DE4200108A1 - Loeschmittelventil - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Löschmittelventil mit einem weitgehend geradlinig durchlaufenden Strömungskanal für das Fördermedium, insbesondere für pulverförmige Stoffe, und einer Löschmittelleitung, die unter Zwischenschaltung, eines beweglichen Ventilkörpers mit dem Strömungskanal in Verbindung steht.

Derartige Löschmittelventile werden in feuer- und explo­ sionsgefährdeten Anlagen verwendet, um im Gefahrenfall schlagartig Löschmittel unmittelbar in die Produktleitung hineinzupressen und den Brandherd somit an der Quelle zu bekämpfen.

Bekannte Löschmittelventile sind als T-förmige Armaturen ausgebildet, bei denen die quer einlaufende Löschmittel­ leitung über ein Rückschlagventil an den Strömungskanal für das Fördermedium angeschlossen ist. Dabei sind aber im Übergangsbereich zwischen Ventil und Strömungskanal Änderungen der Querschnittsform und Unstetigkeiten in der Oberfläche des Strömungskanales unvermeidlich. An diesen Stellen setzt sich pulverförmiges Fördermedium ab, das allmählich zu einem kleinen Pfropf anwächst, bis es schließlich von der Strömung wieder abgerissen wird. Beim Einsatz in elektrostatischen Beschichtungsanlagen kommt es dadurch zu Unebenheiten in der Lackoberfläche und zu Schwierigkeiten bei der Reinigung der Leitung für das Fördermedium derart, daß an den Querschnittsänderungen, Unstetigkeiten und dergleichen Reste von Beschichtungs­ material zurückbleiben, die sich mit dem Material der nächsten Beschichtungscharge vermischen und zu Farbände­ rungen führen.

Unabhängig davon kann der Pulveransatz auch die Öffnung des Löschmittelventils behindern oder verzögern, was vom Sicherheitsstandpunkt äußerst unerwünscht ist.

Es ist daher auch bekannt, an der einmündenden Löschmit­ telleitung eine Teflonscheibe vorzusehen, die im Gefah­ renfall durch den Druck des Löschmittels abgesprengt wird. Dadurch erhält man zwar eine relativ glatte Ober­ fläche in dem Strömungskanal für das Fördermedium, kann dafür aber die Leitung nicht mehr in der üblichen Weise mit Preßluft reinigen, weil sonst die Teflonscheibe be­ schädigt und undicht wird. Eine derartige Preßluftreini­ gung ist jedoch bei Pulverbeschichtungsanlagen zumindest beim Farbwechsel notwendig.

Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Löschmittelventil zu entwickeln, das sich durch geringstmögliche Unstetigkeiten an der Oberfläche des Strömungskanals für das Fördermedium auszeichnet und trotzdem eine schnelle und sichere Öffnung des Ventils im Gefahrenfall ermöglicht. Insbesondere soll das Löschmit­ telventil für die elektrostatische Pulverbeschichtung ge­ eignet sein, daneben aber auch allgemein für die Förde­ rung explosionsgefährderter Pulver-/Luft-Gemische.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein Wandstück des Strömungskanales selbst als Ventilkör­ per fungiert, daß dieses Wandstück in Kanallängsrichtung verschiebbar geführt und am einen Ende elastisch mit dem anschließenden ortsfesten Strömungskanal verbunden ist, während es am anderen Ende vom anschließenden Strömungs­ kanal abhebbar ist, wobei sich ein Spalt zur Löschmittel­ leitung bildet.

Der Kern der Erfindung besteht also darin, den Ventilkör­ per nicht wie bisher durch ein quer zur Förderrichtung in eine Öffnung des Strömungskanals versenkbares Element zu bilden, sondern hierfür ein Teil des Strömungskanales selbst zu verwenden und dieses in Kanallängsrichtung zu verschieben. Am einen Ende dieses verschiebbaren Wand­ stückes wird der Spalt für den Eintritt des Löschmittels gebildet, am anderen Ende muß die Verschiebbewegung ela­ stisch aufgefangen werden, was durch Anschluß eines flexiblen Schlauches leicht zu bewerkstelligen ist. Man erhält auf diese Weise einen absolut glatt-zylindrischen Durchgang durch den Strömungskanal, so daß jede lokale Pulveranhäufig ausgeschlossen ist. Zweckmäßig ist das verschiebbare Wandstück ein Rohrstück aus dem gleichen Material und den gleichen Innenabmessungen wie der be­ nachbarte ortsfeste Strömungskanal, der quasi als Ventil­ sitz für das bewegliche Wandstück fungiert.

Die Löschmittelleitung steht zweckmäßig über einen Ring­ raum mit dem Bereich des Wandstückes in Verbindung, wo sich beim Öffnen ein Spalt bildet. Auf diese Weise ist sichergestellt, daß das Löschmittel, beispielsweie CO₂, in genügender Menge zugeführt und daß gleichzeitig die Weiterströmung des Fördermediums blockiert wird.

Um eine hermetische Abdichtung am Spalt zu gewährleisten, kann das verschiebbare Wandstück an seiner mit dem an­ grenzenden Kanal in Anlage kommenden Stirnseite besonders ausgestaltet sein, etwa eine sehr schmale Stirnfläche aufweisen, damit sich eine hohe Hertzsche Pressung und eine entsprechend gute Abdichtung einstellt. Ebenso können dort auch mehrere stufig versetzte Abdichtflächen vorgesehen werden, die ähnlich einer Labyrinthdichtung wirken.

Zur automatischen Betätigung des verschiebbaren Wand­ stückes weist es zweckmäßig außen eine Kolbenfläche auf, die in einem Zylinderraum geführt ist, der dem genannten abhebbaren Ende des Wandstückes zugeordnet und an die Löschmittelleitung angeschlossen ist.

Ein entgegengesetzt angeordnetes Federelement hält das Wandstück im Normalbetrieb in der Geschlossenstellung.

Selbstverständlich liegt auch eine kinematische Umkehr der Verschiebebewegung zwischen Wandstück und angrenzen­ dem Strömungskanal im Rahmen der Erfindung. In diesem Fall bleibt das zuvor als verschiebbar bezeichnete Wand­ stück ortsfest und stattdessen führt der angrenzende Strömungskanal, der als Ventilsitz bezeichnet worden war, die Verschiebebewegung durch. Trägt er die Löschmittel­ leitung, ist natürlich für einen elastischen Anschluß zu sorgen, damit die Löschmittelleitung den Verschiebeweg mitmachen kann.

Wenn das Löschmittelventil nicht zwischen eine ankommende und abgehende Leitung eingebaut werden muß, sondern am Leitungsende angeordnet werden kann, insbesondere am Ende einer Sprühdüse, so lassen sich die erfindungsgemäßen Vorteile auch in der Form realisieren, daß der Strömungs­ kanal nahe seinem Ende unter Bildung eines an die Lösch­ mittelleitung angeschlossenen Zwischenraumes von einem Mundstück umgeben ist, das aus einer dem Zwischenraum ge­ genüber dem Strömungskanal verschließenden Stellung in eine den Zwischenraum öffnende Stellung verschiebbar ist. Es liegt dabei in seiner Geschlossenstellung am Ende des Strömungskanales, kann aber selbst ebenfalls noch eine als Fortsetzung des Strömungskanales anzusehende Bohrung aufweisen.

Die Löschmittelleitung kann flexibel mit dem Mundstück verbunden werden. Daneben besteht aber auch die Möglich­ keit, daß sie an einen den Strömungskanal umgebenden Kör­ per angeschlossen ist, diesen Körper durch eine Längsboh­ rung durchquert und dadurch in den vorgenannten Zwischen­ raum gelangt. Zugleich kann dieser Körper als Führung für die Verschiebung des Mundstückes fungieren.

Weitere Merkmale und Vorteile des Anmeldungsgegenstandes ergeben sich aus der Beschreibung zweier Ausführungsbei­ spiele anhand der Zeichnung; dabei zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein Löschmittelventil und

Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine alternative Bau­ form des Löschmittelventils.

Gemäß Fig. 1 besteht das Löschmittelventil aus einem zylindrischen Gehäuse 1, das an seinem Abströmende über eine konische Querschnittsverringerung 1a in ein An­ schlußrohr 1b übergeht. Im Inneren des Gehäuses 1 ist ein Rohrstück 2 axial verschiebbar geführt, das den gleichen Innendurchmesser aufweist wie das Anschlußrohr 1b, in koaxialer Verlängerung zu ihm angeordnet ist und somit zusammen mit dem Anschlußrohr einen durchgehenden Strö­ mungskanal bildet, der für das Fördermedium bestimmt ist.

Die Axialführung des Rohrstückes 2 im Gehäuse 1 erfolgt über einen einstückig angeformten Kolben 2c, der an seiner einen Seite, im Ausführungsbeispiel an der strom­ aufwärts liegenden Seite von einer Druckfeder 3 beauf­ schlagt ist. Diese Feder drückt das Rohrstück 2 mit seinem Ende 2b gegen das Anschlußrohr 1b, so daß dort ein quasi spaltfreier Übergang entsteht.

An seiner stromabwärts liegenden Seite bildet der Kolben 2c zusammen mit den Gehäusewandungen 1 und 1a und dem Rohrstück 2 einen Ringraum 4, an den eine Löschmittellei­ tung 5 angeschlossen ist.

Um die Führung des Rohrstückes 2 im Gehäuse 1 zu verbes­ sern, ist am stromaufwärts liegenden Ende des Gehäuses 1 ein Führungsring 6 angeordnet, in dessen Innenbohrung das Rohrstück 2 läuft. Gleichzeitig dient dieser Führungsring auch zur Abstützung der Feder 3.

Der Anschluß des Fördermediums erfolgt über das freie Ende 2a des Rohrstückes 2. Dieser Anschluß ist elastisch auszubilden, zweckmäßig über einen flexiblen Schlauch 7, wenn, wie im Ausführungsbeispiel, die Axialverschiebung durch das Rohrstück 2 erfolgt und das Gehäuse 1 mit dem Löschmittelanschluß ortsfest bleibt.

Die Funktion ist folgende: Bei Normalbetrieb strömt das Fördermedium, beispielsweise Pulver einer elektrostati­ schen Lackieranlage, vom Schlauch 7 kommend durch das Löschmittelventil hindurch, wobei ein durchlaufend glat­ ter Strömungskanal ohne lokale Hinterschnitte oder der­ gleichen zur Verfügung steht. Die Weiterführung vom An­ schlußrohr 1b aus erfolgt durch eine nicht näher darge­ stellte Leitung.

Wird in der Anlage durch Druck- oder Lichtsensoren eine Explosion oder Feuerschein festgestellt, so wird der Druck des in der Löschmittelleitung 5 anstehenden Lösch­ mittels schlagartig erhöht. Der Kolben 2c wird dadurch entgegen der Federkraft nach rechts verschoben und der Ringraum 4 geöffnet. Das Löschmittel strömt dann in das Anschlußrohr 1b unter gleichzeitiger Blockierung des in der Leitung 7 anstehenden Fördermediums.

Ist der Gefahrenzustand beseitigt, so wird die Löschmit­ telzufuhr abgestellt, worauf sich das Rohrstück automa­ tisch wieder nach links in die Geschlossenstellung ver­ schiebt.

Fig. 2 zeigt ein ähnliches Ausführungsbeispiel, jedoch mit vertauschten Bewegungsverhältnissen und anderer Posi­ tionierung des Löschmittelanschlusses.

Das Gehäuse besteht hier nur noch aus einem Mundstück 11, das an seinem stromabwärts liegenden Ende über eine koni­ sche Querschnittsverengung 11a in eine zylindrische Öff­ nung 11b übergeht. Koaxial mit dieser fluchtend schließt sich stromaufwärts das Rohrstück 12 an, das in diesem Fall jedoch ortsfest bleiben kann, weil die Verschiebebe­ wegung für die Löschmittelzufuhr vom Mundstück 11 durch­ geführt wird.

Auf dem Rohrstück 12 ist ein Führungsring 12c angeordnet, auf dem der zylindrische Teil des Mundstückes 11 ver­ schiebbar gelagert ist. Ein ähnlicher Führungsring 16 be­ findet sich am Ende des Gehäuses 11. Der Führungsring 16 ist jedoch am Gehäuse 11 festgelegt und auf dem Rohrstück 12 verschiebbar geführt. Zwischen diesen beiden Führungs­ ringen ist wiederum eine Druckfeder 13 verspannt. Sie hält das Mundstück 11 in Anlage am Rohrstück 12, also in der Geschlossenstellung.

Im Gefahrenfall wird Löschmittel über Leitungen 15 in den Ringraum 14 gepreßt, so daß dieser sich wie im vorherigen Ausführungsbeispiel zum Strömungskanal des Fördermediums hin öffnet, dieses Mal jedoch durch Verschiebung des äußeren Teiles 11.

Die Löschmittelleitung 15 kann wie im vorherigen Ausfüh­ rungsbeispiel starr ausgeführt werden, weil sie nicht am verschiebbaren Außenteil 11 festgelegt ist, sondern an dem ortsfesten Führungsring 12c.

Selbstverständlich liegt es im Rahmen der Erfindung, an die Mündung 11b des Mundstückes eine weitere Leitung an­ zuschließen. Dabei ist lediglich für ausreichende Elasti­ zität dieses Anschlußes in Verschieberichtung zu sorgen.

In beiden Ausführungsbeispielen ergibt sich der Vorteil, daß die Mündung der Löschmittelleitung in den Strömungs­ kanal für das Fördermedium ohne störende Kanten oder andere Oberflächenunstetigkeiten realisiert wird.

Claims (17)

1. Löschmittelventil mit einem weitgehend geradlinig durchlaufenden Strömungskanal für das Fördermedium, ins­ besondere für pulverförmige Stoffe, und einer Löschmit­ telleitung, die unter Zwischenschaltung eines beweglichen Ventilkörpers mit dem Strömungskanal in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß ein Wandstück (2) des Strömungskanales selbst als Ventilkörper fungiert, daß dieses Wandstück (2) in Kanal­ längsrichtung verschiebbar geführt und am einen Ende (2a) elastisch mit dem anschließenden Strömungskanal (7) ver­ bunden ist, während es am anderen Ende (2b) vom anschlie­ ßenden Strömungskanal (1b) abhebbar ist, wobei sich ein Spalt zur Löschmittelleitung (5) bildet.

2. Löschmittelventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das verschiebbare Wandstück (2) ein Rohrstück ist.

3. Löschmittelventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Löschmittelleitung (5) über einen Ringraum (4) mit dem Spalt in Verbindung steht.

4. Löschmittelventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringraum (4) eine Stirnwand (1a) aufweist, die trichterähnlich zum Spalt hin läuft.

5. Löschmittelventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das verschiebbare Wandstück (2) am Spalt eine koni­ sche Stirnfläche aufweist, die stärker als die Stirnwand (1a) geneigt ist und daher nur im Innenbereich anliegt.

6. Löschmittelventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Wandstück (2) außen eine Kolbenfläche (2c) auf­ weist, die in einem Gehäuse (1) geführt ist und den be­ weglichen Abschluß des Ringraumes (4) bildet.

7. Löschmittelventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das verschiebbare Wandstück (2) durch ein Federele­ ment (3) in der Geschlossenstellung gehalten wird.

8. Löschmittelventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) das Federelement (3) umgibt.

9. Löschmittelventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch kinematische Umkehrung der Verschie­ bebewegung zwischen Wandstück (2) und angrenzendem Strö­ mungskanal (1b), in dem letzterer (1b) die Verschiebebe­ wegung durchführt.

10. Löschmittelventil nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Löschmittelleitung (5) elastisch mit dem Ventil verbunden ist.

11. Löschmittelventil mit einem weitgehend geradlinig durchlaufenden Strömungskanal für das Fördermedium, ins­ besondere für pulverförmige Stoffe, und einer Löschmit­ telleitung, die unter Zwischenschaltung eines beweglichen Ventilkörpers mit dem Strömungskanal in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungskanal nahe seinem Ende unter Bildung eines an die Löschmittelleitung angeschlossenen Zwischen­ raumes (14) von einem Mundstück (11) umgeben ist, das aus einer den Zwischenraum (14) gegenüber dem Strömungskanal (12) verschließenden Stellung in eine den Zwischenraum öffnende Stellung verschiebbar ist.

12. Löschmittelventil nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Mundstück (11) in seiner geschlossenen Stellung am Ende des Strömungskanals (12) anliegt.

13. Löschmittelventil nach Anspruch 1 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Löschmittelleitung (15) an der Wandung des Strö­ mungskanales (12) ortsfest angeordnet ist.

14. Löschmittelventil nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Löschmittelleitung (15) einen den Strömungskanal umgebenden Körper (12c) durchquert und daß auf diesem Körper eine Führung für die Verschiebung des Mundstückes (11) angeordnet ist.

15. Löschmittelventil nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Mundstück (11) eine Stirnwand (11a) aufweist, die trichterähnlich nach innen zum Strömungskanal für das Fördermedium läuft.

16. Löschmittelventil nach Anspruch 4 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnwand (1a bzw. 11a) unter einem Winkel von 30° bis 70°, insbesondere von 40° bis 60°, gegenüber dem Strömungskanal geneigt ist.

17. Löschmittelventil nach Anspruch 4 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnwand (1a bzw. 11a) innen in einen zylindrischen Abschnitt (1b bzw. 11b) übergeht.