DE10232740B4

DE10232740B4 - Feuerlöschanlage

Info

Publication number: DE10232740B4
Application number: DE10232740A
Authority: DE
Inventors: Helmfried Kany
Original assignee: Hydac Technology GmbH
Current assignee: Hydac Technology GmbH
Priority date: 2002-07-19
Filing date: 2002-07-19
Publication date: 2005-11-24
Anticipated expiration: 2022-07-20
Also published as: DE10232740A1

Abstract

Feuerlöschanlage mit einer Druckquelle für Druckgas und mit einem die Abgabe eines Löschmittels normalerweise sperrenden Abgabeventil in Form eines Sitzventiles (1) mit einem in einer Steuerkammer (7) des Ventilkörpers bewegbaren, durch Federkraft (31) in seine Sperrstellung vorgespannten Steuerkolben (13), der für pneumatisches Entsperren des Abgabeventils durch die über ein Vorsteuerventil (9) erfolgende Zufuhr von Druckgas aus seiner Sperrstellung heraus bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass als das der Steuerkammer (7) zum Entsperren zuzuführende Druckgas ein als Löschmittel dienendes Löschgas vorgesehen ist, dass im Körper des Sitzventiles (1) eine mit der Druckquelle für das Löschgas verbundene, an einen Löschgas-Druckbehälter angeschlossene Druckkammer (3) vorgesehen ist, die mit der Steuerkammer (7) über das Vorsteuerventil (9) verbindbar ist, und dass der mit dem Ventilstößel (19) des Sitzventils (1) verbundene Steuerkolben (13) in der Steuerkammer (7) mit einer Kolbenseite an den mit dem Vorsteuerventil (9) verbundenen Raum (15) und mit seiner anderen Kolbenseite an einen Raum...

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Feuerlöschanlage mit einer Druckquelle für ein unter Druck stehendes Löschgas, insbesondere Stickstoffgas, mit einem die Abgabe des Löschgases normalerweise sperrenden Abgabeventil und einer Betätigungseinrichtung zum Entsperren des Abgabeventils gemäß den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruches 1.
Feuerlöschanlagen dieser Art sind in vielerlei Ausgestaltungen in Gebrauch. Wenn derartige Löschanlagen in Fahrzeugen für wehrtechnische Zwecke eingesetzt werden, beispielsweise in gepanzerten Fahrzeugen, dann sind hinsichtlich der Funktionssicherheit besonders hohe Anforderungen zu stellen, insbesondere müssen Funktionssicherheit über große Temperaturbereiche hinweg, etwa von –40°C bis +140°C, sowie Widerstandsfähigkeit gegen äußere Krafteinwirkung und gegen das Auftreten hoher Beschleunigungskräfte gewährleistet sein. Überdies ist eine kompakte Bauweise mit geringem Gewicht gefordert.
Zur Erfüllung dieser Forderungen ist eine geeignete Bauweise des Abgabeventils von besonderer Bedeutung. Eine bekannte Lösung sieht im Hinblick auf robuste, kompakte und leichtgewichtige Bauweise ein Abgabeventil vor, bei dem die Betätigungseinrichtung zum Entsperren durch eine Berstscheibe gebildet ist, die bei Erkennen eines Feuers, beispielsweise durch einen elektrisch gezündeten Treibsatz, zerstört wird. Hierdurch erfolgt die Abgabe des Löschmittels. Eine Druckerhöhung im System führt ebenfalls zur Zerstörung der Berstscheibe und unbeabsichtigter Abgabe des Löschmittels.

Durch die DE 195 09 322 C2 ist ein Hochdruck-Feuerlöschgerät bekannt mit einer Druckquelle für Druckgas und mit einem die Abgabe eines Löschmittels normalerweise sperrenden Abgabeventil in Form eines Sitzventiles mit einem in einer Steuerkammer des Ventilkörpers bewegbaren, durch Federkraft in seine Sperrstellung vorgespannten Steuerkolben, der für pneumatisches Entsperren des Abgabeventils durch die über ein Vorsteuerventil erfolgende Zufuhr von Druckgas aus seiner Sperrstellung heraus bewegbar ist. Das genannte Abgabeventil ist aus seiner normalen Sperrstellung heraus pneumatisch entsperrbar, in dem mittels einer manuellen Auslösevorrichtung das Vorsteuerventil betätigt wird, über das das im Druckgasraum befindliche Druckgas der Steuerkammer des Abgabeventils zugeführt wird, um dieses pneumatisch zu entsperren. Über das derart geöffnete Abgabeventil treibt dann die im Druckgasraum befindliche Pressluft das im Raum befindliche Löschmittel schußartig für einen Löschvorgang aus.

Derartige Hand-Feuerlöschgeräte sind lediglich für bestimmte Einsatzzwecke geeignet, beispielsweise für Feuerschutz in örtlich begrenzten und für manuelle Löschmaßnahmen geeigneten Zonen. Wenn es sich hingegen um kritische Einsatzzwecke handelt, sind Feuerlöschanlagen mit gegenüber Handgeräten weitaus höherer Löschkapazität und damit einhergehenden sehr hohen Drücken des Löschgases erforderlich.

Durch die DE 42 20 062 C2 ist es des weiteren bekannt ein Druckgas in Form eines Löschmediums als Steuerdruck für eine Auslösung des Löschvorganges einer Gas-Feuerlöscheinrichtung einzusetzen. Diese bekannte Feuerlöschanlage dient vorrangig dem Raum- und Objektschutz in EDV- Anlagen, und betrifft keine Hochdruckanwendungen bezogen auf das Löschgas.

Ausgehend von diesem Stand der Technik stellt sich die Erfindung die Aufgabe eine Feuerlöschanlage zu schaffen, die den zuvor erwähnten Anforderungen gerecht wird, zudem aber nach der Auslösung eine Neubefüllung auf wirtschaftliche Weise ermöglicht und in platzsparender Weise die Beherrschung sehr hoher Löschgasdrücke – üblicherweise weit mehr als 100 bar – erlaubt. Eine dahingehende Aufgabe löst eine Feuerlöschanlage mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 in seiner Gesamtheit.

Dadurch, dass gemäß dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1, dass als das der Steuerkammer zum Entsperren zuzuführende Druckgas ein als Löschmittel dienendes Löschgas vorgesehen ist, dass im Körper des Sitzventiles eine mit der Druckquelle für das Löschgas verbundene, an einen Löschgas-Druckbehälter angeschlossene Druckkammer vorgesehen ist, die mit der Steuerkammer über das Vorsteuerventil verbindbar ist, und dass der mit dem Ventilstößel des Sitzventils verbundene Steuerkolben in der Steuerkammer mit einer Kolbenseite an den mit dem Vorsteuerventil verbundenen Raum und mit seiner anderen Kolbenseite an einen Raum angrenzt, der die Feder enthält, die den Steuerkolben mit einer das Sitzventil normalerweise sperrenden Kraft beaufschlagt, steht für die pneumatische Auslösung des Abgabeventils der sehr hohe Druck des Löschgases, üblicherweise Stickstoffgas mit mehr als 100 bar, als Steuerdruck zur Verfügung, so dass die erfindungsgemäße Anlage hinsichtlich der Funktionssicherheit besonders hohen Anforderungen gerecht wird, und der Erfindungsgegenstand auch als Löschanlage in Fahrzeugen für wehrtechnische Zwecke in besonderer Weise einsetzbar ist, beispielsweise in gepanzerten Fahrzeugen, wo neben Funktionssicherheit über große Temperaturbereiche hinweg auch Widerstandsfähigkeit gegen äußere Krafteinwirkung und gegen das Auftreten hoher Beschleunigungskräfte gewährleistet sein muss. Überdies ist eine kompakte Bauweise mit geringem Gewicht erreichbar, weil das Löschmittel selbst sowohl als Bestandteil eines Servosystems mit in einer Steuerkammer geführten Steuerkolben für die Ventilauslösung als auch für die Feuerbekämpfung zur Verfügung steht. Im Gegensatz zum Stand der Technik benötigt hierzu die erfindungsgemäße Lösung keine gesonderten Systemkomponenten wie einen Druckgasraum für die Aufnahme eines Ventilsteuer- und Wasseraustreibmittels sowie einen Löschmittelbehälter (Wasserbehälter).

Die Verwendung eines gegen eine wirkende Federvorspannung entsperrbaren Ventils hat den weiteren Vorteil, dass das Abgabeventil nach dem Auslösen eines Löschvorganges selbsttätig wieder schließt, sobald der Druck des Löschgases entsprechend weit abgesunken ist, nämlich auf einen Druckwert, bei dem die Federvorspannung den entsperrenden, pneumatischen Steuerdruck überwiegt. Die Federvorspannung kann dabei derart gewählt werden, dass ein geringes Restvolumen an Löschgas bei Schließen des Ventils im System verbleibt, so dass keine Luft und damit Feuchtigkeit in den Druckbehälter gelangen kann und dieser, da er eine Restmenge an Inertgas enthält, gegen Korrosion geschützt ist.

Nach der Auslösung ist die erfindungsgemäße Feuerlöschanlage ohne weiteres neu befüllbar, ohne dass die Anlage aus einem betreffenden Fahrzeug ausgebaut werden müsste. Sofern ein elektrisch betätigbares Vorsteuerventil eingesetzt ist, kann dessen Steuerung ohne weiteres aus dem Bordnetz eines die Löschanlage enthaltenden Fahrzeuges erfolgen, da keine hohen Schaltströme erforderlich sind.

Zur Auslösung des Löschvorganges genügt ein kurzer elektrischer Impuls, da das Löschventil nach einem Auslösevorgang bis zum Erreichen eines geringen Flaschendruckes geöffnet bleibt.

Nachstehend ist die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles im einzelnen erläutert. Die einzige Fig. zeigt einen schematisch vereinfacht gezeichneten Längsschnitt lediglich des Abgabeventils und des zugeordneten Vorsteuerventils eines Ausführungsbeispieles der erfindungsgemäßen Löschanlage.
Der als Ganzes mit 1 bezeichnete Körper des Abgabeventils weist eine innere Druckkammer 3 und eine von dieser durch eine Wand 5 getrennte, innere Steuerkammer 7 auf. An einem Außenwandbereich des Körpers 1, der sich von der Druckkammer 3 zur Steuerkammer 7 erstreckt, ist am Körper 1 ein Vorsteuerventil 9 angeflanscht. In die Druckkammer 3 mündet eine Eintrittsöffnung 11 für die Zufuhr des unter Druck stehenden Löschgases. Vorzugsweise ist der Körper 1 an der Eintrittsöffnung 11 unmittelbar mit dem Ausgang eines zugehörigen Druckbehälters verschraubt, der nicht dargestellt ist und bei dem es sich beispielsweise um eine Druckgasflasche handelt.
Die Steuerkammer 7 bildet einen Steuerzylinder, in dem ein Steuerkolben 13 geführt ist. Dessen der Druckkammer 3 zugewandte Kolbenseite grenzt an einen Raum 15 an, in den ein mit der Ausgangsseite des Vorsteuerventils 9 verbundener Vorsteuerkanal 17 einmündet. An der an den Raum 15 angrenzenden Kolbenseite des Steuerkolbens 13 ist eine Kolbenstange 19 befestigt, die sich durch die Wand 5 hindurch in die Druckkammer 3 hinein erstreckt und dort als Ventilstößel dient, an dessen Ende ein Ventilteller 21 sitzt, welcher in Zusammenwirkung mit einem Ventilsitz 23 ein Sitzventil bildet. Der Ventilsitz 23 befindet sich am inneren Rand einer Abgabeöffnung 25, über die Löschgas aus der Druckkammer 3 über eine an der Abgabeöffnung 25 angeschlossene, nicht gezeigte Löschleitung abgebbar ist. Die Druckkammer 3 des Körpers 1 steht über einen Vorsteuerkanal 27 mit der Eingangsseite des Vorsteuerventiles 9 in Verbindung.
Die der Kolbenstange 19 entgegengesetzte Kolbenseite des Steuerkolbens 13 grenzt innerhalb der Steuerkammer 7 an einen Federraum 29 an, in dem sich eine Schrauben-Druckfeder 31 befindet, die den Steuerkolben 13 mit einer Federkraft belastet, die den Ventilteller 21 mittels der Kolbenstange 19 gegen den Ventilsitz 23 andrückt, so dass das Abgabeventil normalerweise gesperrt ist. Dieser Betriebszustand des Abgabeventils resultiert daraus, dass der Raum 15, der an die mit der Kolbenstange 19 verbundene Kolbenseite des Steuerkolbens 13 angrenzt, normalerweise drucklos ist, da er über eine kleindimensionierte Entlüftungsbohrung 33 mit der Umgebung in Verbindung steht, so dass am Steuerkolben 13 lediglich die Vorspannkraft der Feder 31 wirksam ist.
Um den Löschvorgang auszulösen, d. h. das Abgabeventil zu Entsperren, wird das elektromagnetisch betätigbare Vorsteuerventil 9 über seine elektrische Anschlußeinrichtung 35 angesteuert, um seinen Ventilkörper 37 gegen eine auf ihn wirkende Schließkraft von seinem Ventilsitz abzuheben, so dass das Vorsteuerventil 9 öffnet. Über die Vorsteuerkanäle 27 und 17 tritt das unter Druck stehende Löschgas aus der Druckkammer 3 nunmehr in den Raum 15 der Steuerkammer 7 ein, wodurch der Steuerkolben 13 gegen die Kraft der Feder 31 bewegt wird und der Ventilteller 21 dadurch vom Ventilsitz 23 abgehoben wird. Aus dem so entsperrten Abgabeventil tritt das Löschgas über die Abgabeöffnung 25 nunmehr aus.
Wenn im Zuge des Löschvorganges durch den Verbrauch des Löschgases dessen Eingangsdruck so weit abgesunken ist, dass der entsprechende, in dem Raum 15 der Steuerkammer 7 herrschende Druck die Wirkung der Vorspannkraft der Feder 31 nicht mehr ausgleicht, bewegt sich der Steuerkolben 13 unter Einwirkung der Feder 31, so dass der Ventilteller 21 an den Ventilsitz 23 angelegt wird und das Abgabeventil somit selbsttätig wieder gesperrt wird. Durch den nun verbleibenden Restdruck des Löschgases, bei dem es sich beispielsweise um ein Inertgas (Stickstoff) handelt, ergibt sich ein Korrosionsschutz für die Innenräume der Druckquelle des Löschgases, beispielsweise flaschenartige Druckbehälter.
Außer den in der Fig. dargestellten Öffnungen der Druckkammer 3, nämlich der Einströmöffnung 11, der Abgabeöffnung 25 und dem Vorsteuerkanal 27, weist die Druckkammer 3 vorzugsweise weitere Öffnungen auf, die nicht dargestellt sind, nämlich eine Öffnung, an der eine Berstscheibe angeschlossen ist, eine weitere Öffnung für den Anschluß eines Druckschalters und eine Öffnung zum Befüllen der Löschanlage mit dem unter Druck stehenden Löschgas. Die Berstscheibe dient als Sicherheitseinrichtung, die bei Überschreiten eines zulässigen Höchstdruckes anspricht. Der Druckschalter dient der Überwachung des Füllzustandes der Löschanlage, um gegebenenfalls ein Nachfüllen einzuleiten. Schließlich ist eine beispielsweise als Minimeßbohrung ausgelegte weitere Öffnung als Füllöffnung vorgesehen.
Wie erwähnt, sind nach Auslösen eines Löschvorganges keinerlei Instandsetzungsarbeiten des Abgabeventils erforderlich, so dass eine Neubefüllung der Löschanlage erfolgen kann, ohne dass ein Ausbau der Anlage für Regenerierungs- und Instandsetzungsarbeiten erforderlich wäre.

Claims

Feuerlöschanlage mit einer Druckquelle für Druckgas und mit einem die Abgabe eines Löschmittels normalerweise sperrenden Abgabeventil in Form eines Sitzventiles (1) mit einem in einer Steuerkammer (7) des Ventilkörpers bewegbaren, durch Federkraft (31) in seine Sperrstellung vorgespannten Steuerkolben (13), der für pneumatisches Entsperren des Abgabeventils durch die über ein Vorsteuerventil (9) erfolgende Zufuhr von Druckgas aus seiner Sperrstellung heraus bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass als das der Steuerkammer (7) zum Entsperren zuzuführende Druckgas ein als Löschmittel dienendes Löschgas vorgesehen ist, dass im Körper des Sitzventiles (1) eine mit der Druckquelle für das Löschgas verbundene, an einen Löschgas-Druckbehälter angeschlossene Druckkammer (3) vorgesehen ist, die mit der Steuerkammer (7) über das Vorsteuerventil (9) verbindbar ist, und dass der mit dem Ventilstößel (19) des Sitzventils (1) verbundene Steuerkolben (13) in der Steuerkammer (7) mit einer Kolbenseite an den mit dem Vorsteuerventil (9) verbundenen Raum (15) und mit seiner anderen Kolbenseite an einen Raum (29) angrenzt, der die Feder (31) enthält, die den Steuerkolben (13) mit einer das Sitzventil (1) normalerweise sperrenden Kraft beaufschlagt.
Feuerlöschanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorsteuerventil (9) elektrisch betätigbar ist.
Feuerlöschanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der mit dem Vorsteuerventil (9) verbundene Raum (15) der Steuerkammer (7) eine nach außen führende Entlüftungsöffnung (33) kleinen Querschnitts aufweist.
Feuerlöschanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckkammer (3) des Ventilkörpers außer der sperrbaren oder freigebbaren Abgabeöffnung (25), der mit der Quelle für Druckgas vorhandenen Einströmöffnung (11) und einer die Druckkammer (3) mit dem Vorsteuerventil (9) verbindenden Öffnung (27) zumindest eine weitere Öffnung für den Anschluß einer Minimeßverschraubung und/oder Berstscheibe und/oder eines Druckschalters aufweist.