DE3141160C2 - "Feuer- und Rauchgassperre" - Google Patents

"Feuer- und Rauchgassperre"

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Abstract

Eine Feuer- und Rauchgassperre besteht aus einem Gehäuse (10), in dem zwei Verschlußklappen (26, 28) gegensinnig verschwenkbar gehalten sind. Meldet ein im Strömungskanal angeordneter Temperaturfühler (60) eine unzulässige Temperaturerhöhung, wird einem Zylinder (44) Druckwasser zugeführt, welcher einen Kolben betätigt, der die Verschlußklappen (26, 28) in Schließstellung fallen läßt und einen Sperranker (36) zwischen die beiden Verschlußklappen schiebt und diese über Keilkraftwirkung gegen die Stirnwände (16, 18) mit hoher Kraft andrückt. In der letzten Bewegungsphase des Kolbens fließt Wasser in das Gehäuse. Eine Ablaufleitung (64) sorgt für eine Regenerierung. Die Querschnitte sind so gewählt, daß im Gehäuse ein Überdruck herrscht, der die Verschlußklappe zusätzlich hydraulisch sperrt. Die Feuersperre ist absolut druckdicht. Die Verklemmung der Verschlußklappen ist selbstnachstellend. Die Sperr organe können sich nicht erhitzen. Auch starke Erhitzung auf der einen Seite wird nicht auf die andere Seite der Sperre übertragen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Feuer- und Rauchgassperre zum Einbau in einen Strömungskanal, bestehend aus einem gegenüber diesem im Querschnitt größeren, stirnseitig offenen Gehäuse und einer eingebauten Verschlußklappe, die nahe einem stirnseitigen Gehäuseende schwenkbar gelagert, mit einer von einem Stellantrieb betätigbaren Sperreinrichtung verbunden ist und in ihrer Offenstellung im wesentlichen außerhalb des vom Strömungskanal bestimmten Strömungsweges etwa parallel zur Strömungsachse und in ihrer Sperrstellung rechtwinklig dazu und in Anlage an einem Gehäuseflansch gehalten ist.
Eine derartige Feuer- und Rauchgassperre ist aus der DE-OS 30 34 018 bekannt. Stromaufseitig greift an ihr ein Lenker an, der mittels einer Kurbel bewegt wird. Die . Kurbel ist um etwa 180° drehbar. In der Sperrstellung der Klappe wird ein Kniehebeleffekt erzielt um die Klappe gegen den Gehäuseflansch zu spannen und ein
Verriegelungseffekt, der ein selbsttätiges öffnen verhindert. Die Sperre kann zwar den Rauchgaskanal absperren, der stromabseitige Kanalbereich ist jedoch nur unvollkommen geschützt. Im Brandfall wird die Klappe durch das Feuer erhitzt. Die Rückseite der Klappe heizt sich auf mit der Folge, daß im Kanal befindliche brennbare Rückstände sich an der heißen Klappe entzünden und sich das Feuer damit weiter ausbreiten kann. Auch kann sich bei starker Erhitzung die Lenker-Kurbel-Anordnung verbiegen, so daß die Sperrkraft verloren geht
bo und die Klappe nicht mehr schließt.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine neuartige Feuer- und Rauchgassperre zu schaffen, die eine absolut sichere Sperrfunktion hat und die verhindert, daß hohe Temperaturen im Bereich des Sperreneingangs nicht auf
b5 Kanalteile des Sperrenausgangs übertragen werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß am anderen Gehäuseende eine in entsprechender Weise ausgebildete zweite Verschlußklappe derart
schwenkbar gelagert ist, daß sich die Mittelbereiche beider Verschlußklappen während der Endphase der Schließbewegung voneinander entfernen und daß die Sperreinrichtung in der Sperrstellung der Verschlußkiappen zwischen diesen angeordnet ist, sich an den beiden einander zugewandten Innenflächen der Verschiußklappen abstützt und letztere gleichzeitig in Anlage an gegenüberliegenden Gehäuseflanschen hält
Die Erfindung bringt eine höhere Sicherheit gegen das Weitergreifen von Feuer einschließlich Selbstentzündung ir. ι weiterführenden Strömungskanal. Die beiden im Abstand liegenden Verschlußklappen werden durch Keilwirkung gegensinnig verspannt, wobei die eine Klappe eine Abstützung für die Schließkraft der anderen Klappe darstellt und umgekehrt. Auch bei starker Erhitzung der einen Verschlußklappe und entsprechender thermischer Dehnung bleibt die Sperrwirkung aufgrund der Keilwirkung erhalten, eine selbsttätige Nachstellung erfolgt Der von den beiden Klappen hermetisch geschlossene Gehäuseraum bildet eiiie Schleuse. In diese kann keine Frischluft eintreten, so daß sogar im Fall einer Selbstentzündung von brennbaren Rückständen im Gehäuseraum die Flamme schnell erstickt. Auch erlaubt der beidseitig abgeschlossene Gehäuseraum das Einfüllen von Löschmittel. Schließlich wirkt die Sperre nicht nur in einer Richtung, sondern gleich gut in beiden Richtungen.
Eine bedeutende Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß das Gehäuse über eine, ein Magnetventil enthaltende Versorgungsleitung an eine Kühlflüssigkeits-Vorratsquelle sowie an eine Flüssigkeitsauslpßleitung angeschlossen ist. Dank dieses Merkmals bleibt das Gehäuse mit Kühlflüssigkeit gefüllt und durch eine Zirkulation wird eine Erwärmung der Flüssigkeit über ein zulässiges Maß hinaus verhindert. Eine Ausgestaltung in diesem Zusammenhang besteht darin, daß die Auslaßleitung zur Bildung eines Überdruckes im Gehäuse einen geringeren Querschnitt als die engste Stelle der Versorgungsleitung aufweist, womit erreicht wird, daß die beiden Verschlußklappen durch den hydrostatischen Überdruck auch dann in Schließstellung gehalten werden, wenn die mechanische Sperre defekt sein sollte.
Die beiden Klappen werden vorzugsweise mittels Magneten in Ruhestellung gehalten. Diese Magnete können als Dauermagnete ausgebildet oder elektromagnetisch aktiviert sein.
Anhand der Zeichnung, die ein Ausführungsbeispiel darstellt, sei die Efindung näher beschrieben. Es zeigt
F i g. 1 eine schematische Längsschnittansicht durch eine neue Feuer- und Rauchgassperre mit Darstellung der Verschluß- und Sperrorgane in Offenstellung und
Fig. 2 eine Längsschnittansicht der Feuersperre im geschlossenen und gesperrten Zustand.
Zwischen zwei Kanalabschnitten 12, 14 eine? Luft oder Gaskanals ist ein Gehäuse 10 eingesetzt, das einen rechteckigen Querschnitt aufweist und mit zwei im Ab stand liegenden Gehäuseflanschen 16,18 versehen ist. In den Gehäuseflanschen 16,18 sind miteinender fluchten de Öffnungen 20, 22 gebildet, deren Querschnitt dem lichten Querschnitt der Kanalabschnitte 12, 14 entspricht. Die öffnungen 20,22 liegen ringsum im Abstand von den Umfangswänden des Gehäuses 10 und sind mit einer die Öffnungen 20. 22 umgebenden feuerfesten Abdichtung 24 in l'ortn eines Ringes versehen.
In der oben-n Gehiiusehii'.f'e sind zwei Verschlullklappen 26, 28 ·ιη parallel liegenden Scbw enkachsen 30. 32 schwenkbar geiager;. Die heften Sclnvcnkaehsen 30. 32 üeeen parallel />ιοη,:·\1
einer gemeinsamen
Strömungsachse 34 parallelen Ebene. Die Schwenkachsen 30,32 erstrecken sich dabei ebenfalls parallel zu den Gehäuseflanschen 16, 18 und sind diesen jeweils benachbart angeordnet. Die lichte Gehäuselänge ist mindestens gleich der doppelten Länge der beiden Ver schlußklappen 26,28, so daß sich diese in der Offensteilung in einer Horizontalebene befinden können. Es versteht sich, daß die Länge der Verschlußklappen 26, 28 groß genug ist, um die Öffnungen 20,22 zu verschließen,
to wobei die Gehäuseflansche 16,18 ringsumlaufend überlappt werden.
Oberhalb der Verschlußklappen 26, 28 ist ein Sperranker 36 angeordnet, der schmaler als die Verschluß klappen 26, 28 ausgebildet ist und dessen Längsmitte sich oberhalb der Längsmitte der Verschlußklappen 26, 28 befindet Der Sperranker 36 kann alternativ auch eine H-förmige Gestalt mit zwei parallelen Längsschenkeln aufweisen. In jedem Fall ist die Länge des Sperrankers 36 angenähert gleich dem lichten Abstand zwi- sehen den Gehäuseflanschen 16, 18 des Gehäuses plus der doppelten Wandstärke einer Verschlußklappe 26, ?8, wobei diese Wandstärke etwa im Bereich der Strömungsachse 34 gemessen wird.
Beidseitig neben dem stabförmigen Sperranker 36
befinden sich Magnete 38,40, die an nach unten weisenden Laschen befestigt sind, welche ihrerseits an der Oberwand des Gehäuses 10 befestigt sind. Das Magnetpaar 38 und das Magnetpaar 40 liegt auf einem Niveau geringfügig unterhalb der Unterfläche des Sperrankers 36, so daß die Verschlußklappen 26, 28 mit diesen Magnetpaaren 38,40 in Eingriff treten können und von den Magneten 38, 40 in der horizontalen Offenstellung gehalten werden. Im Fall eines H-förmigen Sperrankers 36 wird für jede Verschlußklappe 26, 28 ein Magnet 38, 40 verwendet, der zwischen den beiden Sperranker-Längsstreben liegt.
Der Sperranker 36 ist in seiner Längs- und Quermitte mit einem nach oben stehenden Kolben 42 verschraubt, der in einem Zylinder 44 vertikal verschiebbar geführt ist. Der Zylinder 44 ist im Ausführungsbeispiel auf einen Gehäusestutzen aufgeschraubt. Am oberen Ende des Kolbens 42 ist ein als Kolbenstange ausgebildeter Kolbenabschnitt 46 angeordnet, der durch eine Bohrung in der Stirnfläche des Zylinders 44 nach oben herausragt und der hier abgebrochen dargestellt ist, sich in Wirklichkeit aber um die Länge des Kolbenhubes nach oben herausragt und am Ende einen Handgriff trägt. Im Ab stand von der oberen Kolbenseite 48 befindet sich an der Kolbenstange 46 ein Führungsring 50 mit gleichem Durchmesser wie der Kolben 42. Der Führungsring 50 ist mit einer Anzahl axialer Durchlässe 52 versehen. Im Ausführungsbeispiel liegt dieser Führungsring 50 an der oberen Zylinderstirnwand an. Im Raum zwischen der oberen Kolbenseite 48 und der Unterfläche des Führungsringes 50 mündet eine Flüssigkeits-Versorgungsleitung 54 in den Zylinder 44. Diese Flüssigkeitsleitung gehört zu einem Zulaufsystem, das entweder an das Feuerlöschwassersystem angeschlossen ist oder zu ci-
bo nem eigenen Kühlzirkulationssystem gehören kann, das eine Umwälzpumpe und einen Kühler aufweist. Ist die Versorgungsleitung 54 an das Wassersystem angeschlossen, se genügt der F.inbau eines Magnetventils 56, das in Ruhestellung geschlossen isi und vor dem in der
ι-. Rohrleitung das Wasser unter einem entsprechenden Druck steht. Das Magnetventil 56 ist über eine elektrische Leitung 58 an einen Temperaturfühler 60 angeschlossen, der sich im Inneren des Kanalbsehnittes 14
befindet. Eine nicht weiter dargestellte elektrische Leitung verbindet das Magnetventil mit einer Stromquelle.
Das Gehäuse 10 weist in seiner Oberwand einen Flüssigkeitsauslaufstutzen 62 auf, an den eine Flüssigkeitsausiaßleitung 64 angeschlossen ist, die mit dem Abwassersystem verbunden ist.
Wird, wie vorstehend angedeutet, ein zirkulierendes Kühlflüssigkeitssystem verwendet, so ersetzt eine Umwälzpumpe das Magnetventil 56 und die Flüssigkeitsauslaßleitung 64 ist an einen Kühler angeschlossen, von wo eine Verbindungsleitung zur Pumpe zurückführt.
Strömt nun Gas normaler Temperatur durch den Kanalabschnitt 12,14, werden die Verschlußklappen 26,28 und die Stellorgane in der in Fig. 1 gezeigten Stellung gehalten. Im Fall eines Feuerausbruches erhöht sich die Abgastemperatur, die über den Temperaturfühler 60 ein Relais im Magnetventil 56 betätigt, wodurch das Magnetventil 56 Strom erhält und öffnet, so daß Wasser oder eine sonstige Kühlflüssigkeit in den Raum oberhalb des Kolbens 42 in den Zylinder 44 strömt, der daraufhin nach unten gestoßen wird. Der Sperranker 36 hat im Bereich der beiden Enden der Verschlußklappen 26, 28 einen Vorsprung, so daß bei anfänglicher Bewegung des Kolbens 42 eine abwärtsgerichtete Kraft auf die Enden der Verschlußklappen 26, 28 ausgeübt wird. Die Kraft der Magnete 38, 40 wird überwunden und die beiden Verschlußklappen 26, 28 fallen in ihre vertikale Verschlußstellung, wie in F i g. 2 gezeigt ist. Diese Abwärtsschwenkung der beiden Verschlußklappen 26, 28 wird unterstützt durch die Abwärtsbewegung des Sperrankers 36, der ja mit dem Kolben 42 gemeinsam bewegt wird. Ober die Breite des Sperrankers 36 weisen die beiden einander zugewandten Innenflächen 70, 72 der Verschlußklappen 26, 28 rampenförmigc schräge Wandabschnitte 66, 68 auf. Diese beiden Schrägflächen bilden einen sich nach unten verjüngenden Spalt, in dem sich der Sperranker 36 nach unten bewegt, bis der Abstand zwischen den beiden Wandabschnitten 66, 68 gleich der Sperrankerlänge wird, so daß dieser die beiden Verschlußklappen 26, 28 berührt. Durch den Wasserdruck wird der Kolben 42 jedoch nach unten gestoßen, mit dem Erfolg, daß der Sperranker 36 sich mit den Verschlußklappen 26, 28 verklemmt und die Verschlußklappen 26, 28 mit hoher Axialkraft gegen die Abdichtung 24 der Stirnwände drückt. Da für den Sperranker 36 ansonsten kein Bewegungsanschlag vorgesehen ist, haben auch Toleranzungenauigkeiten und Wärmedehnungen keinen Einfluß auf die gegenseitige Verklemmung der beiden Verschlußklappen 26, 28 in der Schließstellung(Fig. 2).
Wenn der Sperranker 36 in seinem Sperrstellungsbercich angekommen lsi, liegt die obere Kölbenseiie 48 unterhalb der Gehäuseoberwand. Gleichwohl ist der Kolben 42 durch den Führungsring 50 und die Kolbenstange 46 geführt Die Kühlflüssigkeit kann also durch die Durchlässe 52 im Führungsring 50 in das Innere des Gehäuses 10 gelangen und füllt das Gehäuse 10 schnell. Durch die Flüssigkeitsauslaßleitung 64 wird ein Teil der Flüssigkeit aus dem Gehäuse 10 laufend entfernt Der Querschnitt der Flüssigkeitsauslaßleitung 64 ist jedoch geringer als der engste Querschnitt im Zulaufsystem einschließlich des Eintrittes in das Gehäuse 10, so daß im Inneren des Gehäuses 10 ein Überdruck entsteht und aufrecht erhalten wird. Dieser Oberdruck wirkt auf beide Verschlußklappen 26, 28 und sichert diese zusatzlieh in der Schließstellung. Da laufend Wasser durch die Flüssigkeitsauslaßleitung 64 abströmt und durch neues kühleres Wasser ersetzt wird, kann sich die Flüssigkeitsfüllung nicht unzulässig erwärmen. Die beiden Verschlußklappen 26, 28 werden wirksam gekühlt. Ist eine Seite des Kanalsystems durch Feuer stark erhitzt, so wird die Hitze nicht auf den durch das Gehäuse 10 getrennten anderen Kanalabschnitt übertragen. Die Feuer- und Rauchgassperre wirkt in beiden Richtungen.
Vorzugsweise sind mehrere Flüssigkeitsauslaufstutzen 62 benachbart beider Gelläuseflansche 16, 18 vorgesehen. Die nicht benötigten Stutzen werden verschlossen. Die Flüssigkeitsauslaßleitung 64 wird an den Stutzen angeschlossen, der sich benachbart der feuergefährdeten Seite befindet, so daß bei Erhitzung des Kanals das heißeste Wasser abgezogen wird.
Die beiden Magneten 38,40 können auch als Elektromagneten ausgebildet sein. Die Stromzuführungen werden dann über ein Relais ebenfalls vom Temperaturfühler 60 gesteuert, so daß beim Ansprechen des Temperaturfühlers 60 die Elektromagnete stromlos werden, so daß die Verschlußklappen 26, 28 schon in ihrer Schließstellung schwenken können, bevor der Kolbenhub beginnt.
Im Fall kreiszylindrischer Ausbildung von Kolben 42 und Zylinder 44 muß noch dafür gesorgt werden, daß der Sperranker 36 nicht verschwenken kann. Dies läßt sich erreichen, indem entweder die nach außen geführte Kolbenstange 46 U-förmig nach unten zurückgebogen ist und in einer Längsführung geführt ist oder daß der Sperranker 36 noch eine nach oben weisende Führungsstange aufweist, die die Oberwand des Gehäuses 10 durchsetzt.
Wird die Feuer- und Rauchgassperre in einem vertikalen Schacht eingesetzt, so benötigt man für die nach oben schwenkende Verschlußklappe einen Schließantrieb, der aber sehr einfach ausgebildet sein kann, wie durch einen Gewichtsarm, der an der aus dem Gehäuse 10 nach außen geführten Schwenkachse 30 bzw. 32 sitzt. Dieser Gewichtsarm schwenkt die obere Verschlußklappe nach oben, nachdem die Kraft der Magnete 38, 40 überwunden worden ist, während die andere Verschlußklappe selbsttätig nach unten schwenkt Die eigentliche Sperrung, die die Verschlußklappen in ihrer Schließstellung hält wird durch den Sperranker 36 und/ oder den hydraulischen Überdruck bewirkt, so daß komplizierte und störungsanfällige äußere Stell- und Sperrmechanismen unnötig sind.
Um die Verschlußklappen 26, 28 und den Sperranker, 36 aus der Verschließ- und Sperrstellung wieder herauszubewegen, sind die Schwenkachsen 30,32 einseitig aus dem Gehäuse 10 herausgeführt und dort mit Abkröpfungen versehen. Nachdem das Magnetventil 56 wieder geschlossen ist und damit die Druckflüssigkeitszufuhr unterbrocher, ist, wird die Kolbenstange 46 durch der. an ihrem Ende angebrachten Handgriff erfaßt und nach oben gezogen, wodurch der Kolben 42 und der Sperranker 36 in die in F i g. 1 dargestellte Stellung bewegt werden. Flüssigkeit wird dabei im Umfangsspalt nach unten gedrückt. Anschließend werden die beiden Schwenkachsen 30,32 von außen betätigt, um die Verschlußklappen 26,28 gegensinnig nach oben zu schwenken, wo sie durch die Magneten 38 und 40 gehalten werden. Das Wasser fließt dann durch den Kanal ab.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (11)

Patentansprüche:
1. Feuer- und Rauchgassperre zum Einbau in einen Strömungskanal, bestehend aus einem gegenüber diesem im Querschnitt größeren, stirnseitig offenen Gehäuse und einer eingebauten Verschlußklappe, die nahe einem stirnseitigen Gehäuseende schwenkbar gelagert, mit einer von einem Stellantrieb betätigbaren Sperreinrichtung verbunden ist und in ihrer Offenstellung im wesentlichen außerhalb des vom Strömungskanal bestimmten Strömungsweges etwa parallel zur Strömungsachse und in ihrer Sperrstellung rechtwinklig dazu und in Anlage an einem Gehäuseflansch gehalten ist, dadurch gekennzeichnet, daß am anderen Gehäuseende eine in entsprechender Weise ausgebildete zweite Verschlußklappe (26; 28) derart schwenkbar gelagert ist, daß sich die Mittelbereiche beider Verschlußklappen (26, 28) während der Endphase der Schließbewegung voneinander entfernen und daß die Sperreinrichtung (36; 48,50,54,56) in der Sperrstellung der Verschlußklappen (26, 28) zwischen diesen angeordnet ist, sich an den beiden einander zugewandten Innenflächen (70, 72) der Verschlußklappen (26, 28) abstützt und letztere gleichzeitig in Anlage an gegenüberliegenden Gehäuseflanschen (16, 18) hält.
2. Feuer- und Rauchgassperre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkachsen (30,32) parallel und in einer gemeinsamen achsparallelen Ebene angeordnet sind, und daß außerhalb des Schwenkbereiches der Verschlußklappen (26,28) ein achsparalleler Sperranker (35) radial verschiebbar gelagert ist, der eine Länge gleich dem etwa in der Durchströmachse gemessenen lichten Axialabstand der an den Gehäuseflanschen (16, 18) angepreßten Verschlußklappen (26, 28) hat und daß der Sperranker (36) mit einer Schiebestange (42, 46) verbunden ist, die ihrerseits mit einem außerhalb des Gehäuses (10) angeordneten Schiebeantrieb (42,44) in Eingriff steht.
3. Feuer- und Rauchgassperre nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schiebeantrieb eine druckflüssigkeitsbetätigte Kolben-Zylinder-Anordnung (42,44) ist.
4. Feuer- und Rauchgassperre nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (10) über eine, ein Magnetventil (56) enthaltende Versorgungsleitung (54) an eine Kühlflüssigkeits-Vorratsquelle sowie an eine Flüssigkeitsauslaßleitung (64) angeschlossen ist.
5. Feuer- und Rauchgassperre nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (42) der Kolben-Zylinder-Anordnung (42, 44) mit dem Sperranker (36) mechanisch verbunden ist und die flüssigkeitsbeaufschlagte Kolbenseite (48) nach Verschieben des Sperrankers (36) aus seiner Ruhestellung mit dem Gehäuseinnenraum in kommunizierender Verbindung steht.
6. Feuer- und Rauchgassperre nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (42) in dem an die flüssigkeitsbeaufschlagie Kolbenseite (48) angrenzenden Abschnitt Umfangsaussparungen oder einen Kolbenabschnitt (46) von geringerem Querschnitt aufweist und daß dieser Kolbenabschnitt (46) in oder kurz vor Erreichen der Sperrstellung des SDerrankers (36) in das Gehäuse (10) hineinragt.
7. Feuer- und Rauchgassperre nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeitsauslaßleitung (64) zur Bildung eines Überdruckes im Gehäuse (10) einen geringeren Querschnitt als die engste Stelle der Versorgungsleitung (54) aufweist
8. Feuer- und Rauchgassperre nach einem dar Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Magnetventil (56) von einem Temperaturfühler (60) für die Einleitung des Öffnungsvorganges steuerbar ist
9. Feuer- und Rauchgassperre nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschlußklappen (26,28) mittels Magneten (38,40) in der Offenstellung festgehalten sind.
10. Feuer- und Rauchgassperre nach Anspruch«), dadurch gekennzeichnet, daß die Magnete (38, 40) als von einem Temperaturfühler (60) steuerbare Elektromagnete ausgebildet sind.
11. Feuer- und Rauchgassperre nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die einander zugewandten Innenflächen (70, 72) der Verschlußklappen (26, 28) in Sperrbewegungsrichtung des Sperrankers (36) leicht konvergent verlaufen oder im Bewegungsbereich des Sperrankers (36) konvergent verlaufende Wandabschnitte (66, 68) aufweisen.
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