DE19815764C1 - Einrichtung zum Versperren von Gebäudeöffnungen und Durchgängen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Versperren von Gebäudeöffnungen und Durchgängen mit mindestens einem als Hohlkörper ausgebildeten Versperrelement, das ein unter Druck stehendes Fluid enthält, wobei die Einrichtung mindestens einen Drucksensor aufweist, der den Druck in dem mindestens einen Hohlkörper überwacht.

Derartige Einrichtungen, die aus unter Druck stehenden Hohlkörpern, beispielsweise Gitterstäben oder Doppelglasscheiben, bestehen, sind für vielerlei Zwecke, beispielsweise zur Absicherung von Fenstern in Gefängniszellen, gebräuchlich. In Fällen, in denen die Gefahr einer mutwilligen Beschädigung der Einrichtung besteht, baut man Warnvorrichtungen ein, die eine Beschädigung mittels des resultierenden Druckabfalls bemerken und anzeigen. Damit möglichst alle Bereiche der Einrichtung überwacht werden können, führt man oft die gesamte Einrichtung als Hohlkörper aus und füllt diesen mit einem Gas. Wird nun die Einrichtung an einer Stelle beschädigt, so entweicht das Gas und der daraus resultierende Druckabfall wird von einem Sensor registriert, wie beispielsweise aus DE 35 03 973 A1 ersichtlich ist. Es ist üblich, den Druck in der Einrichtung von einer zentralen Stelle aus mit einer Pumpe aufrechtzuerhalten. Diese Methode ist beispielsweise aus DT 25 19 119 A1 bekannt. Sie ist teuer und störungsanfällig. Gleiches gilt für die aus der DE 29 27 926 A1 bekannte Einrichtung, bei der ein Drucksensor die Druckänderung überwacht, die das Zerbrechen eines in den Hohlkörper eingebrachten Bruchkörpers bewirkt.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine druckgasgesicherte Einrichtung zum Versperren von Gebäudeöffnungen und Durchgängen anzugeben, bei welcher der zu überwachende Druck auf einfache und billige Weise aufgebaut wird.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Druck in der Einrichtung von einer gasabgebenden Substanz erzeugt ist. Indem man eine Substanz in die Einrichtung einfüllt, die unter normalen atmosphärischen Bedingungen Gas abgibt, kann der Aufwand für den Betrieb der Einrichtung auf einen Bruchteil dessen reduziert werden, was zum Betrieb einer Pumpenanlage nötig wäre. Einige chemische Substanzen erzeugen dabei Drücke, die hoch genug sind, um selbst von einfachen Drucksensoren registriert werden zu können, und die dennoch sicherheitstechnisch unbedenklich sind. Bei großzügiger Bemessung der Substanzmenge kann sich ein Gleichgewicht einstellen zwischen den Phasenzuständen der Substanz. So bleibt immer etwas Substanz auf Vorrat erhalten. Etwaige Diffusionsverluste oder kleine Leckagen werden durch diese Pufferwirkung ausgeglichen.

In einer ersten Ausgestaltung der Erfindung sind mehrere Hohlkörper vorgesehen, deren Hohlräume miteinander verbunden sind. Dadurch ist nur ein Füllvorgang für die gesamte Einrichtung erforderlich. Im Falle einer Beschädigung eines einzigen Hohlkörpers fällt der Druck in der gesamten Einrichtung ab. Meist sind die Einheiten klein und übersichtlich, so daß die Meldung über eine Beschädigung der gesamten Einrichtung völlig ausreicht. Die Hohlkörper können beispielsweise in Form eines herkömmlichen Schutzgitters angeordnet sein. Bei weniger sicherheitskritischen Anwendungen ist auch ein Einsatz von Doppelglas-Fensterscheiben als Hohlkörper denkbar.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist mindestens eine verschließbare Öffnung vorgesehen, die zur Einfüllung der Substanz dient. Dadurch vereinfacht sich der Füllvorgang. Die Substanz kann bei jeder Wartung nachgefüllt werden.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der mindestens eine Drucksensor in dem mindestens einen Hohlkörper eingebaut ist. Dadurch wird die Störanfälligkeit vermindert, da der Drucksensor gegen Beschädigung gut geschützt ist. Außerdem werden keine Leitungsverbindungen zwischen der Einrichtung und dem Drucksensor benötigt.

Um eine Übertragung der Druckmeßwerte bei geringem Installationsaufwand zu ermöglichen, ist in einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, daß die Druckmeßwerte mittels Funksignalen von einem Sender ausgesendet werden.

In verschiedenen Ausgestaltungen der Erfindung kann vorgesehen sein, daß das Gas in der Substanz gebunden ist und bei Umgebungsbedingungen aus der Substanz entweicht oder daß die Substanz sich bei Umgebungsbedingungen teilweise chemisch zersetzt und daß mindestens ein Zerfallsprodukt ein Gas ist oder daß die Substanz bei Umgebungsbedingungen teilweise verdampft oder daß die Substanz bei Umgebungsbedingungen teilweise sublimiert. Der Druck der entweichenden Gase liegt dabei jeweils für den Drucksensor erfaßbar über dem Umgebungsdruck, wenn die Substanz sich innerhalb des für die Einrichtung vorgesehenen Temperaturbereiches befindet.

In einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Substanz eine Ammoniumverbindung, beispielsweise Ammoniumkarbonat (NH₄)₂CO₃, ist. Ammoniumkarbonat ist bei Raumtemperatur und Umgebungsdruck instabil und zerfällt in Ammoniak NH₃, Kohlenstoff CO₂ und Wasser H₂O. Bei Temperaturen von -20°C beträgt der Gleichgewichtsdruck des Zerfallsprozesses etwa 400 hPa; bei einer Temperatur von +50°C etwa 2000 hPa. Damit erfüllt diese Substanz die Anforderungen an den zu entwickelnden Gasdruck sehr gut.

Eine andere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die Substanz gefrorenes Kohlendioxid ist. Wegen des hohen Gleichgewichtsdruckes von über 60000 hPa bei Zimmertemperatur muß man mit Gasmengen arbeiten, bei denen der Gleichgewichtsdruck nicht erreicht wird. Damit wird das gesamte eingefüllte Kohlendioxid nach dem Einfüllen in die Einrichtung in Gas umgewandelt. Bei jeder Wartung kann nötigenfalls neues Kohlendioxid nachgefüllt werden. Leckageverluste müssen hierbei jedoch berücksichtigt werden, da sich keine Pufferwirkung einstellt.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die Substanz eine niedrigsiedende Flüssigkeit ist. Derartige Flüssigkeiten sind sehr preiswert zu beschaffen.

Bei der Verwendung bestimmter Metallegierungen (Messing) für gegebenenfalls erforderliche Anschlußarmaturen an der Versperreinrichtung entstehen durch CO₂-Einfluß unerwünschte chemische Reaktionen, die zur Zerstörung der Armaturen führen können. In solchen Fällen ist bei einer vorteilhaften Weiterbildung vorgesehen, daß der mindestens eine Hohlkörper von der gasabgebenden Substanz gasdicht, aber druckübertragend getrennt ist.

Diese Trennung kann beispielsweise durch zwei kommunizierende Röhren erfolgen, die mit Hydraulikfluid gefüllt sind. Die Einrichtung ist mit einem chemisch unbedenklichen Gas vorab gefüllt, das bei Druckaufbau durch das Hydraulikfluid komprimiert wird. Alternativ ist auch eine Trennung durch eine elastische Membran oder einen mechanischen Kolben möglich. Auf diese Weise läßt sich der Druck auch transformieren, so daß beispielsweise eine mechanisch schwache Struktur (Doppelglasscheibe) mit einer Substanz betrieben werden kann, die hohe Drücke erzeugt (Druckminderung).

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen anhand mehrerer Figuren dargestellt. Sie sind in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Schutzgitter mit Sende- und Empfangseinrichtung,

Fig. 2 einen Drucksensor im eingebauten Zustand,

Fig. 3 einen verschließbaren Stutzen zum Einfüllen der Substanz und

Fig. 4 eine Vorrichtung zum Trennen der beiden Gasseiten.

Gleiche Teile sind in den Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen.

Fig. 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Schutzgitter 1, das in einer Fensteröffnung 2 eingelassen ist. Die hohlen Stäbe 3 des Schutzgitters sind über hohle Querstäbe 4 miteinander verbunden, so daß der an einer Stelle des Gitters aufgeprägte Druck im gesamten Gitter wirksam ist. An einer Stelle ist ein Drucksensor 5 angeordnet, der mit einer in die Wand eingelassenen Sendeeinrichtung 6 verbunden ist. Von dort werden Druckmeßwerte des Drucksensors 5 ausgesendet, die von einer Empfangseinrichtung 7 empfangen und weitergeleitet werden. Die Anschlußkabel der Sendeeinrichtung 8a und der Empfangseinrichtung 8b zur Energieversorgung und Weiterleitung der Meßwerte sind angedeutet. Zusammen mit der Sendeeinrichtung 6 ist auch ein Füllstutzen 9 in die Wand eingelassen, der mit einem Querstab 4 verbunden ist und über den das Gitter befüllt werden kann. Die Wandeinbauten sind mit einer stabilen Abdeckung (nicht dargestellt) gegen mechanische Beschädigung geschützt. Möglichen Fehlalarmen durch Sabotage wird so vorgebeugt. Bei Bedarf kann die Abdeckung vom Wartungspersonal entfernt werden.

Fig. 2 zeigt einen eingebauten Drucksensor 5, der in ein Ende eines Stabes 3 eingeschraubt ist. Die Anschlußkabel 8c des Drucksensors 5 sind angedeutet.

In Fig. 3 ist der Stutzen 9 zum Einfüllen der Substanz 10 detailliert dargestellt. Der Stutzen 9 ist an das Ende eines Querstabes 4 angeschweißt. Die Substanz 10 verbleibt in dem Stutzen 9, während sie das Gas 11 freisetzt. Die Verschlußschraube 12 kann durch den Drucksensor 5 ersetzt werden, wie in Fig. 1 geschehen.

Wie schon weiter oben erwähnt, kann es notwendig sein, die Gase 11, die von der Substanz 10 abgegeben werden, von der Versperreinrichtung 1 fernzuhalten. Der Druck dieser Gase muß natürlich gleichwohl an das Druckgas 14 in der Einrichtung 1 übertragen werden. In Fig. 4 geschieht dies mit zwei kommunizierenden Röhren 15, die durch ein Hydraulikfluid 13 verbunden sind. Durch den sich entwickelnden Gasdruck wird das Hydraulikfluid 13 verschoben und überträgt auf diese Weise den Druck an den angeschlossenen Querstab 4. Im Beispiel ist der Drucksensor 5 auf der Substanzseite angebracht. Eine Anbringung auf der Druckgas-Seite ist jedoch auch möglich.

Claims (18)

1. Einrichtung zum Versperren von Gebäudeöffnungen und Durchgängen, mit mindestens einem als Hohlkörper ausgebildeten Versperrelement (3, 4), das ein unter Druck stehendes Fluid (11) enthält, wobei die Einrichtung mindestens einen Drucksensor (5) aufweist, der den Druck in dem mindestens einen Hohlkörper (3, 4) überwacht, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck von einer gasabgebenden Substanz (10) erzeugt ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Hohlkörper (3, 4) vorgesehen sind, deren Hohlräume miteinander verbunden sind.

3. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlkörper (3, 4) ein Gitter (1) bilden.

4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlkörper eine Doppelglas-Fensterscheibe ist.

5. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch mindestens eine verschließbare Öffnung (9), die zur Einfüllung der Substanz (10) dient.

6. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der mindestens eine Drucksensor (5) in dem mindestens einen Hohlkörper (3, 4) eingebaut ist.

7. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckmeßwerte des Drucksensors (5) mittels Funksignalen von einem Sender (6) ausgesendet werden.

8. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas (11) in der Substanz (10) gebunden ist und bei Umgebungsbedingungen aus der Substanz entweicht und daß der Druck des entweichenden Gases (11) für den Drucksensor (5) erfaßbar über dem Umgebungsdruck liegt, wenn die Substanz (10) sich innerhalb des für die Einrichtung vorgesehenen Temperaturbereiches befindet.

9. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Substanz (10) sich bei Umgebungsbedingungen teilweise chemisch zersetzt, daß mindestens ein Zerfallsprodukt ein Gas (11) ist und daß der Gleichgewichtsdruck des Zerfallsprozesses für den Drucksensor (5) erfaßbar über dem Umgebungsdruck liegt, wenn die Substanz (10) sich innerhalb des für die Einrichtung vorgesehenen Temperaturbereiches befindet.

10. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Substanz (10) bei Umgebungsbedingungen teilweise verdampft und daß der Dampfdruck für den Drucksensor (5) erfaßbar über dem Umgebungsdruck liegt, wenn die Substanz (10) sich innerhalb des für die Einrichtung vorgesehenen Temperaturbereiches befindet.

11. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Substanz (10) bei Umgebungsbedingungen teilweise sublimiert und daß der Sublimationsdruck für den Drucksensor (5) erfaßbar über dem Umgebungsdruck liegt, wenn die Substanz (10) sich innerhalb des für die Einrichtung vorgesehenen Temperaturbereiches befindet.

12. Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Substanz (10) eine Ammoniumverbindung, beispielsweise Ammoniumkarbonat, ist.

13. Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Substanz (10) gefrorenes Kohlendioxid ist.

14. Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Substanz (10) eine niedrigsiedende Flüssigkeit ist.

15. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der mindestens eine Hohlkörper (4) von der gasabgebenden Substanz (10) gasdicht, aber druckübertragend getrennt ist.

16. Einrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennung durch ein Hydraulikfluid (13) erfolgt.

17. Einrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennung durch eine flexible Membran erfolgt.

18. Einrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennung durch einen mechanischen Kolben erfolgt.