DE19700601A1 - Verschlußeinrichtung für Strömungswege - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verschlußeinrichtung für Strömungswege, insbesondere eine Verschlußeinrichtung für Rohrleitungen, beispielsweise Lüftungsrohrleitungen, die dem Zweck dient, in einem Brandfalle den Strömungsweg selbsttätig zu verschließen, wobei die Verschlußeinrichtung etwa klappenförmig ausgebildet ist und in einer Ausgangsstellung den Strömungsweg freigibt, aber im Brandfalle über eine wie auch immer geartete thermisch ansprechende Auslösevorrichtung die Verschlußeinrichtung in eine Schließstellung bewegt wird.

Aus dem Stand der Technik sind klappenförmige Verschlußeinrichtungen der genannten Art, zum Beispiel sogenannte Brandschutzklappen unterschiedlicher Dimensionen für verschiedene Anwendungsbereiche bekannt. Es ist bedeutsam, daß die klappenförmigen Verschlußeinrichtungen in ihrer Offenstellung die Strömung eines Mediums, zum Beispiel einen Luftstrom durch den Strömungsweg so wenig wie möglich behindern, um den Strömungswiderstand niedrig zu halten. Andererseits muß die Verschlußeinrichtung in der Schließstellung den Strömungsweg rauch- und feuersicher verschließen und dabei relativ hohen Temperaturen standhalten, was vor der meist notwendigen Zulassung für eine solche Verschlußeinrichtung in Brandversuchen nachgewiesen werden muß. Um eine feuersichere Verschlußeinrichtung zu erhalten, ist es aus dem Stand der Technik auch bereits bekannt, die Verschlußeinrichtung selbst aus einem feuerfesten Material herzustellen, wodurch sich jedoch der Nachteil ergibt, daß diese Verschlußeinrichtung dann eine relativ große Materialstärke aufweist und ein zu dickes Klappenblatt in der Offenstellung einen Strömungswiderstand erzeugt. Es sind auch bereits Verschlußklappen zum Beispiel für Lüftungsrohrleitungen bekannt, die aus mehreren verschiedenen Materialien bestehen, zum Beispiel aus Metall und eine Beschichtung aufweisen aus einer Brandschutzmasse, die bei Erwärmung aufschäumt. Hier ist jedoch nachteilig, wenn die mit der Brandschutzmasse beschichtete Verschlußeinrichtung von vornherein, also in der Offenstellung in den Strömungsweg hineinragt, da wiederum ein Strömungswiderstand erzeugt wird. Befindet sich jedoch die beschichtete Verschlußklappe in Offenstellung vollkommen außerhalb des Strömungsweges, dann wird im Brandfall eine gewisse Zeit benötigt, um die Verschlußklappe zum Beispiel über Federn oder dergleichen zu verschließen. Während dieses Schließvorgangs kann die Brandschutzmasse bereits aufschäumen. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn sich die Hitze nicht durch den freien Querschnitt einer Rohrleitung sondern über den äußeren Umfangsbereich der Rohrleitung ausbreitet und die Verschlußeinrichtung erreicht, bevor diese in ihre Schließstellung gelangt ist.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht somit darin, eine Verschlußeinrichtung für Strömungswege zu schaffen, die einerseits in der Offenstellung den Strömungsweg des Mediums möglichst wenig behindert und andererseits so konzipiert ist, daß der Verschluß des Strömungswegs bei auftretender Hitze gezielt und ohne Verzögerung in den Strömungsweg hinein erfolgt.

Die Lösung dieser Aufgabe liefert eine erfindungsgemäße Verschlußeinrichtung für Strömungswege der eingangs genannten Gattung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs. Eine alternative Lösungsvariante ist in dem unabhängigen Anspruch 6 beschrieben.

Die erfindungsgemäße Verschlußeinrichtung für Strömungswege setzt bei der Überlegung an, daß es bei der Verwendung einer klappenförmigen Verschlußeinrichtung besser ist, den Teil der Verschlußeinrichtung, der das feuersichere Verschließen der Rohrleitung bei höheren Temperaturen bewirkt, in die klappenförmige Verschlußeinrichtung selbst hineinzuverlagern. Dies ist vorteilhaft gegenüber anderen bekannten Lösungen, bei denen ein nicht im Rohrleitungsweg untergebrachter Stutzen, der den Strömungsweg umgibt ringsum mit Brandschutzmasse ausgekleidet ist, die dann den Querschnitt der Strömungswegs im Brandfall durch Aufschäumen verschließen soll. Vielmehr sind erfindungsgemäß die Verschlußmittel für klappenförmigen Verschlußeinrichtung selbst. Dies wird jedoch nicht durch eine Beschichtung einer aus einem anderen Material bestehenden klappenförmigen Verschlußeinrichtung erzielt, da dies in nachteiliger Weise dazu führen würde, daß eine solche beschichtete Brandschutzklappe eine zu große Materialstärke aufweisen würde, die nur zu erhöhten Strömungswiderständen führt und in der Offenstellung der Verschlußeinrichtung und auch in einer Stellung in der nur ein rauchdichtes Verschließen eines Strömungswegs bei einer niedrigeren Temperatur erwünscht ist, gar nicht erforderlich ist.

Erfindungsgemäß wird vielmehr eine klappenförmige Verschlußeinrichtung verwendet, die im Längsschnitt etwa wannenförmig ausgebildet ist mit einer äußeren Wanne, die zum Beispiel aus Blech oder einem anderen geeigneten Material bestehen kann und die eine relativ geringe Materialstärke aufweisen kann. Diese Wanne wird nun mit einer bei erhöhten Temperaturen aufschäumenden Brandschutzmasse (einem sogenannten Intumeszenzschaumstoff) gefüllt. Mit Hilfe eines lose in der Wanne auf der Brandschutzmasse aufliegenden Deckels kann die Oberseite der Verschlußeinrichtung verschlossen werden. Mit anderen Worten ist eine solche erfindungsgemäße klappenförmige Verschlußeinrichtung in ihrer Materialstärke quasi nur so stark wie die Brandschutzmasse im nicht aufgeschäumten Urzustand, während die Wanne in der sich die Brandschutzmasse befindet nur relativ geringe Materialstärke aufweist und somit nicht aufträgt. Durch geeignete Mittel wird die Brandschutzklappe vorzugsweise bereits vor dem Auftreten großer Hitze oder vor dem Durchschlagen einer offenen Flamme durch den Strömungsweg in ihre Verschlußstellung bewegt und verschließt den Strömungsweg. Die in der Wanne befindliche Brandschutzmasse kann dann gezielt axial in den Strömungsweg hinein aufschäumen und vorzugsweise den Deckel in den Strömungsweg hineintreiben. Die erfindungsgemäße Verschlußeinrichtung hat also in ihrer Offenstellung und in ihrem nicht aufgeschäumten Urzustand eine relativ geringe Materialstärke, während sich Urzustand eine relativ geringe Materialstärke, während sich durch das Aufschäumen der Brandschutzmasse im Brandfalle die Materialstärke wesentlich, in der Regel um ein Mehrfaches vergrößert. Bei Nichtgebrauch ist die Stärke der Verschlußeinrichtung relativ gering, so daß sich eine minimale Behinderung des strömenden Mediums ergibt, selbst wenn die Verschlußeinrichtung in der Offenstellung teilweise in den Strömungsweg hineinragt. Die erfindungsgemäß konzipierte Verschlußeinrichtung spricht rasch an, da der Schließvorgang bereits erfolgen kann, bevor der Brandherd die Verschlußeinrichtung erreicht und das Aufschäumen der Brandschutzmasse sofort gezielt in den Strömungsweg hinein erfolgt. Die Wanne, in der sich die Brandschutzmasse befindet reicht aus, um eine ausreichend formbeständige klappenförmige Verschlußeinrichtung zu erreichen.

Die erfindungsgemäße Verschlußeinrichtung kann sowohl für vertikal als auch für horizontal verlaufende Strömungswege eingesetzt werden. Die Verschlußeinrichtung kann sich, muß sich aber nicht in der Offenstellung außerhalb des Strömungsweges befinden. Wenn sie von vornherein sich im Strömungsweg befindet, behindert sie jedoch den Luftstrom nur minimal aufgrund ihrer minimierten Materialstärke. Eine solche Ausbildung der Verschlußeinrichtung kommt z. B. bei der Verwendung als Brandschutzklappe bestimmter Typen in Betracht. Die Verschlußeinrichtung sollte jedoch dünner sein als herkömmliche Brandschutzklappen oder dergleichen Verschlußeinrichtungen.

Bei der in Anspruch 6 genannten Lösungsvariante, die auf den gleichen Überlegungen fußt, ist die klappenförmige Verschlußeinrichtung nicht wannenförmig sondern sandwichartig aufgebaut.

Die in den Unteransprüchen genannten Merkmale betreffen bevorzugte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Aufgabenlösung. Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Detailbeschreibung.

Im folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben. Dabei zeigen

Fig. 1 eine Ansicht einer erfindungsgemäßen klappenförmigen Verschlußeinrichtung für einen Strömungsweg;

Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine klappenförmige Verschlußeinrichtung entlang der Linie II-II von Fig. 1;

Fig. 3 eine in einem Strömungsweg angeordnete Verschlußeinrichtung in der Schließstellung vor dem Aufschäumen der Brandschutzmasse;

Fig. 4 eine entsprechende Ansicht der im Strömungsweg angeordneten Verschlußeinrichtung im Brandfall nach dem Aufschäumen der Brandschutzmasse.

Zunächst wird auf Fig. 1 Bezug genommen.

Fig. 1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen klappenförmigen Verschlußeinrichtung 14 für den Verschluß eines Strömungswegs. Wie man sieht ist diese Verschlußeinrichtung 14 wannenartig ausgebildet, wobei diese Wanne mit 14a bezeichnet ist. Aus Fig. 2 kann man erkennen, daß die Wanne 14a einen Blechboden 14d und dazu senkrechte Seitenwände 14e aufweist, so daß sich in der Schnittansicht für die Wanne 14a eine etwa u-förmige Form ergibt. Diese Wanne 14a nimmt zwischen ihren Seitenwänden 14e einen Deckel 14d auf, der vorzugsweise in der Wanne nur lose auf der Brandschutzmasse 18 aufliegt. Dieser Deckel 14d ist in der Wanne 14a so aufgenommen, daß er ein Stück nach unten versetzt unter der oberen Begrenzungskante der Seitenwände 14e liegt, wodurch eine bessere Aufnahme des Deckels 14b in der Wanne 14a erreicht wird, was aber nicht unbedingt so sein muß. Um die Brandschutzmasse 18 z. B. gegen Feuchtigkeit zu schützen, ist eine umlaufende randseitige Abdichtung 14f des Deckels 14b zur Wanne hin vorgesehen wie man aus Fig. 2 erkennen kann.

Nachfolgend wird nun auf die Fig. 3 und 4 Bezug genommen. Die Darstellung gemäß Fig. 3 zeigt einen Schnitt durch einen Strömungsweg 11, 30, der z. B. eine Rohrleitung für ein Lüftungsrohrsystem oder dergleichen sein kann. Wie man sieht hat dieser Strömungsweg einen unteren Rohrstutzen 30 und einen oberen im Querschnitt erweiterten Rohrleitungsabschnitt 11, der die klappenförmige Verschlußeinrichtung 14 gemäß der Erfindung aufnimmt. Das Rohr 30 kann rund sein und der Rohrleitungsabschnitt 11 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel eckig, da er eine im Umriß ebenfalls eckige Verschlußeinrichtung 14 aufnimmt (siehe auch Fig. 1). Diese klappenförmige Verschlußeinrichtung 14 ist im Normalfall offen, wobei sie in dieser Offenstellung senkrecht steht und daher den Luftstrom durch den Strömungsweg 30, 11 nicht behindert. Die klappenförmige Verschlußeinrichtung 14 steht also parallel zur Wandung des Rohrleitungsabschnitts 11 in der Offenstellung was in der Zeichnung nicht dargestellt ist. Es ist eine Rückhaltevorrichtung vorgesehen, die ebenfalls in der Zeichnung nicht dargestellt ist, die im Normalfall die klappenförmige Verschlußeinrichtung in ihrer Offenstellung hält. Diese Rückhaltevorrichtung spricht jedoch auf Wärme an, z. B. kann man ein Schmelzlot oder dergleichen verwenden, so daß bei erhöhter Temperatur das Schmelzlot durchschmilzt und dann die klappenförmige Verschlußeinrichtung 14 in irgendeiner Form, z. B. durch mechanische Verschlußmittel wie eine Feder oder dergleichen in ihre Schließstellung bewegt wird. Eine Zwischenstellung, die die klappenförmige Verschlußeinrichtung 14 während des Zufallens zeigt ist in Fig. 3 gestrichelt dargestellt. Die Verschlußstellung entspricht der in Fig. 3 ausgezeichnet dargestellten Verschlußeinrichtung. Wie man sieht steht die Verschlußeinrichtung 14 in dieser Verschlußstellung waagrecht und somit senkrecht zur Achse des Strömungswegs und verschließt diesen damit auch rauchdicht gegen Rauchgase, die sich im Brandfalle auch bereits bei niedrigeren Temperaturen bilden können. In dieser Verschlußstellung liegt die klappenförmige Verschlußeinrichtung 14 auf einem als Widerlager dienenden Absatz 15 der Rohranordnung auf.

Nachfolgend wird nun auf Fig. 4 Bezug genommen und die Funktion der klappenförmigen Verschlußeinrichtung im Brandfall erläutert. Wenn höhere Temperaturen auftreten, die die Ansprechtemperatur der Brandschutzmasse 18 erreichen, dann beginnt diese aufzuschäumen und durch die Treibkraft der Brandschutzmasse 18 löst sich der Deckel 14b von der Wanne 14a der klappenförmigen Verschlußeinrichtung und durch die aufschäumende Brandschutzmasse 18, die eine erhebliche Volumenausdehnung erfährt wird der Deckel 14b in axialer Richtung unter Beibehaltung seiner in diesem Fall quer liegenden waagrechten Position in den Strömungsweg hin getrieben. Nach Ende des Aufschäumvorgangs der Brandschutzmasse 18 liegt der Deckel 14b auf einem Kissen der Brandschutzmasse 18 auf, das entsprechend dick sein kann und in jedem Fall für einen wirksamen feuersicheren Verschluß des Strömungswegs sorgt, wobei auch verhindert wird, daß Hitze über die Wandung der Rohrleitung 30 und des Rohrleitungsabschnitts 11 sich in Richtung des Strömungswegs über den äußeren Umfang ausbreitet. Die Wanne 14a liegt bereits vor dem Aufschäumen in der Verschlußstellung die in Fig. 3 dargestellt ist, so daß dadurch die Wanne 14a die Brandschutzmasse 18 auffängt und im Gegensatz zu bekannten Vorrichtungen verhindert wird, daß während des Schließvorgangs der klappenförmigen Verschlußeinrichtung Brandschutzmasse in den beginnenden Aufschäumvorgang in die Rohrleitung nach unten hin abtropft und damit für den Verschluß des Strömungswegs verloren geht.

Claims (7)

1. Verschlußeinrichtung für Strömungswege, insbesondere für Rohrleitungen, wobei die Verschlußeinrichtung etwa klappenförmig ausgebildet ist und in einer Ausgangsstellung den Strömungsweg freigibt, aber im Brandfalle über eine thermisch ansprechende Auslösevorrichtung die Verschlußeinrichtung in eine Schließstellung bewegt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die klappenförmige Verschlußeinrichtung (14) im Längsschnitt etwa wannenförmig ausgebildet ist mit einer äußeren Wanne (14a), die mit einer bei erhöhter Temperatur aufschäumenden Brandschutzmasse (18) gefüllt ist und die einen in der Wanne (14a) auf der Brandschutzmasse (18) aufliegenden Deckel (14b) aufweist, so daß bei einer Temperatur, bei der die Brandschutzmasse (18) aufschäumt, die oberhalb der Temperatur liegt, bei der sich die klappenförmige Verschlußeinrichtung (14) schließt, der Deckel (14b) sich von der Wanne (14a) löst und durch die aufschäumende Brandschutzmasse (18) in axialer Richtung des Strömungswegs getrieben wird.

2. Verschlußeinrichtung für Strömungswege nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die als Wanne (14a) ausgebildete klappenförmige Verschlußeinrichtung (14) einen Blechboden (14d) und dazu etwa senkrechte Seitenwände (14e) aufweist und diese Wanne (14a) als Behältnis für die Brandschutzmasse (18) dient.

3. Verschlußeinrichtung für Strömungswege nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel (14b) zwischen den Seitenwänden (14e) der Wanne (14a) aufgenommen ist und für den Deckel (14b) eine umlaufende randseitige Abdichtung (14f) zur Wanne hin vorgesehen ist.

4. Verschlußeinrichtung für Strömungswege nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die klappenförmige Verschlußeinrichtung (14) in ihrer Schließstellung auf einem im Strömungsweg angeordneten Widerlager aufliegt.

5. Verschlußeinrichtung für Strömungswege nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die klappenförmige Verschlußeinrichtung durch einen Federmechanismus aus ihrer Offenstellung in die Schließstellung bewegt wird.

6. Verschlußeinrichtung für Strömungswege, insbesondere für Rohrleitungen, wobei die Verschlußeinrichtung etwa klappenförmig ausgebildet ist und in einer Ausgangsstellung den Strömungsweg freigibt, aber im Brandfalle über eine thermisch ansprechende Auslösevorrichtung die Verschlußeinrichtung in eine Stellung bewegt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die klappenförmige Verschlußeinrichtung einen sandwichartigen Aufbau hat mit einem Bodenteil und einem Deckelteil und einer zwischen Bodenteil und Deckelteil angeordneten Lage aus einer Brandschutzmasse (18), die bei einer Temperatur aufschäumt, die oberhalb der Temperatur liegt, bei der sich die klappenförmige Verschlußeinrichtung (14) schließt, so daß sich im Brandfalle das Deckelteil der sandwichartig aufgebauten Verschlußeinrichtung von dem Bodenteil löst und durch die aufschäumende Brandschutzmasse (18) in axialer Richtung in den Strömungsweg hineingetrieben wird.

7. Verschlußeinrichtung für Strömungswege nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Deckelteil und das Bodenteil jeweils Blechlagen sind und die dazwischen liegende Brandschutzmasse (18) ein Intumeszenzschaumstoff ist.