrleitung zur Veränderung des Durchströmquerschnitts des Ventils verstellbar ist.

3. Brandschutzventil für eine Rohrleitung, insbesondere Lüftungsrohrleitung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Antriebsmittel (11) eine über einen Motor, insbesondere einen Stellmotor angetriebene Spindel (11) vorgesehen ist.

4. Brandschutzventil für eine Rohrleitung, insbesondere Lüftungsrohrleitung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Spindel (11) in das Innere (13) des Ventilelements hineinragt und dort mit ihrem einen Ende befestigt ist.

5. Brandschutzventil für eine Rohrleitung, insbesondere Lüftungsrohrleitung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Spindel (11) in einer Schutzhülse (14) aufgenommen ist, die diese konzentrisch umgibt.

6. Brandschutzventil für eine Rohrleitung, insbesondere Lüftungsrohrleitung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Federelement (15), insbesondere eine Druckfeder vorgesehen ist, welche im Inneren (13) des Ventilelements zwischen dem feststehenden äußeren Ventilteil (16) und dem inneren Ventilteil (10) angeordnet ist und nach Auslösen eines thermischen Auslöseelements (18) bei erhöhter Temperatur das innere Ventilteil (10) in Richtung Ventilsitz (19) drückt.

7. Brandschutzventil für eine Rohrleitung, insbesondere Lüftungsrohrleitung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das innere Ventilteil (10) im Umriss etwa kegelstumpfförmig und innen hohl ist.

8. Brandschutzventil für eine Rohrleitung, insbesondere Lüftungsrohrleitung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (15) die Hülse (14) konzentrisch umgibt.

9. Brandschutzventil für eine Rohrleitung, insbesondere Lüftungsrohrleitung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das innere Ventilteil (10) aus einem bei Normaltemperatur hartgummiähnlichen leicht elastischen Material mit abdichtenden Eigenschaften besteht.

10. Verfahren zum brandsicheren Verschließen einer Rohrleitung, insbesondere Lüftungsrohrleitung umfassend wenigstens ein Ventilelement mit bei erhöhter Temperatur ansprechenden Auslösemitteln zum Verschließen der Lüftungsrohrleitung insbesondere gegen Heißrauch, dadurch gekennzeichnet, dass bei Normaltemperatur über motorisch betriebene Antriebsmittel die Position des Ventilelements in Richtung der Rohrachse verstellt und damit der gewünschte Öffnungsquerschnitt der Rohrleitung im Ventilbereich eingestellt wird, dass bei erhöhter Temperatur über thermisch auslösende Auslösemittel der Öffnungsquerschnitt der Rohrleitung automatisch vollständig gegen den Durchtritt insbesondere von Rauchgasen verschlossen wird, und dass bei einer noch höheren Temperatur ein den Öffnungsquerschnitt der Rohrleitung verschließender Ventilteil (10) aus einem aufschäumenden Baustoff aufschäumt und die Rohrleitung feuersicher verschließt.