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Die Erfindung betrifft ein Spülventil. Die Erfindung betrifft auch eine Sprinkleranlage mit einem Spülventil.
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Sprinkleranlagen sind als automatische Feuerlöschanlagen bekannt. Insbesondere auf Schiffen ergibt sich das Problem, dass diese Sprinkleranlagen mit Meerwasser gespeist sind und im Meerwasser mitgeführte Partikel, wie aber auch sich in den Rohrleitungen der Sprinkleranlagen bildende Verkrustungen, z.B. Rost, die Sprinklerköpfe verstopfen können.
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Daher wird üblicherweise vor einem Sprinklerkopf oder einem anderen Abnehmer, dem ein Fluid zugeführt wird, ein Maschen oder Poren aufweisender Filter verwendet, der die Partikel mechanisch filtert und an einem Eindringen in den Sprinklerkopf oder den Abnehmer hindert.
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Nachteilig hieran ist jedoch, dass auch die Filter verstopfen können und die Sprinklerköpfe bzw. die Abnehmer funktionslos werden.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine technische Lösung zu entwickeln, die ein Versagen einer Sprinkleranlage, insbesondere einer auf einem Schiff installierten, mit Meerwasser gespeisten Sprinkleranlage aufgrund von im Löschwasser mitgeführten Partikel ausschließen kann.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das Spülventil mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Die von Anspruch 1 abhängigen Ansprüche geben vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung wieder.
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Grundgedanke der Erfindung ist es, das Löschwasser vor Zuleitung zu den Sprinklerköpfen für einen vorbestimmten Zeitraum, bevorzugt unmittelbar vor Eintritt in die Sprinklerköpfe, aus den Sprinklerleitungen zu entfernen. So kann sichergestellt werden, dass die im ersten Volumenstrom des Löschwassers mitgeführten Partikel, insbesondere bei langen Stillstandzeiten des Löschwassers in den Leitungen, nicht in die Sprinklerköpfe bzw. deren Filter gelangen, sondern in einem ersten Schritt aus dem Sprinklersystem entfernt werden und dieses daher nicht beschädigen können.
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Da dieses nahezu verzögerungsfrei und automatisiert erfolgen soll, erscheint es hierfür sinnvoll auf das Grundkonzept von Spülventilen zurückzugreifen:
Spülventile sind aus einer Reihe von Anwendungen bekannt, bei denen eine dem Spülventil über eine erste Leitung zugeführte Spülflüssigkeit nach Betätigung des Spülventils für einen vorbestimmten Zeitraum geöffnet bleibt und die dem Spülventil zugeführte Spülflüssigkeit über eine zweite Leitung abgeführt wird. Nach Ablauf des vorbestimmten Zeitraums oder nach Wegfall des den Spülvorgang auslösenden Ereignisses sperrt das Spülventil die Kommunikation zwischen erster Leitung und zweiter Leitung und kehrt in den Ruhezustand zurück.
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Dieses Grundkonzept wird nun dadurch erweitert, dass ein Teilvolumen des Spülfluids, beispielsweise Löschwasser, in einem ersten Schritt aus der Leitung entfernt werden und in einem zweiten Schritt sichergestellt sein muss, dass das Spülfluid, insbesondere Löschwasser, vollständig für seinen Einsatzzweck zur Verfügung gestellt wird.
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Erfindungsgemäß ist daher ein Spülventil vorgesehen, mit einem Ventilgehäuse, einer dem Spülventil ein Spülfluid zuführenden ersten Leitung, einer vom Spülventil Spülfluid abführenden zweiten Leitung, einem die erste Leitung mit der zweiten Leitung kommunizierend verbindenden Verbindungsabschnitt, einem Kolben, der gegen die Kraft einer sich am Ventilgehäuse abstützenden Feder im Verbindungsabschnitt verschieblich gelagert ist und die Kommunikation der ersten Leitung mit der zweiten Leitung in einer ersten Position unterbindend und bei Beaufschlagung mit Spülfluid entgegen der Kraft der Feder die Kommunikation der ersten Leitung mit der zweiten Leitung in einer zweiten Position freigebend eingerichtet ist, wobei der Kolben einen mit der ersten Leitung kommunizierenden Raum mit einer nach außerhalb des Spülventils führenden Öffnung, und einen in einer mit einem zweiten Fluid gefüllten Kammer angeordneten, als Widerstandskörper ausgebildeten Abschnitt, der bei einer durch das Spülfluid oder durch die Feder veranlassten Bewegung des Kolbens eine der Bewegungsrichtung des Kolbens entgegengesetzte Kraft ausbildend eingerichtet ist, aufweist.
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Bei Aktivierung des Sprinklersystems, also wenn dem Spülventil Löschwasser zugeführt wird, würde das (abgestandene und/oder Partikel mitführende) Löschwasser also für einen (kurzen) vorbestimmten Zeitraum zunächst über das Spülventil entsorgt werden, sodass Verschmutzungen/Verkrustungen nicht in die Sprinklerköpfe gelangen können. Erst in einem zweiten Schritt, nämlich dann, wenn der Kolben die zweite Position erreicht hat, würde das Löschwasser vollständig der zweiten Leitung und damit den Sprinklerköpfen zur Verfügung gestellt werden. Die zeitliche Verzögerung wird dabei durch den in der Kammer angeordneten, mit dem Kolben verbundenen oder als Teil des Kolbens ausgebildeten Widerstandskörper bewirkt.
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Der im Kolben vorgesehene Raum ist insbesondere als in Längsrichtung des Kolbens verlaufende Bohrung angelegt, wobei die im Kolben vorgesehene Öffnung besonders bevorzugt quer zur Längsachse des Kolbens angeordnet ist.
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Damit sichergestellt ist, dass der Kolben bei Beaufschlagung mit dem Spülfluid auch tatsächlich in die zweite Position verschoben wird, in der das Spülfluid von der ersten Leitung in die zweite Leitung gelangen kann, ist der Öffnungsquerschnitt der im Kolben vorgesehenen Öffnung bevorzugt kleiner als der dem Kolben zugewandte Öffnungsquerschnitt der ersten Leitung ausgebildet.
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Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung wird die Öffnung bei Erreichen der zweiten Kolbenposition dadurch wieder verschlossen, dass ein Gehäuseabschnitt vorgesehen ist, der die Öffnung nur dann verschließen kann, wenn der Kolben in der zweiten Position angeordnet ist. Dadurch wird sichergestellt, dass sämtliches Spülfluid, dass beispielsweise einem Sprinklerkopf zugeführt wird, ohne Verluste von der ersten Leitung in die zweite Leitung gelangt.
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Weiter ist es bevorzugt vorgesehen, dass der Querschnitt des in der Kammer angeordneten Widerstandskörpers annähernd dem Querschnitt der Kammer selbst entspricht, sodass der Widerstandskörper die Kammer in zwei Abschnitte unterteilt. In diesem Fall ist das in der Kammer angeordnete zweite Fluid gezwungen, bei einer Bewegung des Kolbens den Widerstandskörper durch den zwischen Widerstandskörper und Innenwandung der Kammer gebildeten Spalt zu passieren.
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Alternativ oder zusätzlich ist nach einer besonders bevorzugten Ausgestaltung vorgesehen, dass der Widerstandskörper wenigstens eine den Widerstandskörper durchziehende, die zu beiden Seiten des Widerstandskörpers angeordneten Kammerabschnitte verbindende Leitung aufweist, sodass das zweite Fluid bei Bewegung des Kolbens durch diese Leitung von einem Kammerabschnitt zum anderen Kammerabschnitt gelangen kann.
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Bei der Ausgestaltung der Kammer ist speziell vorgesehen, dass das zweite Fluid eine Flüssigkeit ist. Insbesondere handelt es sich bei der Flüssigkeit um eine viskose Flüssigkeit, die auch bei niedrigen Temperaturen fließfähig ist, z.B. Glycerin oder eine Glycerin-Wasser-Gemisch.
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Das Spülventil ist insbesondere im Zusammenhang mit einer Sprinkleranlage derart einsetzbar, dass die zweite Leitung des Spülventils mit einem Sprinklerkopf verbunden wird. Dadurch können in der Leitung vorhandene Partikel, wie etwa Verschmutzungen und Verkrustungen, vor dem Eintritt in den Sprinklerkopf beseitigt werden.
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Speziell eignet sich das Spülventil nach der Erfindung für den Einsatz auf Schiffen, die eine mit Meerwasser gespeiste Sprinkleranlage aufweisen.
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Darüber hinaus ist das Spülventil aber für jegliche fluidführenden Leitungen verwendbar, in ein Teilvolumen des Fluids vor dem Herstellen einer Kommunikation zwischen einer ersten Leitung und einer zweiten Leitung automatisiert entfernt werden sollen.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines in der beigefügten Zeichnung dargestellten, besonders bevorzugt ausgestalteten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
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1 zeigt ein besonders bevorzugt ausgestaltetes Ausführungsbeispiel eines Spülventils nach der Erfindung im Querschnitt.
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Das Spülventil 10 weist ein Ventilgehäuse 20 auf, mit einer auf dessen Oberseite angeordneten ersten Leitung 30, die dem Spülventil 10 ein Spülfluid zuführt, und einer auf dessen Unterseiten angeordneten zweiten Leitung 40, die das dem Spülventil 10 zugeführte Spülfluid vom Spülventil 10 weg abführt.
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Die erste und die zweite Leitung 30, 40 sind insbesondere derart ausgebildet, dass diese ein Gewinde zum Anschluss an eine Fluid zuführende Rohrleitung und eine Fluid abführende Rohrleitung oder einen Abnehmer aufweisen. Insbesondere kann in das Gewinde der zweiten Leitung 40 ein (nicht dargestellter) Sprinklerkopf eingesetzt sein.
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Die erste und die zweite Leitung 30, 40 sind mittels eines Verbindungsabschnitts 50 miteinander verbunden, sodass das dem Spülventil 10 zugeführte Spülfluid von der ersten Leitung 30 in die zweite Leitung 40 gelangen kann. Der Verbindungsabschnitt 50 kann dabei ein Teilabschnitt der ersten Leitung 30 oder der zweiten Leitung 40 sein.
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In jedem Fall ist der Verbindungsabschnitt 50 so ausgebildet, dass in diesem zumindest teilweise ein Kolben 60 verschieblich gelagert ist, der die fluidale Kommunikation zwischen der ersten Leitung 30 und der zweiten Leitung 40 in einer ersten Position unterbindet und in einer zweiten Position freigibt.
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Hierzu ist der Kolben 60 gegen die Kraft einer Feder 70 gelagert, die sich am Ventilgehäuse 20 abstützt. Insbesondere ist der Kolben 60 derart mit der Feder 70 verbunden, dass der Kolben durch Druckkraft oder Zugkraft der Feder 70 in der die fluidale Kommunikation zwischen der ersten Leitung 30 und der zweiten Leitung 40 unterbindenden (ersten) Position gehalten wird.
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Erst bei Beaufschlagung des Kolbens 60 mit einem dem Spülventil 10 zugeführten Spülfluid, z. B. Löschwasser, entgegen der Kraft der Feder 70 gibt der Kolben 60 die Kommunikation zwischen erster und zweiter Leitung 30, 40 frei, sodass das Spülfluid weitergeleitet, z. B. zu einem Abnehmer geleitet werden kann.
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Als eine erste Besonderheit weist der Kolben 60 eine zentrale Bohrung 62 auf, die in einer sich nach außerhalb des Spülventils 10 öffnenden Öffnung 64 mündet. Wird also der Kolben 60 mit Spülfluid beaufschlagt, wird das Fluid in diesen im Kolben 60 gebildeten Raum 62 eindringen und sich nach außerhalb des Spülventils 10 entleeren, ohne dass das Spülfluid in die zweite Leitung 40 gelangen kann. Gleichzeitig werden mit dem Spülfluid in der Leitung mitgeführte Partikel, z.B. Verschmutzungen oder Verkrustungen, aus dem Leitungssystem beseitigt, ohne dass diese einem gegen Partikel anfälligen Abnehmer, z.B. einem Sprinklerkopf, zugeführt werden.
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Als weitere Besonderheit weist der Kolben 60 einen in einer mit einem zweiten Fluid gefüllten Kammer 80 angeordneten, als Widerstandskörper 66 ausgebildeten Abschnitt auf. Der in der Kammer 80 angeordnete Widerstandskörper 66 ist insbesondere als Scheibe ausgebildet, die wenigstens eine die Scheibe durchstoßende Öffnung 68 aufweist.
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Wird der Kolben 60 mit dem aus der ersten Leitung 30 zugeführten Spülfluid beaufschlagt, würde dieser – ohne dass ein Widerstandskörper 66 vorgesehen wäre und einen entsprechend hohen Druck des Spülfluids vorausgesetzt – aus der ersten Position unmittelbar in die zweite Position überführt werden, ohne dass die im Spülfluid mitgeführten Partikel die Möglichkeit hätten, aus dem Leitungssystem entfernt zu werden. Stattdessen würden diese bei gegebener Kommunikation zwischen erster Leitung 30 und zweiter Leitung 40 unmittelbar durch das Spülventil 10 in die zweite Leitung 40 gelangen.
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Um dieses zu verhindern und eine ausreichend lange Zeit vorzuhalten, innerhalb derer die Partikel durch die im Kolben 60 gebildete Öffnung 64 entsorgt werden können, bildet der in der geschlossenen Kammer 80 angeordnete Widerstandskörper 66 ein Widerlager zu der Bewegung des Kolbens 60.
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Damit der Kolben 60 überhaupt in die zweite Position gelangen kann, muss das in der Kammer 80 auf der einen Seite des Widerstandskörpers 66 angeordnete zweite Fluid zwischen Wandung und Widerstandskörper 66 und/oder durch die Leitung 68 auf die andere Seite des Widerstandskörpers 66 gedrückt werden. Dieser Vorgang ist von der auf den Kolben 60 beaufschlagten Kraft und der Viskosität des in der Kammer 80 angeordneten weiteren Fluids abhängig.
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Da die durch Zusammenwirken der Kolbenbewegung, des Widerstandskörpers 66 und dem Fluid in der Kammer 80, der Bewegungsrichtung des Kolbens 60 entgegengesetzte Kraft sowohl bei einer durch das Spülfluid oder durch die Feder 70 veranlassten Bewegung des Kolbens 60 wirkt, tritt eine zeitliche Verzögerung sowohl beim Übergang des Kolbens 60 von der ersten in die zweite Position als auch von der zweiten in die erste Position auf.
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Dieses ermöglicht einerseits, dass mit dem Spülfluid mitgeführte Partikel aus dem Rohrleitungssystem wirkungsvoll entfernt werden, als auch, dass die Leitung (nach Benutzung) vollständig leerlaufen kann.
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Schließlich ist vorgesehen, dass das Ventilgehäuse einen Abschnitt 22 aufweist, der die im Kolben 60 angeordnete Öffnung 64 verschließt, wenn sich der Kolben 60 in der zweiten Position befindet. So ist sichergestellt, dass sämtliches Spülfluid von der ersten Leitung 30 in die zweite Leitung 40 gelangt.
