-
Die vorliegende Patentanmeldung nimmt die Priorität der deutschen Patentanmeldung
DE 10 2014 203 398.5 in Anspruch, deren Inhalt durch Bezugnahme hierin aufgenommen wird.
-
Die Erfindung betrifft ein Druckreduzier-Ventil für eine Löschanlage sowie eine Löschanlage mit einem derartigen Druckreduzier-Ventil.
-
Löschanlagen, insbesondere automatische Brandlöschanlagen, sind zur Verwendung in Gebäuden bekannt. Eine automatische Brandlöschanlage ist aus der internationalen Patentanmeldung PCT/
EP 2013/068 672 bekannt. Die Brandlöschanlage ermöglicht bei einer Auslösung der Anlage ein automatisiertes Abgeben von Löschmedium wie beispielsweise CO
2 oder N
2, das in einem oder mehreren Druckbehältern unter Hochdruck bevorratet ist. Die
US 4,467,828 offenbart ein Druckreduzier-Ventil mit mehreren Eingangsöffnungen.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Druckreduzier-Ventil derart zu verbessern, dass dessen Integration in eine Löschanlage vereinfacht ist.
-
Die Aufgabe wird durch ein Druckreduzier-Ventil mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 gelöst. Der Kern der Erfindung besteht darin, dass das Druckreduzier-Ventil mehrere Eingangsöffnungen, also mindestens zwei Eingangsöffnungen, aufweist. Jede der Eingangsöffnungen dient zum Verbinden des Druckreduzier-Ventils mit jeweils einem Druckbehälter, in dem Löschmedium unter Hochdruck bevorratet ist.
-
Dadurch, dass das Druckreduzier-Ventil ermöglicht, mehrere Druckbehälter an eine Löschmedium-Abgabevorrichtung anzuschließen, ist der apparative Aufwand und insbesondere der erforderliche Platzbedarf für eine derartige Löschanlage reduziert. Die Anzahl der erforderlichen Druckreduzier-Ventile in einer derartigen Löschanlage ist signifikant reduziert. Entsprechend sinkt insbesondere der Bedarf von Verbindungs-Schnittstellen für das Druckreduzier-Ventil an der Löschmedium-Abgabevorrichtung, insbesondere einem Sammelrohr. Diese Verbindungs-Schnittstellen sind insbesondere als Anschweißstutzen ausgeführt. Analog der reduzierten Anzahl der Druckreduzier-Ventile in einer derartigen Löschanlage reduziert sich die Anzahl der erforderlichen Anschweißstutzen. Der Herstellungsaufwand für eine Löschanlage mit dem erfindungsgemäßen Druckreduzier-Ventil ist reduziert.
-
Das erfindungsgemäße Druckreduzier-Ventil weist also mindestens zwei, insbesondere genau zwei, insbesondere genau drei, insbesondere genau vier und insbesondere genau fünf, Eingangsöffnungen auf. Jede Eingangsöffnung dient zum Anschließen eines Druckbehälters an das Druckreduzier-Ventil. Das Druckreduzier-Ventil kann also gleichzeitig an mehrere Druckbehälter angeschlossen werden. Es ist aber auch möglich, dass das Druckreduzier-Ventil mehr als fünf Eingangsöffnungen aufweist.
-
Die grundsätzliche Funktion des Druckreduzier-Ventils entspricht der gemäß der internationalen Patentanmeldung PCT/
EP 2013/068 672 . In einem Ventilgehäuse ist ein längs verlagerbarer Druckregel-Kolben vorgesehen, der einerseits mit einem Kraftspeicher-Element zum Ausüben einer Öffnungskraft zur Verlagerung des Druckregel-Kolbens in eine Offenstellung und andererseits mit Löschmedium beaufschlagt werden kann, so dass das Löschmedium eine der Öffnungskraft entgegenwirkende Schließkraft auf den Druckregel-Kolben ausübt, um den Druckregel-Kolben in die Schließstellung zu bewegen. Das erfindungsgemäße Druckreduzier-Ventil ist für eine Löschanlage, insbesondere für eine automatische Brandlöschanlage, geeignet. Das Druckreduzier-Ventil wirkt passiv, d. h. der Druckregel-Kolben wird automatisch und selbsttätig von einer Offenstellung in eine Schließstellung verlagert, sofern ein Mindestdruck in dem Ventilgehäuse erreicht ist. Das Ventilgehäuse weist eine Längsachse auf. Das Druckreduzier-Ventil kann mit jeweils einem stationären Löschventil an einem Druckbehälter verbunden sein. Das stationäre Löschventil kann mit einer Auslöse-Einheit zusammenwirken. Die Auslöse-Einheit kann pneumatisch, manuell und/oder elektrisch angesteuert werden, um das stationäre Löschventil zu betätigen. Durch Betätigung des stationären Löschventils wird das Druckreduzier-Ventil mit Löschmedium unter Druck beaufschlagt. In einem Zustand vor Betätigung des Druckbehälter-Ventils ist das Druckreduzier-Ventil in einem drucklosen Zustand. Das Ventilgehäuse weist eine Ausgangsöffnung zum Verbinden des Druckreduzier-Ventils mit einer Löschmedium-Abgabevorrichtung, beispielsweise in Form einer Löschleitung oder eines Sammelrohrs, auf. Zwischen den Eingangsöffnungen und der Ausgangsöffnung ist ein Strömungskanal angeordnet. Entlang des Strömungskanals ist ein erstes Dichtungselement vorgesehen, das zum abdichtenden Anliegen an dem Druckregel-Kolben in der Schließstellung dient. Das bedeutet, dass in der Schließstellung der Strömungskanal fluiddicht abgedichtet ist. In der Schließstellung sind die Eingangsöffnungen von der Ausgangsöffnung fluiddicht getrennt. Dagegen ist in der Offenstellung, also wenn das erste Dichtungselement beabstandet von dem Druckregel-Kolben angeordnet ist und insbesondere nicht abdichtend an dem Druckregel-Kolben anliegt, eine Fluidverbindung zwischen den Eingangsöffnungen und der Ausgangsöffnung gegeben. Die Offenstellung liegt insbesondere dann vor, wenn das Druckreduzier-Ventil in einem drucklosen Zustand, insbesondere vor Betätigen des Druckbehälter-Ventils vorliegt. Insbesondere dichtet das erste Dichtungselement den Strömungskanal ab, in dem es umfangsseitig an einer äußeren Zylindermantelfläche des Druckregel-Kolbens anliegt. Es ist auch möglich, dass das erste Dichtungselement und der Druckregel-Kolben derart ausgeführt sind, dass das erste Dichtungselement umfangsseitig an einer inneren Zylindermantelfläche des Druckregel-Kolbens abdichtend anliegt. Zusätzlich oder alternativ kann ein weiteres Dichtungselement vorgesehen sein, das ein Abdichten, insbesondere in einer axialen Richtung, an einer Stirnfläche, die insbesondere ringförmig ausgeführt ist, des Druckregel-Kolbens ermöglicht. Die von dem Kraftspeicher-Element verursachte Öffnungskraft und die von dem Löschmedium verursachte Schließkraft wirken insbesondere entlang der Längsachse des Ventilgehäuses und sind antiparallel, also einander entgegengesetzt orientiert. In der Schließstellung des Druckregel-Kolbens ist der Strömungskanal durch das erste Dichtungselement in eine den Eingangsöffnungen zugewandte Hochdruck-Kammer und eine der Ausgangsöffnung zugewandte Niederdruck-Kammer geteilt. Die Hochdruck-Kammer ist von der Niederdruck-Kammer in der Schließstellung des Druckregel-Kolbens fluiddicht getrennt. Wenn an der Ausgangsöffnung das Löschmedium mit einem Druck anliegt, der mindestens so groß ist wie ein Niederdruck, der gegenüber dem Hochdruck reduziert ist, insbesondere höchstens 20% des Hochdrucks beträgt, insbesondere höchstens 10% des Hochdrucks beträgt und insbesondere höchstens 5% des Hochdrucks beträgt, ist die Schließkraft größer als die Öffnungskraft, d. h. der Druckregel-Kolben wird selbsttätig in die Schließstellung verlagert. Dadurch ist gewährleistet, dass das Löschmedium bei reduziertem Niederdruck von dem Druckreduzier-Ventil an die Löschmedium-Abgabevorrichtung bereitgestellt werden kann. Das Druckreduzier-Ventil ermöglicht eine zuverlässige Druckreduktion des Löschmediums. Dadurch ist es möglich, dass die Löschmedium-Abgabe-vorrichtung, insbesondere Rohrleitungsnetze einer Löschleitung für niedrigere Drücke ausgelegt werden können. Dadurch ist es möglich, Aufwand und Kosten für eine automatische Brandlöschanlage zu reduzieren. Aufgrund des reduzierten Abgabedrucks des Löschmediums ist das Gefahrenpotential reduziert. Das Löschmedium kann mittels des erfindungsgemäßen Druckreduzier-Ventils mit einer konstanten Ausbringrate, also mit einem konstanten Volumenstrom, ausgebracht werden.
-
Bei dem Druckreduzier-Ventil sind die Eingangsöffnungen in ihrer Anordnung bezüglich eines Drehwinkels um die Längsachse veränderlich festlegbar. Dadurch ist es unkompliziert möglich, die Eingangsöffnungen relativ zu einer, insbesondere ortsfest angeordneten, Sammelleitung einer automatischen Löschanlage auszurichten. Das Druckreduzier-Ventil als Verbindung zwischen der Löschmedium-Abgabevorrichtung und den Druckbehältern, die insbesondere ortsfest angeordnet sind, ist flexibel an.räumliche Begebenheiten, also an geometrische Randbedingungen, anpassbar. Das Anschließen eines derartigen Druckreduzier-Ventils ist unkompliziert und flexibel möglich.
-
Bei dem Druckreduzier-Ventil liegt das erste Dichtungselement umfangseitig an einer inneren Mantelfläche des in der Schließstellung angeordneten Druckregel-Kolbens an. Das Druckreduzier-Ventil ermöglicht ein fluiddichtes Abdichten des Strömungskanals in einer besonders unkomplizierten Weise. Insbesondere ist es nicht erforderlich, einen Ventilsitz bereitzustellen. Dadurch wird ein Anschlagen einer Ventilkomponente gegen einen Ventilsitz und somit eine klappernde Geräuschentwicklung und/oder eine Beschädigung oder Zerstörung eines Dichtelements verhindert. Insbesondere ist es nicht erforderlich, dass der Druckregel-Kolben stirnseitig abgedichtet wird.
-
Vorteilhaft ist ein Druckreduzier-Ventil mit mehreren Eingangs-Stutzen, wobei jeder Eingangs-Stutzen jeweils eine der Eingangsöffnungen festlegt. Ein derartiger Eingangs-Stutzen vereinfacht die Verbindung des Druckreduzier-Ventils mit dem Druckbehälter und insbesondere mit einem am Druckbehälter angebrachten stationären Löschventil. Insbesondere ist der Eingangs-Stutzen in eine dafür vorgesehene Gewindebohrung des Ventilgehäuses eingeschraubt. Ein Wechsel des Eingangs-Stutzens zu Wartungs- und/oder Reparaturzwecken ist vereinfacht.
-
Vorteilhaft ist ein Druckreduzier-Ventil, das im Wesentlichen rotationssymmetrisch bezüglich der Längsachse ausgeführt ist. Insbesondere weist das Druckreduzier-Ventil im Wesentlichen ausschließlich rotationssymmetrische Bauteile auf. Insbesondere sind sämtliche Bauteile des Druckreduzier-Ventils rotationssymmetrisch bezüglich der Längsachse des Ventilgehäuses ausgeführt. Derartige Bauteile können kostengünstig und insbesondere in hohen Stückzahlen kostengünstig hergestellt werden.
-
Vorteilhaft ist ein Druckreduzier-Ventil, bei dem der zum Verlagern des Druckregel-Kolbens in die Schließstellung erforderliche Niederdruck einstellbar ist. Das Druckreduzier-Ventil ermöglicht dessen variable Handhabung und/oder Verwendung. Beispielsweise ist es möglich, den für das Erreichen der Schließstellung des Druckkolbens erforderlichen Niederdruck einem damit zu verbindenden Rohrleitungsnetz anzupassen. Entsprechend ist es möglich, ein Druckreduzier-Ventil an verschiedene Voraussetzungen, wie beispielsweise einen Maximaldruck des Rohrleitungsnetzes flexibel anzupassen. Weiterhin ist es möglich, verschiedene Sicherheitsanforderungen und/oder Austragsraten für Löschmedium bereitzustellen.
-
Vorteilhaft ist ein Druckreduzier-Ventil, bei dem die Eingangsöffnungen jeweils quer zur Längsachse orientiert sind. Das bedeutet, dass eine Querschnittsfläche der Eingangsöffnungen, also eine Strömungsfläche, jeweils nicht senkrecht zur Längsachse orientiert ist. Eine Flächennormale der Querschnittsfläche einer Eingangsöffnung ist in einem von 0° verschiedenen Neigungswinkel gegenüber der Längsachse orientiert. Dadurch ergibt sich eine größere Gestaltungsvielfalt für das Ventilgehäuse. Insbesondere ist es nicht zwingend erforderlich, dass die Eingangsöffnungen oder Eingangs-Stutzen an einer der Ausgangsöffnung gegenüberliegenden Stirnseite des Ventilgehäuses angeordnet sind. Insbesondere können die Eingangsöffnungen im Bereich einer äußeren Seitenwand des Ventilgehäuses angeordnet sein.
-
Vorteilhaft ist ein Druckreduzier-Ventil, bei dem die Eingangsöffnungen entlang eines äußeren Umfangs an dem Ventilgehäuse gleichmäßig verteilt angeordnet sind. Dadurch ergibt sich eine rotationssymmetrische Aufteilung der Eingangsöffnungen bezüglich der Längsachse an dem Ventilgehäuse. Dadurch ist gewährleistet, dass eine statische Druckbelastung innerhalb des Ventilgehäuses rotationssymmetrisch ist. Lokale Druckunterschiede innerhalb einer Querschnittsfläche senkrecht zur Längsachse sind in dem Ventilgehäuse vernachlässigbar. Die statische Druckbelastung des Ventilgehäuses ist reduziert. Ein derartiges Druckreduzier-Ventil ist robust und statisch belastbar ausgeführt. Sofern das Druckreduzier-Ventil zwei Eingangsöffnungen aufweist, sind diese bezogen auf die Längsachse, insbesondere diametral, gegenüberliegend angeordnet. Ein Umfangswinkel bezogen auf die Längsachse zwischen zwei benachbarten Eingangsöffnungen beträgt 180°. Entsprechend beträgt ein Umfangswinkel zwischen zwei benachbarten Eingangsöffnungen bei einem Druckreduzier-Ventil mit drei Eingangsöffnungen 120°, bei einem Druckreduzier-Ventil mit vier Eingangsöffnungen 90° und bei einem Druckreduzier-Ventil mit fünf Eingangsöffnungen 72°. Allgemein gilt, dass der Umfangswinkel bei einem Druckreduzier-Ventil mit n Eingangsöffnungen 360°/n beträgt.
-
Vorteilhaft in ein Druckreduzier-Ventil mit einem zweiten Dichtungselement für eine abgedichtete Verlagerung des Druckregel-Kolbens in dem Ventilgehäuse. Das Druckreduzier-Ventil ermöglicht eine abgedichtete Verlagerung des Druckregel-Kolbens in dem Ventilgehäuse.
-
Besonders vorteilhaft ist es, wenn bei dem Druckreduzier-Ventil das erste Dichtungselement eine erste Dichtungsfläche festlegt, das zweite Dichtungselement eine zweite Dichtungsfläche festlegt und eine effektive Kolbenfläche die Differenz der zweiten Dichtungsfläche und der ersten Dichtungsfläche ist, wobei, die effektive Kolbenfläche von dem Löschmedium zum Ausüben der Schließkraft beaufschlagt wird. Das Druckreduzier-Ventil ermöglicht eine Einstellung des Niederdrucks, ab dem die Schließkraft auf den Druckregel-Kolben größer ist als die Öffnungskraft, die von dem Kraftspeicher-Element verursacht wird, indem eine effektive Kolbenfläche, die die Differenz einer zweiten Dichtungsfläche und einer ersten Dichtungsfläche ist, verändert wird.
-
Vorteilhaft ist ein Druckreduzier-Ventil, bei dem der Druck-Regelkolben eine entlang der Längsachse orientierte Durchgangsbohrung aufweist und insbesondere der Strömungskanal die Durchgangsbohrung zumindest abschnittsweise umfasst. Das Druckreduzier-Ventil ermöglicht eine kompakte und unkomplizierte Bauweise des Druckreduzier-Ventils. Dadurch, dass der Druckregel-Kolben zumindest abschnittsweise Bestandteil des Strömungskanals ist, sind die Strömungsbedingungen für das Löschmedium in dem Druckreduzier-Ventil verbessert.
-
Vorteilhaft ist ein Druckreduzier-Ventil mit einem Feder-Element als Kraftspeicher-Element. Insbesondere ist das Feder-Element als Schraubenfeder ausgeführt. Das Druckreduzier-Ventil ermöglicht eine effektive und direkte Beaufschlagung des Druckregel-Kolbens mit dem Kraftspeicher-, Element. Die passive Funktionsweise des Druckreduzier-Ventils ist zusätzlich vereinfacht.
-
Besonders vorteilhaft ist, wenn das Feder-Element in einer Feder-Kammer angeordnet ist, die gegenüber der Niederdruck-Kammer abgedichtet ist. Das Druckreduzier-Ventil ermöglicht eine Trennung des Feder-Elements von dem Strom des Löschmediums entlang des Strömungskanals. Möglicherweise störende Interaktionen zwischen der Feder und dem Löschmedium sind ausgeschlossen.
-
Vorteilhaft ist ein Druckreduzier-Ventil, das eine Entlüftungsbohrung der Feder-Kammer aufweist. Das Druckreduzier-Ventil ermöglicht einen Druckausgleich der Feder-Kammer.
-
Vorteilhaft ist ein Druckreduzier-Ventil mit einem eine dritte Dichtungsfläche aufweisenden dritten Dichtungselement zur abgedichteten Führung des Druckregel-Kolbens in dem Ventilgehäuse, wobei die erste Dichtungsfläche und die dritte Dichtungsfläche gleich groß sind. Das Druckreduzier-Ventil weist ein drittes Dichtungselement mit einer dritten Dichtungsfläche auf. Das dritte Dichtungselement ermöglicht eine abgedichtete Führung des Druckregel-Kolbens in dem Ventilgehäuse. Die dritte Dichtungsfläche und die erste Dichtungsfläche sind gleich groß. Das bedeutet, dass auf das erste Dichtungselement keine von dem unter Hochdruck stehenden Löschmediums verursachte Druckkraft wirkt. Das bedeutet, dass die Lebensdauer des ersten Dichtungselements erhöht ist. Insbesondere ist es dadurch möglich, einen konstanten Niederdruck an der Ausgangsöffnung des Druckreduzier-Ventils unabhängig von dem Hochdruck in dem Druckbehälter zu ermöglich. Das erste Dichtungselement ermöglicht einen vollständig kompensierten Sitz des Druckregel-Kolbens.
-
Vorteilhaft ist ein Druckreduzier-Ventil mit einem an dem Ventilgehäuse lösbar montierbaren Ventilgehäuse-Deckel. Das Druckreduzier-Ventil ermöglicht ein schnelles und unkompliziertes Öffnen und Schließen des Ventilgehäuses mittels des lösbar montierbaren Ventilgehäuse-Deckels. Dadurch ist eine Montage des Druckreduzier-Ventils vereinfacht. Die Herstellkosten und insbesondere die Montagekosten sind reduziert. Insbesondere kann der Ventilgehäuse-Deckel einen Anschlussstutzen zur Verbindung mit einer Löschleitung aufweisen. Insbesondere ist der Anschlussstutzen einteilig Teil an dem Ventilgehäuse-Deckel angeformt. Insbesondere ist der Ventilgehäuse-Deckel auf das Ventilgehäuse anschraubbar.
-
Vorteilhaft ist ein Druckreduzier-Ventil mit einem an der Ausgangsöffnung angeordneten Rückflussverhinderer. Dadurch, dass mehrere Druckbehälter mittels des Druckreduzier-Ventils direkt mit der Löschmedium-Abgabevorrichtung verbunden werden können, reduziert sich die Anzahl der Rückflussverhinderer. Der Rückflussverhinderer ist besonders vorteilhaft in das Druckreduzier-Ventil integriert. Dadurch ergibt sich eine kompakte und robuste Bauform. Insbesondere ist es nicht erforderlich, den Rückflussverhinderer gemäß dem Stand der Technik als separates Bauteil auszuführen. Die Anzahl der Schnittstellen ist dadurch reduziert. Das System insgesamt ist unkompliziert und robust aufgebaut. Das DruckreduzierVentil ist weniger fehleranfällig. Zusätzlich oder alternativ kann jeweils ein Rückflussverhinderer an einer Eingangsöffnung vorgesehen sein. Insbesondere sind also mehrere, Rückflussverhinderer an dem Druckreduzier-Ventil vorgesehen. Ein an einer Eingangsöffnung vorgesehener Rückflussverhinderer verhindert, dass Löschmittel, das aus anderen Druckbehältern durch das Druckreduzier-Ventil zur Abgabe von Löschmittel ausströmt, zurück in den bereits entleerten Behälter fließt, der mit der Eingangsöffnung verbunden ist, an der der Rückflussverhinderer angeordnet ist. Sofern sämtliche Eingangsöffnungen mit jeweils einem Rückflussverhinderer ausgerüstet sind, ist ein zuverlässiges Ausströmen des Löschmediums gewährleistet. Eine Beeinträchtigung des Ausströmvorgangs dadurch, dass ein bereits entleerter Behälter mit Druck von dem Druckreduzier-Ventil beaufschlagt werden könnte, ist ausgeschlossen.
-
Besonders vorteilhaft ist ein Druckreduzier-Ventil, bei dem die Eingangsöffnungen mittels eines Ringelements drehbar bezüglich der Längsachse am Ventilgehäuse angeordnet sind. Dadurch, dass die Eingangsöffnungen, insbesondere in Form von Eingangs-Stutzen an einem Ringelement festlegbar sind, wobei das Ringelement drehbar gegenüber dem Ventilgehäuse ist, ist die flexible Anordnung und insbesondere eine veränderliche Festlegung der Eingangsöffnungen gegenüber der Längsachse des Ventilgehäuses vereinfacht. Das Ringelement ist unkompliziert und unaufwendig zu fertigen.
-
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Löschanlage derart zu verbessern, dass der apparative Aufwand reduziert ist.
-
Die Aufgabe wird durch eine Löschanlage mit den Merkmalen gemäß Anspruch 13 gelöst. Die erfindungsgemäße Löschanlage weist mindestens ein erfindungsgemäßes Druckreduzier-Ventil mit mehreren Eingangsöffnungen auf. Das bedeutet, dass mehrere Druckbehälter, in welchen Löschmedium unter Hochdruck bevorratet ist, mittels eines Druckreduzier-Ventils an eine Löschmedium-Abgabevorrichtung, beispielsweise ein Sammelrohr, verbunden sind. Die für eine derartige Löschanlage erforderliche Anzahl an Komponenten ist reduziert. Insbesondere ist die Anzahl der erforderlichen Druckreduzier-Ventile reduziert. Die Anzahl an Rückflussverhinderern und Anschweißstutzen am Sammelrohr ist gegenüber aus dem Stand der Technik bekannten Löschanlagen reduziert. Der Raum- und Flächenbedarf für die erfindungsgemäße Löschanlage ist reduziert.
-
Vorteilhaft ist eine Löschanlage, bei der an jedem Druckbehälter ein stationäres Löschventil zur Verbindung mit dem mindestens einen Druckreduzier-Ventil vorgesehen ist. Der Komponentenaufwand an dem Druckbehälter ist reduziert. Die stationären Löschventile ermöglichen eine unkomplizierte Verbindung des Druckbehälters mit dem Druckreduzier-Ventil.
-
Zusätzliche Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung. Es zeigen:
- 1 eine perspektivische Ansicht einer Löschanlage mit mehreren Druckreduzier-Ventilen, an welchen jeweils zwei Druckbehälter angeschlossen sind,
- 2 eine vergrößerte Detailansicht gemäß Detail II in 1,
- 3 eine Seitenansicht des Druckreduzier-Ventils gemäß 1,
- 4 eine Ansicht von unten des Druckreduzier-Ventils in 3,
- 5 eine Schnittdarstellung gemäß Schnittlinie V-V in 3,
- 6 eine 5 entsprechende Darstellung eines Druckreduzier-Ventils gemäß einer weiteren Ausführungsform mit einem Druckregel-Kolben in einer Offenstellung,
- 7 eine 6 entsprechende Schnittdarstellung mit dem Druckregel-Kolben in einer ersten Schließstellung,
- 8 eine 6 entsprechende Darstellung mit dem Druckregel-Kolben in einer zweiten von der ersten abweichenden Schließstellung,
- 9 eine 4 entsprechende Ansicht eines Druckreduzier-Ventils gemäß einer weiteren Ausführungsform mit drei Eingangsöffnungen,
- 10 eine 4 entsprechende Ansicht eines Druckreduzier-Ventils gemäß einer weiteren Ausführungsform mit vier Eingangsöffnungen,
- 11 eine 4 entsprechende Ansicht eines Druckreduzier-Ventils gemäß einer weiteren Ausführungsform mit fünf Eingangsöffnungen,
- 12 eine 4 entsprechende Ansicht eines Druckreduzier-Ventils gemäß einem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel mit zwei Eingangsöffnungen,
- 13 eine Seitenansicht des Druckreduzier-Ventils in 12,
- 14 eine Schnittdarstellung gemäß Schnittlinie XIV-XIV in 13.
-
Eine in 1 und 2 als Ganzes mit 1 bezeichnete Löschanlage umfasst sechs Druckbehälter 2 in Form von Druckgasflaschen. In den Druckbehältern 2 ist jeweils ein Löschmedium wie beispielsweise CO2 oder N2 unter Hochdruck pH bevorratet. An den Druckbehältern 2 ist jeweils ein stationäres Löschventil 3 angebracht. An dem stationären Löschventil 3 kann ein nicht dargestellter Auslöseschlauch angebracht sein. Der Auslöseschlauch ermöglicht ein automatisches Auslösen der Löschanlage 1. Dazu dient der Auslöseschlauch als Steuerleitung. Der Auslöseschlauch kann beispielsweise über eine nicht dargestellte Steuereinheit angesteuert werden, sobald eine Brandursache festgestellt worden ist. Der Auslöseschlauch wird mit Druck beaufschlagt und das stationäre Löschventil 3, insbesondere pneumatisch, angesteuert. Der Auslöseschlauch ist beispielsweise ein Kunststoff-Schlauch. Der Auslöseschlauch kann auch als Rohrleitung ausgeführt sein. Es ist grundsätzlich auch denkbar, dass der Auslöseschlauch ein passives, automatisches Auslösen der Löschanlage 1 ermöglicht. Beispielsweise bei einem Überschreiten einer kritischen Temperatur öffnet der Auslöseschlauch durch Reißen oder Platzen, so dass in dem Auslöseschlauch angeordnetes Löschmedium austritt. Der Druckabfall in dem Auslöseschlauch bewirkt ein Betätigen des stationären Löschventils 3. Die Löschanlage 1, die zur automatischen Auslösung geeignet ist, wird auch als automatische Brandlöschanlage bezeichnet. Es ist zusätzlich oder alternativ möglich, eine manuelle Auslösevorrichtung vorzusehen.
-
Das stationäre Löschventil 3 ist über einen Verbindungsschlauch 4 mit einem Druckreduzier-Ventil 5 verbunden. An das Druckreduzier-Ventil 5 sind jeweils zwei Druckbehälter 2 über jeweils ein stationäres Löschventil 3 und den Verbindungsschlauch 4 angeschlossen. Bei der in 1 gezeigten Löschanlage 1 sind jeweils zwei Druckbehälter 2 paarweise mit einem Druckreduzier-Ventil 5 verbunden.
-
Das Druckreduzier-Ventil 5 ist an eine Löschmedium-Abgabevorrichtung 6 in Form eines Sammelrohres für eine Löschleitung angeschlossen. Im Fall einer automatischen Auslösung der automatischen Brandlöschanlage 1 kann eine automatische Abgabe von Löschmedium über die Löschmedium-Abgabevorrichtung 6 erfolgen. Aus dem Druckbehälter 2 kann über das stationäre Löschventil 3 und das Druckreduzier-Ventil 5 Löschmedium in die Löschmedium-Abgabevorrichtung 6 während eines Löschvorgangs nachgeliefert werden.
-
Um das Druckreduzier-Ventil 5 an die Löschmedium-Abgabevorrichtung 6 anbinden zu können, ist an der Löschmedium-Abgabevorrichtung ein An-, schweißstutzen 7 vorgesehen. An dem Anschweißstutzen 7 ist ein Rückflussverhinderer 8 vorgesehen, der in das Druckreduzier-Ventil 5 integriert ist. Insbesondere ist es nicht erforderlich, einen Rückflussverhinderer als separates Bauteil auszuführen.
-
Bei der Löschanlage 1 ist die Löschmedium-Abgabevorrichtung 6 jeweils stirnseitig mit einer Endkappe 9 abgeschlossen. Es ist möglich, die Endkappen 9, die beispielsweise aufgesteckt oder aufgeschraubt sind, abzunehmen und die Löschmedium-Abgabevorrichtung 6 mit weiteren Löschmedium-Abgabeelementen, beispielsweise mit einer Löschleitung, zu verbinden.
-
Nachfolgend wird anhand der 3 bis 5 ein Druckreduzier-Ventil 5 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel näher erläutert. Das Druckreduzier-Ventil 5 umfasst ein Ventilgehäuse 10, das bezüglich einer Längsachse 11 im Wesentlichen rotationssymmetrisch ausgeführt ist. Das Ventilgehäuse 10 weist zwei Eingangsöffnungen 12 auf, über die das Druckreduzier-Ventil 5 jeweils mit einem Druckbehälter 2 und insbesondere mit dem daran befestigten stationären Löschventil 3 verbunden werden können. Das Ventilgehäuse 10 ist im Wesentlichen rohrförmig ausgeführt. Die Eingangsöffnungen 12 sind jeweils Bestandteil eines Eingangs-Stutzens 13. Die Eingangs-Stutzen 13 sind bezogen auf die Längsachse 11 diametral gegenüberliegend an dem Ventilgehäuse 10 angeordnet. Die Eingangs-Stutzen 13 sind an einer äußeren Seitenwand 14 des Ventilgehäuses 7 angeordnet. Jeder Eingangs-Stutzen 13 weist eine Eingangs-Stutzen-Längsachse 15 auf. Die Eingangs-Stutzen-Längsachse 15 ist in einem Neigungswinkel a gegenüber der Längsachse 11 angeordnet. Gemäß dem gezeigten Ausführungsbeispiel beträgt der Neigungswinkel etwa 75°. Ein derartiger Neigungswinkel hat sich als vorteilhaft erwiesen, damit die unterhalb des Druckreduzier-Ventils 5 angeordneten Druckbehälter 2 vorteilhaft angeschlossen werden können. Eine Vergrößerung des Neigungswinkels a auf beispielsweise bis zu 90° hätte zur Folge, dass der Platzbedarf, insbesondere für die Anbindung der Verbindungsschläuche 4 an dem Druckreduzier-Ventil steigt. Eine Anordnung der Eingangs-Stutzen 13 mit einem reduzierten Neigungswinkel. der kleiner ist als 75°, ist grundsätzlich möglich. Eine Reduzierung des Neigungswinkels a ermöglicht die Anbringung der Eingangs-Stutzen 13 im Bereich des stirnseitigen Endes des Ventilgehäuses 10. An einem den Eingangsöffnungen 12 gegenüberliegenden stirnseitigen Ende des Ventilgehäuses 10 ist ein Ventilgehäuse-Deckel lösbar montierbar angeordnet. Der Ventilgehäuse-Deckel 16 ist auf das Ventilgehäuse 10 aufgeschraubt. An den Ventilgehäuse-Deckel 16 ist - dem Ventilgehäuse 10 abgewandt - der Rückflussverhinderer 8 eingeschraubt. An einem stirnseitigen Ende des Rückflussverhinderers 8 ist eine Ausgangsöffnung 17 des Druckreduzier-Ventils 5 angeordnet. Der Rückflussverhinderer 8 ist in einer an sich bekannten Weise ausgeführt. Der Rückflussverhinderer 8 weist eine entlang der Längsachse 11 verlagerbare Blockierkugel 18 auf. Sofern ein Druck an der Ausgangsöffnung 17, also von der Löschmedium-Abgabevorrichtung 6 ausgehend, größer ist als ein Innendruck in dem Druckreduzier-Ventil 5, wird die Blockierkugel 18 gemäß der Darstellung in 5 nach links zu dem Ventilgehäuse-Deckel 16 hin verlagert. Der Durchmesser der Blockierkugel 18 ist derart gewählt, dass die Blockierkugel 18 abdichtend an einer Ringdichtung 19 anliegt, die stirnseitig an dem Ventilgehäuse-Deckel vorgesehen ist und zwischen dem Ventilgehäuse-Deckel 16 und dem Rückflussverhinderer 8 klemmend angeordnet ist. Die Ausgangsöffnung 17 dient zum Verbinden des Druckreduzier-Ventils 5 mit der Löschmedium-Abgabevorrichtung 6. Beispielsweise dann, wenn der Rückflussverhinderer 8 nicht vorgesehen ist oder nicht in dem Druckreduzier-Ventil 5 integriert ist, kann die Ausgangsöffnung 17 in dem auf das Ventilgehäuse 10 aufschraubbaren Ventilgehäuse-Deckel 16 integriert sein. An dem Rückflussverhinderer 8 ist ein Anschlussstutzen 20 für die Löschmedium-Abgabevorrichtung 6 einteilig angeformt. Zwischen den Eingangsöffnungen 12 und der Ausgangsöffnung 17 ist ein Strömungskanal 21 angeordnet.
-
An dem der Ausgangsöffnung 17 gegenüberliegenden stirnseitigen Ende des Ventilgehäuses 10 und benachbart zu der Eingangsöffnungen 12 ist ein Fluidströmungs-Leitelement 22 vorgesehen. Das Fluidströmungs-Leitelement 22 ermöglicht eine Beeinflussung der Fluidströmung entlang des Strömungskanals 21. Das Fluidströmungs-Leitelement 22 ist einteilig ausgeführt und deshalb robust und kompakt.
-
Das Fluidströmungs-Leitelement 22 ist stirnseitig in das Ventilgehäuse 10 eingeschraubt. Dem Strömungskanal 21 zugewandt weist das Fluidströmungs-Leitelement 22 einen Dichtungs-Träger 23 auf, der ein erstes Dichtungselement 24, das gemäß dem gezeigten Ausführungsbeispiel als O-Ring ausgeführt ist, trägt. Das erste Dichtungselement 24 ist in einer dafür vorgesehenen umlaufenden Radial-Nut an dem Dichtungs-Träger 23 entlang der Längsachse 11 gehalten.
-
Entlang der Längsachse 11 ist ausgehend von der Eingangsöffnung 12 nach dem Fluidströmungs-Leitelement 22 ein Führungs-Element 25 angeordnet. Das Führungs-Element 25 ist einteilig, also integral, an einer Innenseite des Ventilgehäuses 10 angeformt. Das Führungs-Element 20 ist hohl ausgeführt und weist eine innere hohlzylindrisch geformte Führungsfläche 26 auf. Das Führungs-Element 25 dient zur Führung eines Druckregel-Kolbens 27, der entlang der Längsachse 11 in dem Ventilgehäuse 10 zwischen einer Offenstellung und einer Schließstellung verlagerbar ist. Die hohlzylindrische Führungsfläche 26 des Führungs-Elements 25 weist einen Innendurchmesser derart auf, dass eine geführte Verlagerung eines Führungsabschnitts 28 des Druckregel-Kolbens 27 möglich ist. Insbesondere entspricht der Innendurchmesser der Führungsfläche 26 im Wesentlichen einem Außendurchmesser des Druckregel-Kolbens 27 im Bereich des Führungsäbschnitts 28.
-
Im Bereich der Führungsfläche 26 ist ein drittes Dichtungselement 29 zum abdichtenden Anliegen an dem Führungsabschnitt 28 vorgesehen.
-
Der Druckregel-Kolben 27 ist zweiteilig ausgeführt mit einem den Eingangsöffnungen 12 zugewandten ersten Druckregel-Kolben-Abschnitt 30 und einem der Ausgangsöffnung 17 zugewandten zweiten Druckregel-Kolben-Abschnitt 31. Der erste Druckregel-Kolben-Teil 30 ist mit dem zweiten Druckregel-Kolben-Teil 31 verschraubt. Die beiden Druckregel-Kolben-Teile 30, 31 sind mittels eines Dichtungselements 32 abgedichtet. Die zweiteilige Ausführung des Druckregel-Kolbens 27 vereinfacht dessen Montage in dem Ventilgehäuse 10. Der Druckregel-Kolben 27 ist entlang der Längsachse 11 im Wesentlichen terrassenförmig ausgeführt mit einem ersten Außendurchmesser da1 im Bereich des Führungsabschnitts 28, einem zweiten Außendurchmesser da2 im Bereich eines Zwischenabschnitts 33 und einem dritten Außendurchmesser da3 im Bereich eines Basisabschnitts 34. An einer inneren Mantelfläche ist der Basisabschnitt 34 mittels eines zweiten Dichtungselements 35 gegenüber einem in das Ventilgehäuse 10 hineinragenden Hülsenabschnitt 36 des Ventilgehäuse-Deckels 16 abgedichtet.
-
Der Druckregel-Kolben 27 weist eine zentral angeordnete, konzentrisch zur Längsachse 11 orientierte Durchgangsbohrung 37 auf. Im Bereich des Dichtungsabschnitts 38 weist die Durchgangsbohrung 31 einen ersten Innendurchmesser di1 auf. Im Bereich des Basisabschnitts 34 und zumindest abschnittsweise im Bereich des Zwischenabschnitts 33 weist die Durchgangsbohrung 37 einen zweiten Innendurchmesser di2 auf, der größer ist als der erste Innendurchmesser di1.
-
Entlang der Längsachse 11 ist an dem Führungsabschnitt 28 den Eingangsöffnungen 12 zugewandt ein Dichtungsabschnitt 38 an dem Druckregel-Kolben 27 vorgesehen. Der Dichtungsabschnitt 38 dient zum abdichtenden Anliegen an dem ersten Dichtungselement 24 an dem Dichtungs-Träger 23 des Fluidströmungs-Leitelements 22. Dazu weist der napfförmige Dichtungsabschnitt 38 einen gegenüber dem ersten Innendurchmesser di1 vergrößerten vierten Innendurchmesser di4 auf, der so auf den Außendurchmesser des ersten Dichtungselements 24 abgestimmt ist, dass das erste Dichtungselement 24 umfangseitig abdichtend an einer inneren Mantelfläche des Dichtungsabschnitts 38 anliegen kann.
-
Der Hülsenabschnitt 36 des Ventil-Gehäusedeckels 16 weist einen dritten Innendurchmesser di3 auf, der im Wesentlichen identisch ist zu dem ersten Innendurchmesser di1 des Führungsabschnitts 28. Das bedeutet, dass der Innendurchmesser des Strömungskanals 21 entlang der Längsachse 11 in dem Ventilgehäuse 10 in dem in 5 gezeigten geöffneten Zustand im Wesentlichen konstant ist und sich ausgehend von der Ausgangsöffnung 17. erst im Bereich des Dichtungsabschnitts 38 aufweitet und dann durch die Eingangs-Stutzen 13 zu den Eingangsöffnungen 12 erstreckt.
-
Zwischen dem Führungs-Element 25 und dem zweiten Druckregel-Kolben-Teil 31 des Druckregel-Kolbens 27 ist ein Kraftspeicher-Element in Form einer Schraubenfeder 39 angeordnet. Die Schraubenfeder 39 ist eine Druckfeder und entlang der Längsachse 11 angeordnet. Von dem Ventilgehäuse 10, dem Druckregel-Kolben 24 und dem Führungs-Element 25 ist ein im Wesentlichen ringförmiger Hohlraum begrenzt, der eine Feder-Kammer 40 bildet. In der Offenstellung des Druckregel-Kolbens 27 ist die Schraubenfeder 39 im Wesentlichen entspannt. Die Schraubenfeder 39 übt keine Kraft auf den Basisabschnitt 34 des Druckregel-Kolbens 27 aus. Das bedeutet, dass in der Offenstellung, also wenn das Druckreduzier-Ventil 5 sich in einem drucklosen Zustand befindet, die Schraubenfeder 39 derart ausgelegt ist, dass die von der Schraubenfeder 39 verursachte Öffnungskraft F1 den Druckregel-Kolben 27 gemäß der Darstellung in 5 derart nach rechts verlagert, dass der Druckregel-Kolben 27 in der Offenstellung vorliegt. Das bedeutet, dass der Druckregel-Kolben 27 üblicherweise in der geöffneten Anordnung, also in der Offenstellung, durch die Schraubenfeder 39 gedrückt wird.
-
Es ist auch möglich, die Schraubenfeder 39 derart auszulegen, dass sie in der in 5 dargestellten Offenstellung des Druckregel-Kolbens 27 eine Kraft auf den Basisabschnitt 34 des Druckregel-Kolbens 27 ausübt. Die Schraubenfeder 39 kann in der Offenstellung also kraftlos oder vorgespannt eingebaut sein.
-
Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die 6 bis 8 eine weitere Ausführungsform beschrieben. Konstruktiv identische Teile erhalten dieselben Bezugszeichen wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel, auf dessen Beschreibung hiermit verwiesen wird. Konstruktiv unterschiedliche, jedoch funktionell gleichartige Teile erhalten dieselben Bezugszeichen mit einem nachgestellten a.
-
Der wesentliche Unterschied des Druckreduzier-Ventils 5a gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel besteht in der Anordnung der Eingangs-Stutzen 13, die im Wesentlichen stirnseitig an dem Ventilgehäuse 10a angeordnet sind. Daraus ergibt sich, dass die Eingangs-Stutzen-Längsachse 15 gegenüber der Längsachse 11 des Ventilgehäuses 10a flacher geneigt ist. Der Neigungswinkel a ist bei dem Druckreduzier-Ventil 5a reduziert und beträgt beispielsweise etwa 30°. Dennoch sind die beiden Eingangs-Stutzen 13 bezogen auf die Längsachse 11 diametral gegenüberliegend angeordnet.
-
Aufgrund der stirnseitigen Anordnung der Eingangs-Stutzen 13 ist die Geometrie des Fluidströmungs-Leitelements 22a verändert. Das Fluidströmungs-Leitelement 22a ist zweiteilig ausgeführt. Die beiden Komponenten des Fluidströmungs-Leitelements 22a sind miteinander entlang der Längsachse 11 verschraubt. In eine Trennfuge zwischen den beiden Komponenten ist das erste Dichtungselement 24a eingesetzt.
-
Ein weiterer Unterschied der zweiten Ausführungsform besteht darin, dass das Führungs-Element 25a als separate Komponente ausgeführt ist. Insbesondere ist das Führungs-Element 25a nicht einteilig mit dem Ventilgehäuse 10a ausgeführt. Das Führungs-Element 25a weist ein Außengewinde auf, mit dem es in ein korrespondierendes Innengewinde des Ventilgehäuses 10a eingeschraubt ist.
-
Der übrige Aufbau des Druckreduzier-Ventils 5a entspricht dem des ersten Ausführungsbeispiels, worauf hiermit verwiesen wird. Die Funktion der beiden Druckreduzier-Ventile ist identisch.
-
Im Folgenden wird die Funktionsweise des Druckreduzier-Ventils 5a näher erläutert.,
-
Sofern sich der Druckregel-Kolben 27a, wie in 6 dargestellt, in der Offenstellung befindet, ist der Druckregel-Kolben 27a mit dem Führungsabschnitt 25a beabstandet von dem ersten Dichtungselement 24 angeordnet. Die Löschanlage 1 wird durch eine Auslöse-Einheit ausgelöst, die insbesondere pneumatisch, manuell oder elektrisch angesteuert werden kann. Die Auslöse-Einheit wirkt mit dem stationären Löschventil zusammen, das standardmäßig geschlossen ist. Das Auslösen der Auslöse-Einheit, die beispielsweise als temperaturempfindliches Auslöseelement, insbesondere als platzender Auslöseschlauch ausgeführt sein kann, bewirkt eine Betätigung des stationären Löschventils derart, dass der Druckbehälter freigegeben wird. Löschmedium wird von jeweils zwei Druckbehältern 2 mit Hochdruck pH über die Eingangsöffnungen 12 dem Druckreduzier-Ventil 5a zugeführt und strömt entlang des Fluidströmungs-Leitelements 15. Von dort strömt das Löschmedium in die Durchgangsbohrung 37 und kann schließlich über die Ausgangsöffnung 17 und den Anschlussstutzen 20 in die Löschmedium-Abgabevorrichtung 6 gelangen. Das bedeutet, dass ausgehend von der Eingangsöffnung 12 die Durchgangsbohrung 37 und die Ausgangsöffnung 17 ein durchgängiger Strömungskanal 21 gebildet ist. Insbesondere ist der durchgängige Strömungskanal 21 derart ausgeführt, dass eine senkrecht zur Längsachse 11 orientierte Strömungskanal-Querschnittsfläche entlang des Strömungskanals 21 im Wesentlichen konstant ist. Insbesondere ist dazu die Innenbohrung des Druckregel-Kolbens 24 und die Innenbohrung des Anschlussstutzens 20 mit im Wesentlichen identischen Innen-Durchmessern ausgeführt.
-
Aufgrund der im Wesentlichen unveränderlichen Strömungskanal-Querschnittsfläche entlang der Längsachse 11 ist eine ungedrosselte Gasströmung von der Eingangsöffnung 12 zu der Ausgangsöffnung 17 in der Offenstellung des Druckregel-Ventils 5 gewährleistet.
-
Sobald Löschmedium, das mit Hochdruck pH durch die Durchgangsbohrung 37 in den Bereich des Zwischenabschnitts 33 mit dem zweiten Innendurchmesser di2 strömt, bewirkt der Druck, der auf eine effektive Kolbenfläche Aeff wirkt, eine Schließkraft F2 aus (7). Die effektive Kolbenfläche Aeff ist der Ausgangsöffnung 17 zugewandt. Der von dem Löschmedium verursachte Druck geht also von einem, in dem Ventilgehäuse 10 rechts dargestellten Bereich, benachbart zu der Ausgangsöffnung 17 aus. Die Schließkraft F2 ist von der Ausgangsöffnung 17 zu den Eingangsöffnungen 12 entlang der Längsachse 11 gerichtet. Die Schließkraft F2 bewirkt also eine Verlagerung des Druckregel-Kolbens gemäß der Darstellung in 7 nach links. Die effektive Fläche Aeff ergibt sich aus einer Differenz einer zweiten Dichtungsfläche A2 und einer ersten Dichtungsfläche A1. Die erste Dichtungsfläche A1 ist eine Kreisfläche mit dem ersten Außendurchmesser da1 des Druckregel-Kolbens 27a. Die zweite Dichtungsfläche A2 ist eine Kreisfläche mit dem dritten Außendurchmesser da3 des Druckregel-Kolbens 27a. Die von dem Löschmedium verursachte Schließkraft F2 ist größer als eine von der Schraubenfeder 39 ausgeübte Öffnungskraft F1, die von den Eingangsöffnungen 12 zur Ausgangsöffnung 17 entlang der Längsachse 11 hin gerichtet ist. Das bedeutet, dass die Öffhungskraft F1 entgegen der Schließkraft F2 gerichtet ist. Die beiden Kräfte F1 und F2 sind insbesondere entgegengesetzt zueinander orientiert. Die beiden Kräfte F1 und F2 sind insbesondere konzentrisch zur Längsachse 11 gerichtet. Die Schließkraft F2 ist betragsmäßig größer als die Öffnungskraft F1, so dass eine effektive Kraft auf den Druckregel-Kolben 27a entlang der Längsachse 11 von der Ausgangsöffnung 17 zu den Eingangsöffnungen 12 hin gerichtet ist. Das bedeutet, dass der Druckregel-Kolben 27a nach links verlagert wird.
-
Falls der Druckregel-Kolben 27a mit dem Dichtungsabschnitt 38 an dem ersten Dichtungselement 24a abdichtend anliegt, ist der Strömungskanal 21 unterbrochen. Das bedeutet, dass die Eingangsöffnungen 12 von der Ausgangsöffnung 17 fluiddicht getrennt ist. Der Druckregel-Kolben 27a befindet sich in der Schließstellung. In der Schließstellung ist eine Hochdruck-Kammer 41 gebildet, die von den Eingangsöffnungen 12 entlang eines Strömungsweges des Strömungskanals 21 bis hin zu dem ersten Dichtungselement 24a begrenzt ist. In der Hochdruck-Kammer 41 liegt das Löschmedium mit Hochdruck pH an, mit dem das Löschmedium in den Druckbehältern 2 bevorratet ist. Von der Hochdruck-Kammer 41 fluiddicht getrennt ist eine Niederdruck-Kammer 42, die gemäß dem gezeigten Ausführungsbeispiel im Wesentlichen die Durchgangsbohrung 37 und die Ausgangsöffnung 17 umfasst. In der Niederdruck-Kammer 42 liegt das Löschmedium mit Niederdruck pN vor.
-
In der Schließstellung (7, 8) des Druckregel-Kolbens 27a liegt der Niederdruck als statischer Ausgangsdruck an. Das bedeutet, dass keine Fluidströmung erfolgt. Es herrscht Strömungsstillstand, da die Ausgangsöffnung 17 verschlossen ist oder an der Ausgangsöffnung 17 ein verschlossenes Leitungssystem angeschlossen ist. Ein Mindest-Niederdruck, der erforderlich ist, um den Druckregel-Kolben 27a von der Offenstellung in die Schließstellung zu verlagern, wird insbesondere ausschließlich durch die Druckfeder 39 bestimmt. Das bedeutet, dass der Hochdruck pH, der an den Eingangsöffnungen 12 des Ventilgehäuses 10 anliegt, keinen Einfluss auf die Verlagerung des Druckregel-Kolbens 27a in dem Ventilgehäuse 10 hat. Mit dem Niederdruck pN ist das Löschmedium in der Löschmedium-Abgabevorrichtung 6 bereitgestellt. Das bedeutet, dass das Druckreduzier-Ventil 5a es ermöglicht, Löschmedium dauerhaft in der Löschmedium-Abgabevorrichtung 6 bei reduziertem Abgabedruck pN bereitzustellen.
-
Bei einer Auslösung der automatischen Brandlöschanlage 1 wird Löschmedium über die Löschmedium-Abgabevorrichtung 6 an die Umgebung abgegeben. Das bedeutet, dass ausgehend von der Schließstellung des Druckregel-Kolbens 27a eine Reduzierung des Niederdrucks pN auftritt. Sobald der Niederdruck pN unterhalb eines kritischen Schwellenwertes sinkt und dadurch die Schließkraft F2 derart reduziert wird, dass sie kleiner ist als die Öffnungskraft F1 der Schraubenfeder 39, wird der Druckregel-Kolben 27a nach rechts, also zur Ausgangsöffnung 17 hin, verlagert. Sobald der Druckregel-Kolben 27a derart angeordnet ist, dass das erste Dichtungselement 24a nicht mehr dichtend an dem Dichtungsabschnitt 38 des Druckregel-Kolbens 24 anliegt, sich der Druckregel-Kolben 27a also in der Offenstellung befindet, kann Löschmedium entlang des Strömungskanals 21 zu der Ausgangsöffnung gelangen und die Löschmedium-Abgabevorrichtung 6 mit konstantem Austrag des Löschmediums versorgen.
-
Der Austrag des Löschmediums erfolgt mit konstantem Niederdruck pN. Da sich der Druckregel-Kolben 27a in der Offenstellung befindet, findet ein Fluidfluss also eine Strömung statt. Das bedeutet, dass der Austrag bei einem dynamischen Ausgangsdruck als Niederdruck pN erfolgt. Der dynamische Ausgangsdruck, also der Niederdruck pN bei Offenstellung des Druckregel-Kolbens 27a, hängt von der Strömungsgeschwindigkeit des Löschmediums und somit von der Größe der Austrittsöffnungen in Form von Düsen und einer maximalen Durchflussleistung des Druckreduzier-Ventils 5a ab. Der dynamische Ausgangsdruck ist grundsätzlich kleiner als ein statischer Ausgangsdruck. Der statische Ausgangsdruck liegt an, wenn sich der Druckregel-Kolben 27a in einer Schließstellung befindet gemäß 7, 8. Das bedeutet, dass das Löschmedium mit einem Niederdruck pN ausgetragen wird, der geringer ist als der statische Niederdruck pN, mit dem das Löschmedium in der Löschmedium-Abgabevorrichtung 6 bevorratet ist. Der Austrag des Löschmediums erfolgt mit konstantem Niederdruck pN, da die Einflussfaktoren, also die Größe der Austrittsöffnungen und die maximal mögliche Durchflussleistung, durch das Druckreduzier-Ventil 5a unveränderlich sind. Dies gilt zumindest, solange der Hochdruck pH im Druckbehälter 2 größer ist als der Niederdruck pN an der Ausgangsöffnung 17. Auf den Druckregel-Kolben 27a wirken während des Löschmediumaustrags die Schließkraft F2 und die von der Schraubenfeder 39 ausgeübte Öffnungskraft F1, die der Schließkraft F2 entgegenwirkt. Gleichzeitig wirkt eine Reibkraft auf den Druckregel-Kolben 27a. Aufgrund der Federkennlinie der Schraubenfeder 39 kann der Druckregel-Kolben 27a während des Löschmediumaustrags eine Zwischenstellung einnehmen, die insbesondere zwischen einer in 8 dargestellten Schließstellung und zwischen einer in 6 dargestellten Offenstellung sich befindet.
-
Ein Schließen des Druckreduzier-Ventils 5a, also eine Verlagerung des Druckregel-Kolbens 27a von der Offenstellung in die Schließstellung, erfolgt beispielsweise dann, wenn Austrittsöffnungen der Löschmedium-Abgabevorrichtung verschlossen sind oder verschlossen werden und deshalb ein Strömungsstillstand eintritt. Ein Schließen des Druckreduzier-Ventils 5a erfolgt auch dann, wenn beispielsweise ein sprunghafter Druckanstieg an den Eingangsöffnungen 12 anliegt. Ein sprunghafter Druckanstieg kann beispielsweise durch eine Auslösung der Brandlöschanlage 1 verursacht werden. Ein derartiger Schließvorgang wird dadurch erreicht, dass der Druckregel-Kolben 27a ausgehend von der Darstellung in 8 nach links verlagert wird, bis der Druckregel-Kolben 27a mit dem Dichtungsabschnitt 38 an dem ersten Dichtungselement 24a dichtend anliegt. In dieser Position des Druckregel-Kolbens sind die Eingangsöffnungen 12 von der Ausgangsöffnung 17 fluiddicht getrennt. Das Druckreduzier-Ventil 5a ist geschlossen.
-
Dadurch, dass das über die Eingangsöffnungen 12 mit Hochdruck pH in das Druckreduzier-Ventil zugeführte Löschmedium keine Axialkraft auf den Druckregel-Kolben 27a ausübt, wirken sich auch Druckschwankungen bei Löschmediumabgabe über das Abgabeventil 3 nicht negativ auf die Abgabe des Löschmediums mittels des Druckreduzier-Ventils 5a und die Löschmedium-Abgabevorrichtung 6 aus. Der Grund, dass das Löschmedium, das über die Eingangsöffnungen 12 dem Druckreduzier-Ventil 5a zugeführt wird, keine Axialkraft auf den Druckregel-Kolben 27a ausübt ist, dass der Druckregel-Kolben 27a mittels des dritten Dichtungselements 24a einen Dichtungsquerschnitt aufweist, der mit dem vom ersten Dichtungselement 19 verursachten Dichtungsquerschnitt identisch ist.
-
In der Feder-Kammer 40 ist eine Entlüftungsbohrung 43 vorgesehen. Die Entlüftungsbohrung 43 ermöglicht ein Entweichen von Luft aus der Feder-Kammer 40 an die Umgebung, wenn der Druckregel-Kolben 27a von der Offenstellung gemäß 6 in eine Schließstellung gemäß 7 oder 8 verlagert wird. Aus den Darstellungen in 6 bis 8 wird insbesondere deutlich, dass verschiedene Schließstellungen und verschiedenen Offenstellungen des Druckregel-Kolbens 27a denkbar sind. Wesentlich ist, dass in der Offenstellung eine Fluidströmung von den Eingangsöffnungen 12 zur Ausgangsöffnung 17 ermöglicht ist. Dagegen ist in der Schließstellung des Druckregel-Kolbens 27a eine Fluidströmung von den Eingangsöffnungen 12 zu der Ausgangsöffnung 17 verhindert. Das erste Dichtungselement 24a liegt an dem Druckregel-Kolben 27a an einer inneren Zylindermantelfläche in der Schließstellung umfangsseitig an.
-
Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die 9 eine weitere Ausführungsform beschrieben. Konstruktiv identische Teile erhalten dieselben Bezugszeichen wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel, auf dessen Beschreibung hiermit verwiesen wird. Konstruktiv unterschiedliche, jedoch funktionell gleichartige Teile erhalten dieselben Bezugszeichen mit einem nachgestellten b.
-
Das Druckreduzier-Ventils 5b ist im Wesentlichen identisch zu dem ersten Ausführungsbeispiel. Einziger Unterschied ist die Anzahl und die Anordnung der Eingangs-Stutzen 13. Das Druckreduzier-Ventil 5b weist drei Eingangs-Stutzen 13 auf, die bezogen auf einen Umfangswinkel um die Längsachse 11 mit einem Abstand von 120° an der äußeren Seitenwand 14 des Ventilgehäuses 10 angeordnet sind.
-
Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die 10 eine weitere Ausführungsform beschrieben. Konstruktiv identische Teile erhalten dieselben Bezugszeichen wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel, auf dessen Beschreibung hiermit verwiesen wird. Konstruktiv unterschiedliche, jedoch funktionell gleichartige Teile erhalten dieselben Bezugszeichen mit einem nachgestellten c.
-
Das Druckreduzier-Ventil 5c weist vier Eingangs-Stutzen 13 auf, die jeweils in einem 90°-Umfangswinkelabstand bezogen auf die Längsachse 11 an der Seitenwand 14 des Ventilgehäuses 10 angeordnet sind.
-
Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die 11 eine weitere Ausführungsform beschrieben. Konstruktiv identische Teile erhalten dieselben Bezugszeichen wie bei den beiden ersten Ausführungsbeispielen, auf deren Beschreibung hiermit verwiesen wird. Konstruktiv unterschiedliche, jedoch funktionell gleichartige Teile erhalten dieselben Bezugszeichen mit einem nachgestellten d.
-
Das Druckreduzier-Ventil 5d weist fünf Eingangs-Stutzen 13 auf, die mit einem Umfangswinkelabstand von 72° bezogen auf die Längsachse 11 an der Seitenwand 14 des Ventilgehäuses 10 angeordnet sind.
-
Gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel des Druckreduzier-Ventils 5 ermöglichen die Druckreduzier-Ventile 5b, 5c und 5d eine weiter verdichtete Anordnung von Druckbehältern 2 und insbesondere eine Reduzierung der erforderlichen Komponenten, um Druckbehälter an das Sammelrohr 6 anzuschließen. Aus Platzgründen kann es vorteilhaft sein, die Anzahl der Druckreduzier-Ventile bzw. die Anzahl der Eingangs-Stutzen 13 je Druckreduzier-Ventil entsprechend anzupassen.
-
Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf 12 bis 14 ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Konstruktiv identische Teile erhalten dieselben Bezugszeichen wie bei den vorherigen Ausführungsformen, auf deren Beschreibung hiermit verwiesen wird. Konstruktiv unterschiedliche, jedoch funktionell gleichartige Teile erhalten dieselben Bezugszeichen mit einem nachgestellten e.
-
Wie bei der ersten Ausführungsform weist das Druckreduzierventil 5e zwei Eingangs-Stutzen 13 auf, die bezogen auf eine Drehwinkelanordnung um die Längsachse 11 diametral gegenüberliegend angeordnet sind. Die Eingangs-Stutzen 13 sind senkrecht zur Längsachse 11 angeordnet. Das bedeutet, dass eine Flächennormale 44 der Eingangsöffnungen 12 für die beiden Eingangs-Stutzen 13 identisch ist. Die Flächennormale 44 ist senkrecht zur Längsachse 11 orientiert. Es sind auch andere Neigungswinkel für die Eingangs-Stutzen 13 denkbar, sodass die Flächennormale 44 in einem spitzen Winkel gegenüber der Längsachse 11 angeordnet sind, wie dies beispielsweise für die erste Ausführungsform in 3 bis 5 der Fall ist.
-
Ein weiterer Unterschied gegenüber den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen besteht darin, dass das Druckreduzier-Ventil 5e ohne Rück- , flussverhinderer 8 ausgeführt ist. Das bedeutet, dass das Druckreduzier-Ventil 5e unmittelbar über den Ventilgehäuse-Deckel 16 ankoppelbar ist.
-
Aus Sicherheitsgründen kann es erforderlich sein, einen Rückflussverhinderer 8 am Ventilgehäuse-Deckel 16 vorzusehen.
-
Das Ventilgehäuse 10 weist eine an der äußeren Zylindermantelfläche umlaufende Ringnut 45 auf. Die Ringnut 45 erstreckt sich etwa über die halbe Wandstärke des Ventilgehäuses 10 in diesem Bereich. Auf die Ringnut 45 ist ein Ringelement 46 abgedichtet aufgesetzt. Das Ringelement 46 ist bezüglich der Längsachse 11 an dem Ventilgehäuse 10 drehbar. Das Ringelement 46 weist gemäß dem gezeigten Ausführungsbeispiel zwei Gewinde-Querbohrungen 47 auf. In jede Gewinde-Querbohrung 47 ist ein Eingangs-Stutzen 13 abdichtend eingeschraubt.
-
Es ist möglich, ein Ringelement 46 mit mehr als zwei Gewinde-Querbohrungen zur Verfügung zu stellen, wobei nicht in jede Gewinde-Querbohrung 47 ein Eingangs-Stutzen 13 eingeschraubt sein muss. Es ist auch denkbar, einen nicht dargestellten Verschlussstutzen auf eine Gewinde-Querbohrung 47 aufzuschrauben. An dieser Stelle liegt dann keine Eingangsöffnung 12 vor. Zumindest ist möglich, mit einem Ringelement 46 ein Druckreduzier-Ventil 5e zu schaffen, bei dem die Anzahl der EingangsÖffnungen flexibel und insbesondere veränderlich festlegbar ist. Das Ringelement 46 ist ein Verteilerelement.
-
Die Ringnut 45 ist über mehrere, in verschiedenen Drehwinkelpositionen bezüglich der Längsachse 11 angeordnete Quer-Durchgangsbohrungen 48 mit dem Strömungskanal 21 verbunden. Gemäß dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind bei dem Druckreduzier-Ventil 5e sechs Quer-Durchgangsbohrungen 48 vorgesehen. Die Ringnut 45 bildet einen am Ventilgehäuse 10 vorgesehenen, umlaufenden Ringkanal, der über die Quer-Durchgangsbohrungen 48 mit dem Strömungskanal 21 in Fluidverbindung steht. Das bedeutet, dass unabhängig von einer Drehposition des Ringelements 46 die beiden Eingangs-Stutzen 13 in Fluidverbindung mit dem Strömungskanal 21 stehen. Dadurch ist es beispielsweise möglich, dass Druckreduzier-Ventil 5e an der Löschmedium-Ausgabevorrichtung 6 vorzumontieren, wobei die Positionierung des Ringelements 46 mit den Eingangs-Stutzen 13 in Abhängigkeit einer Anordnung der Druckbehälter 2 flexibel möglich ist.
-
Insbesondere ist die Anzahl der Gewinde-Querbohrungen 47 unabhängig von der Anzahl der Quer-Durchgangsbohrungen 48. Insbesondere ist eine Positionierung der Gewinde-Querbohrungen 47 bezüglich eines Drehwinkels zu der Längsachse 11 unabhängig von einer Anordnung der Quer-Durchgangsbohrungen 48. Insbesondere ist es nicht erforderlich für eine Fluidverbindung der Eingangsöffnung 12 zu der Ausgangsöffnung 17, dass die Längsachsen der Gewinde-Querbohrung 47 und der Quer-Durchgangsbohrungen 48 fluchten oder zumindest parallel zueinander angeordnet sind.
-
In axialer Richtung bezogen auf die Längsachse 11 liegt das Ringelement 46 an einer Gehäuseschulter 49 des Ventilgehäuses 10 an. Ein unbeabsichtigtes axiales Verschieben des Ringelements 46 in Richtung der Ausgangsöffnung 17 ist verhindert. Ein Innendurchmesser des Ringelements 46 ist kleiner als ein Außendurchmesser des Ventilgehäuses 10 benachbart zu der Ausgangsöffnung 17.
-
Ein axiales Verschieben des Ringelements 46 weg von der Gehäuseschulter 49, also in Richtung des Fluidströmungs-Leitelements 22 ist durch einen Haltering 50 unterbunden, der in eine dafür vorgesehene Umfangsnut am Ventilgehäuse 10 eingesetzt ist.
-
An dem zweiten Druckregel-Kolben-Teil 31 ist ein hülsenförmiges Anschlagelement 51 aufgeschraubt. Das Anschlagelement 51 ist insbesondere aus einem robusten Kunststoff hergestellt. Das Anschlagelement 51 kann auch in einer anderen Weise ausgeführt sein.
-
In jedem Fall ermöglicht ein erfindungsgemäßes Druckreduzier-Ventil eine beliebige Anpassung an die Platzbedürfnisse einer einzurichtenden Löschanlage, wobei einerseits der zur Verfügung stehende Platzbedarf und andererseits das Einsparpotential von Komponenten für die Löschanlage berücksichtigt werden können.