DE912657C - Vorrichtung zur Regelung der dem Wasser bei der Erzeugung von Luftschaum fuer Feuerloeschzwecke zuzusetzenden Schaumbildnermenge - Google Patents

Vorrichtung zur Regelung der dem Wasser bei der Erzeugung von Luftschaum fuer Feuerloeschzwecke zuzusetzenden Schaumbildnermenge

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DE912657C
DE912657C DEA13785D DEA0013785D DE912657C DE 912657 C DE912657 C DE 912657C DE A13785 D DEA13785 D DE A13785D DE A0013785 D DEA0013785 D DE A0013785D DE 912657 C DE912657 C DE 912657C
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DEA13785D
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Dipl-Ing Johannes Schoen
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ALLG FEUERLOESCHER AG IN LIQU
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ALLG FEUERLOESCHER AG IN LIQU
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/30Injector mixers
    • B01F25/31Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows
    • B01F25/311Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows for mixing more than two components; Devices specially adapted for generating foam
    • B01F25/3111Devices specially adapted for generating foam, e.g. air foam
    • B01F25/31114Devices specially adapted for generating foam, e.g. air foam with means for introducing an additional component, e.g. in predetermined proportion or in the main component

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  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)

Description

  • Vorrichtung zur Regelung der dem Wasser bei der Erzeugung von Luftschaum für Feuerlöschzwecke Izuzusetzenden Sdiaumbildnermenge Zusatz zum Patent 905 929 Gegenstand der Erfindung ist eine Weiterbildung der Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Regelung der dem Wasser bei der Erzeugung von Luftschaum für Feuerlöschzwecke zuzusetzenden Schaumbilduermenge nach Patent 905 929. Es sind bereits Vorrichtungen bekanntgeworden, um eigenschaftsverändernde Zusatzflüssigkeiten, z. E. Schaumbildner, dem Löschwasser in einem bestimmten Mengenverhältnis zuzusetzen. Sie bestehen z. B. aus einer in die Druckwasserleitung eingeschalteten Strahlpumpe, die zwecks Regelung der Saugfähigkeit und Anpassung an die Betriebsverhältnisse eine Umgehungsleitung mit einem Drosselorgan besitzt.
  • Dieses wird entweder von Hand oder selbsttätig verstellt, wobei ein stets gleichbleibendes und von äußeren Betriebsbedingungen, wie z. B. Änderung des Rohrleitungswiderstandes, unabhängiges Einhaltendes Mengenverhältnisses von Zusatzflüssigkeit und Wasser angestrebt wird.
  • Bei der bekannten selbsttätigen Regelung dient als ImpulsgrCße das Verhältnis der Drücke vor und hinter der Strahlpumpe. Es ist nämlich eine Eigenschaft derselben, daß in einem gewissen Bereich das Mengenverhältnis von angesaugter Flüssigkeit und durch die Treibdüse der Strahl- pumpe strömendem Wasser linear von dem Verhältnis der Drücke vor und hinter der Strahlpumpe abhängt. So ändert sich z. B. das genannteMengenverhältnis von o bis Iõ°/o, wenn sich das Druckverhältnis von 82 auf 700/0 vermindert. Es bedingen also bereits geringe Abweichungen des Druckverhältnisses von einem bestimmten Wert erhebliche Veränderungen des Mengenverhältmsses.
  • Auch führen bereits geringe Verschlechterungen des Wirkungsgrades der Strahlpumpe, z.B. infolge nachträglicher Erhöhung des Reibungswiderstandes in der Treibdüse und vor allem im Diffusor, zu einer starken Verminderung des Mengenverhältnisses, wenn das Druckverhältnis z. B. durch einen Regler gleichgehalten wird. Eine solche Verminderung der dem Wasser zugemischten Zusatzflüssigkeitsmenge hat die unangenehme Folge, daß die Güte des aus dem Schaumbildner-Wasser-Gemisch etwa mittels eines nach dem Strahlluftpumpenprinzip arbeitenden Schaumerzeugers hergestellten Löschscbaumes beeinträchtigt wird.
  • Die Erfindung macht es sich zur Aufgabe, diesem Ubelstand abzuhelfen. Zu diesem Zweck wird unter Verwendung des Verfahrens nach dem Hauptpatent die Saugfähigkeit einer Strahlpumpe in Abhängigkeit von zwei Mengenmessungen, derjenigen des Betriebswassers und derjenigen des Schaumbildners, geregelt. Diese Arbeitsweise bringt den Vorteil mit sich, daß wegen unmittelbarer Verwendung derjenigen Meßgröße, auf deren Einhaltung es ankommt, nämlich der in der Zeiteinheit fließenden Schaumbildnermenge, als Impulsgrößekder Regelung eine sich etwa nachträglich einstellende Verschlechterung des Strahlpumpenwirkungsgrades ohne nachteilige Foigen für das Mengenverhältnis von Schaumbildner und Wasser und damit die Schaumgüte bleibt.
  • Um eine möglichst einfache Bauart zu erreichen, wird als Gerät zur Messung des Betriebswassers die Treibdüse der Strahlpumpe benutzt.
  • Mit Rücksicht auf die Tatsache, daß bei richtiger Arbeitsweise der hinter der Strahlpumpe vorhandene Druck dem vor derselben herrschenden Treibdruck proportional ist, kann gegebenenfalls auch die ganze Strahlpumpe als Gerät zur Messung der Wassermenge verwendet werden. In beiden Fällen dient der zwischen einem dieser Drücke und dem Druck im Saugraum der Strahlpumpe vorhandene Druckunterschied, üblicherweise als Wirkdruck bezeichnet, als Maß für die Wassermenge. Wie bei einer jeden Messung mittels Drosselgerätes wächst dieser Wirkdruck annähernd mit dem Quadrat der Wassermenge.
  • Der Stellmotor, auf den der Wirkdruck der Wassermenge wirkt, ist bei der vorliegenden Erwindung zwecks Vereinfachung der Bauweise in besonderer Art ausgebildet. Der höhere Druck, also der Druck vor oder hinter der Strahlpumpe, wirkt auf die Unterseite des Ventiltellers des Drosselorgans der Umgehungsleitung der Strahlpumpe. Der niedrigere Druck, also der Druck im Saugraum der Strahlpumpe, lastet auf einer beweglichen Wand, die mit der Spindel des Ventiltellers fest verbunden ist. Die Abdichtung der bewegllchen Wand, die zugleich auch die Abdichtung der Durchführung. der Venülspindel darstellt, erfolgt zweckmäßig mittels einer Membran oder eines Faltenbalges. Mit Vorteil kann der mittlere Durchmesser dieses Abdichtungsmittels so groß gewählt werden, daß die wirksame Fläche der beweglichen Wand gleich der wirksamen Fläche des Ventiltellers ist. Durch diese Maßnahme kann. falls nötig, eine Entlastung des Ventils herbeigeführt werden.
  • Auch der zweite, vom Wirkdruck der Schaumbildnermessung beaufschlagte Stellmotor, dessen Kraft, entsprechend der Haupterfindung, der Kraft des ersten Stellmotors entgegengeschaltet ist, ist in besonderer Weise ausgebildet. Da der Schaumbildner üblicherweise aus einem offenen, also nur unter Atmospbärendruck stehenden Gefäß entnommen wird und in der Saugkammer der Strahlpumpe nur ein begrenzter Unterdruck herrschen kann, wird zweckmäßigerweise das D ros selmeßgerät für den Schaumbildner so ausgebildet, daß der an ihm auftretende bleibende Druckverlust möglichst gering ist. Die Offnung des Drosselmeßgerätes wird also genügend groß bemessen. Damit am Ende zwischen den beiden Regelkräften Gleichgewicht herrschen kann, wird außerdem das Verhältnis der wirksamen Fläche der beiden Stellmotore umgekehrt gleich dem Verhältnis der an ihnen auftretenden Wirkdrücke gewählt.
  • Nach der weiteren Erfindung bildet das Drosselgerät einen Teil des dem Wirkdruck der Schaumbildnermessung unterworfenen Stellmotors und macht dessen Bewegungen mit. Durch diese Maßnahme werden besondere Wirkdruckleitungen vermieden, bei denen wegen der häufig klebenden Beschaffenheit des Schaumbildners die Gefahr der Verstopfung besteht.
  • Zwecks Einstellung des Mengenverhältnfisses von Zusatzflüssigkeit und Wasser kann, wie im Hauptpatent beschrieben, die wirksame Öffnung des Gerätes zur Schaumbildnermengenmessung mittels einer Nadel einstellbar veränderlich sein.
  • Es kann aber auch eine Nebenschlußleitung, die vor der Schaumbildnermengenmeßein,richtung abzweigt und hinter derselben wieder in die Schaumbilduerleitung mündet, mit verstellbarem Durchflußwiderstand angeordnet werden. Schließlich kann die Kraftübertragung zwischen den beiden zur Messung der Zusatzflüssigkeit bzw. des Wassers dienenden Stellmotoren mittels eines Hebelgetriebes mit einstellbarem ühersetztingsverhältni 5 vorgenommen werden.
  • Die Viskosität der handelsüblichen Schaumbildner ändert sich zum Teil stark mit der Temperatur. Von der Zähigkeit des Schaumbildners hängt einmal die Saugwirkung der Strahlpumpe, aber auch die Durchfluß zahl des von ihm durchströmten Drosselmeßgerätes ab. Es sind indessen Bauformen von Drosselmeßgeräten bekanntgeworden, bei denen die Durchflußzahl bei zunehmender Zähigkeit . ansteigt oder ihren Wert beibehält. Gemäß der weiteren Erfindung können, wo es notwendig ist, Drosselöffnungen dieser Art zur Messung der Schaumbildnermenge dienen.
  • Die Wassermenge, die durch die Treibdüse der Strahlpumpe strömt, und ebenso der zur Wassermessung dienende Wirkdruck sind von der durch die Umgehungsleitung an der Strahlpumpe vorbeiströmenden Teilwassermenge praktisch unabhängig. Diese Teilwassermenge bewirkt jedoch eine Verdünnung des aus dem Diffusor der Strahlpumpe austretenden Gemisches. Um den hierdurch verursachten Regel fehler auszuschalten, werden gemäß der weiteren Erfindung verschiedene Maßnahmen vorgesehen. Eine solche Maßnahme besteht darin, daß sich die wirksame Öffnung der Schaumbildnermeßdrossel mit wachsendem Hub des Drosselorgans der Umgehungsleitung ebenfalls vergrößert.
  • Als weiteres Mittel zur Erreichung dieses Zweckes kann eine äußere Hillfskraft, z. B. eine Federkraft, dienen, die eine mit dem Hub des Drosselorgans anwachsende Schließkraft auf dieses ausübt. Endlich kann in der Umgehungsleitung hinter dem Drosselorgan eine Drosselstelle angeordnet werden, die dafür sorgt, daß der zur Wassermessung dienende Wirkdruck mit zunehmender Umgehungswassermenge genügend stark ansteigt. Die drei eben angeführten Maßnahmen haben die Folge, daß der Mengenanteil des Schaumbildners unabhängig von äußeren Einflüssen stets gleich hoch bleibt. Wenn einer der beiden Wirkdrücke ausbleibt, so ist das normalerweise bestehende Kräftegleichgewicht gestört, da dann nur einer der beiden Stellmotoren eine Kraft ausübt. Als Folge davon kann eine Beschädigung von Teilen des Reglers eintreten. Nach der weiteren Erfindung wird daher die Größe des Hubes der beweglichen Teile des Reglers durch Anschläge in einer oder beiden Richtungen auf das erforderliche Maß begrenzt.
  • Zur weiteren Erläuterung sind in der Zeichnung Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch im Längsschnitt dargestellt.
  • Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 tritt das Druckwasser in den Treibdruckraum I der aus der Treibdüse 2 und dem Diffusor 3 bestehenden Strahlpumpe ein. Der Treibdruck wirkt auf die Unterseite 4 des Ventiltellers 5, der zusammen mit der Drosselkante 6 das Drosselorgan der Umgehungsleitung 7 bildet, in die das Umgehungswasser nach Durchströmen, des Raumes 24 eintritt.
  • Die Ventilspindel 8 ist mittels eines Faltenbalges 9, der den Raum 24 vom Raum 10 trennt, beweglich abgedichtet. Der Durchmesser der Drosselkante 6 ist gleich dem mittleren wirksamen Durchmesser des Faltenbalges g, so daß die vom Druck im Raum 24 auf den Faltenbalg 9 ausgeübte, nach oben wirkende Kraft die vom gleichen Druck auf die Oberseite des Ventiltellers 5 ausgeübte Kraft aufhebt.
  • Der Schaumbildner tritt durch den Stutzen II, in dem sich ein Sieb I2 befindet, in den Raum I3 ein. Die Räume Io und I3 sind durch die bewegliche Wand 14 voneinander getrennt. Diese ist mittels der Membran 15 beweglich abgedichtet, die zwischen dem Gehäuse Ió und dem Deckel I7 eingespannt ist. In der Mitte der Wand 14 befindet sich die Drosselöffnung I8, deren Größe mittels des Verstellkegels Ig geändert werden kann. Dieser ist mit Gewinde versehen und in dem Muttergewinde des durch Rippen mit dem Deckel 17 fest verbundenen Teiles 20 verstellbar. Die Ventilspindel 8 ist mittels eines Korbes 2I, durch dessen Öffnungen der Schaumbildner hintdurchströmen kann, mit der beweglichen Wand 14 fest verbunden.
  • Die wirksamen Flächen der beweglichen Wand 14 einerseits und des Ven,tiltellers 5 andererseits verhalten sich umgekehrt wie die Druckunterschiede in den Räumen I und 10 bzw. I3 und 10. Durch einen Verbindungskanal 22 strömt der Schaumbildner schließlich in den Saugraum 23.
  • Die Einrichtung arbeitet folgendermaßen: Bei Betriebsbeginn ist zunächst nur die auf die Unterseite 4 des Ventiltellers 5 vom Druck im Raum I ausgeübte Kraft vorhanden. Sie. schließt den Drosselspalt 5, 6, so daß praktisch kein Wasser durch die Umgehungsleitung 7 strömt. Infolgedessen sind das an der Strahlpumpe vorhandene Druckgefälle und damit auch edleren Saugkraft groß. Der hierdurch angesaugte Schaumbildner erzeugt an der Drosselöffnung I8 beimDurchströmen einen Wirkdruck, der eine nach unten gerichtete Kraft an der beweglichen Wand 14 zur Folge hat.
  • Diese Kraft steigt mit zunehmendem Schaumbildnerdurchfluß so lange an, bis sie der ersten, nach oben gerichteten Kraft das Gleichgewicht hält. Sobald sie etwas überwiegt, wird der Drosselspalt 5, 6 geöffnet, und es beginnt Wasser durch die Umgehungsleitung 7 zu strömen. Dies hat wieder eine Herabsetzung der Saugkraft der Strahlpumpe zur Folge, bis schließlich der Gleichgewichtszustand erreicht ist. Da eine Verzögerung zwischen dem Regelimpuls und der von ihm ausgelösten Zustandsänderung praktisch nicht vorhanden ist, arbeitet die Einrichtung schwingungsfrei.
  • Bei der Öffnungsbewegung des Ventiltellers 5 wird gleichzeitig die Größe der Drosselöffnung i8 etwas vergrößert. Bei richtiger Bemessung und Formgebung des Verstellkegels I9 kann es erreicht werden, daß hierdurch die von dem durch die Umgehungsleitung 7 strömenden Wasser verursachte Verdünnung des aus dem Diffusor 3 ausströmenden, Gemisches kompensiert wird, weil durch die vergrößerte Drosselöffnung I8 mehr Schaumbildner hindurchströmen muß, um den für das Kräftegleichgewicht nötigen Wirkdruck aufrechtzuerhalten.
  • Die in Fig. 2 gezeigte Vorrichtung arbeitet grundsätzlich ebenso wie die in Fig. I dargestellte.
  • Auf die Unterseite 4 des Ventiltellers 5 wirkt hier jedoch der Druck hinter der Strahlpumpe, der, wie oben ausgeführt, normalerweise proportional dem Druck im Raum I ist. Die Abdichtung des Raumes 25 gegen den Raum 10 erfolgt hier durch eine Membran 26. Der Raum I3 weist eine Öffnung 27 auf, deren Größe durch die Nadel 28 mittels Gewinde eingestellt werden kann. Die Nadel 28 besitzt zu diesem Zweck eine Handhabe 29. Der Schaumbildner strömt zum Teil durch die Nebenschlußleitung 30 in den Raum IO, SO daß er nur zu einem Teil durch die Drosselöffnung i8 fließt und an dieser einen Wirkdruck erzeugt. Durch Verstellen der Nadel 28 kann also der Wirkdruck an der beweglichen Wand 14 eingestellt werden.
  • Der Hub des Ventiltellers 5 wird nach unten durch einen Anschlag 3I begrenzt.
  • Eine Drosselstelle 32 in der Umgehungsleitung 7 sorgt dafür, daß der Druck auf die Unterseite 4 des Ventiltellers 5 mit wachsender Umgehungswassermenge etwas ansteigt und daß als Folge davon die Gemischverdünnung durch das Umgehungswasser durch verstärkte Schaumbildnerzufuhr ausgeglichen wird.

Claims (14)

  1. PATENTANSPRUCHE: 1. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens zur Regelung der dem Wasser bei der Erzeugung von Luftschaum für Feuerlöschzwecke zuzusetzenden Schaumbildnermenge nach Patent 905 929, dadurch gekennzeichnet, daß die Beeinflussung der Schaumbilduermenge mittelbar unter Verwendung einer Strahlpumpe mit einer Umgehungsleitung mit einem beispielsweise als Ventil ausgeführten Drosselorgan erfolgt.
  2. 2. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens zur Regelung der dem Wasser bei der Erzeugung von Luftschaum für Feuerlöschzwecke zuzusetzenden Schaumbildnermenge nach Patent 905 929, insbesondere Vorrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß als Gerät zur Messung der Betriebswassermenge die Treibdüse der Strahlpumpe oder diese selbst benutzt wird und daß der Unterschied zwischen dem Druck vor oder hinter der Strahlpumpe und dem Druck im Saugraum derselben oder dem Atmosphärenldruck als Wirkdruck der Wassermessung dient.
  3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Fläche des Ventiltellers des Drosselorgans derUmgehungsleitung gleichzeitig eine wirksame Fläche des vom Wirkdruck der Wassermessung beeinflußten Stellmotors bildet.
  4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die wirksame Fläche einer mit der Ventilspindel verbundenen beweglichen Wand, deren Abdichtung gleichzeitig zur Durchführung der Ventilspindel dient. gleich der durch Drosselkanten begrenzten wirksamen Fläche des Ventiltellers des Drosselventils der Umgehungsleitung ist.
  5. 5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche I bis A dadurch gekennzeichnet, daß das Drosselmeßgerät zur Schaumbilduermessung bei normalem Betrieb einen möglichst geringen bleibenden Druckverlust verursacht.
  6. 6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß sich die wirksamen Flächen der vom Wirkdruck der Wassermessung bzw. Schaumbilduermessung beeinflußten Stellmotoren umgekehrt verhalten wie die an ihnen herrschenden Wirkdrücke.
  7. 7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Drosselmeßgerät zur Messung der Schaumbildnermenge einen Teil der beweglichen Wand des zugehörigen Stellmotors bildet.
  8. S. Vorrichtung nach einem der Ansprüche I bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Mengenverhältnis von Schaumbildner und Betriebswasser durch Verändern des Durchflußwiderstandes einer Nebenschlußleitung verstellt wird, die vor der Schaumbildnermeßein,richtung abzweigt und hinter derselben wieder in die Scbaumbildnerleitung mündet.
  9. 9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Mengenverhältnis von Schaumbildner und Betriebswasser durch Verändern des Ühersetzungsverhältnisses zwischen den beiden Stellmotoren, z. B.- mittels Proportionalbebels, eingestellt wird.
  10. Io. Vorrichtung nach einem der Ansprüche I bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselöffnung zur Messung der Schaumbildnermenge so geformt ist, daß ihre Durchflußzahl mit dessen wachsender Zähigkeit ansteigt oder von derselben unabhängig ist.
  11. 11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche I bis lo, dadurch gekennzeichnet, daß die wirkt same Öffnung des Drosselmeßgerätes für den Schaumbildner sich mit wachsender Umgehnngswassermenge vergrößert.
  12. 12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche I bis I I, dadurch gekennzeichnet, daß auf das Drosselorgan der Umgehungsleitung z. B. mittels einer Feder eine mit dessen Hub anwachsende Schließkraft ausgeübt wird.
  13. 13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche r bis I2, dadurch gekennzeichnet, daß die Umgehungsleitung einen genügend großen, gegebenenfalls einstellbaren Durchflußwiderstand besitzt.
  14. 14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis I3, dadurch gekennzeichnet, daß die Huhbewegung der Stellmotoren oder sonstiger beweglicher Teile des Reglers durch Anschläge in einer oder beiden Bewegungsrichtungen auf das erforderliche Maß begrenzt wird.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2459679A1 (fr) * 1979-06-27 1981-01-16 Matincendie Sa Melangeur pour l'introduction d'un produit liquide en proportion determinee dans une canalisation de liquide sous pression
US6074176A (en) * 1994-10-20 2000-06-13 Conkin; David W. Proportional product injection circuit with two diaphragm valves

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