DE2048904A1

DE2048904A1 - Vorrichtung zum Einfuhren eines in Wasser quellfähigen Gelmittels in eine Leitung

Info

Publication number: DE2048904A1
Application number: DE19702048904
Authority: DE
Inventors: William L Sharon Mass Livingston (V St A ) P
Original assignee: Factory Mutual Research Corp , Nor wood, Mass (V St A )
Priority date: 1969-10-08
Filing date: 1970-10-05
Publication date: 1971-05-06
Also published as: CH556669A; GB1328846A; CA968563A; DE2048904B2; JPS5142879B1; GB1328845A; US3642072A; DE2065596A1; DE2048904C3; FR2065172A5

Description

W.40106/70 12/Sch

Factory Mutual Research Corporation, Norwood, Massachusetts (V.St.A.)

Vorrichtung zum Einführen eines in Wasser quellfähigen Gelmittels in eine Leitung.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anlage zum Einspritzen von Additiven und insbesondere auf eine Anlage, um ein gelbildendes Additiv automatisch in eine Wasserleitung einzuspritzen, um ein Feuerlöschmittel in Form eines abnehmenden oder ablativen Gels zu schaffen, welches durch wärmebetätigte Spritzköpfe einer fest angeordneten Feuerschutzanlage zugeführt werden soll.

In der schwebenden USA-Patentanmeldung Serial Nr. 766 475 vom 10. Oktober 1968 ist ein Feuerschutzverfahren beschrieben, bei welchem ein gelbildendes Mittel in Form eines in Wasser quellfähigen Polymeren in einen fließenden Wasserstrom eingespritzt wird, der die Spritzköpfe einer fest angeordneten Löschanlage bei deren Betätigung zugeführt wird, um ein Feuer in einem von der Anlage geschützten Raum oder dergMchen zu löschen. Indem auf diese Weise das Gel in den flie-

ßenden Wasserstrom eingeführt wird, wird ein ablatives Gellöschmittel gebildet, welches gegenüber reinem oder einfachem Wasser beträchtliche Vorteile hat_t Nicht nur sind die Wärmeabsorptionscharakteristiken des ablativen Gels größer als die von Wasser, sondern gleichfalls wichtig ist, daß das Gel beträchtlich größere Viskosität als reines Wasser hat und das

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Bestreben hat, an den Flächen, auf die es gespritzt wird, anzuhaften. Als Ergebnis ist eine viel geringere Menge an ablativem Löschmittel· erforderlich, um ein Feuer zu löschen, als sie bei Verwendung von reinem: Wasser erforderlich wäre, wodurch Anlagengestaltüngen mit geringerer Strömungskapazität ermöglicht sind, wobei noch eine beträchtliche Verringerung des Wasserschadens in dem geschützten Raum zu erwähnen ist.

Obwohl Anlagen, bei denen ein Löschmittel mit einem ablativen Gel bzw. in Form eines ablativen Gels verwendet wird, welches durch Einführen eines polymeren

L· Additivs in eine Wasserleitung, welche Spritzköpfe versorgt, gebildet ist, sich bei Versuchen mit echten Feuern als außerordentlich wirksam erwiesen haben, haben sich verschiedene Probleme bei der Entwicklung einer wirtschaftlich annehmbaren Anlage ergeben. Beispielsweise bleiben fest angeordnete Feuerlöschanlagen im allgemeinen während langer Zeitperioden unwirksam, wobei diese Perioden oftmals langer als mehrere Jahre dauern. Unter solchen Umständen können übliche Teile von Flüssigkeitshandhabungsausrüstung verschlechtert werden und sie werden sehr wahrscheinlich verschlechtert zu Folge Korrosion und dergleichen, wodurch sich die Möglichkeit eines Versagens zu dem Zeitpunkt ergibt,

™ zu welchem die Anlage ein Feuer löschen soll. Weiterhin kann das Arbeiten der Anlage nicht von üblichen Energiequellen wie Elektrizität abhängig gemacht werden zu Folge der Wahrscheinlichkeit, daß die Energiezufuhr unter den Bedingungen, die während eines Feuers vorhanden sind, abgeschnitten ist, besonders bei großen Feuern derjenigen Art, bei der bei Versagen der Anlage übermäßige Zerstörung von Eigentum wahrscheinlich auftritt.

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Die Art des quellfähigen polymeren Geladditivs vor dem Einspritzen und sein Verhalten nach dem Einspritzen in einen fließenden Wasserstrom führt zu weiteren ernsthaften Problemen hinsichtlich der Gestaltung einer annehmbaren Einspritzanlage. Das ernsthafteste dieser Probleme ergibt sich vielleicht aus der Möglichkeit einer Übereinspritzung oder übermäßigen Einspritzung. In diesem Zusammenhang haben Untersuchungen mit ablativen Geladditiven gezeigt, daß vom Standpunkt des Entwickeins eines ablativen Mediums, welches leicht durch die Anlage fließt, während gleichzeitig die gewünschte Löschfähigkeit aufrechterhalten wird, die optimale Einspritzmenge etwa einen bis vier Teile gelbildenden Mittels je 1OOO Teile Wasser beträgt, wobei Gewichtsteile gemeint sind. Einspritzung in höheren Mengen als den angedeuteten Mengen kann zu Verstopfungen in dem Rohrleitungssystem (plumbing system) führen und führt sehr wahrscheinlich dazu. Offensichtlich wird durch solche Verstopfungen nicht nur ausgeschlossen, daß die gewünschten Charakteristiken des ablativen Mediums erhalten werden, sondern sie machen, was noch bemerkenswerter ist, die Anlage in dem Ausmaß unwirksam, daß sogar reines Wasser die Spritzköpfe nicht erreicht, die als Ergebnis der Feuertemperaturen geöffnet sind. Die Entwicklung verbesserter Additivschlämme hat im großen Ausmaß zur Lösung der Probleme beigetragen, die sich bei der Handhabung von polymeren Geladditiven in fest angeordneten Feuerlöschanlagen ergeben. Allgemein erfordern solche Schlämme das Mischen von gelbildendem Pulver mit einem wasserlöslichen dicken Träger, der chemisch mit dem Pulver inert ist und der einen genügend hohen Ertragswert oder Förderungswert plastischer Strömung hat, um die polymeren Partikel unendlich zu suspendieren. Dennoch bleibt die Verhinderung einer Überein-

spritzung wichtig·

Ein anderes Problem, welches sich beim Einspritzen additiver Gelschlämme in einen fließenden Wasserstrom ergibt, besteht im !Pumpen und Mischen des Additivs augenblicklich und vollständig iai dem fließenden Strom. Vom Standpunkt des Pumpens der Schlämme aus gesehen besteht ein ernsthaftes Problem in ihren Verdünnuhgscharakteristiken, d.h. in ihrem Bestreben, ihre Viskosität zu erhöhen, zusammen mit entsprechenden Erhöhungen der Scherbeanspruchung. Daher können übliche ■;' Einspritzpumpen,<welche den Schlamm hohen Scherbean- \ spruchungen unterwerfen, nicht verwendet werden zu Folge des Bestrebens der Schlammviskosität, sich auf einen Wert zu erhöhen, bei dem der Schlamm nicht mehr gepumpt werden kann. Weiterhin ist zu bemerken, daß das Additiv gleichmäßig in den fließenden Strom gemischt werden muß, um einen örtlichen Gelaufbau oder die Bildung von Klumpen zu verhindern, die in der gleichen Weise wie durch Übereinspritzung wahrscheinlich Verstopfungen erzeugen.

Im Hinblick auf die Toleranzen, die von den verschiedenen Parametern einer Anlage zum Einspritzen eines Geladditivs gefordert werden, die mit fest -angeordneten Löschanlagen verwendet wird, und im Hinblick auf die Notwendigkeit, daß die Löschanlage vollkommen wirksam sein muß, wenn sie ein leuer löschen soll, ist es weiterhin eine unbedingte Förderung, daß die Additiveinspritzanlage den Fluß reinen Wassers durch die Anlage nicht behindert. Demgemäß muß die Einspritzanlage in der Lage sein, die oben erwähnten Charakteristiken zu erzielen, ohne in irgend einer Weise ein Hindernis in der Leitung darzustellen, mit der Wasser den Spritz-* köpfen zugeführt wird, die in dem geschützten Gebäuderaum angeordnet sind.

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Gemäß der Erfindung ist eine Anlage zum Einspritzen eines Gelschlammadditivs geschaffen für fest angeordnete Feuerlöschanlagen, bei der im wesentlichen alle Probleme verhindert sind, die bisher bei der Verwendung solcher Additive aufgetreten sind. Insbesondere vermeidet die Einspritzanlage gemäß der Erfindung die Notwendigkeit, eine äußere Pumpenenergiequelle vorzusehen, und zwar mittels eines hydraulischen Motors, der als Antriebsmedium Wasser verwendet, welches bei Leitungsdruck von der Hauptleitung abgezapft ist, welche die Feuerlöschanlage versorgt. Wasser wird dem Motor über ein Steuerventil zugeführt, welches von einem Servomechanismus betätigt wird, der seinerseits durch eine Einrichtung gesteuert ist, die auf den Wasserfluß in der Zuführleitung der Anlage vorhanden ist. Der Motor, der auf diese Weise durch Wasser, welches der Feuerlöschanlage zugeführt wird, in Betrieb gesetzt und betätigt wird, wird dazu verwendet, eine Einspritzpumpe anzutreiben, mittels welcher ein additiver Gelschlamm in die Strömungsleitung eingeführt wird. Vorzugsweise ist eine Einrichtung in Form einer Stoßkupplung zwischen dem Motor und der Pumpe angeordnet, so daß der Motor nach Beginn seines Arbeitens ein ausreichend hohes Drehmoment zum Antreiben der Pumpe entwickelt.

Um die Probleme zu überwinden, die sich aus physikalischen Dehncharakteristiken des Schlammes ergeben, ist die bei der Einspritzanlage verwendete Pumpe vorzugsweise eine peristalische Pumpe oder eine Pumpe, die an dem gepumpten Medium einen allmählichen Druckaufbau entwickelt, wodurch nicht normale Erhöhung der Viskosität des Additivs verhindert ist. Gleichmäßiges Mischen des Additivs mit dem Wasserstrom wird mit der Einspritzanlage gemäß der Erfindung erzielt durch Ver-

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Wendung einer Prallplatte, Leitplatte oder Wirbel^ ., platte in der Hauptwasserleitung an der Stelle, an .., ,. der das Geladditiv eingeführt wird. Es wird bevorzugt,/ daß die Wirbelplatte aus Material gebildet ist, welches biegsam oder nachgiebig ist, so daß unter Bedingungen, unter denen das Gel eingeführt wird, wodurch niedrigere Fließmengen oder Fließgeschwindigkeiten zu Folge der Bildung des ablativen Löschmittels in der Anlage entwickelt werden, die Wirbelplatte dahingehend wirkt, die notwendigen Mischfließwege und Turbulenz zii entwickeln. Wenn jedoch die Einspritzanlage bei sich er- W gebendem Löschmittelbedarf für die Spritzköpfe in der Feuerlöschanlage versagt, fordert die Anlage beträchtlich größere Strömungsmengen als Ergebnis der verhältnismäßig niedrigen Viskosität reinen Wassers. Die Wirbelplatte spricht auf diese größeren Strömungsmengen oder Strömungsgeschwindigkeiten durch Biegen an, so daß die größeren Strömungsgeschwindigkeiten oder Strömungsmengen, die von den Spritzköpfen der Anlage benötigt werden, durch die Wirbelplatte nicht behindert werden.

Die Hauptzwecke der Erfindung umfassen daher u.a.: Die Schaffung einer neuen Vorrichtung zum Ein- ψ spritzen von Geladditiven für fest angeordnete Feuerlöschanlagen, durch welche die Probleme im wesentlichen überwunden sind, die bisher vorhanden waren; die Schaffung einer solchen Einspritzvorrichtung, die im Betrieb außerordentlich zuverlässig ist, selbst wenn sie während langer Zeitperioden stillsteht, um ein Mischen des Additivs mit dem fließenden Wasserstrom zu erzielen, um dadurch ein ablatives Löschmittel zu entwickeln; die Schaffung einer Vorrichtung zum Einspritzen ablativen Gels der beschriebenen Art, bei der übermäßige Einspritzung des Additivs verhindert ist und ein gleich-

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mäßiges Mischen des Additivs mit Wasser gemessen wird, um Strömungsverstopfungen als Ergebnis großer Klumpen oder dergleichen von sehr viskosem Material in der Strömungsleitung zu verhindern; und die Schaffung einer Einspritzvorrichtung der beschriebenen Art, die in keiner Weise das Strömen von Wasser zu den Spritzköpfen·der Feuerlöschanlage für den Fall behindert, daß die Einspritzvorrichtung versagt oder falsch arbeitet.

Weitere Zwecke und der weitere Bereich der Anwendbarkeit der Erfindung werden aus der nachstehenden Beschreibung ersichtlich, in der die Erfindung an Hand der Zeichnung beispielsweise erläutert ist.

Fig. 1 ist eine schematische Ansicht, in der die Arbeitselemente der Additiveinspritzvorrichtung gemäß der Erfindung in einer fest angeordneten Feuerlöschanlage dargestellt sind.

Fig. 2 ist eine in vergrößertem Maßstab gehaltene Teilquerschnittsansicht nach Linie 2-2 der Fig. 1.

Fig. 3 ist eine in vergrößertem Maßstab gehaltene Querschnittsansicht nach Linie 3-3 der Fig. 2.

Fig. 4 ist eine Teilquerschnittsansicht nach Linie 4-4 der Fig. 3·

Fig. 5 ist eine Teilquerschnittsansicht ähnlich

der Fig. 4, jedoch unter verschiedenen Arbeitsbedingungen der Einspritzvorrichtung und der Feuerlöschanlage.

Wie in der Zeichnung, und insbesondere in Fig. 1 der Zeichnung dargestellt, ist die Einspritzvorrichtung gemäß der Erfindung allgemein mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet und in einer Feuerlöschanlage angeordnet, die

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eine Hauptzuführleitung 12 aufweist, die mittels einer ^-Verbindung 14 mit einer Steigleitung 16 verbunden ist. In Übereinstimmung mit der üblichen Praxis erstreckt sich die Steigleitung 16 nach oben zu einer oder mehreren Zweigleitungen 18, von denen eine Mehrzahl von Düsen oder Spritzköpfen 2Q nach unten steht. Weiterhin ist ^ede Düse in Übereinstimmung mit der üblichen Praxis mit einer temperaturerapfindliehen Auslöseeinrichtung 21 versehen, so daß bei Ausbruch eines Feuers nahe einer oder mehrerer der Düsen 20 die Anlage automatisch wirksam gemacht wird, um Wasser aus der Hauptleitung 12 über die Steigleitung 16, die Zweigleitung ,18 und aus den Düsen 20 heraus zu liefern.

Obwohl die einzelnen Bauteile der Einspritzvorrichtung 10 aus Fig. 1 nicht ersichtlich sind und nachstehend im einzelnen beschrieben werden, zeigt Fig. 1, daß die allgemeine Ausführung der Vorrichtung einen Vorratstank 22 für einen Geladditivschlamm aufweist, der vorzugsweise von der oben beschriebenen Art ist.

Der Tank 22 ist an seinem unteren Ende mittels einer Abgabeleitung 24 mit dem Einlaß 26 einer peristalischen Pumpe 28 verbunden, die ein Abgaberohr 30 hat, welches über einen Verkleinerungsteil 32 mit der T-Kupplung 14 gekuppelt ist. Am gegenüberliegenden Ende der Pumpe 28 befindet sich ein Getriebe und eine Lagereinrichtung 34 zum übertragen von Drehmoment von einer Eingangswelle 36» die ihrerseits mit einem hydraulischen Motor 38 in Antriebsverbindung gebracht werden kann, und zwar über eine Motorausgangswelle 40 und eine Schlupf-Stoß-Eupplung 42 (Klauenkupplung).

Der Motor 38 ist vorzugsweise ein Kolbenmotor mit zwangsläufiger Verdrängung, der so gestaltet ist,

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daß er volles Drehmoment bei niedrigen Drehzahlen entwickelt, und er ist mit der Hauptleitung 12 über eine Absapfleitung 46 verbunden, in der ein Steuerventil 48 angeordnet ist· Eine Auslaßleitung 50 ist an dem Motor 38 vorgesehen* so daß bei Zulassen von unter Leitungsdruck stehendem Wasser zur Einlaß-

öffnung 44, über die Pumpe 38 und sum Auslaßrohr 50 heraus Drehung des nicht dargestellten Pumpenrotors und dementsprechend einen Antrieb der Ausgangswelie mit einer Drehzahl hervorruft, die durch das Ventil in bekannter Weise gesteuert wird.

Zu Folge des hoch reaktionsfähigen Charakters des in Betracht gezogenen Additivs, wenn dieses mit Wasser gemischt wird, um ein viskoses Gel zu bilden, welches in der Lage ist, Verstopfungen zu erzeugen, wenn Übereinspritzung erfolgt, ist es unbedingt erforderlich, daß das Ausmaß der Einspritzung in einer Art und Weise gesteuert wird, daß Übereinspritzung vermieden ist, und vorzugsweise mittels einer Einrichtung, die versagt, wenn Untereinspritzung oder keine Einspritzung erfolgt. Hierfür ist ein Servomechanismus vorgesehen, um das Motorsteuerventil 48 zu regeln, um zu gewährleisten, daß die Pumpe 28 in Übereinstimmung mit den Strömungsgeschwindigkeiten der Leitung 12 betätigt wird· Hierfür ist eine auf Strömung ansprechende Einrichtung in Form einer drehbaren Schraube 52 in der Hauptleitung getragen· Drehung der Schraube 52 wird über eine Einrichtung, die eine Welle 54 umfaßt, zu einem Endeingang eines üblichen Differentialgetriebes 56 übertragen, das einen Ausgangszahnring 58 hat· Die Welle 54, die den Eingang an einem Ende des Differentialgetriebes 56 schafft, ist mit der Abfühlsehraube 52 über eine Einweg-Drehmoment-Übertragungseinrichtung, beispielsweise einer Kupplung 60, verbunden, so daß die Welle 54 durch die Schraube 52 gedreht werden kann, daß jedoch Drehung

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der Schraube 52 durch die Welle 54 verhindert ist. Das andere Ende des Differentialgetriebes 56 ist über eine Servowelle 62 mit einer ähnlichen Drehmoment in einer Richtung übertragenden Einrichtung 64 an dem Motor 38 verbunden« Zu Folge dieser Ausführung wird das Ringzahnrad 58 in Übereinstimmung mit dem Differentialeingang von beiden Enden durch die Wellen54 und 62 angetrieben. Das Ringzahnrad 58 kämmt mit einem Zahnrad 66, das auf eine Betätigungs- und Steuerwelle 68 aufgekeilt ist, die an ihrem gegenüberliegenden Ende mit dem Ventil 48 verbunden ist. Demgemäß bewirkt; bei Stillstehen der Welle 62 Drehung der Schraube 52 als Ergebnis von Wasserströmung durch die Hauptleitung 12 Drehung der Welle 54, um eine Differentialausgangsdrehung des Ringzahnrades 58 aufzubauen. Das Ringzahnrad 58 seinerseits dreht das Zahnrad 66 und die Welle 68, um das Ventil 48 zu öffnen· An dieser Stelle ist zu bemerken, daß das Ventil 48 vorzugsweise ein Ventil ist, welches eine Eigenvorspannung in Richtung gegen die offene Stellung hat, um eine Öffnungsbewegung mit minimalem von der Welle 68 gelieferten Drehmoment hervorzurufen·

Es ist weiterhin zu bemerken, daß im Hinblick darauf, daß das Differential $6 an seinem von der durch die Schraube 52 angetriebenen Welle 54 gegenüberliegenden Ende mit der Servowelle 62, die mit de» Hötor 38 gekoppelt ist, verbunden ist, Drehzahlregelung des Motors 38 geschaffen werden kann. Insbesondere werden, wenn die Servowelle 62 sich schneller als die Welle 54 dreht, das Ausgangsringzahnrad 58 und dementsprechend das Zahnrad 66 und die Steuerwelle 68 in einer Richtung angetrieben, in der das Ventil 48 geschlossen wird, so daß die Pumpe auf Drehgeschwindigkeiten verlangsamt wird,

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die in direkter Beziehung zur Drehzahl der Schraube 52 stehen. Da die Schraube 52 in einem Ausmaß gedreht wird, welches direkt zum Strömungsausmaß des Wassers durch die Hauptleitung 12 entspricht, ist ersichtlich, daß der Motor 38 so geregelt wird, daß er mit Drehzahlen arbeitet, die der Strömungsgeschwindigkeit oder Strömungsmenge des Wassers durch die Rohrleitung 12 entsprechen· Dementsprechend wird die Pumpe 28, die von dem Motor 38 angetrieben wird, so geregelt, daß das richtige Verhältnis von Additivmittel und Wasser in der Steigleitung 16 gewährleistet ist.

Die peristalische Pumpe 28 ist handelsüblich und ist als Pumpe mit zwangsläufiger Verdrängung und progressivem Hohlraum bekannt. Solche Pumpen umfassen, wie in Fig. 2 in der Zeichnung dargestellt, einen schneckenartigen Rotor 70, der in einem Stator 72 angeordnet ist, der mit der Schnecke 70 bei deren Drehung zusammenarbeitet, um eine Seihe von progressiv entwickelten diskreten bzw. getrennten Kammern aufzubauen oder hervorzurufen, die sich von der Zuführkammer 26 durch das Abgaberohr 30 vorbewegen. Weiterhin erstreckt sich gemäß der Darstellung das Rohr 30 durch die T-Verbindung 14 bei der dargestellten Ausführungsform und es endigt an seinem offenen Ende 7^ in dem unteren waagerechten Teil der Steigleitung 16. Peristalische Pumpen dieser Gestaltung sind zur Verwendung in der Einspritzvorrichtung gemäß der Erfindung besonders geeignet zu Folge ihrer perist aus chen Wirkung (d.h. eines allmählichen Aufbaues des Pumpdruckes), und zwar im Hinblick auf die physikalischen Dehncharakteristiken des Geladditivschlammes, und weil sie als Ventil wirken und kein Medium hindurchleiten, solange der Rotor 70 stillsteht. Während diese letztere Charakteristik

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in sich selbst unbeabsichtige Abgabe des Additivs in die Steigleitung 16 Verhindert, ist vorgesehen, daß eine brechbare Kappe 76 über dem offenen Ende 74-der Pumpe 28 angeordnet ist, um einen zwangsläufigen Abschluß zwischen dem Additiv und dem Wasser in der Leitung zu schaffen. Die Kappe 76 ist mit einer Explosionsbetätigiingseinrichtung 78 ausgerüstet, die über einen Leiter 80 an einen Impulserzeuger 82 geschaltet ist, der mit der Ausgangswelle 40 des Motors 58 mechanisch gekoppelt ist· Daher wird durch Drehung der Welle 40 bei Einleiten oder Inbetriebsetzen der Anlage der Impulserzeuger 82 betätigt, um einen elektrischen Impuls an die Explosionseinrichtung zu liefern und die Kappe 76 schnell zu zerstören. Um Auftreten dieser Funktion als Ergebnis kleiner Bewegungen der.Welle 4Ό zu verhindern, die durch kleine Druckschwankungen in der Wasserleitung 12 hervorgerufen werden können, kann ein Kondensator 84 in der Leitung 80 angeordnet werden, um kleine elektrische Ladungen zu speichern, die sich als Ergebnis solch geringer Drehung der Welle 36 angesammelt haben. Der Kondensator 84 ist andererseits so ausgewählt, daß er bei irgend einem kontinuierlichen Arbeiten der Welle entladet, um die Ladung 78 explodieren zu lassen und die Abschlußkappe'76 zu zerstören.

In Übereinstimmung mit einem wichtigen Merkmal der Erfindung ist eine Mischeinrichtung in Form einer Wirbelplatte 86 am offenen Ende oder Abgabeende des Rohres 30 an der Stelle vorgesehen, an der das Geladditiv in den waagerechten Teil der Steigleitung 16 eingeführt wird» In diesem Zusammenhang ist daran zu erinnern, daß die Charakteristiken des Geladditivs derart sind, daß bei Berührung mit Wasser seine Gelpartikel unmittelbar quellen, um ein relativ viskoses

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Medium zu bilden. Demgemäß besteht in dem Fall, daß das Additiv mit dem Wasser, in welches es eingespritzt wird, nicht vollständig gemischt wird, eine Wahrscheinlichkeit, daß große Klumpen oder dergleichen von Gelatine gebildet werden, die Verstopfungen in der Steigleitung 16» in der Zweigleitung 18 oder in den Spritzköpfen 20 hervorrufen können, was zu einem Versagen der Feuerlöschanlage führen würde. Weiterhin ist zu bemerken, daß die Strömungsgeschwindigkeit in der Löschanlage, wenn das ablative Gel verwendet wird, das durch Einspritzen des Geladditivs gebildet wird, beträchtlich niedriger ist als es sein würde, wenn reines Wasser verwendet würde· Dennoch ist es zu Folge der Anforderung, daß reines Wasser den Spritzköpfen 20 in genügenden Mengen zugeführt wird, um Feuer zu löschen in dem Fall, daß die Einspritzvorrichtung versagt, unbedingt erforderlich, daß beide Strömungsgeschwindigkeiten oder beide Strömungsmengen aufgenommen werden bzw. möglich sind.

Unter Berücksichtigung der vorgenannten Gestaltungsanforderungen hat die Wirbelplatte 86 die Form einer Kreisscheibe und sie ist am offenen Ende des Hohres 30 durch geeignete Mittel befestigt, beispielsweise durch Bündel 88. Die Wirbelplatte 86 ist aus vernünftig steifem Kautschuk oder aus anderen elastomeren Materialien gebildet, die Federungseigenschaften und Nachgiebigkeitseigenschaften haben, so daß bei den Strömungsraengen oder Strömungsgeschwindigkeiten, die vorhanden sind, wenn den Spritzköpfen 20 ablatives Medium zugeführt wird, die Scheibe 86 eine Stellung normal bzw. rechtwinklig zum Pumpenabgaberohr 30 beibehält, wie es in den Fig. 3 und 4 dargestellt ist. In dieser Stellung arbeitet die Wirbelplatte 86 dahingehend,

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eine Turbulenz»one in dem Wasser zu erzeugen, wie es in Pig. 4 durch mit ausgezogenen Linien dargestellte Pfeile angedeutet ist. Da die Pumpe 28 unter diesen Bedingungen wirksam ist, das Geladditiv in bzw. durch den Auslaß einzuspritzen, gelangt das Additiv in die turbulente Zone, wie es in Fig· 4 durch mit unterbrochenen Linien dargestellte Pfeile angedeutet ist, und es wird gleichmäßig und vollkommen mit dem Wasser gemischt, um die gewünschte Viskosität des ablativen Löschmittels zu schaffen, welches zu den Spritzköpfen 20 geführt wird· Wenn andererseits die Einspritzvorrichtung 10 nicht arbeiten sollte oder versagen sollte, so daß das ablative löschmittel nicht gebildet wird, ermöglicht das Bohrleitungssystem der feuerlöschanlage einschließlich der Steigleitung 16, der Zweigleitung 18 und der Spritzköpfe 20 Strömung mit beträchtlich höheren Geschwindigkeiten oder Mengen. Obwohl die Wirbelplatte 86, wenn sie starr wäre, ein Hindernis für solche hohe Strömungsgeschwindigkeiten zwischen der Hauptleitung und der Steigleitung 16 darbieten würde, fällt sie, da sie aus biegsamen Material gebildet ist, teilweise in die in Fig. 5 dargestellte Stellung zusammen und ermöglicht Strömen des Wassers mit hoher Geschwindigkeit in die Steigleitung 16.

Wird die Arbeitsweise der Einspritzvorrichtung 10 zusammengefaßt, so ist zunächst ersichtlich, daß bei öffnen irgend eines der Spritzköpfe 20 Wasser durch die Hauptleitung 12 hindurchströmt, in der es die Schraube 52 dreht und öffnen des Ventils 48 über das Differential 56 hervorruft, wie es beschrieben worden ist. Danach wird der Motor 38 betätigt, um die Welle zu drehen und unmittelbar den Impulserzeuger 82 zu betätigen, um einen elektrischen Impuls über den

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Kondensator 84 an die explosive Ladung 78 zu liefern und die Abschlußkappe 76 an dem offenen Abgabeende der Pumpe 28 zu zerstören. Sobald der Motor 38 sein Betriebsabgabedrehmoment entwickelt hat, wird die Welle 40 mit der Antriebswelle 36 der Pumpe 28 über die Schlupf-Schlag-Kupplung 42 gekoppelt, um Drehung des Pumpenrotors 70 einzuleiten. Der Geladditivschlamm, der durch Schwerkraft aus dem Tank 22 durch das Abgaberohr 24 in die Pumpenzuführkammer 26 geführt wird, wird durch das Sohr 30 und aus dem offenen Ende 74 des Rohres 30 herausgepumpt und wird mit dem fließenden Wasserstrom in der turbulenten Zone unmittelbar stromabwärts der Wirbelplatte 86 gemischt, und zwar in der Art und Weise, wie es oben beschrieben worden ist. Die Gefahr einer Übereinspritzung des Additivs in die Anlage ist verhindert zu Folge der {Tatsache,- daß der Motor als Antriebsmedium Wasser aus der Hauptzuführleitung verwendet, und weiterhin weil die Einspritzvorrichtung bei Versagen mit Untereinspritzung arbeitet. In anderen Worten ausgedrückt, sollte irgend ein Bauteil der Einspritzvorrichtung 10 versagen, so würde das Ergebnis Untereinspritzung oder keine Einspritzung sein, in welchem Fall die Wirbelplatte 86 sich aus dem Weg biegen würde, wie es oben beschrieben ist, um zu ermöglichen, daß eine angemessene Zufuhr von Wasser die Spritzköpfe 20 erreicht, um das Feuer wirksam zu bekämpfen bzw. zu, löschen.

Es ist somit ersichtlich, daß durch die Erfindung eine hoch wirksame Einspritzvorrichtung geschaffen ist, die insbesondere zur Verwendung mit Feuerlöschanlagen der beschriebenen Art geeignet ist und durch welche die oben genannten Zwecke vollständig erfüllt werden.

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Claims

Patentansprüche

1.)Vorrichtung zum Einführen eines in Wasser quellfähigen Gelmittels in eine Leitung bei Entstehen oder Auftreten von wasserströmung in der Leitung, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (52) zum Abfühlen der Wasserströmung in der Leitung (12) und zum Erzeugen einer Ausgangsfunktion entsprechend der Wasserströmung, eine Einrichtung (28) zum Einspritzen des Mittels in die Leitung (12) unter der Steuerung der Ausgangsfunktion, und durch eine Wirbeleinrichtung (86), die in der Leitung angeordnet ist, um eine Zone turbulenter Strömung unmittelbar stromab der Stelle, an der das Mittel eingespritzt wird, bei relativ niedrigen Strömungsgeschwindigkeiten in der Leitung als Ergebnis der verhältnismäßig hohen Viskosität des durch die Einspritzung des Mittels gebildeten Mediums zu bilden, wobei die Wirbeleinrichtung auf relativ hohe Strömungsgeschwindigkeiten in der Leitung so anspricht, daß ein Hindernis für die hohen Strömungsgeschwindigkeiten durch die Wirbeleinrichtung vermieden ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wirbeleinrichtung eine Wirbelplatte (86) aufweist, die verformbar ist yierm sie den hohen Strömungsgeschwindigkeiten ausgesetzt ist«

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wirbelplatte (86) eine verformbare Scheibe ist, die quer zur Leitung (16) angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, A&$ die Wirbelplatte (86) aus elastomere Material gebildet 1st.

5. Vorrichtung nach feiheffl der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einspritzeinrichtung eine Pumpe (28), die einen linlaB zur Aufnahme des Mittels und

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einen Auslaß (74), der in der Leitung (ΐβ) angeordnet werden kann, aufweist, einen hydraulischen Motor (38) zum Antreiben der Pumpe und eine Abzapfleitung (46) aufweist, die zwischen den Motor (38) und die Leitung (12) geschaltet ist, wodurch das Wasser in der Leitung als Antriebsmedium für den Motor verwendet wird.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine Schlupf-Stoß-Kupplung (42), die den Motor (38) und die Pumpe (28) verbindet, um Arbeiten der Pumpe durch den Motor zu verzögern, bis von dem Motor das Betriebsdrehmoment entwickelt ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine Servoeinrichtung (56), die eine erste Eingangseinrichtung (54), welche direkt von der Ausgangsfunktion der Abfühleinrichtung (52) angetrieben ist;, eine zweite Eingangseinrichtung (62), die von dem Motor (38) direkt angetrieben ist, und eine Ausgangseinrichtung (66, 68) aufweist, die von dem Unterschied der ersten und der zweiten Eingangseinrichtung angetrieben ist, eine Ventileinrichtung (48) in der Anzapfleitung (46), um die Drehzahl des Motors (38) zu steuern, und durch eine Einrichtung zum Regeln dej* Ventileinrichtung unter der Steuerung des Ausganges der Servoeinrichtung.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Servoeinrichtung eine Differentialgetriebeeinrichtung (56) aufweist.

9. Fest angeordnete Feuerlöschanlage, mit einer Mehrzahl von Spritzköpfen, deren jeder durch Feuertemperaturen wärmebetätigt werden kann, um ein Löschmittel abzugeben, mit einer Leitung zum Zuführen von Löschmittel zu den Spritzköpfen mit sich ändernden Strömungsgeschwindigkeiten in Abhängigkeit von der Viskosität des Löschmittels, wobei die Leitung Wasser unter Druck führt, gekennzeichnet durch eine Einspritzvorrichtung zum Einführen eines sich ausdehnenden Schlammes aus einem in

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Wasser quellfähigen Gelmittel in die Leitung (12) bei Aufbauen von Wasserströmung darin, wobei die Einspritzvorrichtung eine peristalische Pumpe (28) mit einer Einlaßeinrichtung (50) zur Aufnahme des Schlammes und einer Abgabeeinrichtung (74), die sich in die Leitung öffnet/ und eine Einrichtung ,(38) aufweist zum Antreiben der Pumpe zum Einspritzen des Sohlanaaes in Mengen oder Geschwindigkeiten entsprechend der Strömungsmenge oder Strömungsgeschwindigkeit in der Leitung (12).

10. Anlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Antreiben der Pumpe (28) einen Motor- (58), eine den Motor antriebsmäßig mit der Pumpe verbindende Einrichtung und eine Einrichtung aufweist, welche die Drehzahl des Motors in Übereinstimmung mit der Strömungsgeschwindigkeit des Wassers in der Leitung steuert.

11. Anlage nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor (38) ein hydraulischer Motor ist, dessen Einlaßdurchgang (44) mit der Leitung (12) in Verbindung steht, wodurch das Wasser in der Leitung das Antriebsmedium für den Motor schafft.

12. Anlage nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die die Motordrehzahl steuernde Einrichtung ein Ventil (48) in dem EinlaSdurchgang, eine strömungsempfindliche Einrichtung (52) in der Leitung und eine Regeleinrichtung (56) aufweist, welche die auf die Strömung ansprechende Einrichtung mit dem VentiBmrbindet.

13. Anlage nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Regeleinrichtung eine Servoeinrichtung aufweist mit einer ersten Eingangseinriehtung, die mit der auf Strömung ansprechenden Einrichtung verbunden ist, einer zweiten Eingangseinrichtung, die mit dem Motor antriebsmäßig oder antreibbar verbunden ist, und mit einer Ausgangseinrichtung, die von dem Differential der Eingangseinrichtungen angetrieben ist.

14. Anlage nach Anspruch IjJ, dadurch gekennzeichnet,

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daß die auf Strömung ansprechende Einrichtung eine drehbare Sehraube (52) in der Leitung (12) und eine Einrichtung aufweist, um Drehung der Schraube durch die Servoeinrichtung zu verhindern.

15. Anlage nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Servoeinrichtung eine Differentialgetriebeeinrichtung (56) aufweist mit Stirnzahnrädern, welche die Ftngangseinriehtungen bestimmen, und mit einem Ringzahnrad, welches die Ausgangseinrichtung bestimmt.

16. Anlage nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch eine Freilauf- bzw. Schlupf-Kupplung (42), um die Antriebsverbindung von dem Motor (j58) zu der Pumpe (28) nach dem Starten des Motors zu verzögern, wodurch die Pumpe von dem Motor angetrieben wird,nachdem der Motor sein Betriebsdrehmoment entwickelt hat.

17. Anlage nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch eine Kappeneinrichtung (76) zum Abschließen des Abgabeendes (74) der Pumpe (28), und durch eine Einrichtung (78) zum Entfernen der Kappeneinrichtung bei Ansprechen auf Arbeiten des Motors (38).

18. Anlage nach Anspruch 17, gekennzeichnet durch einen Impulserzeuger (82), der mit dem Ausgang des Motors (38) antreibbar verbunden ist, und durch eine Explosionseinrichtung (78), die mit dem Impulserzeuger verbunden ist, um die Abschlußkappe (76) bei Betätigung des Motors zu zerstören.

19.. Anlage nach Anspruch 18, gekennzeichnet durch eine Kondensatoreinrichtung (84), um die Abgabe des Generators (82) als Ergebnis geringer Strömungsschwankungen in der Leitung (12) zu speichern.

20. Anlage nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Mischen des Schlammes mit Wasser an der Stelle, an "der die Abgabeeinrichtung sich in die Leitung öffnet.

21. Anlage nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet,

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daß die Mischeinrichtung eine Wirbelplatte (86) am Ende äer Abgabeeinrichtung (74) aufweist, um eine Turbulenzzone unmittelbar stromabwärts dieser Stelle zu entwickeln.

22. Anlage nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Wirbelplatte (86) biegsam ist und demgemäß unter relativ hohen Strömungsgeschwindigkeiten reinen Wassers in der Leitung als Ergebnis des PaIscharbeitens der Einspritzeinrichtung zusammenfällt.

23. Feuerlöschanlage, bei der ein gelbildendes Mittel in eine wasserenthaltende Leitung eingespritzt wird,um ein Löschmittel zu bilden, welches Spritzköpfen zugeführt wird, wenn in der Nähe der Spritzköpfe ein Feuer vorhanden ist, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung zum Steuern des Einspritzens des gelbildenden Mittels in die Leitung, die eine Abfühleinrichtung (52) zum Abfühlen der Wasserströmung durch die Leitung (12) und zum Erzeugen eines entsprechenden Ausganges, eine Einspritzeinrichtung (28) zum Einspritzen des gelbildenden Mittels in die Leitung,und eine Servoeinrichtung (56) aufweist, die arbeitsmäßig zwischenjäer Abfühleinrichtung und der Einspritzeinrichtung angeordnet ist, um die Einspritzeinrichtung bei Ansprechen auf den Ausgang zu betätigen, und die so ausgeführt ist, daß sie Änderungen der Wasserströmung dureh die Leitung hindurch und Änderungen des Arbeitens der Einspritzeinrichtung ausgleicht, um ein im wesentlichen konstantes Verhältnis von Wasser zu gelbildenden Mittel aufrechtzuerhalten.

24. Anlage nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die die Strömung abführende Einrichtung die Form einer Schraube (52) hat, die sich bei Ansprechen auf Wasserströmung durch die Leitung drehen kann.

25. Anlage nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Einspritzeinrichtung eine Pumpe (28) Und einen Motor (38) aufweist, der mit der Leitung verbunden und von

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dem Wasser angetrieben werden* kann und der mit der. Pumpe antriebsmäßig verbunden ist.

26, Anlage ach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Servoeinrichtung ein Ventil (48), die in der Leitung (46) zum Ändern der in den Motor (38) strömenden Wassermenge angeordnet ist, und eine Differentialelnrichtung (56) aufweist mit einem Eingang, der mit der Abfühleinrichtung und mit dem Motor verbunden ist, und mit einem Ausgang, der das Arbeiten des Ventils steuern kann.

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