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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Feuerlöschanordnung mit den Merkmalen im Oberbegriff von Anspruch 1.
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Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, Feuerlöschanordnungen, insbesondere in Innenräumen von Gebäuden, zu installieren. Hierbei wird ein in einer Gasflasche bereitgestelltes Feuerlöschmedium an Feuerlöschleitungen angeschlossen. Die Auslösung erfolgt im Brandfall durch Aktivierung eines Ventils. Beispielsweise sind aus der
DE 10 2010 028 858 A1 oder auch aus der
EP 3 744 405 A1 Feuerlöschanordnungen bekannt.
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Entsprechende Feuerlöschanordnungen weisen zumeist mehrere in Reihe geschaltete Ventile auf. Es ist die Anforderung, dass die Auslösezeit von einem ersten Ventil bis zu einem letzten Ventil, mithin das Zeitintervall zwischen dem Auslösen des ersten und des letzten Ventils der Ventilreihenschaltung, eine Sekunde nicht überschreitet. In der Folge ist die Aneinanderreihung von verschiedenen Ventilen bzw. eine Auslöseautomatik stark begrenzt.
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Die Auslösegeschwindigkeit eines Ventils ist direkt mit dem an dem Ventil anliegenden Flaschendruck des in der Gasflasche bereitgestellten Feuerlöschmediums verknüpft. Je größer der Querschnitt, umso schneller ist der damit verbundene Druckabfall. An einem Auslöseventil sind jedoch sogenannte Auslöseeinheiten gekoppelt. Die von den Auslöseeinheiten benötigte Kraft bzw. bereitzustellende Leistung steigt somit auch mit dem steigenden Querschnitt des Auslöseventils. Große Auslöseeinheiten wirken sich negativ auf die Kosten sowie den benötigten Bauraum eines solchen Auslöseventils aus.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Möglichkeit aufzuzeigen, ein Auslöseventil mit verbesserter Auslösezeit und gleichzeitig kompakter Bauform bereitzustellen.
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Die zuvor genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Auslöseventil für eine Feuerlöschanordnung in den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst.
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Vorteilhafte Ausgestaltungsvarianten der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen wiedergegeben.
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Die Feuerlöschanordnung weist eine Gasflasche mit einem Feuerlöschmedium und ein daran angeschlossenes Auslöseventil auf. Das Auslöseventil ist mit einer Feuerlöschmediumleitung verbunden, dergestalt, dass bei Auslösung das Feuerlöschmedium aus der Gasflasche in die Feuerlöschmediumleitung geleitet wird.
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Bei dem Feuerlöschmedium kann es sich um ein gasförmiges oder auch ein flüssiges Feuerlöschmedium handeln. Die Gasflasche kann eine mobil einzusetzende Gasflasche sein, jedoch auch eine stationär eingesetzte Gasflasche. Alternativ kann die Gasflasche auch direkt eine Feuerlöschmediumleitung zur zuvor stationären Installation sein. Diese Feuerlöschmedienbereitstellungsleitung ist dann beispielsweise mit einem externen von einer Einrichtung angeordneten Feuerlöschmedientank verbunden.
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In der Gasflasche herrscht ein Mediendruck bzw. auch nachfolgend Flaschendruck genannt. Dieser Flaschendruck liegt dauerhaft an, bis zur Aktivierung. Das Auslöseventil kann somit bei Sensierung eines Brandfalls bzw. bei Betätigung des Auslöseventils auslösen und lässt dann das Feuerlöschmedium in die Feuerlöschmedienleitung des Auslöseventils übertreten.
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Das Auslöseventil selbst besitzt einen Ventilkörper sowie einen Auslösekopf. Der Auslösekopf selbst weist Anschlussleitungen zur Auslösung auf. Der Auslösekopf weist zwei Auslöseelemente auf. Die Auslöseelemente können pneumatisch, mechanisch, hydraulisch und/oder elektrisch angesteuert sein. Durch die Drehbarkeit des Auslösekopfes zum Ventilkörper selbst ist es möglich, an dem Installationsort des Auslöseventils möglichst mit kompakter Bauform den Auslösekopf zu den Anschlussleitungen zu drehen und diese dann unmittelbar an die Auslöseelemente anzuschließen. Dies spart Bauraum.
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Beispielsweise kann der Auslösekopf mit einer Überwurfmutter drehbar auf dem Ventilkörper angeordnet sein. Bei Installation wird der Auslösekopf in die gewünschte Position gedreht und anschließend die Überwurfmutter festgezogen. Dazwischen befindet sich mindestens eine Dichtung, die dann Auslösekopf und Ventilkörper gasdicht miteinander abdichtet.
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Erfindungsgemäß ist alternativ oder ergänzend zum drehbaren Auslösekörper ferner vorgesehen, dass die zwei Auslöseelemente des Auslöseventils parallel zueinander geschaltet sind und über einen Entlüftungskolben jeweils mittelbar mit einem Hauptkolben verbunden sind, mithin den Hauptkolben aktivieren können. Grundsätzlich funktioniert das erfindungsgemäße Prinzip auch nur mit einem Auslöseelement. Es können auch mehr als zwei Auslöseelemente verwendet werden, wie nachfolgend beschrieben.
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Hier hat sich erfindungsgemäß überraschenderweise gezeigt, dass ein Entlüftungskolben in seiner Dimensionierung kleiner ausgebildet sein kann als der Hauptkolben. Die Auslöseelemente aktivieren somit zunächst den Entlüftungskolben. Der Entlüftungskolben selbst aktiviert dann den Hauptkolben. Ein zeitlicher Verzug zwischen Aktivierung Entlüftungskolben und Aktivierung Hauptkolben ist, wenn überhaupt zu verzeichnen, vollständig zu vernachlässigen, da dieser in einem wenigen Millisekundenbereich liegen würde. Durch die kleinere Dimensionierung des Entlüftungskolbens ist es möglich, die Auslöseelemente deutlich kleiner zu dimensionieren, im Vergleich zu Auslöseelementen, die den Hauptkolben direkt aktivieren würden. Folglich ist eine geringere Auslösekraft notwendig, um mindestens eines der Auslöseelemente zu aktivieren. Somit kann die Reaktionsgeschwindigkeit des Auslöseventils gesteigert werden, insbesondere aufgrund kleiner zu dimensionierender Auslöseelemente und/oder geringer zu benötigender Kraft zur Betätigung der Auslöseelemente.
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Das Auslöseventil selbst weist einen Flaschenanschluss und einen Feuerlöschleitungsanschluss auf. Der Flaschenanschluss und der Feuerlöschleitungsanschluss sind fluidleitend unter Eingliederung des Hauptkolbens miteinander verbunden. In der Ruheposition verschließt der Hauptkolben den Flaschenanschluss. Dies geschieht bevorzugt derart, dass der Hauptkolben nach dem Differenzdruckprinzip arbeitet. Mithin weist der Hauptkolben selbst ein Ventil bzw. eine Drossel auf. Somit liegt der Flaschenanschluss an einer flaschenseitigen Seite bzw. Fläche des Hauptkolbens an. Durch das Ventil des Hauptkolbens bzw. die Drossel des Hauptkolbens liegt der Flaschendruck auch auf der Flasche abgewandten Seite, nachfolgend auch Ventilseite des Hauptkolbens an. Diese ventilseitige Fläche des Hauptkolbens ist größer als die flaschenseitige Fläche des Hauptkolbens. Ferner ist bevorzugt eine Feder, insbesondere eine Druckfeder auf der ventilseitigen Fläche des Hauptkolbens angeordnet. Somit liegt an beiden Seiten des Hauptkolbens der gleiche Flaschendruck an. Aufgrund der größeren Fläche und/oder der Federkraft ist der Hauptkolben in seiner Schließstellung bzw. einer geschlossenen Position angeordnet. Der Hauptkolben verschließt somit die Gasflasche.
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Zur Aktivierung des Hauptkolbens ist nunmehr eine Entlüftung und somit ein Abströmen des Feuerlöschmediums auf der ventilseitigen Seite des Hauptkolbens notwendig. Hier setzt die Erfindung an. Eine Entlüftungsleitung des Hauptkolbens ist verschlossen durch den Entlüftungskolben. Der Entlüftungskolben selbst ist wiederum fluidleitend mit dem Hauptkolben verbunden. Auf einer flaschenseitigen Seite des Entlüftungskolbens liegt ebenfalls der Flaschendruck an. Der Entlüftungskolben weist eine Drossel auf. Auf einer der Flasche abgewandten Seite des Entlüftungskolbens, mithin auf einer ventilseitigen Seite des Entlüftungskolbens liegt ebenfalls der Flaschendruck an. Die ventilseitige Fläche des Entlüftungskolbens ist größer als die flaschenseitige Fläche des Entlüftungskolbens. Optional ergänzend ist hier auch eine Feder, insbesondere eine Druckfeder angeordnet. Der Entlüftungskolben ist somit in Ruheposition ebenfalls verschlossen.
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Der Entlüftungskolben selbst ist fluidleitend mit den Auslöseelementen verbunden. Ein jedes Auslöseelement verschließt eine Entlüftungsleitung des Entlüftungskolbens, nachfolgend Auslöseentlüftungsleitung. Wird somit ein Auslöseelement aktiviert, öffnet dieses Auslöseelement die Auslöseentlüftungsleitung des Entlüftungskolbens. Die Entlüftungsleitungen selbst sind bevorzugt mit der Umgebung verbunden. Hier herrscht also Umgebungsdruck. Das unter Flaschendruck stehende Feuerlöschmedium auf der der Flasche abgewandten Seite des Entlüftungskolbens strömt dann and die Umgebung ab. Dies verursacht einen Druckabfall. Aufgrund der im Entlüftungskolben befindlichen Drossel ist die Menge des nachströmenden Feuerlöschmediums geringer als die an die Umgebung abströmende Menge des Feuerlöschmediums. Somit verschiebt sich das Kräftegleichgewicht am Entlüftungskolben. In der der Gasflasche abgewandten Seite des Auslösekopfes herrscht nun nahezu Umgebungsdruck, so dass die auf den Entlüftungskolben wirkende Kraft reduziert ist. In der Folge öffnet der Entlüftungskolben und gibt die Entlüftungsleitung des Hauptkolbens frei.
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Der Hauptkolben öffnet nach dem gleichen Prinzip. Das unter Flaschendruck stehende Feuerlöschmedium in der flaschenseitigen Seite des Hauptkolbens, bzw. in einer Kammer vor dem Hauptkolben strömt über die geöffnete Entlüftungsleitung an die Umgebung ab. Dies verursacht einen Druckabfall in der Kammer vor dem Hauptkolben. Aufgrund der im Hauptkolben befindlichen Drossel ist die Menge des nachströmenden Feuerlöschmediums geringer als die an die Umgebung abströmende Menge des Feuerlöschmediums. Das Kräftegleichgewicht am Hauptkolben verschiebt sich, mithin wird die auf der der Gasflasche abgewandte Seite des Hauptkolbens wirkende Kraft reduziert und der Hauptkolben öffnet. Der Hauptkolben verbindet somit durch seine Öffnungsstellung fluidleitend den Innenraum der Gasflasche mit der Feuerlöschmedienleitung. An die Feuerlöschmedienleitung sind dann Einrichtungen zur Brandbekämpfung angeschlossen, beispielsweise Sprinklerdüsen, Gasausströmdüsen oder ähnliches.
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Die beiden Auslöseelemente sind parallel zueinander geschaltet. Bevorzugt ist ein Auslöseelement manuell bzw. mechanisch betätigt. Das zweite Auslöseelement kann dann bevorzugt pneumatisch, hydraulisch oder elektrisch betätigt sein. Wird eines der beiden Auslöseelemente betätigt, öffnet der Entlüftungskolben unabhängig von der Stellung des anderen Auslöseelementes. Es kann auch ein drittes Auslöseelement angeordnet sein.
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Hierdurch kann eine voneinander verschiedene Ansteuerung möglich sein, beispielsweise eine automatisierte Einbindung des Auslöseventils in einem Brandschutzsystem, gleichzeitig eine manuelle Betätigung des Auslöseventils. Auch können beide Auslöseelemente redundant zueinander angeordnet sein, so dass bei Versagen oder Ausfall eines Auslöseelementes das zweite Auslöseelement aktiviert ist und somit eine sichere Auslösung des Auslöseventils sichergestellt ist, bei automatischem Betrieb. Das dritte Auslöseelement ist dann zur manuellen Auslösung vorgesehen.
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Erfindungsgemäß ist nunmehr der Durchmesser der Auslöseentlüftungsleitung mindestens mehr als 5 % kleiner als der Durchmesser der Entlüftungsleitung des Hauptkolbens. Bevorzugt ist die Auslöseentlüftungsleitung mehr als 10 % kleiner, insbesondere mehr als 20 % kleiner und mehr als 50 % kleiner als der Durchmesser der Entlüftungsleitung des Hauptkolbens.
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Ferner bevorzugt ist die flaschenseitige Fläche des Entlüftungskolbens mehr als 5 % kleiner, insbesondere mehr als 10 %, bevorzugt mehr als 20 % und ganz besonders bevorzugt mehr als 50 % kleiner als die flaschenseitige Fläche des Hauptkolbens.
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Weitere Vorteile, Merkmale, Aspekte der vorliegenden Erfindung werden in schematischen Figuren dargestellt. Diese dienen dem einfachen Verständnis der Erfindung. Es zeigen:
- 1 eine erfindungsgemäß Feuerlöschanordnung,
- 2 und 3 das Auslöseventil in Seitenansicht sowie in Draufsicht,
- 4 eine Längsschnittansicht entlang der Schnittlinie IV-IV von 2,
- 5 eine vergrößerte Darstellung des Entlüftungskolbens,
- 6 zwei Entlüftungsauslöseleitungen mit dem jeweiligen Auslöseelement,
- 7 eine Teilansicht gemäß 5 in Öffnungsstellung und
- 8 eine Längsschnittansicht mit geöffnetem Hauptkolben.
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In den Figuren werden für gleiche oder ähnliche Bauteile dieselben Bezugszeichen verwendet, auch wenn eine wiederholte Beschreibung aus Vereinfachungsgründen entfällt.
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1 zeigt eine erfindungsgemäße Feuerlöschanordnung 1 aufweisend eine Gasflasche 2 mit einem darin anliegenden Flaschendruck P2. An der Gasflache 2 ist ein Auslöseventil 3 angeordnet. Das Auslöseventil 3 ist verbunden mit hier dargestellten zwei Auslöseleitungen 4, 5. Das Auslöseventil 3 weist ferner eine Feuerlöschmedienleitung 6 auf, die mit einer Verteilerleitung 7 der Feuerlöschanordnung bzw. als Brandschutzsystem verbunden ist, so dass Austrittsdüsen 8 im Brandfall nach Aktivierung des Auslöseventils 3 an benötigte Stellen austreten lässt.
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2 und 3 zeigen das Auslöseventil 3 in Seitenansicht sowie in Draufsicht. Das Auslöseventil 3 weist einen Ventilkörper 9 auf sowie einen auf dem Ventilkörper 9 drehbar angeordneten Auslösekopf 10. An dem Auslösekopf 10 integriert sind zwei Auslöseelemente 11, 12. Das Auslöseelement 11 ist beispielsweise ein elektrisches Auslöseelement. Das Auslöseelement 12 kann mechanisch, hydraulisch oder pneumatisch betätigt sein. Beide Auslöseelemente 11, 12 sind parallel angeordnet. Parallel angeordnet bezieht sich nicht nur auf die örtliche bzw. räumliche Anordnung, sondern auch auf die später beschriebene fluidleitende Anordnung zur Ansteuerung des später erwähnten Entlüftungskolbens 19. Die Auslöseelemente 11, 12 können dann mit den Auslöseleitungen 4 und 5 verbunden werden. Der Auslösekopf 10 ist erfindungsgemäß drehbar auf dem Ventilkörper 9 angeordnet. Hierzu ist eine Überwurfmutter 13 vorgesehen, die den Auslösekopf 10 und den Ventilkörper 9 miteinander verbinden.
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4 zeigt eine Längsschnittansicht entlang der Schnittlinie IV-IV von 2. In dem Ventilkörper 9 ist ein Hauptkolben 14 angeordnet. Der Hauptkolben 14 weist eine Fläche mit Durchmesser D1 auf. Diese Fläche liegt an dem Flaschenanschluss 15 an. Somit liegt an dem Flaschenanschluss auch der Flaschendruck P2 an. In dem Hauptkolben 14 ist eine Drossel 16 angeordnet. Eine ventilseitige Fläche mit dem Durchmesser D2 des Hauptkolbens 14 ist auf der dem Flaschenanschluss 15 abgewandten Seite angeordnet. Aufgrund der Drossel 16 liegt auch hier der Druck P2 an. Da die ventilseitige Fläche des Hauptkolbens 14 mit dem Durchmesser D2 größer ist als die flaschenseitige Fläche des Hauptkolbens 14 mit dem Durchmesser D1, ist die auf den Hauptkolben 14 wirkende Kraft auf der ventilseitigen Fläche größer als auf der flaschenseitigen Fläche. Somit wird der Hauptkolben 14 mit einer stirnseitigen Dichtung 18 in einen Ventilsitz gedrückt und dichtet den unter Flaschendruck p2 stehenden Flaschenanschluss 15 gegenüber dem Feuerlöschleitungsanschluss 25 ab. Ferner ist eine Feder 17 angeordnet, welche ebenfalls eine Kraft auf die Ventilseite des Hauptkolbens 14 ausübt und die sichere Abdichtung somit zusätzlich gewährleistet.
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Fluidleitend und in dem hier vorliegenden Fall dargestellt, im Auslösekopf 18 angeordnet, ist ein Entlüftungskolben 19. Der Entlüftungskolben 19 verschließt eine Entlüftungsleitung 20 des Hauptkolbens 14, welcher mit der Umgebung U verbunden ist. Hier liegt dann der Umgebungsdruck pu an. Der Entlüftungskolben 19 ist vergrößert dargestellt in 5. Der Entlüftungskolben 19 weist ebenfalls eine Drossel 21 auf. Der Entlüftungskolben 19 weist eine flaschenseitige Fläche mit dem Durchmesser d1 auf. Der Entlüftungskolben 19 weist ebenfalls eine der flaschenseitigen Fläche abgewandte Seite, mithin eine ventilseitige Fläche mit dem Durchmesser d2 auf. Der Durchmesser d2 ist größer als der Durchmesser d1, so dass die auf den Entlüftungskolben 19 wirkende Kraft auf der Ventilseite des Entlüftungskolbens 19 größer ist als auf der Flaschenseite des Entlüftungskolbens 19. Mithin ist der Entlüftungskolben 19 in Ruheposition im Ventilsitz angeordnet und verschließt diesen. Ferner ist auch hier eine Feder 22 angeordnet, welche ebenfalls eine Kraft auf die Ventilseite des Entlüftungskolbens 19 ausübt und die sichere Abdichtung somit zusätzlich gewährleistet. Es erfolgt eine Abdichtung zwischen der unter Umgebungsdruck pu stehenden Entlüftungsleitung 20 und der unter Flaschendruck p2 stehenden Kammer vor dem Hauptkolben 14.
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Der Entlüftungskolben 19 ist über mindestens eine, hier dargestellt, zwei Entlüftungsauslöseleitungen 23, 24 mit dem jeweiligen Auslöseelement 11, 12 fluidleitend verbunden. Dies ist dargestellt in 6. Die Auslöseelemente 11, 12 dichten wiederum die Entlüftungsauslöseleitungen 23, 24 gegenüber der Umgebung U ab. Wird ein Auslöseelement 11, 12 aktiviert, so öffnet sich eine der Entlüftungsauslöseleitungen 23, 24. Das unter Flaschendruck p2 stehende Feuerlöschmedium auf der der Flasche abgewandten Seite des Entlüftungskolbens 19 strömt and die Umgebung U ab. Dies verursacht einen Druckabfall. Aufgrund der im Entlüftungskolben 19 befindlichen Drossel 21 strömt weniger Feuerlöschmedium aus der Kammer vor dem Hauptkolben 14 nach als an die Umgebung U abströmt. Somit verschiebt sich das Kräftegleichgewicht am Entlüftungskolben 19. In der der Gasflasche 2 abgewandten Seite des Entlüftungskolbens 19 herrscht nun nahezu Umgebungsdruck pu, so dass die auf den Entlüftungskolben 19 wirkende Kraft reduziert ist. Die Federkraft der Feder 22 ist dabei so dimensioniert, dass diese kleiner ist als die Kraft, die aufgrund des Flaschendrucks p2 auf der flaschenseitigen Fläche des Entlüftungskolbens 19 wirkt. In der Folge öffnet der Entlüftungskolben 19 und gibt die Entlüftungsleitung 20 des Hauptkolbens 14 frei.
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Dies ist in 7 dargestellt. Der Entlüftungskolben 19 ist geöffnet und das Feuerlöschmedium der Kammer vor dem Hauptkolben 14 mit dem anliegenden Flaschendruck p2 kann über die Entlüftungsleitung 20 an die Umgebung U abströmen. Die damit verbundene Reaktion des Auslöseventils 3 ist in 8 dargestellt. Der Hauptkolben 14 wird infolge des Druckabfalls durch das an die Umgebung U abströmende Feuerlöschmediums gemäß 7 ebenfalls in eine Öffnungsposition gebracht. Aufgrund der im Hauptkolben 14 befindlichen Drossel 16 strömt weniger Feuerlöschmedium aus der Gasflasche 2 nach als an die Umgebung U abströmt. Somit verschiebt sich das Kräftegleichgewicht am Hauptkolben 14. In der Kammer vor dem Hauptkolben 14 herrscht nun nahezu Umgebungsdruck pu, so dass die auf den Hauptkolben 14 wirkende Kraft reduziert ist. Die Federkraft der Feder 17 ist dabei so dimensioniert, dass diese kleiner ist als die Kraft, die aufgrund des Flaschendrucks p2 auf der flaschenseitigen Fläche des Hauptkolbens 14 wirkt.
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Bei geöffneter Stellung des Hauptkolbens 14 strömt das Feuerlöschmedium in den Feuerlöschleitungsanschluss 25, welcher wiederum gekoppelt ist mit der Feuerlöschmedienleitung 6. Folglich wird gemäß 1 das Feuerlöschmedium der Gasflasche, beispielsweise in die Verteilerleitung freigegeben. Gemäß 5 und 7 können bevorzugt zwei Auslöseelemente 11, 12 angeordnet sein, welche redundant angeordnet sind. Bei Betätigung jeweils nur eines der Auslöseelemente 11, 12 wird das Auslöseventil 3 aktiviert.
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Bezugszeichen:
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- 1
- Feuerlöschanordnung
- 2
- Gasflasche
- 3
- Auslöseventil
- 4
- Auslöseleitung
- 5
- Auslöseleitung
- 6
- Feuerlöschmedienleitung
- 7
- Verteilerleitung
- 8
- Austrittsdüse
- 9
- Ventilkörper
- 10
- Auslösekopf
- 11
- Auslöseelement
- 12
- Auslöseelement
- 13
- Überwurfmutter
- 14
- Hauptkolben
- 15
- Flaschenanschluss
- 16
- Drossel zu 14
- 17
- Feder
- 18
- Dichtung
- 19
- Entlüftungskolben
- 20
- Entlüftungsleitung zu 14
- 21
- Drossel zu 19
- 22
- Feder zu 19
- 23
- Entlüftungsauslöseleitung
- 24
- Entlüftungsauslöseleitung
- 25
- Feuerlöschleitungsanschluss
- U
- Umgebung
- pu
- Umgebungsdruck
- p2
- Flaschendruck
- D1
- Durchmesser flaschenseitige Fläche zu 14
- D2
- Durchmesser ventilseitige Fläche zu 14
- d1
- Durchmesser flaschenseitige Fläche zu 19
- d2
- Durchmesser ventilseitige Fläche zu 19
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102010028858 A1 [0002]
- EP 3744405 A1 [0002]
