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Vorrichtung zum Beimischen flüssiger, gasförmiger oder pulverförmiger
Stoffe zu einem Druckmittelstrom, insbesondere für Feuerlöschzwecke Die Erfindung
betrifft eine Vorrichtung zum Beimischen flüssiger, gasförmiger oder pulverförmiger
Stoffe zu einem Druckmittelstrom, z. B. pulverförmiger Chemikalien zu -einem Druckwasserstrom
; insbesondere ist die Vorrichtung zur Herstellung von Schaum oder schaumerzeugenden
Lösungen für Feuerlöschzwecke bestimmt.
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Bekannte Vorrichtungen dieser Art weisen einen verschlossenen Behälter
auf, der mit den dem Wasserstrom beizumischenden Chemikalien angefüllt ist. Dieser
Behälter ist einerseits mit einem Wasserzuflußrohr versuchen, durch das Wasser unter
Druck fließt, und anderseits mit einem Rohr zur Weiterbeförderung des Wassers, das
sich bei seinem Durchfluß durch den Behälter mit den Chemikalien mischt. Diese Vorrichtungen
haben den Nachteil, daß sie nicht ohne Unterbrechung betrieben werden können; denn
das Wiederfüllen des Behälters mit Chemikalien bedingt die Abstellung der Vorrichtung
und die Entleerung des Behälters von dem Wasser, das in ihm zurückgeblieben ist.
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Bei andern Vorrichtungen der genannten Art werden die beizumengenden
Chemikalien mittels einer Wasserstrahlpumpe durch den Wasserstrom m angesaugt. Der
Saugraum der Strahlpumpe steht dabei mit einem die Chemikalien enthaltenden Trichter
in Verbindung, aus dem die Chemikalien infolge des beim Betrieb der Strahlpumpe
entstehenden Unterdruckes ununterbrochen abgesaugt werden. Bei derartigen Vorrichtungen
wird aber, wenn pulverförmiges oder körniges Chemikal zugemischt werden soll, das
keine dichte Masse bildet, leicht Luft mit dem Pulver angesaugt. Hierdurch entstehen
Luftblasen, durch die der austretende Gemischstrahl unterbrochen und seine Tragweite
beeinträchtigt wird. Auch wird die Pulvermasse in dem Zuführungstrichter in ihren
unteren Lagen einem Unterdruck ausgesetzt, der leicht, besonders wenn das Pulver
naß oder feucht ist, 10 m Wassersäule ausmachen kann, während die oberen Lagen des
Pulvers dem atmosphärischen Druck ausgesetzt sind; dieser Unterschied bewirkt, daß
das Pulver in dem Zuführungstrichter zusammengedrückt wird und sich unter Bildung
einer Brücke vor dem Auslaß festsetzt, soF daß das Pulver nicht mehr in den Wasserstrom
gelangen kann.
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Schließlich ist eine Vorrichtung zum Zumischen trockener Chemikalien
in einen
Druckwasserstrom bekanntgeworden, bei der eine durch den
Druckwasserstrom angetriebene Wasserturb, ine mit einer Schleuderpumpe gk kuppelt
ist, welche die Chemikalien in Wasser fördert. Eine solche Vorrichtung i'i aber
in ihrer Bauart umständlich und w wegen der mechanischen und hydraulischen' Verluste
in den sich. drehenden Teilen nur einen mittelmäßigen Wirkungsgrad.
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Gemäß der Erfindung sollen nun alle angeführten Nachteile dadurch
vermieden werden, daß die Vorrichtung eine in der Längsrichtung gekrümmte, nach
der konkaven Seite offene Rinne zur Führung des Druckmittelstroms aufweist, die
derart mit dem den beizumischenden Stoff enthaltenden Behälter in Verbindung steht,
daß eine ständige Berührung zwischen dem durch die Rinne geleiteten Druckmittelstrom
und dem beizumengen, den Stoff besteht. Bei einer auf diese Weise ausgebildeten
Vorrichtung bewirkt die gekrümmte Bahn des Druckmittelstroms, daß Teilchen des beizumengenden
Stoffes, welche infolge Reibung durch die Berührung mit dem Druckmittelstrom mitgenommen
werden, einer Fliehkraftwirkung ausgesetzt werden, welche unmittelbar durch den
Druckmittelstrom erzeugt wird und bewirkt, daß die Teilchen des beizumengenden Stoffes,
dessen Dichte größer ist als die der Flüssigkeit, in den Druckflüssigkeitsstrom
eindringen. Andererseits sind auch die Moleküle des Druckmittelstrolns in der gekrümmten
Rinne der Wirkung der Fliehkraft unterworfen, die sie gegen die Wand der Rinne drückt.
Hieraus ergibt sich, daß die sich auf der freien Oberfläche des Stromes befindenden
Teilchen einem Druck ausgesetzt sind, der etwa dem atmosphärischen Druck entspricht,
während im Innern des Stromes der Druck mit der Entfernung von der Oberfläche des
Stromes steigt. Daraus folgt, daß der Unterschied zwischen dem Betriebsdruck und
dem Druck der Flüssigkeit an der Stelle der Beimengung geringer ist als der entsprechende
Druckunterschied bei einer Strahlpumpe, so daß also der Druckverlust geringer ist
als bei Vorrichtungen mit Strahlpumpe. Da außerdem das spezifische Gewicht des gewöhnlich
verwendeten Druckmittels größer ist als dasjenige der Luft, besonders bei der Verwendung
von Wasser als Druckmittel, so tritt, da die Fliehkraft zu klein ist, um die Luft
in das Druckmittel einzutreiben, keine Luft in dieses ein. Infolgedessen sind die
obenerwähnten Nachteile, die durch das Ansaugen von Luft auftreten, nicht vorhanden.
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Da endlich die Pulvermasse, die in dem Zuführungsbehälter untergebracht
ist, keinen verschiedenen Drücken in den oberen und unteren Schichten ausgesetzt
ist, wie dies bei Vorrichtungen mit Strahlpumpe der Fall ist, so ist jede Gefahr
der Unterbrechung der ?1'ulverzufuhr ausgeschlossen.
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J : n der Zeichnung sind zwei Ausführungs gispiele der Vorrichtung
nach ,:-rgesteiit. der Erfindung Fig. 1 stellt eine erste Ausführungsform der Vorrichtung
im Längsschnitt dar, und die Fig.2 und 3 zeigen die Vorrichtung im Querschnitt nach
der Linie a-b der Fig. I, und zwar je nach c-d und d nach e-f gesehen.
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Fig. 4 zeigt im Querschnitt und in größerem Maßstab die konkave Rinne
der Vorrichtung.
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Fig. 5 zeigt eine Vorrichtung nach Fig. I bis 3 mit abnehmbarem Deckel.
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Fig. 6 zeigt im Querschnitt eine zweite Ausfthrungsform der Erfindung
Das Druckmittel, z. B. Wasser, das durch irgendein zweckentsprechendes Mittel (Pumpe,
Behälter, Gasdruck, einen auf einer gewissen Höhe aufgestellten Behälter o. dgl.)
unter Druck gesetzt ist, wird der Vorrichtung durch eine mit einem Ahsperrglied
2, z. B. einem Hahn oder einem Ventil, versehene Leitung I (Metallrohr, biegsames
Rohr o. dgl.) zugeführt. Das Druckmittel strömt durch die Leitung 3 in eine konkav
gekriimmte, nach oben offene Rinne 4 ein, deren Querschnitt aus Fig. 4 deutlich
zu ersehen ist und die in die Austrittsleitung 6 mündet. Ein Behälter 5, z. B. in
Trichterforin, ist über der Rinne 4 angebracht und enthält den dem flüssigen Strahl
beizumengenden Stoff, z. B. ein zur Schaumerzeugung dienendes trockenes Chemikal.
Bei den Ausführungsformen nach Fig. 1 bis 5 bestehen die Seitenwände des Trichters
5 aus der Verlängerung der Seitenwände der Rinne 4.
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Wird nun der beizumengende Stoff mit der Oberfläche des flüssigen
Stromes in der Rinne 4 in Berührung gebracht, so erhalten die Teilchen des Stoffes
bei Berührung mit der sich fortbewegenden Oberfläche des Druckmittels, und zwar
durch Reibung, eine gewisse Geschwindigkeit. Da die Bahn des Druckmittels gekrümmt
ist, sind die Teilchen des Stoffes dem Einfluß der Fliehkraft ausgesetzt, die sie
in den flüssigen Strom hineinzwingt. Das so gebildete Gemisch, z. B.
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Feuerlöschschaum, wird von der Leitung 6 aufgenommen, deren wachsender
Querschnitt das Abnehmen der Geschwindigkeit des Geionisches, also die Umänderung
eines Teiles der kinetischen Energie desselben in potentiale Energie, bezweckt.
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Beim Austritt aus der Leitung 6 wird das Gemisch von einer Leitung
7 (Metallrohr, biegsames Rohr o. dgl.) aufgenommen und durch diese nach der Verbrauchsstelle
gefördert, wo es durch Düsen verschiedener Art ausgelassen werden kann, und zwar
entweder
als Strahl mit geringer Geschwindigkeit oder als voller
Spritzstrahl mit beschleunigter Geschwindigkeit oder in zerstäubtem Zustand.
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Zwischen die Leitungen 6 und 7 ist ein Rückschlagventil 8 eingeschaltet,
das verhindert, daß das Gemisch in die Vorrichtung zurückströmt, wenn der Flüssigkeitszutritt
durch Schließen des Absperrgliedes 2 unterbunden wird.
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Das Gerät kann mit einer Vorrichtung für die Regelung des Mengenverhältnisses
zwischen dem beizumischenden Stoff und dem Druckmittel versehen sein. Es kann auch
gut als Erzeuger mit unterbrochenem Betrieb verwendet werden, und zwar insbesondere
als Schaumerzeuger, der ortsfest angebracht sein kann und bei dem das Wasserventil
durch eine bei Ausbruch eines Brandes selbsttätig ansprechende Auslösevorrichtung'geöffnet
wird. Da sich jedoch die hierbei verwendeten trockenen Chemikalien mit der Zeit
an der freien Luft zersetzen können, so muß der Behälter 5 luftdicht abgeschlossen
sein.
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Bei der Ausführungsform nach Fig. 5, die im wesentlichen der nach
Fig. I bis 4 entspricht, wird dies durch einen abnehmbaren Deckel g erreicht, der
luftdicht auf den Trichter 5 aufgesetzt werden kann. Der Deckel ist mit einer nach
außen öffnenden Klappe 10 versehen, die gewöhnlich durch eine Feder II geschlossen
gehalten wird, die sich aber öffnen kann, wenn sich bei einer etwaigen langsamen
Zersetzung des Pulvers Gase bilden. Eine sich in entgegengesetzter Richtung hin
öffnende Klappe I2, die gewöhnlich durch eine Feder I3 geschlossen gehalten wird,
läßt Luft in den Behälter 5 eintreten, wenn die Masse des beizumengenden Stoffes
in dem Behälter 5 sinkt.
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Bei der bisher beschriebenen Ausführungsform der Vorrichtung werden
die Wände des Behälters 5 durch die ununterbrochene Vertängerung derWände der gekrümmten
Rinne 4 gebildet, die das Druckmittel, z. B. das Wasser, leiten soll. Diese Anordnung
kann von Nachteil sein, wenn der Widerstand in der Förderleitung 7 beim Durchgang
des in der Vorrichtung erzeugten Gemisches so groß wird, daß der Ausfluß aus der
Rinne 4 langsamer erfolgt als das Füllen derselben.
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Ein Teil des durch die Rinne 4 ankommenden Druckmittels würde in diesem
Fall am Eintreten in die Auslaßleitung 6 verhindert sein, sich daher in dem Trichter
5 anhäufen und den beizumengenclen Stoff nach oben treiben. Ein Mittel, um diesem
Nachteil abzuhelfen, ist in der in Fig. 6 dargestellten Ausführungsform der Vorrichtung
gezeigt.
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Bei dieser Vorrichtung sind die oberen Ränder 14 und 15 der gekrümmten
Rinne 4 wischen der Mündung der nicht dargestellten Zuführungsleitung und dem Ende
I6 der Auslaßleitung 6 erhöht, wobei sie sich auf einer bestimmten Höhe voneinander
entfernen. Die Wände des Trichters 5 bilden in diesem Teil der Vorrichtung kein
Ganzes mit der Rinne 4, sondern ragen in diese unter Bildung einer Spalte auf jeder
Seite hinein.
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Auf diese Weise wird nach beiden Seiten der Rinne hin ein Überlauf
gebildet, der verhindert, daß die Flüssigkeit in der Rinne 4 zu hoch ansteigt.