DE2737978A1

DE2737978A1 - Feuerhemmende einrichtung fuer eine wanddurchsetzende rohrleitungsausbildung

Info

Publication number: DE2737978A1
Application number: DE19772737978
Authority: DE
Inventors: Jean Paul Gaillot; Bernard Paul Kirch
Original assignee: Pont a Mousson SA
Current assignee: Pont a Mousson SA
Priority date: 1976-08-31
Filing date: 1977-08-23
Publication date: 1978-03-02
Also published as: SE426980B; IT1083608B; CH616193A5; GB1589890A; NL7709543A; SE7709305L; US4136707A

Description

Die Erfindung betrifft eine feuerhemmende Einrichtung zur Verbindung zweier Rohre einer eine Wand, insbesondere horizontale Platte, durchsetzenden Leitung,

Diese Einrichtung ist besonders bestimmt für Leitungen mit ziemlich großem Durchmesser wie sie auf dem Baugebiet unter dem Ausdruck "große Durchbrüche" bekannt sind.

Bestehen diese "großen Durchbrüche" (grosses evacuations) aus Gußeisen, so werden eie natürlich durch einen Brand nicht beschädigt, können aber, selbst durch eine sog. "Brandschutzwand¹¹ hindurch die Rolle einer Wärmebrücke spielen, die ausreicht, um brennbare Materialien, selbst

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auf der dem Brandherd abgelegenen Seite der Wandung entflammen. Es wäre also günstig, wenn man solche Leitungen in Höhe einer feuerhemmenden Wandung unterbrechen könnte.

Im übrigen trifft man immer häufiger auf große Durchführungen aus Kunststoff. In diesem Fall ist kurz nach Entstehen eines Brandes die Leitung aus Kunststoff geschmolzen. An ihrem Ort entsteht also ein Loch, über das das Feuer (Flammen oder heiße Gase) Gefahr laufen sich fortzupflanzen, selbst wenn die Platte selbst die gewünschten Eigenschaften hat,um während einer überschaubaren Zeit eine feuerhemmende Rolle auszuüben, eine Zeit, die im allgemeinen mit wenigstens 1 1/2 Stunden anzusetzen ist. Seit einiger Zeit ist versucht worden, diese Kunststoffleitungen zu unterbrechen, indem man einen feuerfesten Schaum -wenigstens eine Zeit langverwendet, den man aus einem anschwellenden Material erhält, welches radial unter dem Einfluß der Wärme des Brandes bläht und allmählich das Rohr in dem Ausmaß, wie es erweicht oder verschwindet,zusetzt. Diese Vorrichtungen befriedigen, wenn die Rohre kleinen Durchmesser haben. Für Durchmesser in der Größenordnung von 150 mm jedoch, die häufig bei großen Durchführungen anzutreffen sind, insbesondere, wenn das Rohr selbst brennbar ist, laufen die Flammen und die heißen Gase Gefahr, sich fortzupflanzen, bevor noch das anschwellende Material

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i den Ort der Leitung völlig hat verschließen können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine feuerhemmende Einrichtung vorzuschlagen, welche wirksam für große Durchführungen, ob sie nun aus Kunststoff oder Metall bestehen, ist.

Hierzu betrifft die Erfindung eine Vorrichtung der vorgenannten Art, die sich auszeichnet durch eine ringförmige Umhüllung, von der ein erster Teil gegen die Wandung vorsteht und ein zweiter Teil in diese Wandung eingelassen ist; daß die Umhüllung von einem Durchlaß durchsetzt ist, welcher von einem röhrenförmigen Element durchsetzt ist, welches mit den beiden Rohren verbunden ist, und erste und zweite Abschnitte umfasst, die jeweils im ersten und zweiten Teil der Umhüllung sich befinden, wobei das röhrenförmige Element aus einem bei Umgebungstemperatur steifen Material besteht, das unter dem Einfluß der Wärme erweicht, wobei wenigstens der erste Abschnitt aus einem schmelzenden Material mit freiem Schmelzpunkt besteht, wobei der erste Teil der Umhüllung mit Einrichtungen versehen ist, die augenblicklich den Durchlaß verschließen, sobald der erste Abschnitt verschwunden ist und wobei der zweite Abschnitt der Umhüllung mit einem Material gefüllt 1st, welches sich radial unter dem Einfluß der Wärme bläht.

Bei Feuerausbruch erfolgt somit zunächst ein augenblickliches Schließen der Wandung von außen, dann während eines zweiten Zeitabschnittes erreicht die Wärme das treibfähige relativ durch die Wandung isolierte Material; und dieses führt zu eisern zweiten Verschluß.

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Nach einer Ausführungsform umfassen die Einrichtungen zum augenblicklichen Verschluß wenigstens eine Klappe, die im ersten Teil der Umhüllung gelenkig und in angehobener Stellung unter Abstützen gegen den ersten Abschnitt gehalten ist. In diesem Fall vorzugsweise ist der Raum zwischen den Klappen und der erste Teil der Umhüllung mit einem Material gefüllt, welches unter dem Einfluß der Wärme radial sich bläht. Dieses sich blähende Material führt dann zu einer Schutzmatte, die somit dem des zweiten Teils der Umhüllung Zeit zum Expandieren lässt und welches, wenn die Wandung eine horizontale Platte (dalle horizontale) bzw. Grundplatte ist, ihm eine Unterstützung bietet.

Nach einer anderen Ausführungsform umfassen die Einrichtungen zum augenblicklichen Verschließen ein erstes unter der Wirkung der Wärme sich blähendes Material, kombiniert mit einem zweiten Material, welches Wärme unter der Einwirkung äußerer Kaloriezufuhr freisetzt, wobei diese beiden Materialien den ersten Teil der Umhüllung füllen. Sollen zwei Rohre aus Polypropylen verbunden werden, so stellt man den zweiten Abschnitt des röhrenförmigen Elementes vorzugsweise aus einem Material her, welches unter dem Einfluß der Wärme weich wird, ohne zu fließen,bevor es sich zersetzt. Man kann als Material, welches diese Eigenschaften besitzt, Polyvinylchlorid oder PVC wählen.

Das PVC jedoch, das sehr wohl die Rolle, die ihm zukommt, erfüllt, setzt etwa 57 % seines Gewichtes, wenn es zerfällt, in Form von Chlor frei. Trotz der kurzen Länge des PVC-Abschnittes kann dieses Austreten während einer Feuersbrunst lästig sein, da es toxisch und korrosiv ist. Darum ist es vorteilhaft, das PVC durch ein Material mit

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bei Wärtnejähnlichem Verhalten zu ersetzen, das jedoch kein störendes Gas freisetzt. In dieser Hinsicht hat sich die Verwendung eines Polyolefins mit mineralischem Füllstoff als besonders geeignet gezeigt.

Beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung sollen nun anhand der beiliegenden schematischen Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigen

Fig. 1 eine diametralgeschnittene Ansicht einer Vorrichtung nach der Erfindung, angewendet auf die Durchführung einer horizontalen Platte mittels einer Kunststoffleitung;

Fig. 2 unter den gleichen Bedingungen eines der Teile der Vorrichtung;

Fig. 3 die Draufsicht auf dieses Bauteil;

Fig. 4 eine halb-geschnittene Ansicht, die den Zustand der Einrichtung nach ihrer Funktion zeigt;

Fig. 5 ist eine geschnittene Halbansicht einer Variante zur Vorrichtung der Fig. 1, in Anwendung auf einen anderen Typ einer Kunststoffleitung;

Fig. 6 ist eine geschnittene Halbansicht einer anderen Ausführungsform der Vorrichtung nach Fig. 1, in Anwendung auf gußeiserne Rohrleitungen;

Fig. 7 zeigt in analoger Weise diese Vorrichtung, nachjlem sie gearbeitet hat;

Fig. 8 zeigt einen Diametralschnitt durch eine andere Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung;

Fig. 9 eine diametral geschnittene Ansicht einer anderen Ausführungsform nach der Erfindung , in Anwendung auf die Durchführung einer horizontalen Platte mit einer Leitung aus Kunststoffmaterial;

Fig.10 ist ein Schnitt durch die Vorrichtung der Fig. 9 im Zustand nach dem Funktionieren und

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Pig. 11 ist eine geschnittene Halbdarstellung der Ausführungsform der Pig. 9, in Anwendung auf eine Rohrleitung aus Gußeisen.

Bei sämtlichen der dartestellten Fälle ist die feuerhemmende Einrichtung nach der Erfindung dazu bestimmt, an einer vertikalen Leitung von der Achse X-X bei ihrer Durchführung durch eine horizontale dicke Platte 1 (dalle horizontale) die feuerhemmend ist, vorgesehen zu sein, und insbesondere zwei Rohrleitungsstücke dieser Leitung zu verbinden. Diese Vorrichtung umfasst eine ringförmige metallische Umhüllung 4 von der Achse X-X, die durch die Wärme fast nicht verformbar ist, beispielsweise aus Stahlblech, wobei ein erster Teil oder das Gehäuse 5 völlig unter der Platte angeordnet ist und ein zweiter Teil oder Ring 6 in eine Ausnehmung oder zylindrischer Schulter 7 eingebaut ist, die im unteren Teil der Platte vorgesehen ist. Diese Ausnehmung 7 hat einen Durchmesser, der größer als das Loch 8 der Platte zur Durchführung der Leitung 2-3 ist. Die Umhüllung 4 ist innen begrenzt durch ein röhrenförmiges Element, das aus den Enden der Rohre 2-3 zusammengesetzt ist und/oder Manschetten verbinden sich hiermit und bilden quer über diese Umhüllung und quer über die Platte einen Durchlaß mit der Achse X-X, der in etwa den Durchmesser der Leitung 2-3 hat. Die Verbindungen sind vom Einstecktyp. Die Lichtungseinrichtungen können von an sich bekannter Art sein; da sie mit der'Erfindung nichts zu tun haben, sind sie aus Klarheitsgründen in den Zeichnungen auch nicht dargestellt.

Nach der Ausführungsform der Fig. 1 besteht die vertikale Leitung 2-3 aus im Handel unter dem Zeichen "Avaldne" erhältlichem Polypropylen. Die Rohre 2 und 3 dringen leicht in den oberen Teil und in den unteren Teil der Platte je-

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wells ein. Eine Manschette 9 aus Polyvinylchlorid oder PVC verbindet die Rohre 2 und 3.

Die Beschreibung befasst sich nacheinander mit dem Gehäuse 5, welches in Kontakt mit der Unterseite der Platte angeordnet ist und dann mit dem in der Schulter 7 gelagerten anschwellenden Ring 6.

Das Gehäuse 5 ist von parallelelepipedförmiger Gestalt, mit im wesentlichen rechteckiger Basis 10 senkrecht zum Rohr 3 und hat eine in Axialrichtung gemessene Dicke in der Größenordnung von der Hälfte der beiden anderen Abmessungen. Die untere Basis 10 des Gehäuses 2 weist in ihrer Mitte eine kreisförmige öffnung 11 für die Durchführung des Rohres 3 auf. Die Figur ist senkrecht zu zwei der vertikalen einander gegenüberstehenden Wandungen 12 des Gehäuses genommen. Dieses Gehäuse umfasst in seinem oberen Teil an den Enden der Wandungen 12 Schenkel 13, die von Bohrungen (Achse 14) durchsetzt sind, um das Gehäuse unter der Platte zu befestigen. Im Inneren des Gehäuses 5 sind zwei untere gegenüberstehende Kantenausbildungen 15 mit Scharnieren 16 versehen, an denen zwei Klappen 17 und 18 gelenkig sind. Diese Klappen haben eine Länge derart, daß ihre bezüglich der Scharniere 16 abgelegenen Enden in Kontakt miteinander treten können,sobald einmal diese Klappen in horizontale Lage niederklappen. Diese Enden 19 und 20 sind mit einem Schenkel, der eine 19 mit spitzem Winkel, der andere 20 mit stumpfem Winkel versehen; diese Schenkel sorgen durch den schrägen Kontakt, den sie in heruntergeklappter Stellung der Klappen realisieren, wie in Fig. 1 gestrichelt gezeigt, für eine gute Abdichtung. In der Ruhestellung (Fig. 1) werden die Klappen 17 und 18 in angehobener Stellung durch Abstützen ihrer freien Ränder gegen das Rohr 3 gehalten. Der Raum

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zwischen diesen Klappen 17 und 18 und den gegenüberstehenden vertikalen Wandungen 12 ist von Massen 21 eingenommen, die aus vertikalen Plättchen eines anschwellenden Materials unter Kunststoff-Füllung gebildet sind. Bei diesem Material handelt es sich um ein wässriges Natriumsilicat, welches unter dem Handelsnamen "Palusol" im Handel erhältlich ist und besitzt die Eigenschaft, senkrecht zur Ebene der Plättchen sich zu blähen, indem es unter der Wirkung der Wärme schäumt.

Der Ring 6 ist in der Platte von einer Büchse mit Bund

22 getragen, wie genauer in den Figuren 2 und 3 dargestellt. Liese Büchse weist oben einen zylindrischen Teil

23 von einem Durchmesser auf, derart, daß um die Leitung ein Ringraum von einer radialen Dicke ausgespart wird, die in etwa gleich einem Fünftel des Durchmessers dieser Leitung ist. Unten umfasst die Büchse 22 einen Radialbund 24. Innerhalb des Zylinders 23 bildet der Bund 24 eine Unterlegscheibe 24, die unten den um die Leitung durch den Ring 6 ausgesparten Raum begrenzt und das Rohr 3 umgibt. Außerhalb des Zylinders 23 weist der Bund 24 Löcher von der gleichen Achse 14 auf, wie sie die Schenkel 13 des unteren Gehäuses 5 tragen. Dies ermöglicht eine gleichzeitige Befestigung an der Unterseite der Platte mittels Schrauben 24 von Büchse 22 und Gehäuse Eine plane Ringscheibe 26 schließt oben den Ring 6 und befindet sich innen in Kontakt mit der Manschette 9. Schließlich ist der durch den Ring 6 und die Manschette 9 begrenzte Ringraum mit "Palusol" 27 gefüllt, welches spiralförmig aufgewickelt und durch einen Kunststoff-Film geschützt ist.

Nach einer abgeänderten Ausführungsform kann der Ring fortfallen, da seine Rolle allein darin besteht, das

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Palusol des Ringes 6 gegen Feuchtigkeit zu schützen, welches aber bereits insgesamt durch einen Kunststoff-^ Film aus Polyäthylen geschützt ist.

Zwischen der Bohrung 8 der Platte 1 und der Verlängerung der Manschette 9 aus Polyvinylchlorid schließt ein Gipswulst 28 die Platte völlig um die Leitung.

Die Funktionsweise der gerade beschriebenen Einrichtung bei einem unter der Platte 1 sich ausdehnenden Brand ist die folgende:

Zu Beginn des Brandes wird sehr schnell, höchstens nach einigen Minuten, das untere Rohr 1 durch Schmelzen zerstört, ohne daß Spuren verbleiben, und zwar in Höhe der Platte 1. Der Raum zwischen den Klappen 17 und 18 liegt somit frei. Da diese nicht mehr abgestützt werden, klappen sie augenblicklich unter dem Einfluß ihres Eigengewichtes nach unten und bilden in einer Höhe unterhalb des Gehäuses 2 einen metallischen Verschluß wie bei 17j* und 18a in Fig. 1 dargestellt ist. Da gleichzeitig das Gehäuse 5 der Wärme ausgesetzt ist, blähen sich die anschwellenden Massen 21 radial, bis sie das gesamte Gehäuse füllen. Sie tragen so gegebenenfalls dazu bei, daß die Klappen nach unten gehen und eine erste feuerhemmende Matratze bilden.

Schreitet der Brand fort, so erreicht die Wärme allmählich den Ring 6, der in gewissem Maß durch die Platte 1 und das mit anschwellendem Material (matiore intumescente) gefüllte Gehäuse geschützt ist. Die Manschette 9 beginnt also weich zu werden, während unter dem Einfluß eben dieser Wärme die anschwellende Masse 27 beginnt sich zu blähen. Es erfolgt somit eine fortschreitende Verengung der Manschette 9tbis die Leitung völlig verschlossen ist; diese Manschette vermindert sich schließlich auf eine

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kleine kohlenstoffhaltige Masse in der Achse der Leitung. Die Vorrichtung befindet sich dann in dem in Fig. A gezeigten Zustand.

Man sieht, daß die anschwellende Masse 27 in Höhe der Platte durch die metallische Ringscheibe 25 gehalten ist. Darüberhinaus ist, wenn diese Masse mit der Expansion beginnt, die Gesamtheit des Gehäuses 2 bereits mit Schaum erfüllt; die die Masse 25 bildenden Platten laufen nicht Gefahr, herabzufallen und vermindern auf diese Weise auch nicht die Fähigkeit der Manschette 9 sich zu verengen und in dieser Höhe für einen Verschluß zu sorgen.

Die Einrichtung arbeitet so nach zwei hauptsächlichen zeitlichen Abschnitten:

Augenblickliches Schließen durch die Klappen, dann Drosselung in Höhe des Ringes 6. Das Material 21 erhöht die Wirkzeit der Einrichtung; wesentlich ist jedoch die teilweise und provisorische Isolierung des Ringes 6, um diesem die Zeit zum Blähen zu lassen; diese Zeit ist relativ groß für breite Durchführungen. Das Material 21 kann somit in gewissen Anwedungsfallen fortgelassen werden; gegebenenfalls kann es durch eine mechanische Einrichtung zum Herabklappen der Klappen, beispielsweise Federn,ersetzt sein.

Es ist im übrigen interessant, die Manschette 9 aus Polyvinylchlorid herzustellen:

Im Gegensatz zu den anderen Kunststoffmaterialien wie Polypropylen und Polyäthylen, bei dem es sich um ein freies Schmelzen handelt, erweicht das PVC progressiv unter dem Einfluß der Wärme,bevor es zerfällt. Diese Eigenschaften versetzen es in die Lage, die Rolle des Haltens der Masse 27 zu übernehmen, was bei einem

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leichter brennbaren Kunststoff wie Polyäthylen oder Polypropylen nicht der Fall wäre. Nach einer anderen Ausführungsform könnte man das gleiche Ergebnis mit einer Manschette 9- aus einer Metall-Legierung oder aus einem unterhalb 400⁰C schmelzenden Metall beispielsweise Zamak oder Antimonblei erhalten. Auf alle Fälle wäre nämlich der Schmelzpunkt eines solchen Materials sehr viel größer als der des Polypropylens.

Dies erklärt warum, wenn der große Durchbruch selbst aus PVC besteht (Fig. 5), das Rohr 2 bis unter die Platte verlängert werden kann; eine Manschette 29 aus Polypropylen oder aus Polyäthylen verbindet hierbei dieses Rohr über das Gehäuse 5 mit dem Rohr 3. Man ist also im Gehäuse und dem Ring auf die gleiche Konfiguration wie in Fig. zurückgeführt, was zu einer gleichen Arbeitsweise führt: Der im Gehäuse 2 befindliche Leitungsabschnitt verschwindet sehr schnell, ohne Kohlenstoffspuren zu hinterlassen, die Gefahr liefen das gute Schließen der Klappen zu behindern, was der Fall wäre, wenn das Rohr 3 aus PVC das Gehäuse durchsetzen würde. Dagegen erweicht der in Höhe des Ringes 6 befindliche Abschnitt ausreichend, um sich einem völligen Verschließen unter dem Einfluß der Expansion der anschwellenden Masse 27 nicht zu widersetzen, fließt jedoch nicht, was es möglich macht, diese während der gesamten Zeit zurückzuhalten, während der das Gehäuse 5 noch nicht mit Schaum gefüllt ist.

Die anschwellenden Massen 21 und 27 (masses intumescentes) können in Blatt- oder Filmform gebracht werden, indem man sie aufwickelt, wobei im Wickel die anschwellende Folie und Dehnungsbänder bzw. "clinquant", beispielsweise aus Aluminium, einander abwechseln. Sie könen auch aus einfachen vertikalen Plättchen gebildet sein.

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Nach den mit einer großen Durchführung aus Polypropylen, einer Manschette 9 aus Polyvinylchlorid und anschwellenden nicht in Folienform gebrachten Massen durchgeführten Versuchen, waren die Zeiträume die folgenden (Nominaldurchmesser der Leitung: 150 mm):

- Schließen der Klappen 17 - 18 : 2 bis 5 Minuten;

- Gießen in Höhe des Ringes 6: 20 bis 40 Minuten;

- Aufrechterhaltung des feuerhemmenden Charakters der Platte: 2 Stunden 30 Minuten.

Fig. 6 zeigt die Anwendung der Einrichtung auf eine große Durchführung aus Gußeisen. Man erwartet dann von dieser Einrichtung, daß sich eine thermische Diskontinuität in Höhe der Platte 1 einstellt.

Die bezüglich Fig. 1 beschriebenen Elemente mit den folgenden Unterschieden sind vorhanden:

Das untere Rohr 3 hört in Höhe der Basis des Gehäuses 5 auf und die Rohre 2 und 3 sind durch eine einzige Platte und Gehäuse durchsetzende Manschette 30 vereinigt. Diese Manschette ist aus einem sehr schnell unter dem Einfluß der Wärme zerfallenden Material hergestellt. Man wählt hierfür also beispielsweise eine schmelzende Legierung wie "Zamak" oder Antimonblei. Man kann auch Kunststoff wählen, der zerfällt, ohne unter der Einwirkung von Wärme Spuren*^uhinterlassen, beispielsweise Polypropylen. Darüberhinaus fallen Ring 26 und Gipswulst 28 der Fig. 1 weg. Nach diesem Beispiel schmilzt allein der im Gehäuse befindliche Teil der Manschette 30 und fällt in das Innere des gußeisernen Rohres 3» ohne das Schließen der Klappen 17 und 18 zu behindern; in Höhe des Rings 6 dagegen ist eine vorzeitige Verbrennung nicht zu befürchten, wodurch zu früh die anschwellende Masse 27 freigesetzt würde, da die Vorrichtung insgesamt relativ gegen Brand durch

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das gußeiserne Rohr geschützt 1st. Die Manschette 30 spielt somit in diesem Fall in Höhe des Gehäuses die Rolle des Propylene der Figuren 1 und 5 und in Höhe des Ringes diejenige des PVC eben dieser Figuren.

Fig. 7 zeigt die Vorrichtung nach Funktionieren während eines Brandes; dieses Funktionieren ist leicht anhand der folgenden Beschreibung zu erklären.

In den Beispielen der Figuren 1 bis 7 ermöglicht es der Durchmesser des Ringes 6, der klar kleiner als die horizontalen Abmessungen des Gehäuses 5 sind, Palusol einzusparen. Die Abmessungen des Gehäuses 5 sind nämlich notwendigerweise groß, um zu ermöglichen, daß in diesem Gehäuse Klappen gelagert werden, die in herabgeklappter Stellung aneinander anliegen.

Die Ausbildung der Fig. 8 ermöglicht es, noch die notwendige Masse an Palusol zu vermindern: die Umhüllung ist ein Zylinder aus einem einzigen Stück, der teilweise in die Platte 1 eingebaut und mit einem Flansch zu seiner Befestigung hierauf versehen ist.

Die Rohre 2 und 3 bestehen aus Polypropylen und sind direkt miteinander in Höhe des unteren Teils der Platte verbunden. Die Umhüllung 4 ist mit Palusol 32 gefüllt und ist spiralförmig aufgewickelt; zwischen deren Windungen ist ein Film aus einem Material angeordnet, welches viel Wärme bei äußerer Zuführung von Kalorien freisetzt, beispielsweise Nitrozellulose. Bei einem Brand bläht sich der untere Teil dieser direkt ausgesetzten Masse sehr schnell, sobald das Rohr 3 verschwindet und führt so zu .einem fast augenblicklichen Verschluß, der

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analog der Wirkung der Klappen 17 und 18 bei den vorher genannten Ausführungsformen ist. Dann pflanzt sich die Wärme nach oben fort und sorgt für ein allmähliches Blähen des gesamten Palusols.

Man kann selbstverständlich auch Nitrozellulose in das Palusol nach den anderen Ausführungsformen zur Beschleunigung dieses Blähens einarbeiten oder im Falle der Fig. Nitrozellulose nur im Teil der Umhüllung 4 außerhalb der Platte einarbeiten.

Nach den Ausführungsformen der Figuren 9 bis 11 ist die feuerhemmende Einrichtung so ausgebildet, daß sie an einem vertikalen Kanal von der Achse X-X bei seiner Durchführung durch eine dicke horizontale Platte 41, die feuerhemmend wirkt, vorgesehen ist und insbesondere zwei Rohre 42 und 43 dieser Leitung verbindet. Diese Vorrichtung umfasst eine ringförmige metallische Umhüllung 44 von der Achse X-X, die durch die Wärme in etwa nicht verformbar ist, beispielsweise Stahlblech, von dem ein erster Teil oder ein Gehäuse 45 völlig unter der Platte vorgesehen jst und von der ein zweiter Teil oder Ring 46 in eine Ausnehmung oder zylindrische Schulter 47 eingebaut ist, die im unteren Teil der Platte ausgespart ist. Diese Ausnehmung 47 hat einen Durchmesser, der größer als das Loch 48 der Platte ist und ist für die Durchführung der Leitung 42 - 43 bestimmt. Die Umhüllung 44 ist innen durch ein röhrenförmiges Element begrenzt, das aus den Enden der Rohre 42 - 43 sich zusammensetzt und/oder aus hiermit verbundenen Manschetten besteht, wobei quer über diese Hülle und quer durch die Platte eine Durchführung von der Achse X-X gebildet ist, die in etwa den gleichen Durchmesser wie die Leitung 42 - 43 aufweist.

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Nach dem Ausführungsbeispiel der Fig. 9 besteht der vertikale Kanal 42 - 43 aus Polypropylen, welches im Handel unter der Marke :ⁿAval£ne" erhaltbar ist. Das Rohr dringt leicht in den oberen Teil der Platte ein, während das Rohr 43 in etwa der Unterseite dieser Platte anliegt. Eine Manschette 49 verbindet die Rohre 42 und 43.

Beschrieben werden soll auch das Gehäuse 45» welches in Eontakt mit der Unterseite der Platte angeordnet ist, dann der anschwellende Ring 46, der in der Schulter lagert; und schließlich die Manschette 49.

Las Gehäuse 45 ist von parallelepipedförmiger Gestalt, hat eine im wesentlichen rechteckige Basis 50 senkrecht zum Rohr 43 und eine axial gemessene Dicke in der Größenordnung von der Hälfte der beiden anderen Abmessungen. Die untere Basis 50 des Gehäuses weist in ihrer Mitte eine kreisförmige Öffnung 51 für die Durchführung des Rohres 43. auf. Die Figur ist senkrecht zu den beiden einander gegenüberstehenden vertikalen Wänden 52 des Gehäuses gezeichnet. Dieses Gehäuse umfasst in seinem oberen Teil an den Enden der Wandungen 52 zwei von Löchern mit der Achse 54 durchbohrte Schenkel 53 zur Befestigung des Gehäuses unter der Platte. Im Inneren des Gehäuses 45 sind zwei untere einander gegenüberstehende Kanten 55 mit Scharnieren 56 versehen, auf denen zwei Klappen 57 und 58 gelenkig sind. Diese Klappen haben eine Länge derart, daß ihre Enden 59, 60, die den Scharnieren 56 abgelegen sind, in Kontakt kommen können, sobald einmal diese Klappen in horizontale Lage heruntergeklappt sind. Diese Enden 59 und 60 sind mit einem Schenkel, der eine 59 mit spitzem Winkel, der andere 60 mit stumpfem Winkel, versehen. Diese beiden Schenkel verleihen durch den schrägen Kontakt, den sie in herunter geklappter Lage der Klappen

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haben, wie gestrichelt in Fig. 9 dargestellt, eine gute Abdichtung. In der Ruhestellung (Fig. 6) sind die Klappen 57 und 58 in angehobener Stellung durch Abstützen ihrer freien Ränder gegen das Rohr 43 gehalten. Der Raum zwischen den Klappen 57 und 58 und den vertikalen einander gegenüberstehenden Wandungen 52 ist von Massen 61 eingenommen, die aus vertikalen Plättchen unter Plastikfilm aus anschwellendem Material gebildet sind. Dieses Material ist ein wässriges Natriumsilicat, welches unter der Handelsmarke Palusol verkauft wird und besitzt die Eigenschaft, senkrecht zur Ebene der Plättchen sich zu blähen, indem unter der Wirkung der Wärme Schaum gebildet wird.

Der Ring 46 ist in der Platte durch eine Büchse mit Bund 62, die jetzt beschrieben werden soll, gehalten. Diese Büchse umfasst oben einen zylindrischen Teil 63 von einem Durchmesser, derart, daß um die Leitung ein Ringraum von einer radialen Dicke ausgespart wird, der in etwa gleich dem Fünftel des Durchmessers dieser Leitung ist. Unten umfasst die Büchse 62 einen radialen Bund 64. Innerhalb des Zylinders 63 bildet der Bund 64 eine Ringscheibe 65» die unten den Raum, der um die Leitung durch den Ring 46 ausgespart ist, begrenzt und das obere Ende des Rohres 43 umschließt. Außerhalb des Zylinders 63 weist der Bund 64 Löcher von gleicher Achse 54 wie die der Schenkel 53 des unteren Gehäuses 45 auf, was eine gleichzeitige Befestigung an der Unterseite der Platte mittels Schrauben 64 a von Büchse 62 und Gehäuse 45 ermöglicht. Ein planer Ring 66 schließt oben den Ring 46 und steht innen in Kontakt mit der Manschette 49. Schließlich ist der durch Ring 46 und Manschette 49 begrenzte Ringraum mit Palusol 67 gefüllt, das spiralförmig aufgewickelt und durch einen Kunststoff-Film geschützt ist.

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Nach einer abgeänderten Ausführungsform soll darauf hingewiesen werden, daß der ^ing 66 fortfallen kann, da seine einzige Rolle darin besteht, das Palusol des Ringes gegen Feuchtigkeit zu schützen, was aber direkt insgesamt durch einen Kunststoff-Film aus Polyäthylen geschützt ist.

Zwischen dem Loch 48 der Platte 41, dem unteren Ende des Rohres 42 und der Verlängerung der Manschette 49 schließt ein Gipswulst 68 die Platte um die Leitung völlig ab.

Die Manschette 49 ist ein röhrenförmiger Abschnitt, deren Länge größer als die Höhe des Ringes 46 und die aus Polyolefin mit Füllstoff in folgenden Anteilen besteht:

Kunststoffmaterial: 30 bis 50 Gewichts^ Mineralstoff-Füllung: 50 bis 70 Gewichts?6.

Beim Kunststoffmaterial handelt es sich um homopolymeres Polypropylen oder um ein Mischpolymerisat oder auch um ein Polyäthylen hoher Dichte mit einem Wert zwischen 0,945 und 0,955.

Die Mineralstoff-Füllung besteht aus einem der folgenden Materialien: Talg, Aluminiumhydroxyd, Calciumcarbonat und Glimmer. Es kann sich auch um ein Gemisch dieser Substanzen handeln.

Fakultativ kann das Gemisch insgesamt 10 Gewichts^ Kunststoffmaterial und Füllstoff, eine feuerabweisende Verbindung, beispielsweise auf Chrombasis, enthalten.

Man hat festgestellt, daß das mit Füllstoff versehene Material der oben definierten Art sich in Wärme in etwa wie PVC verhält, d.h., anstatt eines freien Schmelz-

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punktes und eines Verbrennes unter Fließen wie bei nicht mit Füllstoff versehenem Polyäthylen und Polypropylen wird es allmählich unter dem Einfluß der Wärme, bevor es zerfällt, weich. Im übrigen erfolgen diese Umformungen ohne Freisetzen toxischer oder korrosiver Gase wie Chlor im Gegensatz zum thermischen Zerfall des PVC.

Um die Manschette 49 mit den Rohren 42 und 43 zu verbinden, kann man wie nach den vorhergehenden Beispielen zwei ineinander einsteckbare Dichtungen herstellen. Man bevorzugt jedoch die Affinität, die die Polyolefine untereinander haben, auszunutzen, um diese Verbindungen durch direktes Verschweißen der Endabschnitte der Manschette gegen die der Rohre, wie Fig. 9 zeigt, vorzunehmen. Hierzu kann man vorteilhaft die Technik, die'Spiegelschweißung\ anwenden und die in der FR-PS 1 183 622 beschrieben ist: nach dieser Technik kann man zur Vereinigung zweier Rohre aus Kunststoffmaterial mit reziproker Affinität eine Platte erwärmen; man drückt dann gegen diese Platte auf beiden Seiten die beiden Endabschnitte, derart, daß sie weich werden und drückt dann diese Endabschnitte gegeneinander, was zur Schweißung führt. Im Falle der Fig. 9 erhält man so eine vollständige Kontinuität der röhrenförmigen Wandung von einer Seite der Platte zur anderen sowie eine unbedingte Isolierung des anschwellenden Materials 67 bezüglich der in der Leitung zirkulierenden Flüssigkeiten.

Die Arbeitsweise der vorbeschriebenen Vorrichtung bei einem Brand, der unter der Platte 41 (dalle) ausbricht, ist der folgende:

Bei Beginn des Feuerausbruchs wird sehr schnell, höchstens nach etlichen Minuten, das untere Rohr 43 durch Schmelzen zerstört, ohne Spuren zu hinterlassen, und zwar

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bis in Höhe der Platte 4L Der Raum zwischen den Klappen 57 und 58 wird also frei; da diese nicht mehr gehalten werden, fallen sie augenblicklich unter dem Einfluß ihres Eigengewichtes* nach unten und bilden am unteren Niveau des Kastens 42 einen metallischen Verschluß wie bei 57a 58a in Fig. 9 dargestellt ist. Gleichzeitig ist das Gehäuse 45 direkt der Wärme ausgesetzt; die anschwellenden Massen 61 blähen sich radial, bis sie das gesamte Gehäuse füllen. Indem sie dies tun, tragen sie gegebenenfalls dazu bei, die Klappen herabfallen zu lassen und sorgen für eine erste feuerhemmende Matratze.

Der Brand weitet sich aus; die Wärme erreicht allmählich den Ring 46, der in gewissem Ausmaß durch die Platte 41 geschützt ist und erreicht das mit anschwellendem Material gefüllte Gehäuse 45. Die Manschette 49 beginnt also aufgrund der oben genannten Eigenschaften des mit Füllstoff versehen Polyolefins weich zu werden, während unter dem Einfluß eben diesel Hitze die anschwellende Masse 67 beginnt, sich zu blähen. Es erfolgt also eine progressive Verengung der Manschette 49 bis zum völligen Verschließen des Kanals; diese Manschette vermindert sich schließlich auf eine kleine kohlenstoffhaltige Masse in der Achse der Leitung. Die Einrichtung ist also in dem in Fig. 10 gezeigten Zustand.

Während ihrer Expansion wird also die anschwellende Masse 67 in Höhe der Platte durch die metallische Unterlegscheibe 65 gehalten und radial durch die Manschette 49, die sie verformt. Sobald diese Masse darüberhinaus mit der Expansion beginnt» ist die Gesamtheit des Gehäuses 42 bereits mit Schaum gefüllt; die die Masse 65 bildenden Plättchen laufen η Mit mehr Gefahr herabzufallen, noch auf diese Weise den Verengungsraum der Manschette 49,

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der zu einem Verschluß auf diesem Niveau führt, zu vermindern.

Die Vorrichtung arbeitet so.in zwei Haupttakten: augenblicklicher Verschluß durch die Klappen, dann Drosselung in Höhe des Ringes 46. Das Material 61 erhöht die Wirkzeit der Vorrichtung; das Wesentlicheist aber in der provisorischen Teilisolierung des Ringes 46 zu sehen, wodurch ihm keine Zeit zum Blähen bleibt; diese Zeit ist für große Durchführungen relativ erheblich. Das Material 61 kann also nach gewissen Anwendungsfällen fortfallen und gegebenenfalls durch eine mechanische Einrichtung zum Herabklappen der Klappen, beispielsweise Federn, ersetzt werden.

Fig. 11 zeigt den Anwendungsfall der Vorrichtung auf eine große Durchführung aus Gußeisen. Man erwartet von dieser Einrichtung also,daß sich eine thermische Diskontinuität in Höhe der Platte 41 einstellt.

Es sind wieder die gleichen Elemente wie in Fig. 9 mit dem folgenden Unterschied vorgesehen: das untere Rohr

hört in Höhe der Basis des Gehäuses 45 auf; die Rohre 42 und 43 sind durch eine Manschette 49, die die Platte und das Gehäuse durchsetzt, vereinigt. Diese Manschette ist mit den Rohren 42 und 43 durch zwei Einsteckdichtungen verbunden. Der Gipswulst 68 sowie der Ring 66 nach Fig. fallen fort.

Die Manschette 69 besteht aus zwei stirnseitig gegeneinander verschweißten Teilen: dem . oberen die Platte durchsetzenden Teil 70, der aus einem mit Füllstoff der oben genannten Art versehenen Polyolefin besteht und demunteren Teil 71, der aus einem nicht mit Füllstoff versehenen Polypropylen

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besteht. Nach einer abgeänderten Ausftihrungsform kann dieser Teil 71 aus einem anderen Kunststoffmaterial hergestellt sein, das unter der Wirkung der Wärme ohne Spuren zu hinterlassen zerfällt, insbesondere einem nicht mit Füllstoff versehenen Polyolefin oder einer Schmelzlegierung wie Zamak oder Antimonblei. Wenn die Materialien der Teile 70 und 71 nicht einheitlich sind, nimmt man eine Einsteckdichtung, um diese beiden Teile der Manschette 69 zu vereinigen.

Die Arbeitsweise dieser Einrichtung ist gleich der mit Bezug auf die Figuren 9 und 10 beschriebenen.

Obwohl die Erfindung auch leicht auf die Durchführung einer vertikalen Wandung mittels eines beliebigen Kanals angewendet werden kann, ist sie doch besonders geeignet in dem in den Beispielen beschriebenen Fall, wo eine große Durchführung eine horizontale Platte durchsetzt.

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L e e r s e it

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Herrn 1, 8000 MOnchwt 40,

FrelllgrathstraBe 19 _,.. . -, „ - . Eisenaeher Straße 17

WpL-Mg ti. O, Β3Ι1Γ

Postfach im WpL-Mg. ti. O, Β3Ι1Γ Pat.-Anw. Bettler

DIpL-Phys. Eduard Betzier f·™*«»*= * »£

⁵¹⁰¹⁴ Dlpl.-Ing. W. Herrmann-Trentepohl

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Feuerhemmende Einrichtung für eine wanddurchsetzende Rohrleitungsausbildung

PATENTANSPRÜCHE

Peuerhemmende Einrichtung zur Verbindung zweier Rohre einer eine Wand, insbesondere eine horizontale Platte, durchsetzenden Leitung, gekennzeichnet durch eine ringförmige Umhüllung (4), von der ein erster Teil (5) gegen die Wand (1) vorsteht und deren zweiter Teil (6) in diese Wand eingelassen ist, wobei die Umhüllung von einem Durchgang durchsetzt ist, der durch eine röhrenförmiges mit den beiden Rohren (2 .3) verbundenes Element begrenzt ist und einen ersten Abschnitt (3, 29, 30) und einen zwiten Abschnitt (9, 2, 30), welche jeweils im ersten uni im zweiten Teil der Umhüllung angeordnet sind, aufweist, wobei das röhrenförmige Element aus einem bei Umgebungstemperatur steifen Material besteht, welches unter dem Einfluß der Wärme erweicht, wobei wenigstens dieser erste Abschnitt aus einem schmelzbaren Material mit freiem Schmelzpunkt besteht; daß der erste Teil (5) der Umhüllung (4) mit Einn_D.o. 809809/0904

ORIGINAL INSPECTED

richtungen (17, 18) versehen ist, die augenblicklich den Durchlaß verlegen sobald dieser erste Abschnitt verschwunden ist und wobei der zweite Abschnitt (6) dieser Umhüllung mit einem Material (27) gefüllt ist, das unter der Wirkung der Wärme radial schwillt.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der zweite Abschnitt (9, 2) des röhrenförmigen Elementes aus einem Material besteht, welches unter dem Einfluß der Wärme ohne zu fließen vor seiner Zersetzung erweicht.
3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß der zweite Abschnitt (9, 2) aus Polyvinylchlorid besteht.
4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das röhrenförmige Element aus einer einzigen schmelzfähigen Manschette besteht.
5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4» dadurch gekennzeichnet , daß dieser erste Abschnitt (2, 29) aus einem anderen Kunststoff als Polyvinylchlorid besteht.
6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß dieses Kunststoffmaterial Polypropylen ist.
7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß dieser erste Abschnitt (30) aus einem Metall oder einer Matall-Legierung besteht, deren Schmelzpunkt unter 400⁰C liegt.

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8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , daß der erste Abschnitt (30) aus Antimonblei besteht.
9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet , daß diese Einrichtung zum momentanen Verschluß wenigstens eine Klappe (17, 18) umfasst, die in dem ersten Teil (5) der Umhüllung (4) gelenkig ist und in der angehobenen Stellung durch Abstützen gegen den ersten Abschnitt (2, 29, 30) gehalten ist.
10. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet , daß der Raum zwischen den Klappen (17 18) und dem ersten Teil (5) der Hülle (4) mit einem Material (21) gefüllt ist, welches unter dem Einfluß der Wärme sich radial bläht.
11. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet , daß diese Einrichtungen für den Momentanverschluß ein erstes Material (32), welches unter der Wirkung der Wärme treibt, kombiniert mit einem zweiten Material umfassen, welches unter der Wirkung einer Zufuhr von Kalorien von außen Wärme freisetzt, wobei diese beiden Materialien den ersten Teil der Umhüllung(4) füllen.
12. Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet , daß das zweite Material aus Nitrozellulose besteht.
13. Einrichtung nach einem der Ansprüche 11 und 12, dadurch gekennzeichnet , daß das erste Material (12) spiralförmig um diesen ersten Abschnitt gewickelt ist und daß das zweite Material spiralförmig zwischen den Win-

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düngen des ersten Materials gewickelt ist.
14. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet , daß die beiden Teile (5-6) der Umhüllung (4) durch einen radialen Bund (24, 25) getrennt sind.
15. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet , daß der Durchmesser des zweiten Teils (6) der Umhüllung (4) kleiner als der des ersten Teils (5) dieser Umhüllung ist.
16. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß der zweite Abschnitt (49, 70) aus einem Polyolefin mit Mineralfüllstoff besteht.
17. Einrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet , daß das Polyolefin ein homopolymeres Polypropylen, ein Polypropylenmischpolymerisat oder ein Polyäthylen hoher Dichte ist.
18. Einrichtung nach Anspruch 16, dadurch g e k e η η zeichnet, daß das Polyolefin ein Polyäthylen hoher Dichte mit einem Wert der Dichte zwischen 0,945 und 0,955 ist.
19. Einrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet , daß der mineralische Füllstoff aus Talg, Aluminiumhydroxyd, Calciumcarbonat oder Glimmer oder einem Gemisch dieser Substanzen besteht.
20. Einrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet , daß das Füllstoff-Polyolefin 30 bis 50 Gewichts^ an Kunststoffmaterial bzw.

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plastischem Material und 50 bis 70 Gewichts^ mineralischen Füllstoff enthält.
21. Einrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 20, dadurch gekennzeichnet , daß das mit Füllstoff versehene Polyolefin eine feuerabweisende Verbindung umfasst.
22. Einrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewichtsanteil der feuerabweisenden Verbindung im Füllstoff-Polyolefin unter 10 % beträgt.
23. Einrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 22 zur Verbindung zweier Rohre aus Polyolefinen, dadurch gekennzeichnet , daß der zweite Abschnitt (49) direkt stirnseitig mit den beiden Rohren der Leitung (42 - 43) verschweißt ist.
24. Einrichtung nach einem der Ansprüche 16-22
zur Verbindung zweier gußeiserner Rohre, dadurch gekennzeichnet , daß der zweite Abschnitt (70) stirnseitig mit einem ersten Abschnitt (71) aus Polyolefin ohne Füllstoff verschweißt ist.

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