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Gebiet der
Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft allgemein Feuerlöschvorrichtungen und insbesondere
Sicherheitsventile für
solche Vorrichtungen
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Hintergrund
der Erfindung
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Speziell
betrifft die Erfindung eine Feuerlöschventilanordnung zur Anbringung
an einem Kanister mit unter Druck stehendem Feuerlöschmaterial,
wobei die Ventilanordnung folgendes aufweist: ein Gehäuse, das
einen Einlaßanschluß zur Anbringung an
dem Kanister hat, wobei der Einlaßanschluß mit einer Austrittsöffnung in
Verbindung steht und die-Austrittsöffnung einen
Auslaßanschluß zur Aufnahme
eines Abgabeschlauchs hat; und ein auslösbares Ventil, das zwischen
dem Einlaß und
der Austrittsöffnung
zwischengeschaltet und so konfiguriert ist, daß dann, wenn es ausgelöst wird,
eine rasche Abgabe des Feuerlöschmaterials
erfolgt.
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Die
Erfindung betrifft ferner eine Feuerlöschventilanordnung zum Gebrauch
mit einem Kanister, der einen Vorrat an unter Druck stehendem Feuerlöschmaterial
enthält,
und mit einem Abgabeschlauch, wobei die Ventilanordnung folgendes
aufweist: ein Gehäuse,
das einen Einlaß hat,
der zur Aufnahme des Kanisters für
die Zufuhr von unter Druck stehendem Feuerlöschmaterial ausgebildet ist,
und einen Auslaß sowie
eine Austrittsöffnung,
die dem Auslaß zugeordnet
ist, wobei der Auslaß durch eine
zentrale Kammer in dem Gehäuse
mit dem Einlaß in
Fluidverbindung steht, und ein auslösbares Ventil, das die Fluidverbindung
zwischen der zentralen Kammer und dem Auslaß absperrt und so konfiguriert
ist, daß dann,
wenn es ausgelöst
wird, eine rasche Abgabe des Feuerlöschmaterials erfolgt.
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Solche
Feuerlöschventilanordnungen
sind in US-A-4 579 315 gezeigt.
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Eine
typische Feuerlöschvorrichtung
weist einen Kanister mit unter Druck stehendem Feuerlöschmaterial
und ein Ventil auf. Das Feuerlöschmaterial
in dem Kanister kann, falls erforderlich, ein Treibmittel aufweisen,
um das Feuerlöschmaterial abzugeben.
Das Ventil hat eine Auslaßöffnung,
durch die L Löschmaterial
aus dem Kanister abgegeben wird. Das Ventil hat typischerweise ein
Ventilelement oder einen Kolben, der sich im Inneren einer zentralen
Kammer zwischen einer Schließstellung,
in der verhindert wird, daß das
Löschmaterial
die Auslaßöffnung erreicht,
und einer offenen Position bewegt, in der das Löschmaterial abgegeben wird.
Der Kolben ist normalerweise in der Schließstellung arretiert, um einer
Druckkraft von dem unter Duck stehenden Löschmaterial standzuhalten.
Die Arretierung kann selektiv gelöst werden, so daß zugelassen
wird, daß der
Druck auf den Kolben diesen verlagert, wodurch die Austrittsöffnung geöffnet wird,
die er blockiert hatte.
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Ein
erhebliches Problem bei solchen Feuerlöschvorrichtungen ist die unbeabsichtigte
Abgabe von Feuerlöschmaterial.
Es versteht sich, daß solche Vorrichtungen
für eine
rasche Abgabe von unter Druck stehendem Löschmaterial ausgebildet sind. Feuerlöschvorrichtungen
verwenden also eine Vielfalt von Auslöseeinrichtungen mit hohem Ansprechvermögen wie
etwa manuelle Züge
oder empfindliche magnetische Betätiger. Ungeachtet der Einrichtung
besteht die Gefahr, daß die
Einrichtung versehentlich oder unbeabsichtigt ausgelöst wird,
wodurch das Feuerlöschmaterial
abgegeben wird. Eine versehentliche Abgabe bedeutet Verschwendung
von Löschmaterial
und erfordert eine Reinigung und ein erneutes Beschicken der Vorrichtungen.
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Von
größerer Bedeutung
ist, daß es
zu Verletzungen oder Tod von Personen kommen kann, wenn sich eine
Feuerlöschvorrichtung
versehentlich in der Nähe
von Personal entlädt.
Bei bestimmten Anwendungen wie etwa dem Gebrauch innerhalb eines
Bradley Kampffahrzeugs sind Feuerlöschvorrichtungen in Einbauteile
eingebaut, die an dem Fahrzeug angebracht sind. Die Einbauteile
weisen einen Schlauch auf, um die Richtung der Abgabe von Löschmaterial
zu bestimmen. Es ist also wichtig, während des Transports und des
Einbaus eine unbeabsichtigte Abgabe zu verhindern, da eine solche
Abgabe eine Verletzung oder den Tod der handhabenden Person verursachten
kann. Der relativ kompakte Innenraum des Bradley Kampffahrzeugs
erhöht
die Gefahr, daß durch
eine solche Abgabe Personal getroffen wird.
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Bestimmte
Feuerlöschvorrichtungen
weisen Sicherheitseinrichtungen auf, die vor versehentlicher Abgabe
von Löschmaterial
nicht angemessen schützen.
Die in diesen Vorrichtungen verwendeten Sicherheitseinrichtungen
sind darauf ausgerichtet, die Funktion einer Auslöseeinrichtung
zu verhindern. Beispielsweise verwenden einige Vorrichtungen einen
Sicherheitsbolzen, der einen mechanischen Abzug in seiner Position
arretiert, um eine Betätigung
zu verhindern. Sicherheitsbolzen verhindern jedoch nicht eine unbeabsichtigte
Betätigung
von Auslöseeinrichtungen
vom nichtmechanischen Typ wie etwa magnetspulenbetätigten Einrichtungen.
Ferner schützt
die mechanische Sicherheitseinrichtung nicht vor einer Abgabe aufgrund
von internem Ausfall des Ventils. Außerdem muß der Stift zuerst entfernt
werden, bevor die Auslöseeinrichtung
wirksam sein kann, um Löschmaterial
abzugeben. Solche Sicherheitseinrichtungen sind also nicht für Anwendungen geeignet,
die eine unverzügliche
Abgabe erfordern, wie etwa bei militärischen Anwendungen, bei denen hochentwickelte
Sensoren Löschgeräte mit hohem Ansprechvermögen auslösen können, um
eine wichtige lebensrettende Funktionalität zu ermöglichen. Ferner müssen die
meisten herkömmlichen
Sicherheitseinrichtungen von dem Benutzer manuell manipuliert werden,
um sie einzustellen.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Ein
allgemeines Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Feuerlöschventil
bereitzustellen, das in der Nähe
von Personal sicherer in der Handhabung und im Gebrauch ist.
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Es
ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Ventil bereitzustellen,
das automatisch die unbeabsichtigte Abgabe von Feuerlöschmaterial verhindert,
bis die Vorrichtung eingebaut ist.
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Eine
andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Ventil bereitzustellen,
das automatisch die Abgabe von Löschmaterial
verhindert, ohne Rücksicht
darauf, wie das Ventil ausgelöst
wird.
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Es
ist daher eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Ventil
bereitzustellen, das im Fall eines internen Ausfalls des Ventils
automatisch die Abgabe von Löschmaterial
verhindert.
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Noch
eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Ventil
mit einer Sicherheitseinrichtung bereitzustellen, das die Ansprechzeit
des Ventils nicht herabsetzt.
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Gemäß der Erfindung
ist deshalb die Feuerlöschventilanordnung,
wie sie vorstehend an erster Stelle angegeben ist, gekennzeichnet
durch ein druckgesteuertes Sicherheitsventil, das in der Austrittsöffnung angeordnet
ist, wobei das Sicherheitsventil eine Bedienoberfläche hat,
die auf das unter Druck stehende Feuerlöschmaterial, falls vorhanden, anspricht
und das Sicherheitsventil in Richtung der Schließstellung drückt, wobei
das Sicherheitsventil ein Außen-Ende
hat, das in den Auslaßanschluß ragt,
wobei der Abgabeschlauch, wenn er angeschlossen ist, an dem Außen-Ende
anliegt und das Sicherheitsventil in seiner offenen Position abstützt, wobei
das Sicherheitsventil so geformt ist, daß in seiner offenen Position
unter Druck stehendes Feuerlöschmaterial
durch die Austrittsöffnung
strömen kann
und auf die Bedienoberfläche
des Sicherheitsventils einwirken kann, so daß dann, wenn der Abgabeschlauch
nicht angeschlossen ist, das Feuerlöschmaterial das Sicherheitsventil
in die Schließstellung
drückt,
um den Durchfluß von
Feuerlöschmaterial
zu der Austrittsöffnung
im wesentlichen zu begrenzen.
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Gemäß der Erfindung
ist ferner die Feuerlöschventilanordnung,
wie sie vorstehend an zweiter Stelle angegeben ist, gekennzeichnet
durch ein Sicherheitsventil, das einen Gehäusebereich hat, der gleitbar
in der Austrittsöffnung
angebracht und so bemessen ist, daß er die Austrittsöffnung gegenüber der
zentralen Kammer im wesentlichen absperrt, wobei das Sicherheitsventil
eine Bedienoberfläche
in der zentralen Kammer hat und auf das unter Druck stehende Feuerlöschmaterial,
wenn es in der zentralen Kammer anwesend ist, anspricht und das
Sicherheitsventil in Richtung seiner Schließstellung drückt, wobei
der Gehäusebereich
Sicherheitsventilöffnungen
hat, die sich in Fluidverbindung mit der Austrittsöffnung erstrecken,
wobei sich ein Außen-Ende
des Gehäusebereichs
in den Auslaß erstreckt,
wobei der Abgabeschlauch, wenn er angeschlossen ist, an dem Außen-Ende
anliegt, um das Sicherheitsventil in seiner offenen Position abzustützen, und
wobei, wenn der Abgabeschlauch nicht angeschlossen ist, das Feuerlöschmaterial
das Si cherheitsventil in die geschlossene Position drückt, um
den Durchfluß von Feuerlöschmaterial
zu der Austrittsöffnung
im wesentlichen zu drosseln.
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Nachstehend
werden Feuerlöschventilanordnungen,
welche die Erfindung verkörpern,
unter Bezugnahme auf die beigefügten
Zeichnungen erläutert;
diese zeigen in:
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1 eine
Schnittansicht einer Ventilanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung
mit einem Sicherheitsventil in Form eines Wechselventils in der offenen
Position.
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2 eine 1 ähnliche
Schnittansicht, die das Wechselventil in der Schließstellung
zeigt.
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3 eine
vergrößerte Ansicht
eines Auslaßbereichs
des Ventils, welches das Wechselventil aufweist.
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Verschiedene
Modifikationen und alternative Konstruktion der Erfindung sind zwar
möglich;
bestimmte beispielhafte Ausführungen
derselben sind jedoch in den Zeichnungen gezeigt und werden nachstehend
im einzelnen beschrieben. Es versteht sich jedoch, daß die Erfindung
nicht auf spezielle angegebene Formen beschränkt sein soll; im Gegenteil,
sämtliche
Modifikationen, alternativen Konstruktionen und Äquivalente, die vom Umfang
der Erfindung gemäß der Definition
in den beigefügten
Ansprüchen
umfaßt
sind, sollen abgedeckt sein.
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Genaue Beschreibung
der bevorzugten Ausführungsformen
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Es
wird nun auf die Zeichnungen und insbesondere auf die 1 und 2 Bezug
genommen, die ein Feuerlöschventil 10 zeigen,
das an einem Kanister 11 angebracht ist, der in Strichlinien
dargestellt ist. Der Kanister 11 enthält Feuerlöschmaterial. Im vorliegenden
Zusammenhang umfaßt
Feuerlöschmaterial
eine große
Vielfalt von Materialien, die zum Löschen von Bränden verwendet
werden. Beispielsweise kann das Material in Form von Löschpulver
oder einem verdampfenden flüssigen
Mittel sein (wie etwa Halon 1301, HFC 227ea oder HFC 236fa). Feuerlöschmaterialien
können
auch Treibmittel wie etwa Stickstoffgas aufweisen, die dazu beitragen, das
Löschmaterial
mit Druck zu beaufschlagen. Gemäß der gezeigten
Ausführungsform
weist das Ventil 10 eine Wärmedxuck-Entlastungsanoxdnung 14 und eine
magnetspulenbetätigte
Auslöseeinrichtung
zur Abgabe des Inhalts des Kanisters 11 durch eine Austrittsöffnung 25 auf.
Eine manuelle Einrichtung 15 ist ebenfalls vorgesehen,
um das Ventil auszulösen.
Ein Abgabeschlauch 17 (1 und 3)
ist an einem Auslaßanschluß 18 angebracht
und definiert eine Abgabebahn aus dem Ventil 10. Bei bestimmten
Ausführungsformen
ist der Abgabeschlauch 17 ein Teil eines Abgabe-Einbauteils,
das permanent an Ort und Stelle befestigt ist.
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Es
wird nun auf das Ventil 10 im einzelnen Bezug genommen.
Es ist ersichtlich, daß das
Ventil ein Ventilgehäuse 20 hat.
Das Ventilgehäuse 20 hat einen
Einlaßanschluß 22 zur
Anbringung an dem Kanister 11. Der Einlaßanschluß 22 steht
mit einer zentralen Kammer 21 in Verbindung. Bei der gezeigten Ausführungsform
hat die zentrale Kammer 21 eine Auslaßöffnung 16, die zu
einer Auslaßkammer 23 führt. Zugang
zu der Auslaßkammer 23 wird
durch die Position eines Kolbens 24 gesteuert, der für eine Axialbewegung
im Inneren der zentralen Kammer 21 abgestützt ist.
Beispielsweise ist in einer Schließstellung der Kolben 24 mit
der Auslaßöffnung 16 in
Eingriff, um den Durchfluß von
Löschmaterial
zu der Auslaßkammer 23 zu
blockieren. In einer offenen Position ist der Kolben 24 von
der Auslaßöffnung 16 beabstandet,
um Löschmaterial
zu der Auslaßkammer abzugeben.
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Gemäß der gezeigten
Ausführungsform
führt die
Auslaßkammer 23 zu
der Austrittsöffnung 25.
Der Auslaßanschluß 18 ist
mit der Austrittsöffnung 25 verbunden
und nimmt den Abgabeschlauch 17 auf. Es versteht sich deshalb,
daß im
Gebrauch der Kolben 24 in der Schließstellung die Auslaßöffnung 16 dicht
verschließt,
um die Abgabe von Löschmaterial zu
verhindern. Wenn sich der Kolben 24 in der offenen Position
befindet, fließt
unter Druck stehendes Löschmaterial
von dem Einlaßanschluß 22 durch
die zentrale Kammer 21, die Auslaßöffnung 16, die Auslaßkammer 23 und
die Austrittsöffnung 25 zu
dem Schlauch 17 zur Abgabe. Die dargestellte Ausführungsform
zeigt zwar ein Ventil 10, bei dem das Löschmaterial an einem in der
Mitte befindlichen Punkt des Kolbens 24 eingeleitet wird;
es versteht sich jedoch für
den Fachmann, daß andere
Ventilkonfigurationen ebenfalls verwendet werden können, einschließlich der
herkömmlicheren
Anordnung, bei der Löschmaterial
an dem Ende des Kolbens 24 eingeleitet wird.
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Das
Ventilgehäuse 20 hat
eine Auslöseeinrichtung
zum lösbaren
Arretieren des Kolbens 24 in der Schließposition. Wie am besten in
den 1 und 2 gezeigt ist, ist eine Festlegeplatte 30 an
dem Ventilgehäuse 20 befestigt,
die eine Positionierschulter 32 hat, die so bemessen ist,
daß sie
einen Ring 34 aufnimmt. Die Festlegeplatte 30 stützt ferner
ein ringförmiges
Pufferelement 36 ab, das aus elastomerem Material gebildet
ist. Der Ring 34 hat eine innere Bohrung 38, die
eine radiale Führungsabstützung für den Körper des
Kolbens 24 bildet. Der Ring 34 hat ferner eine
Vielzahl von langgestreckten Fingern 40. Jeder Finger 40 des
Rings hat ein vergrößertes unteres Ende 42,
das, wie sich versteht, infolge der nachgiebigen Flexibilität entlang
der Länge
jedes Fingers radial verlagerbar ist. Das untere Ende 42 jedes
Fingers 40 des Rings hat eine innere Schulter 44,
die radial nach innen vorragt. Der Kolben 24 hat ein Widerlager 46,
das so geformt ist, daß es
die inneren Schultern 44 ergänzt. Wenn also die inneren
Schultern 44 in Eingriff sind, wirken sie gegen das Widerlager 46,
um den Kolben in der Schließstellung
zu halten. Eine äußere Hülse 47 ist
so positioniert, daß sie die
unteren Enden 42 der Finger 40 des Rings einschließt, um dadurch
der Druckkraft des Löschmaterials
standzuhalten, das den Kolben 24 in Richtung der offenen
Position drängt.
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Die
Auslöseeinrichtung
kann betätigt
werden, um den Kolben zu entriegeln und zuzulassen, daß er sich
in Richtung der offenen Position bewegt. Wie in den 1 und 2 gezeigt
ist, steuert eine Magnetspule 48 die Position einer Ankerplatte 50. Die
Ankerplatte 50 ist von einem daran angebrachten Ankerschaft 52 axial
abgestützt.
Der Ankerschaft 52 gelangt mit der äußeren Hülse 47 in Eingriff,
so daß die
Position der Ankerplatte 50 die Position der äußeren Hülse beeinflußt. In der
normalen, geschlossenen Position ist die Ankerplatte 50 von
der Magnetspule 48 beabstandet, so daß die äußere Hülse 47 die unteren
Enden 42 der Finger 40 des Rings einschließt. Wenn
die Magnetspule 48 erregt wird, wird die Ankerplatte 50 in
Richtung der Magnetspule gezogen, wodurch die äußere Hülse 48 mittels des
Ankerschafts 52 geschoben wird. In dieser Position schließt die äußere Hülse 47 die
unteren Enden 42 der Finger 40 des Rings nicht
mehr ein. Die Flexibilität
der langgestreckten Finger 40 des Rings läßt zu, daß sich die
unteren Enden 42 unter der auf den Kolben aufgebrachten
Druckkraft radial nach außen
verlagern, so daß zugelassen
wird, daß das
Widerlager 46 des Kolbens an der inneren Schulter 44 der
Finger 40 des Rings vorbei gleitet. Der Kolben 24 kann
sich dann ungehindert an dem Ring 34 vorbei bewegen, bis
die Schulter mit dem Pufferelement 36 in Eingriff gelangt,
wodurch die offene Position definiert wird. Es versteht sich, daß der Kolben 24 in
den 1 und 2 in der offenen Position gezeigt
ist. Für
den Fachmann versteht es sich, daß diese Konstruktion eine Schnellauslöseeinrichtung
ermöglicht,
die eine Auslaßöffnung von
relativ großer
Größe für die rasche
Abgabe von Feuerlöschmaterial
rasch öffnet. Es
können
auch andere bekannte Auslöseeinrichtungen
verwendet werden. Außerdem
kann, wie in den 1 und 2 gezeigt
ist, die manuelle Einrichtung 15 verwendet werden, um das
Ventil auszulösen.
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Gemäß bestimmten
Aspekten der vorliegenden Erfindung ist ein Wechselventil 60 innerhalb
der Austrittsöffnung 25 angeordnet.
Wie am besten in 3 gezeigt ist, hat das Wechselventil 60 einen hohlen
Gehäusebereich 61,
der gut passend in der Austrittsöffnung 25 sitzt.
Wechselöffnungen 62 erstrecken
sich durch den Gehäusebereich 61 nahe
einem Innen-Ende, das eine Bedienoberfläche 65 hat, wogegen
ein gegenüberliegendes
Außen-Ende 64 in den
Auslaßanschluß 18 vorragt.
Der Gehäusebereich 61 ist
so bemessen, daß er
ein Gleiten durch die Austrittsöffnung 25 zwischen
der Offen- und der Schließstellung
zuläßt.
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Wenn
der Abgabeschlauch 17 in den Auslaßanschluß 18 eingeführt ist,
ist das Wechselventil 60 in der offenen Position abgestützt, wobei
die Wechselöffnungen 62 zu
der Auslaßkammer 23 freiliegen
(1 und 3). Bei nicht angeschlossenem
Schlauch 17 kann das Wechselventil 60 ungehindert
nach außen
zu der Schließstellung
gleiten, in welcher die Bedienoberfläche 65 des Wechselventils 60 die
Austrittsöffnung 25 im
wesentlichen blockiert. Wenn also das Ventil 10 ohne Abgabeschlauch 17 betätigt wird,
wirkt das unter Druck stehende Löschmaterial
auf die Bedienoberfläche 65,
um das Wechselventil 60 in Richtung der Schließstellung
zu schieben, wodurch die rasche Abgabe von Löschmaterial verhindert wird.
Die Auslaßkammer 23 ist
so bemessen, daß sie
größer als
die Austrittsöffnung 25 ist,
um die Bedienoberfläche 65 aufzunehmen.
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Es
versteht sich, daß in
der Schließstellung das
Wechselventil 60 der vorliegenden Erfindung den Durchfluß von Löschmaterial
auf einen sicheren Wert begrenzt. Somit verhindert das Wechselventil 60 zwar
eine rasche (und potentiell schädliche)
Abgabe, läßt jedoch
einen minimalen Durchfluß von
Löschmaterial
zu. Wie vorstehend erwähnt,
blo ckiert die Bedienoberfläche 65 die
Austrittsöffnung 25 im
wesentlichen. Die Bedienoberfläche 65 verschließt jedoch die
Austrittsöffnung 25 nicht
so dicht, daß der
gesamte Durchfluß von
Löschmaterial
blockiert wird. Stattdessen wird zugelassen, daß ein gasförmiger Treibmittelanteil des
Löschmaterials
langsam aus dem Ventil 10 austritt. Die relativ langsame
Abgabe läßt zu, daß die Feuerlöschvorrichtung
einen sicheren Innendruck erreicht, so daß die Vorrichtung rückgestellt und
erneut mit Löschmaterial
beschickt werden kann.
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Aus
dem Vorstehenden ist ersichtlich, daß die vorliegende Erfindung
auf dem Gebiet ein neues und verbessertes Sicherheitsventil für eine Feuerlöschvorrichtung
bereitstellt. Das Ventil weist ein Wechselventil in einer Austrittsöffnung auf,
um eine unbeabsichtigte Abgabe von Löschmaterial zu verhindern.
Das Wechselventil hat einen Gehäusebereich,
der durch die Austrittsöffnung
zwischen der Offen- und der Schließposition gleitet. Ein Außen-Ende des
Gehäusebereichs
ragt in einen Auslaßanschluß vor. Eine
Bedienoberfläche
ist an einem Innen-Ende des Wechselventils angeordnet, auf das unter
Druck stehendes Löschmaterial
einwirkt. Wechselöffnungen
erstrecken sich durch den Gehäusebereich
nahe einem Innen-Ende. Wenn ein Abgabeschlauch in den Auslaßanschluß eingeführt ist,
liegt ex an dem Außen-Ende
des Gehäusebereichs
an, um das Wechselventil in der offenen Position abzustützen, in
der die Wechselöffnungen
freiliegen, um den Durchfluß von
Löschmaterial
zuzulassen. Wenn der Abgabeschlauch entfernt ist, kann das Wechselventil
in Richtung der Schließstellung
gleiten, in der eine Bedienoberfläche des Wechselventils die
Austrittsöffnung
im wesentlichen blockiert, wodurch eine rasche Abgabe von Löschmaterial
verhindert wird. In der Schließstellung
wird zugelassen, daß Löschmaterial
langsam aus dem Ventil austritt, um einen Innendruck zu erreichen,
bei dem die Vorrichtung sicher rückgestellt
und erneut beschickt werden kann.