DE3740677A1 - Verfahren und vorrichtung zum zumischen eines schaum- oder netzmittels in ein loeschwasser - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Zumischen eines Schaum- oder Netzmittels in eine Druckwasserleitung zum Erzeugen ei­ nes Wasser-Schaummittel-Gemisches für Feuerlöschzwecke, wobei das Löschwasser über eine eine Treib- und eine Fangdüse aufweisende Saugstrahlpumpe zugeführt wird, die das Schaummittel- oder Netzmit­ tel ansaugt und dem Wasser zuführt. Die Erfindung betrifft fer­ nerhin eine Einrichtung zum Erzeugen eines Wasser-Schaummittel- Gemisches für Feuerlöschzwecke, bei der in einer Löschwasserlei­ tung hinter einer Löschwasserpumpe ein Zumischer eingebaut ist, der eine Treibdüse und eine dahinter angeordnete Fangdüse mit nachgeschaltetem Diffusor aufweist, wobei die Schaum- oder Netz­ mittel-Zuführung quer zur Löschwasserleitung im Bereich zwischen den Treib und Fangdüsen vorgesehen ist.

Verfahren oder Vorrichtungen zum Zumischen eines Schaum- oder Netzmittels in ein Löschwasser werden zur Verwendung eines Feuerlöschschaumes eingesetzt. Löschschaum eignet sich insbe­ sondere als Löschmittel für brennbare Flüssigkeiten, da die spezifisch leichtere Schaumdecke auf der Oberfläche schwimmt. Die Konsistenz, die Stabilität und die Fließ- und Haftfähig­ keit des Schaumes hängt ganz wesentlich von der exakt dosier­ ten Zumischung des Schaummittels zum Wasser ab. Es sind unter­ schiedliche Zumischtechniken bekannt. Insbesondere hat sich der Injektor-Zumischer in der Druckleitung durchgesetzt. Dies sind einfache Zumischeinrichtungen, die nach dem Injektorprin­ zip (Strahlpumpenprinzip) arbeiten. Über eine Treibdüse wird ein Teilwasserstrom gefördert, der in einer Kammer Unterdruck erzeugt und somit das Schaummittel ansaugt. Derartige Zumisch­ einrichtungen haben jedoch den Nachteil, daß sie nur Verbrau­ cher versorgen können, die für einen bestimmten Durchfluß bei einem bestimmten Druck ausgelegt sind, wobei für jede Durch­ flußgröße ein entsprechend dimensionierter und gekennzeichne­ ter Zumischer einzusetzen ist. So werden Verbraucher (Schaum­ rohre oder dergleichen) eingesetzt, die eine Leistung von 200, 400 oder 800 Liter pro Minute bei etwa 5 bar Betriebsdruck auf­ weisen.

Die bekannten Saugstrahlpumpen sind für einen bestimmten Druck und eine bestimmte Menge ausgelegt. Ändert sich einer der Pa­ rameter, kann die Pumpe nicht mehr optimal arbeiten. Die Lei­ stung kann soweit abfallen, daß keine Saugkraft zum Ansaugen des Schaummittels gegeben ist. Die Saugkraft ist nur bei ei­ nem ausreichenden Druckgefälle zwischen Eingangsdruck und Aus­ gangsdruck vorhanden. Da jedem unterschiedlichen Verbraucher ein gesonderter Strahlpumpen-Zumischer zugeordnet werden muß, sind keine Änderungen der Leistungen am Verbraucher während ei­ nes Löschvorganges möglich.

Es sind auch Pumpen-Vormischer als Saugzumischer bekannt, die im Bypass zur Pumpe als Strahlpumpe ausgebildet sind. Diese haben jedoch den Nachteil, daß immer eine Teilmenge im Bypass umläuft, die somit zur Löschung nicht genutzt werden kann. Die Pumpe kann nur mit geringem Eingangsdruck gefahren werden, wodurch Hydrantenbetrieb in der Regel nicht möglich ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Saugzumischer zu schaffen, der sich bei unterschiedlichen Durchsätzen und Drüc­ ken am Verbraucher selbsttätig den veränderten Gegebenheiten innerhalb eines vorgegebenen Bereiches und automatisch an die Verbraucherleistung anpaßt.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Querschnitte der Treib- und der Fangdüse entsprechend einer bestimmten Durchflußmenge an Wasser-Schaummittel-Gemisch durch einen Vergleich der Ein- und Ausgangsdrücke während der Zumischung verändert wird. Dabei kann die Veränderung der Querschnitte der Treib- und der Fangdüse mit­ tels eines Differentialkolbens selbsttätig eingeregelt werden, wobei der Differentialkolben auf einen bestimmten Druckverlust der Saugstrahlpumpe dimensioniert ist.

Eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Ver­ fahrens kann darin gesehen werden, daß die Treib- und die Fangdü­ se jeweils einen verschieb- oder verdrehbaren Wandteil aufwei­ sen, die über ein Gestänge od. dgl. mit einem Differentialkol­ ben verbunden sind, wobei die größere Kolbenfläche mit dem Druck des Wasser-Schaummittel-Gemisches und die kleinere Kolbenfläche mit dem Druck des Löschwassers beaufschlagt ist.

Ändert sich die Menge oder der Druck am Verbraucher, wird auto­ matisch der Querschnitt der Treibdüse geändert, so daß die Ver­ hältnisse zum Ansaugen des Schaummittel konstant bleiben. Vor­ teilhaft ist, wenn die Treib- und die Fangdüse synchron verändert werden. Die Zumischung bewirkt einen Druckverlust im Löschwasser. Wird der Differentialkolben entsprechend diesem Druckverlust di­ mensioniert, kann sich das erfindungsgemäße System auf diesen Druckverlust selbsttätig einregeln und somit jederzeit ein An­ saugen des Schaummittels sicherstellen.

Derartige Saugstrahlpumpen haben einen Druckverlust von etwa 30 bis 35%. Der Differentialkolben wird zweckmäßigerweise so dimensioniert, daß der infolge der Zumischung auftreten­ de Druckverlust auf 30 oder 35% festgelegt ist. Wird da­ rüber hinaus dem Zumischer noch ein Venturirohr vorgeschaltet und mittels dessen Wirkdruck der Querschnitt der Schaummittel­ eintrittsöffnung geregelt, so ist damit ein Zumischer geschaf­ fen, der in einem Leistungsbereich von z. B. 1 : 4 automatisch die Zumischung konstant hält.

Der erfindungsgemäße Zumischer ist insbesondere für den Ein­ satz auf Feuerlöschfahrzeugen oder im Stationärbereich ein­ setzbar. Auf Fahrzeugen läßt sich in Kombination mit einem selbstsaugenden Werferrohr ein einfaches und kostengünstiges Zumischsystem realisieren. Im Stationärbereich können unter Be­ rücksichtigung des Arbeitsbereiches beliebig viele Schaumdüsen versorgt werden, wobei der Betriebsdruck der Verbraucher vom üblichen Druck abweichen kann.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung sche­ matisch dargestellt und werden nachfolgend näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 einen Querschnitt durch einen Zumischer,

Fig. 2 einen Schnitt gemäß Linie A-B in Fig. 1,

Fig. 3 einen Zumischer in Kombination mit einem vorgeschalteten Venturirohr,

Fig. 4 eine weitere Ausgestaltung der Erfindung mit einem Bündel von Saugstrahlpumpen.

Zwischen einer Löschwasserleitung 1 mit nicht dargestellter Feuerlöschpumpe und einer Verbraucherleitung 2, z. B. einem Schaumrohr, ist ein Zumischer 3 eingeschaltet. In einem Ge­ häuse 4 befindet sich eine Treibdüse 5, mit einem Querschnitt 64 und eine Fangdüse 6, mit einem Querschnitt 65, an die sich ein Diffusor 7 anschließt. In einer Kammer 4 a des Gehäuses 4 ist quer zur Fließrichtung des Löschwassers ein Stutzen 34 vor­ gesehen, an den sich die Schaummittelzufuhrleitung 8 mit einem Rückschlagventil 9 und einem Dosierventil 10 anschließt. Dem Zu­ mischer 3 ist ein Differentialkolben 11 zugeordnet, der aus einem Gehäuse 12 mit einem Stufenkolben 13 gebildet ist, wodurch eine größere Kolbenfläche 14 und eine kleinere Kolbenfläche 15 ge­ bildet sind. Erfindungsgemäß sind die beiden Düsen 5 und 6 je­ weils mit einer verstellbaren Wand 19 bzw. 20 ausgerüstet, die über eine Mechanik, im Ausführungsbeispiel z. B. ein Gestänge 17 und 18 und einer Kolbenstange 16 von dem Kolben 13 auf- und ab­ bewegt werden. Damit können sich die Querschnitte 64 und 65 während des Betriebes selbsttätig einstellen. An den der Kol­ benfläche 14 zugeordneten Kolbenraum ist eine Druckleitung 22 und an den der Kolbenfläche 15 zugeordneten Kolbenraum ist eine Druckleitung 21 angeschlossen. Der größere Kolbenraum wird mit dem Druck p 2 des Wasser-Schaummittel-Gemisches und der kleinere Kolbenraum mit dem Druck p 1 des Löschwassers beaufschlagt. Die Löschwassermenge ist mit Q 1 und die Schaummittelmenge mit Q 3 bezeichnet. Die am Verbraucher anstehende Menge Q 2 ist gleich Q 1 plus Q 3. Je nach anstehender Verbrauchermenge Q 2 stellen sich die Querschnitte 64 und 65 so ein, daß die Saugstrahlpumpe in saugfähigem Zustand bleibt.

Die aus den Teilen 4 bis 7 bestehende Strahlpumpe kann bei­ spielsweise für ein Druckverhältnis p 1 : p 2 gleich 3 : 2 aus­ gelegt sein. Ist darüber hinaus das Verhältnis der Kolben­ flächen 15 : 14 gleich 2 : 3, dann ist die Reaktionskraft p 1 × 15 minus p 2 × 14 = 0. Verändert sich nun p 2 durch eine Änderung des Verbrauchers, wird durch Veränderung des Quer­ schnittes 64, p 2 so geregelt, daß p 1 : p 2 gleich 3 : 2 ist.

Der Querschnitt 65 ist mit dem Querschnitt 64 synchronisiert, so daß hierdurch die Verhältnismäßigkeit gegeben ist. Wie vor­ stehend dargelegt, ergibt sich die Änderung der Querschnitte 64 und 65 dadurch, daß die die Querschnitte verändernden Wand­ teile 20 und 19 in die strichpunktierte Lage abgesenkt oder aus dieser angehoben wird.

Nach Fig. 3 ist der erfindungsgemäße Zumischer 3 zusätzlich mit einem vor der Treibdüse 5 placierten Venturirohr 23 und einer durchflußabhängigen Dosiereinrichtung 25 kombiniert. Der durch das Venturirohr erzeugte Wirkdruck (p 4-p 5) ist proportional (Q 1). Die Dosiereinrichtung 25 besteht aus einem Kolben 26 in einem Gehäuse 27 und einem Schieber 32, mit dem eine Schaum­ mitteleintrittsöffnung 35 in dem Schaummitteleintrittsstutzen 34 veränderbar ist. Abgehend von der Löschwasserleitung 1 ist eine Druckleitung 28 in den Kolbenraum 30 und ausgehend von der Einziehung 24 des Venturis 23 ist eine Druckleitung 29 zum Kol­ benraum 31 geführt. Damit wird der Kolben 26 einerseits mit dem Druck des Löschwassers p 4 und zum anderen mit dem Druck in der Venturieinziehung 24 beaufschlagt. Je nach Stellung des Kolbens 26 wird der Schieber 32 mittels der Kolbenstange 33 verschoben, so daß sich damit die Öffnung 35 verändert.

Fig. 4 zeigt eine weitere Ausgestaltung der Erfindung. Als Zumischer ist hier zwischen der Löschwasserleitung 1 und der Verbraucherleitung 2 eine Vielzahl von Saugstrahlpumpen 36 bis 38 eingeschaltet, die Treibdüsen 39 bis 41 und Fangdüsen 42 bis 44 zeigen. Jeder Treibdüse ist eine Löschwasserzufuhr­ leitung 45 bis 47 mit Absperrventilen 48 bis 50, sowie Schaum­ mittel-Zufuhrleitungen 51 bis 53 mit Absperrventilen 54 bis 56 zugeordnet. Ein mit dem Differentialkolben 11 verbundener Reg­ ler 57 verändert über Regelleitungen 58 bis 63 die Löschwas­ sermenge durch Zu- oder Abschaltung einzelner Saugstrahlpumpen­ elemente.

Da jeder Teilmenge Q 1 n eine Teilmenge (Schaummittel) Q 3 n zuge­ ordnet ist, ergibt sich auch das gemischte Zumischverhältnis Q 3 : Q 1.

Claims (11)

1. Verfahren zum Zumischen eines Schaum- oder Netzmittels in eine Löschwasser-Druckleitung zum Erzeugen eines Wasser- Schaummittel-Gemisches für Feuerlöschzwecke, wobei das Lösch­ wasser über eine eine Treib- und eine Fangdüse aufweisende Saugstrahlpumpe geführt wird, die das Schaum- oder Netzmittel ansaugt und gemeinsam mit dem Wasser einem Gemischdiffusor zuführt, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnitte der Treib- und der Fangdüse entsprechend einer bestimmten Durch­ flußmenge an Wasser-Schaummittel-Gemisch durch einen Ver­ gleich der Ein- und Ausgangsdrücke während der Zumischung verändert werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Veränderung der Querschnitte der Treib- und der Fangdüse mit­ tels eines Differentialkolbens selbsttätig eingeregelt werden, wobei der Differentialkolben auf einen bestimmten Druckver­ lust der Zumischeinrichtung dimensioniert ist.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der infolge der Zumischung auftretende Druckverlust auf 30 oder 35% festgelegt ist.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Querschnitte der Treib- und der Fangdüse synchron verstellt werden.

5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeich­ net, daß in Fließrichtung des Löschwassers gesehen vor der Treibdüse das Löschwasser durch ein Venturirohr geführt und mittels dessen Wirkdruck der Querschnitt des Schaummittel­ einganges geregelt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Löschwasser und das Schaum-/Netzmittel auf ein Bündel von Treib- und Fangdüsen aufweisenden Saugstrahlpumpen aufgeteilt wird, die zu- und abschaltbar sind.

7. Einrichtung zum Erzeugen eines Wasser-Schaummittel-Gemisches für Feuerlöschzwecke, bei der in einer Löschwasserleitung hinter einer Löschwasserpumpe ein Zumischer eingebaut ist, der eine Treibdüse und eine dahinter angeordnete Fangdüse mit nachgeschaltetem Diffusor aufweist, wobei die Schaum- oder Netzmittel-Zuführung quer zur Löschwasserleitung im Be­ reich zwischen den Treib- und Fangdüsen vorgesehen ist, da­ durch gekennzeichnet, daß die Treibdüse (5) und die Fangdüse (6) die Querschnitte veränderbare, verschiebbare oder verdreh­ bare Wandteile (19, 20) aufweisen, die über Mechaniken (16, 17) mit einem Differentialkolben (11) verbunden sind, wobei die größere Kolbenfläche (14) mit dem Druck des Wasser-Schaummit­ tel-Gemisches und die kleinere Kolbenfläche (15) mit dem Druck des Löschwassers beaufschlagt ist.

8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Treibdüse (5) mit dem verschiebbaren Wandteil (20) über ein Zusatzgestänge (18) mit dem Gestänge (17) für die Treib- und Fangdüse (6) verbunden ist.

9. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß in der Löschwasserleitung (1) vor der Treibdüse (5) ein Venturirohr (23) eingebaut ist, das mit einer den Quer­ schnitt der Schaummitteleintrittsöffnung (35) veränder­ baren, durchflußabhängigen Dosiereinrichtung (25) ver­ bunden ist.

10. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein von Wirkdruckleitungen (28, 29) beaufschlagbarer Kolben (26) mit einem Schieber (32) zur Veränderung der Schaum­ mitteleintrittsöffnung (35) verbunden ist.

11. Einrichtung zum Erzeugen eines Wasser-Schaummittel-Ge­ misches für Feuerlöschzwecke, bei der in einer Löschwas­ serleitung hinter einer Löschwasserpumpe ein Zumischer eingebaut ist, der aus mehreren Saugstrahlpumpen besteht, die jeweils Treib- und Fangdüsen sowie einen Venturi auf­ weisen, wobei die Schaum- oder Netzmittel-Zuführung quer zur Löschwasserleitung im Bereich zwischen den Treib- und Fangdüsen vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß mehre­ re jeweils eine Treib- (39-41) und eine Fangdüse (42 bis 44) aufweisenden Saugstrahlpumpen (36 bis 38) parallel ange­ ordnet sind, die getrennte Löschwasser- (45 bis 47) und Schaummittel-Zuführungen (51 bis 53) aufweisen, wobei in jede dieser Zuführungen ein Absperrventil (48 bis 50, 54 bis 56) eingebaut ist, und daß die Ventile über einen Differenti­ alkolben (11) steuerbar sind, dessen große Kolbenfläche mit dem Druck des Wasser-Schaummittel-Gemisches und dessen klei­ ne Kolbenfläche mit dem Druck des Löschwassers beaufschlagt ist.