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Vorrichtung zum öffnen von Lüftungsklappen oder Schiebern.
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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum offenen von Lüftungsklappen
oder Schiebern in Notfällen, mit einem in einem Druckzylinder verschieblichen Stellkolben
und einem Auslöser.
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Bei Gebäuden, insbesondere bei großen Sälen, Hallen oder Treppenhäusern
ist es erforderlich, Rauchabzugsanlagen vorzusehen, um im Falle eines Brandes den
entstehenden Rauch abführen zu können und damit bessere Möglichkeiten zur Rettung
der sich noch in dem Gebäude aufhaltenden Menschen zu schaffen. Die Rauchabzugsanlagen
bestehen aus mehreren an geeigneter Stelle angebrachten Lüftungsklappen oder Schiebern,
die im Normalfalle stets verschlossen sind und nur im Falle eines Brandes geöffnet
werden. Das offenen muß natürlich mUglichst einfach und
betriebssicher
erfolgen, und die Anlage muß so konzipiert sein, daß der Auslöser auch von ungeübten
Leuten bedient werden kann.
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In vielen Fällen ist es sinnvoll, die Rauchabzugsanlagen unmittelbar
nach dem Entstehen eines Brandes noch nicht sofort zu öffnen, um eine zu schnelle
Ausbreitung des Feuers zu verhindern. Erst nach dem Eintreffen der Feuerwehr sollen
die Rauchabzüge geöffnet werden, so daß der Rauch entweichen kann. Das Löschen des
infolge der erhöhten Sauerstoffzufuhr nunmehr angefachten Feuers bietet im allgemeinen
keine größeren Schwierigkeiten, wenn gute Sichtverhältnisse vorliegen. In anderen
Fällen ist es aber sinnvoll, den Rauch sofort zum Abzug zu bringen, beispielsweise
dann, wenn sich zahlreiche Menschen in dem Gebäude aufhalten, deren Orientierung
durch den zu starken Rauch zu sehr beeinträchtigt würde.
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Aus diesen Verhältnissen ergibt sich, daß eine im Ernstfalle tatsächlich
wirksame Rauchabzugsanlage neben einem eine sichere Arbeitsweise garantierenden
Aufbau so geplant sein muß, daß sie von den verschiedensten Stellen inschaltbar
ist.
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Es sind Rauchabzugsanlagen mit hydraulischer Betätigung bekannt, bei
denen das öffnen und Schließen der Lüftungsklappen über entsprechende Ventile erfolgt.
Die Klappe wird von dem hydraulischen Druck in die ffnungsstellung gefahren und
so lange dort gehalten, bis der Druck in der Hydraulikleitung wieder abnimmt bzw.
ein Schließdruck in einer weiteren Leitung aufgebracht wird. Bei einer derartigen
Vorrichtung müssen stets mindestens zwei Leitungen vom Auslöser zur Lüftungsklappe
geführt werden, und im Katastrophenfalle besteht bei einer Zerstörung
der
Leitungen stets die Gefahr des selbsttätigen Schließens der Lüftungsklappe.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung
zum offenen von Lüftungsklappen oder Schiebern in Notfällen zu schaffen, die sicher
arbeitet, nicht auf die Funktionsfähigkeit eines allgemeinen Energieverteilungsnetzes
angewiesen ist, und die ihre Funktion auch dann noch erfüllt, wenn im Anschluß an
eine Auslösung die Zuführungsleitungen zerstört werden. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß
dadurch gelöst, daß der Auslöser an eine Druckgasquelle angeschlossen ist, welche
über ein druckbetätigtes Sperrventil mit dem Druckzylinder verbunden ist,und daß
der Schieber des Sperrventiles im drucklosen Zustand arretierend an der Kolbenstange
angreift.
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Damit wird erreicht, daß lediglich eine einzige Leitung zwischen Auslöser
und Druckzylinder vorhanden sein muß.
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Mit dieser einen Leitung wird erreicht, daß der Kolben der Einwirkung
mehrerer an sich voneinander unabhängiger Kräfte ausgesetzt wird. Die eine dieser
Kräfte wirkt in Form des sich im Zylinderraum aufbauenden Druckes, und sie ist bestrebt,
den Kolben mit der Kolbenstange auszufahren und ihn in seiner Hublage zu halten,
während die andere Kraft durch den Schieber direkt auf die Kolbenstange ausgeübt
wird. Das Sperrventil hat somit eine doppelte Wirkung zu erfüllen. Es arbeitet einmal
nach Art eines Sicherheitsventiles, das bei Überschreiten eines vorgegebenen Druckwertes
öffnet, zum anderen dient es als pneumatisch betätigtes Stellorgan. Der Schieber
kann aus dem Gehäuse des Sperrventiles herausgeführt und mit einem Griffteil versehen
sein, so daß das Ventil erforderlichenfalls direkt von Hand geöffnet werden kann.
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Läßt der auf das Sperrventil einwirkende Druck nach einem Auslösevorgang
nach, so kehrt der Schieber des Sperrventiles in seine Ruhelage zurück, trennt dabei
die Druckleitung vom Zylinder und kommt unmittelbar zur Einwirkung auf die Kolbenstange.
Dies hat zur Folge, daß die Kolbenstange Jeweils bei demJenigen Hub festgehalten
wird, bei dessen Zylinderdruck das Sperrventil gerade in seine Ruhelage zurückkehrt.
Durch das Schließen des Sperrventiles wird der Zylinderdruck noch eine Zeitlang
aufrechterhalten, und die Kolbenstange wird durch Einwirkung des Zylinderdruckes
und der Arretierungsvorrichtung in der Jeweiligen Lage festgehalten. Damit ist eine
doppelte Sicherung gegen unbeabsichtigtes Schließen der Lüftungsklappe oder des
Schiebers gegeben. Dies ist in der Praxis von Bedeutung, da im Katastrophenfalle
einzelne Teile einer Anlage leicht ausfallen können, und es ist vorteilhaft, wenn
in solchen Fällen Doppelfunktionen vorhanden sind.
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In zweckmäßiger Ausgestaltung der Erfindung besteht die Druckgasquelle
aus einer beispielsweise mit Kohlendioxyd gefüllten Patrone mit einem zerstörbaren
Verschluß, welche in ein druckdicht abgeschlossenes nur mit dem Sperrventil verbundenes
Gehäuse eingesetzt ist. Derartige Druck patronen sind für andere Zwecke bekannt
und in großen Mengen im Handel. Im Normalfalle ist Jeder Lüftungsklappe eine eigene
Druckgaspatrone zugeordnet. Sie ist in dem druckdicht abgeschlossenen Gehäuse untergebracht,
welches unmittelbar ohne Zwischenschaltung von Ventilen oder Steuerelementen mit
dem Sperrventil verbunden ist. An dem Gehäuse kann druckdicht abschließend ein von
außen her zugänglicher Stößel oder Hebel angebracht sein, bei dessen Betätigung
der Verschluß der Druckgaspatrone zerstört wird, so daß das Druckgas zum Sperrventil
strömen kann.
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Im Rahmen der Erfindung ist es nicht unbedingt erforderlich, einen
Stößel zur Zerstörung des Patronenverschlusses zu verwenden, diese kann vielmehr
auch durch eine elektrische Zündung oder mit anderen bekannten Mitteln hervorgerufen
werden.
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Die Verwendung von Druckgas71z Meeffnen von Lüftungsklappen bietet
gegenüber hydraulischen Vorrichtungen wichtige Vorteile, denn sie benötigen praktisch
keine Wartung und Überwachung und sind stets einsatzfähig. Bei hydraulischen Vorrichtungen
muß dagegen darauf geachtet werden, daß keine Luft in den Hydraulikkreislauf eindringt,
und daß dieser ständig dicht ist. Außerdem muß eine Vorrichtung zur Druckerzeugung
vorgesehen sein, die gerade im Katastrophenfalle leicht versagen kann. Diese Nachteile
treten beim Erfindungsgegenstand nicht auf, denn dieser ist unabhängig von einer
äui ren Energieversorgung und kleine Undichtigkeiten sind yirPitUg unschädlich.
Außer dem als Sicherheitsventil wirkenden Sperrventil sind keine weiteren Schieber
oder Absperrorgane vorhanden, so daß mit einer hohen Betriebssicherheit gerechnet
werden kann. Sollte nach dem Öffnen einer Lüftungsklappe der Zuführungsschlauch
vom Auslöser zum Sperrventil oder zum Zylinder zerstört werden, so beeinträchtigt
dies die Funktion nicht mehr, da in solchen Fällen stets noch die mechanische Arretierung
der Kolbenschieber des Sperrventiles wirksam ist. Es kann also nicht vorkommen,
daß eine einmal geöffnete Lüftungsklappe infolge eines Druckabbaues wieder zufällt.
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Vorteilhaft ist das Sperrventil am Ausbrittsende der Kolbenstange
aus dem Zylinder an diesem angebracht'und die Kolbenstange ist mit Nuten zum Eingriff
des Schiebers versehen. Dadurch entsteht einmal eine vorteilhafte Bauweise1
und
zum anderen ist das sichere Einrasten des Schiebers in die Kolbenstange gewährleistet.
Die Kolben-Zylinder-Einheit kann nunmehr mit dem Sperrventil ein kompaktes Bauteil
bilden, das mit dem Auslöserwdurch eine geeignete Druckleitung verbunden ist. Die
Druckleitung kann fexibel sein, so daß sie leicht unter und über Putz verlegbar
ist, und es hat sich gezeigt, daß auch bei beträchtlichen Leitungslängen und Verwendung
herkömmlicher Druckgaspatronen eine sichere Funktion der Öffnungsvorrichtung gegeben
ist.
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In vielen Fällen kann es vorteilhaft sein, zwei Druckgasquellen -
über ein Rückschlagventil voneinander entkoppelt -an ein Sperrventil anzuschließen.
In diesem Falle kann die Lüftungsklappe von zwei oder mehreren Stellen aus geöffnet
werden. Eine der Druckgasquellen kann zum Anschluß und zur gleichzeitigen Betätigung
mehrerer LUftungsklappen vorgesehen sein. Auf diese Weise können beispielsweise
sämtliche Lüftungsklappen einer Fabrikhalle sowohl individuell über einen Jeweils
unterhalb der Lüftungsklappe angeordneten Auslöser als auch gemeinsam unter Verwendung
einer größeren Druckgaspatrone zu öffnen sein.
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Die Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Figuren an
Ausführungsbeispielen näher erläutert.
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Fig. 1 zeigt schematisch den Aurbau einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,
Fig. 2 zeigt eine pneumatisch arbeitende Sicherheitsanlage mit verschiedenen Auslösemöglichkeiten,
Fig. 3 zeigt das Sohema einer Rauchabzugsanlage in einem Hochhaus und
Fig.
4 zeigt das Schema einer vollautomatischen Rauch abzugsanlage, die über Rauchschalter
gesteuert ist.
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In Fig. 1 ist die Kolben-Zylinder-Einheit mit 1 bezeichnet. Von ihr
führt ein flexibler Druckschlauch 2 zu dem Auslöser 3. Die Kolben-Zylinder-Einheit
ist in unmittelbarer Nähe der zu öffnenden Lüftungsklappe untergebracht, und das
Öffnen erfolgt durch Ausfahren der Kolbenstange 4 aus dem Zylinder 5. An dem Austrittsende
der Kolbenstange 4 ist ein Sperrventil 6 in Form eines Sicherheitsventiles am Zylinder
5 angebracht. Das Sperrventil besteht aus einem Ventilzylinder, in dem ein Schieber
7 längsverschieblich angeordnet ist. Der Schieber 7 steht unter der Einwirkung einer
ihn in Richtung auf die Kolbenstange 4 drückenden Feder 8, und er ist - durch einen
OTRing abgedichtet - stirnseitig aus dem Ventilzylinder herausgerührt, so daß er
unmittelbar an ir Kolbenstange 4 angreift.
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Am Schieber 8 ist ein mit einem O-Ring gegen die Wandung des Ventilzylinders
abgedichteter Ventilkolben 10 angebracht. In der in Fig. 1 gezeichneten Ruhestellung
liegt der Ventilkolben 10 zwischen der Einlaßöffnung 11 und der Auslaßöffnung 12
des Sperrventiles 6. Die Auslaßöffnung 12 ist über eine Druckleitung 13 mit dem
Druckraum 14 des Druckzylinders 5 verbunden, welcher durch den an der Kolbenstange
4 angebrachten Kolben 15 unterteilt ist.
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Der Schieber 7 des Sperrventiles 6 ist aus dem Ventilgehäuse herausgeführt
und mit einem Knauf 16 zur manuellen Betätigung versehen.
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Än der Kolbenstange 4 sind Ringnuten 17, 18 derart angebracht, daß
der Schieber 7 in der dargestellten Schließstellung der Lüftungsklappe in der Ringnut
17 einrastet, während er in der Öffnungslage der Lüftungsklappe in die Ringnut 18
eingreift und so eine mechanische Arretierung
hervorruft.
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Die mit der Kolben-Zylinder-Einheit über den Druckschlauch 2 verbundene
Auslösevorrichtung 3 besteht aus einem druckdicht abgeschlossenen Gehäuse 19, in
welches - gehalten durch eine einschraubbare und durch einen Dichtungsring 21 abgedichtete
Patronenhalterung 20 - die Druckgaspatrone 22 eingesetzt ist. An ihrem Öffnungsende
befindet sich der aufstoßbare Verschluß 23, und ihm- gegenüber ist der Stößel 24
am Gehäuse 19 verschieblich angebracht. Der Stößel 24 ist mit einem Schlagknopf
25 zum Eindrücken versehen und er dringt mit seiner Spitze im Auslösefalle in den
Verschluß 23 ein und zerstört diesen. Das Druckgas strömt dann in den im Gehäuse
19 vorhandenen Hohlraum 26 ein, von wo aus sich der Druck in der Leitung 2 aufbaut.
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Der Stößel 24 ist mit dem Dichtungsring 27 gegen das Gehäuse 19 abgedichtet,
und er kann zusätzlich mit einer Plombierung o.dgl. versehen sein, um ihn vor leichtfertigem
Eindrücken zu schützen.
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Im folgenden sei die Wirkungsweise der beschriebenen Vorrichtung erläutert.
Im Notfalle wird der Schlagknopr 25 des Stößels 24 eingedrückt, dadurch der Verschluß
23 der Druckgaspatrone 22 zerstört,und es bait sich in der Leitung 2 ein Druck aur,
der deii Ventilkolben 10 des Sperrventiles 6 entgegen der Wirkung der Feder 8 in
seine Ilublage treibt Dadurch wird Leitung 2 mit Leitung 15 verbunden, und gleichzeitig
wird der Schieber 7 aus der JiI0Ü nut 17 der Kolbenstange 4 herausgehoben. Der Druck
gelangt nun in den Zylinderraum 14 und treibt den Kolben 15 mit der Kolbenstange
4 in seine Hublage. Hier kann beispielsweise eine in der Zeichnung nicht dargestellte
Anschlagfeder wirksam @erden, die einen zu starken Aufprall da-
Kolbens
15 an den Endausschlag verhindert. Der Kolben 15 wird durch den Druck in Leitung
13 in seiner Hublage gehalten, und bei Nachlassen des Druckes treibt die Feder 8
den Schieber 7 wieder in seine Ruhelage, so daß er in der Ringnut 18 einrastet.
Somit ist sichergestellt, daß die Lüftungsklappe sich nicht unbeabsichtigt wieder
schließen kann. Wenn das Gehäuse des Sperrventiles 6 hinreichend dicht ist, so bleibt
nunmehr auch der Druck in Leitung 13 erhalten, so daß der Kolben 15 auch durch den
Druck im Zylinderraum 14 in seiner Hubstilung gehalten wird.
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Das Rückstellen des Kolbens bzw. das Schließen der Lüftungsklappe
erfolgt ausschließlich durch Ziehen am Griff 16, wenn der Druck in Leitung 2 inzwischen
abgebaut wurde.
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Ist die Druckpatrone 22 nach dem Auslösen noch nicht aus dem Gehäuse
19 entfernt worden, so steht das Gas in Leitung 2 normalerweise noch unter Druck.
In diesem Falle wird durch das Ziehen am Griff 16 zwar die Arretierung der Kolbenstange
4 freigegeben, die Lüftungsklappe kann Jedoch wegen des Druckes in Leitung 13 und
somit auch im Zylinderraum 14 nicht geschlossen werden. Erst nach dem Abschrauben
oder dem Lockern der Halterung 20 für die Druckpatrone 22,wenn also der Druck aus
dem Gehäuse 19 entwichen ist, ist es möglich, die Lüftungsklappe wieder zu schließen.
Auf diese Weise wird erreicht, daß nicht versehentlich eine unbrauchbare Patrone
22 in dem Gehäuse 19 eingeschlossen ist, während die Lüftungsklappe bereits wieder
geschlossen ist.
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In Fig. 2 ist das Schaltschema einer Rauchabzugsanlage mit mehreren
Lüftungsklappen dargestellt. Die Leitungen 50 führen Jeweils zu einer Kolben-Zylinder-Einheit
1, und sie sind an Je eine der in Fig. 1 dargestellten Aus-
lösevorrichtungen
3 angeschlossen. Jede der Auslösevorrichtungen ist mit einer Druckgaspatrone ausgestattet.
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v An jede der Leitungen 30 ist über ein Rückschlagentil 31 eine weitere
Leitung 32 angeschlossen, und alle Leitungen 32 sind zusammen an eine gemeinsame
Auslösevorrichtung 33 angeschlossen. Die Auslösevorrichtung 33 ist im Prinzip so
aufgebaut wie die Auslösevorrichtung -3, jedoch mit einer erheblich größeren Druckpatrone.
Sie ist ebenfalls mit einem hier nicht dargestellten Stößel versehen, und dient
dazu, sämtliche an die Leitungen 30 angeschlossenen Lüftungsklappen gleichzeitig
zu öffnen. Bei einer derartigen Anlage kann also jede Lüftungsklappe für sich im
Bedarfsfalle durch Betätigen der Auslöser 3 geöffnet werden, in außergewöhnlichen
Notfällen kann jedoch die gemeinsame Öffnung aller Lüftungsklappen durch Betätigen
des Auslösers 33 erfolgen. Durch die in die Leitungen 32 eingesetzten Rückschlagventile
31 erfolgt eine Entkopplung, und es wird auf diese Weise erreicht , daß eine einzelne
Lüftungsklappe über den entsprechenden Auslöser 3 geöffnet werden kann, ohne daß
eine andere Lüftungsklappe dadurch in Mitleidenschaft gezogen würde.
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Fig. 3 zeigt eine in fünf Brandabschnitte aufgeteilte Rauchabzugsanlage
in einem Hochhaus. Die Schaltung entspricht im wesentlichen derJenigen der Fig.
2. Die einzelnen in verschiedenen Stockwerken angebrachten Lüftungsklappen 36 können
entweder gemeinsam durch die Auslösestation 34 oder einzeln durch den Jeweiligen
Auslöser 35 geöffnet werden. Von der Auslöse station 34 führt eine Sammelleitung
37 zu Jedem Auslöser 35, wo sie an die Jeweilige Ausgangsleitung 38 über ein Rückschlagventil
39 angeschlossen ist. Das Rückschlagventil 39 ist Jeweils mit dem Auslöser zu einer
Baueinheit 35 zusammengefaßt.
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Die Leitungen 38 führen zu Je einer Kolben-Zylinder-Einheit 1, die
über einen Scherenmechanismus 40 die Jeweilige LUftungsklappe 36 öffnet. Auch in
diesem Falle kann
das Öffnen der Lüftungsklappen wahlweise einzeln
oder zusammen erfolgen.
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In Fig. 4 sind mehrere von verschiedenen Rauchschalter-Schleifen kommende
elektrische Leitungen 41 in einer gemeinsamen Rauchschalterzentrale 42 zusammengefaßt.
Gibt einer der angeschlossenen Rauchschalter ein Auslösesignal ab, so legt die Rauchschalterzentrale
an die zugeordnete Leitung 43 ein elektrisches Signal, durch welches ein Haftmagnet
44 aberregt wird. Dieser Haftmagnet 44 zieht normalerweise eine Metallplatte 45
an, die mit einem Fallgewicht 46 verbunden ist. Das Fallgewicht 46 ist über ein
um eine Umlenkrolle 47 gelegtes Seil 48 mit einem Auslöser 49 verbunden, von dem
eine Druckleitung 50 zu der entsprechenden Kolben-Zylinder-Einheit führt. Wird durch
die Rauchschalterzentrale an eine der Leitungen 43 ein Signal gelegt, so gibt der
Haftmagnet die Metallplatte 45 und damit das Fallgewicht 46 frei, und dieses öffnet
über den Seilzug 48 den Verschluß der im Auslöser 49 befindlichen Druckpatrone.
Der sich in der Leitung 50 aufbauende Druck öffnet in der beschriebenen Weise über
die angeschlossene Kolben-Zylinder-Einheit 1 die Lüftungsklappe.