DE9321157U1 - Foam admixture for high pressure pumps - Google Patents
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Feuerwehrgeräte- und Fahrzeugbau D-79102 Freiburg L Br.Firefighting equipment and vehicle construction D-79102 Freiburg L Br.
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Beim Löschen von Klein- und Mittelbränden, vor allem in Wohn-, Geschäfts- oder Bürohäusern werden oft erhebliche Wasserschäden an Einrichtung und Bausubstanz verursacht.When extinguishing small and medium-sized fires, especially in residential, commercial or office buildings, significant water damage is often caused to furnishings and building structures.
Dadurch gewinnt das Hochdrucklöschverfahren als Brandbekämpfungsmaßnähme immer mehr an Bedeutung.As a result, the high-pressure extinguishing process is becoming increasingly important as a fire-fighting measure.
Die Entwicklung der Schaumversorgung der Hochdruckpumpe tendierte in den letzten Jahren in zwei Richtungen:The development of the foam supply of the high-pressure pump has tended in two directions in recent years:
1. Schaumversorgung der Hochdruckpumpe über die Niederdruckpumpe,1. Foam supply to the high pressure pump via the low pressure pump,
2. Schaumversorgung direkt an der Hochdruckpumpe mittels Hochdruckzumxscher.2. Foam supply directly to the high pressure pump using a high pressure mixer.
Den Fall Nr. 1 repräsentiert der FIX MIX Zumischer; ein System, das aufgrund der Patentanmeldungen DE 23 31 626 v. 22.6.73 bzw. AT 373 155 v. 24.5.74 nicht patentfähig ist, jedoch als zuletzt entwickeltes Zumischsystem und somit als der letzte Stand der Technik zu betrachten ist.Case No. 1 is represented by the FIX MIX mixer; a system that is not patentable due to patent applications DE 23 31 626 dated June 22, 1973 and AT 373 155 dated May 24, 1974, but is to be regarded as the most recently developed mixing system and thus as the latest state of the art.
Es verfügt über eine Strahlpumpe (bekannt auch als Injektor oder Pumpenvormischer) in der Saugleitung der Niederdruckpumpe. Dieser Energieumwandler, der die Arbeitsfähigkeit der geförderten Flüssigkeit zu Lasten der Förderflüssigkeit erhöht, wird mit einerIt has a jet pump (also known as an injector or pump premixer) in the suction line of the low-pressure pump. This energy converter, which increases the working capacity of the pumped liquid at the expense of the pumped liquid, is connected to a
CKQÖ103CKQÖ103
Arbeitsleitung von der Niederdruckpumpenseite verbunden. Die Niederdruckpumpe fördert über diese Nebenstromleitung Druckwasser (sog. Betriebs-Treibwasser oder Förderflüssigkeit), das über die Treib- und Fangdüse der Strahlpumpe wieder in die Niederdruckpumpensaugleitung gelangt. Durch die erhöhte Fließgeschwindigkeit im Saugraum zwischen Treib- und Fangdüse sinkt der Druck unter den atmosphärischen Luftdruck. Die Strahlpumpe saugt Schaummittel an, das von der Saugleitung in die Niederdruckpumpe und von dort bei Bedarf in die Hochdruckpumpe geführt werden kann.Working line connected from the low-pressure pump side. The low-pressure pump conveys pressurized water (so-called operating motive water or conveying liquid) via this bypass line, which returns to the low-pressure pump suction line via the jet pump's motive and collecting nozzle. Due to the increased flow speed in the suction chamber between the motive and collecting nozzle, the pressure drops below atmospheric air pressure. The jet pump sucks in foam agent, which can be fed from the suction line into the low-pressure pump and from there into the high-pressure pump if required.
Die üblichen Hochruckpumpen der verschiedenen Hersteller habenThe usual high-pressure pumps from various manufacturers have
P eine Leistung zwischen 250 l/min, bis 400 l/min, bei 40 bar, d.h.P a capacity between 250 l/min, up to 400 l/min, at 40 bar, i.e.
daß die Hochdrucksysteme meistens mit einer, evtl. mit zwei Hochdruckhaspeln und Hochdruckpistolen (Leistung: 146 l/min, bis 203 l/min, bei 20 bis 40 bar) ausgerüstet sind.that the high-pressure systems are usually equipped with one, possibly two high-pressure reels and high-pressure guns (output: 146 l/min, up to 203 l/min, at 20 to 40 bar).
Da dieses Zumischsystem laut Prospektblatt erst ab 200 l/min, den Betrieb aufnimmt, ist eine Anwendung für Hochdruckpumpen mit 250 l/min. Leistung oder Anlagen die nur eine Hochdruckhaspel besitzen, nicht möglich.Since, according to the brochure, this mixing system only starts operating at 200 l/min, it cannot be used for high-pressure pumps with an output of 250 l/min or systems that only have one high-pressure reel.
0 Die exakte Genauigkeit kann bei dieser Lösung nicht gewährleistet0 The exact accuracy cannot be guaranteed with this solution
werden, da das Gerät in dem Bereich zwischen 200 bis 400 l/min., in dem gewöhnlich auch mit Hochdruckpumpe gearbeitet wird, eine
Abweichung von bis zu + 20 % von der eingestellten Schaumzumisch-™
rate aufweist bei der einzig möglichen Einstellung von 3 %.
In Anbetracht dessen, daß einzelne Institutionen lediglich +/-10 % Abweichung zulassen, aber auch Flughafen Industrie-, Chemie-
und Raffineriebetriebe ähnliche Forderungen stellen, ist die Entwicklung eines neuen Systems für diesen Leistungsbereich
erforderlich.because the device in the range between 200 and 400 l/min., in which the high pressure pump is usually used, has a deviation of up to + 20 % from the set foam mixing rate with the only possible setting of 3 %.
Considering that individual institutions only allow +/-10% deviation, but also airports, industrial, chemical and refinery plants have similar requirements, the development of a new system for this performance range is necessary.
0 Eine weitere Ungenauigkeit - die durch die fest eingestellten und nicht korrigierbaren Schaumzumischraten unterstützt wird entsteht durch das allgemein bekannte Verhalten der Strahlpumpe im Hydrantenbetrieb.0 A further inaccuracy - which is supported by the fixed and non-correctable foam proportioning rates - arises from the generally known behavior of the jet pump in hydrant operation.
Das aus dem Hydranten zugeführte Druckwasser, das ja auch in 5 Richtung Strahlpumpe fließt, erzeugt einen erheblichen GegendruckThe pressurized water supplied from the hydrant, which also flows in the direction of the jet pump, creates a considerable counter pressure
gegen das durch die Arbeitsleitung (By-Pass) und Strahlpumpe fließende Betriebs-(Treib)wasser, das gleichzeitig Schaummittel in die Niederdruckpumpe fördert.against the operating (driving) water flowing through the working line (by-pass) and jet pump, which simultaneously pumps foam agent into the low-pressure pump.
Je nach Hydrantendruck kann dieser Gegendruck begrenzt werden mit Hilfe von Pumpendruckerhöhung oder maximale Öffnung der
Schaumdosiereinrichtung, jedoch liefert die Strahlpumpe auf jeden Fall weniger und unkontrollierbare Schaummengen als jeweils
gewünscht.
Somit kann die Hochdruckpumpe ebenso wenig oder überhaupt nicht mit Schaummittel versorgt werden.Depending on the hydrant pressure, this back pressure can be limited by increasing the pump pressure or opening the foam dosing device to the maximum, but in any case the jet pump delivers less and uncontrollable amounts of foam than desired.
This means that the high-pressure pump may be supplied with little or no foam agent.
Um beim Löschen mit der Hochdruckpumpe (Schaumbetrieb) die Brandausbreitung zu verhindern bzw. bestimmte Objekte vor Strahlungswärme zu schützen, wird beim Löscheinsatz häufig gleichzeitig Wasser zur Kühlung über die Niederdruckpumpe abgegeben.In order to prevent the fire from spreading when extinguishing with the high-pressure pump (foam operation) or to protect certain objects from radiant heat, water is often released for cooling via the low-pressure pump during extinguishing operations.
In diesem Fall kann ein sog. Parallelbetrieb d.h. Schaum-Hochdruck löschen, Niederdruck-Wasser kühlen, auch nicht verwirklicht werden, da sich in der Niederdruckpumpe für die Hochdruckpumpen-Schaumversorgung ständig Schaum befindet.In this case, a so-called parallel operation, i.e. high-pressure foam extinguishing, low-pressure water cooling, cannot be implemented either, since there is always foam in the low-pressure pump for the high-pressure pump foam supply.
Im Falle dieses Einsatzbeispiels kommt noch ein unnötiger, ständiger Druckverlust hinzu, der durch den federbelasteten Staukörper der Dosiereinrichtung des Zumischers entsteht.In the case of this application example, there is also an unnecessary, constant pressure loss caused by the spring-loaded bluff body of the dosing device of the mixer.
™ Im Falle Nr. 2 - die Hochdruckpumpe wird über einen separaten
5 Zumischer versorgt - ist beispielsweise eine Vorrichtung durch die Patentschrift Nr. : CH 595 850 bekanntgeworden.
Durch die Entwicklung verschiedener neuer SchaummittelSorten (ca.
140 auf dem europäischen Markt) und die daraus entstandenen erhöhten Anforderungen auf Genauigkeit der eingestellten
0 Schaumzumischraten durch die Feuerwehren, war diese Anordnung des
Hochdruckzumischers nicht mehr vorteilhaft einsetzbar.
Auch die thermischen Probleme, die sich aus der stoßweise abgegebenen Löschmenge bei ständig laufender Pumpe ergeben, wirkten
sich auf die in der Pumpe befindlichen Dichtungen nachteilig aus. 5 Durch diese Lösung entstand auch ein größerer Druckverlust, so™ In case no. 2 - the high pressure pump is supplied via a separate 5 mixer - a device has become known, for example, from patent specification no.: CH 595 850.
Due to the development of various new types of foam concentrate (approx. 140 on the European market) and the resulting increased requirements on accuracy of the set foam proportioning rates by the fire brigades, this arrangement of the high-pressure proportioner was no longer advantageous.
The thermal problems resulting from the bursting of extinguishing fluid while the pump was running continuously also had a detrimental effect on the seals in the pump. 5 This solution also resulted in a greater pressure loss, so
daß ein Hochdruckeffekt nur beschränkt aufrechterhalten werden konnte. Damit konnte man die Gesamtleistung der Hochdruckpumpe nicht voll ausnützen.that a high-pressure effect could only be maintained to a limited extent. This meant that the overall performance of the high-pressure pump could not be fully utilized.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Hochdruckzumischsystem zu schaffen, das die vorhin erwähnten Nachteile ausschließt.The present invention is therefore based on the object of creating a high-pressure mixing system that excludes the previously mentioned disadvantages.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß eine Hochdruckstrahlpumpe direkt an der Hochdruckpumpe so angeordnet ist, daß sie sich zwischen der Hochdruckpumpe Druck- bzw. Saugseite befindet, eine separate Schaumdosiereinrichtung zur Einstellung von verschiedenen Schaummittelzumischraten und eine automatischeAccording to the invention, this object is achieved in that a high-pressure jet pump is arranged directly on the high-pressure pump so that it is located between the high-pressure pump pressure and suction side, a separate foam dosing device for setting different foam agent mixing rates and an automatic
&psgr; thermische Entlastungseinrichtung aufweist. &psgr; thermal relief device.
Erfindungsgemäß ist ferner vorgesehen, daß die Verbraucherleitung über einen Strömungswächter geführt wird, der dafür sorgt, daß bei stoßweise abgegebenen Löschmengen in den kurzzeitigen Löschpausen, wo die Pumpe nicht abgestellt wird, keine zusätzlichen Schaummittel durch die Hochdruckstrahlpumpe angesaugt werden. Der Hochdruckzumischer ist einfach im Aufbau, wobei die Dosiereinrichtung dafür sorgt, daß mehrere Schaumprozentzumischraten 0 eingestellt werden können.According to the invention, it is further provided that the consumer line is guided over a flow monitor, which ensures that no additional foam agent is sucked in by the high-pressure jet pump when extinguishing quantities are released in bursts during the short extinguishing breaks when the pump is not turned off. The high-pressure mixer is simple in design, with the dosing device ensuring that several foam percentage mixing rates 0 can be set.
Nachfolgend ist anhand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt:An embodiment of the invention is shown below with reference to the drawing:
Die dargestellte Feuerlöschpumpenanlage weist eine Hochdruckpumpe W 1 auf, die über eine Leitung 2, Wartungseinheit 3 und Absperrorgan 4 mit der Niederdruckpumpe 5 verbunden ist.The fire extinguishing pump system shown has a high-pressure pump W 1, which is connected to the low-pressure pump 5 via a line 2, maintenance unit 3 and shut-off device 4.
Die Niederdruckpumpe 5 kann entweder von außen (offene Gewässer oder Hydrant) über die Saugleitung 6, oder von dem Wasserbehälter 7 über die Leitung 8 mit Wasser versorgt werden. Die Niederdruckpumpe 5 ist über die Druckleitung 2 mit dem Niederdruckver-0 braucher wie z.B. Handrohre, Werfer bzw. mit der Hochdruckpumpe 1 über das Absperrorgan 4 und Wartungseinheit 3 verbunden. In der Druckausgangs leitung 9, der Hochdruckpumpe 1, ist ein Thermofühler 10 eingebaut, der die gesamtdurchfließende Löschmenge der Hochdruckverbraucher thermisch kontrolliert, unabhängig davon, ob sich die Hochdruckpumpe im Schaum- oder Wasserbetrieb befindet.The low-pressure pump 5 can be supplied with water either from outside (open water or hydrant) via the suction line 6, or from the water tank 7 via the line 8. The low-pressure pump 5 is connected via the pressure line 2 to the low-pressure consumer such as hand pipes, turrets or to the high-pressure pump 1 via the shut-off device 4 and maintenance unit 3. A thermal sensor 10 is installed in the pressure output line 9 of the high-pressure pump 1, which thermally controls the total extinguishing quantity flowing through the high-pressure consumer, regardless of whether the high-pressure pump is in foam or water mode.
Von der Druckausgangsleitung 9 der Hochdruckpumpe zweigen zwei Leitungen 11 und 12 ab. Die Leitung 11, die über das Absperrorgan 20 automatisch fernbedient absperrbar ist, dient als automatische thermische Entlastung der Hochdruckpumpe 1. Die zweite Leitung 12 verteilt sich auf die Leitung 13 und 16. Die Leitung 13, die von dem Bedienstand der Gesamtpumpenanlage aus fernbedient absperrbar ist, führt die Hochdrucklöschmenge mit einem Druck von ca. 40 bar über den Durchflußwächter 15 zur Hochdruckhaspel 18 bwz. Hochdruckpistole 19.Two lines 11 and 12 branch off from the pressure output line 9 of the high-pressure pump. Line 11, which can be automatically shut off remotely via the shut-off device 20, serves as an automatic thermal relief for the high-pressure pump 1. The second line 12 is distributed between lines 13 and 16. Line 13, which can be shut off remotely from the control station of the entire pump system, leads the high-pressure extinguishing quantity at a pressure of approx. 40 bar via the flow monitor 15 to the high-pressure reel 18 or high-pressure gun 19.
Über die Leitung 16, die automatisch wirkend über das Absperrorgan 17 fernbedient absperrbar ist, wird das durch die Hochdruck-The pressure generated by the high-pressure
&psgr; strahlpumpe 21 für die Funktion notwendige Treibwasser in die
Verbindungsleitung 2 geführt. Die Hochdruckstrahlpumpe 21 mit Rückschlagventil 22 ist über die Leitung 24 und Absperrorgan 2 6
mit dem Schaummittelbehälter 27 bzw. Absperrorgan 25 mit dem Schaumbidon 2 8 verbunden, d,h. daß die Hochdruckstrahlpumpe
jederzeit in der Lage ist, Schaummittel aus externen Behältern anzusaugen. An der Dosiereinrichtung 23 können die entsprechenden
Schaumzumischprozentraten stufenlos eingestellt werden.
Beim Löscheinsatz, bei dem durch die Hochdruckpistole 19 Schaum für Löschzwecke und ein Niederdruckhandstrahlrohr 3 0 Wasser für
Kühlzwecke abgegeben werden müssen, saugt die Niederdruckpumpe 5 über die Leitung 8 aus dem Wasserbehälter 7 Löschwasser an und ψ jet pump 21 feeds the motive water required for its operation into the connecting line 2. The high-pressure jet pump 21 with non-return valve 22 is connected via the line 24 and shut-off device 26 to the foam agent container 27 or shut-off device 25 to the foam canister 28, i.e. the high-pressure jet pump is always able to suck in foam agent from external containers. The corresponding foam mixing percentage rates can be continuously adjusted on the dosing device 23.
During firefighting operations, in which foam for extinguishing purposes must be dispensed through the high-pressure gun 19 and water for cooling purposes must be dispensed through a low-pressure hand jet pipe 30, the low-pressure pump 5 draws extinguishing water from the water tank 7 via the line 8 and
™ liefert dieses über die Leitung 2 bei einem Betriebsdruck von 5 ca. 8 bar an die Verbraucher. Zum Kühleinsatz wird das Absperrorgan 3 0 geöffnet und das Handstrahlrohr 31 liefert die zum Kühlen notwendige Wassermenge.™ delivers this to the consumers via line 2 at an operating pressure of 5 approx. 8 bar. For cooling use, the shut-off device 3 0 is opened and the hand jet pipe 31 delivers the amount of water required for cooling.
Gleichzeitig wird über das Absperrorgan 4 und Wartungseinheit 3 in die Hochdruckpumpe 1 Wasser geführt, das über die Druckleitung 9 und Thermofühler 10 von der Leitung 12 in die beiden Leitungen 13 und 16 gefördert wird. Wenn das Absperrorgan 14 geöffnet wird, fließt das Wasser mit einem Betriebsdruck von ca. 40 bar über den Strömungswächter 15 in die Hochdruckhaspel 18 bzw. Hochdruckpistole 19. Schaltet man im Schaumbetrieb die Treib-5 wasserleitung 16 und Schaumsaugleitung 24 mit Hilfe der beidenAt the same time, water is fed into the high-pressure pump 1 via the shut-off device 4 and maintenance unit 3, which is then pumped from line 12 into the two lines 13 and 16 via the pressure line 9 and thermal sensor 10. When the shut-off device 14 is opened, the water flows at an operating pressure of approx. 40 bar via the flow monitor 15 into the high-pressure reel 18 or high-pressure gun 19. If the motive water line 16 and the foam suction line 24 are switched on in foam operation using the two
Absperrorgane 17 und 2 6 dazu, saugt die Hochdruckstrahlpumpe 21 über die Dosiereinrichtung 23 und das Rückschlagventil 22 Schaummittel in den vorher gewählten und manuell eingestellten Schaumzumischprozentraten entsprechend aus dem Schaummittelbehälter 27 an.Shut-off devices 17 and 26 are used, the high-pressure jet pump 21 sucks foam agent from the foam agent container 27 via the metering device 23 and the check valve 22 in the previously selected and manually set foam mixing percentage rates.
Erfordern die Löschverhältnisse ein kurzzeitiges Einstellen des Schaumlöscheinsatzes durch die Löschmannschaft an der Einsatzstelle, sperrt der Strömungswächter 15 automatisch die Treibwasserförderung durch das Schließen des Absperrorgans 17, das gleichzeitig eine weitere Schaumansaugung des Hochdruckzumischers beendet, ab. Ebenso registriert der Strömungswächter, daß keine Löschmenge fließt, wenn das Absperrorgan 14 durch den Bedienmann am Pumpenstand der Pumpenanlage abgestellt wird; die Anlage führt die gleichen Schaltvorgänge aus.If the extinguishing conditions require the firefighting team to temporarily stop using foam at the scene, the flow monitor 15 automatically shuts off the motive water supply by closing the shut-off device 17, which at the same time stops any further foam suction from the high-pressure mixer. The flow monitor also registers that no extinguishing fluid is flowing if the shut-off device 14 is shut off by the operator at the pump station of the pump system; the system carries out the same switching processes.
Dauert die Löschpause durch irgendeine nicht vorhersehbare Behinderung der Löschmannschaft länger und erhitzt sich die in der Hochdruckpumpe befindliche Löschmenge, schaltet der Thermofühler 10 das Absperrorgan 20 automatisch ab und die erhitzte Löschmenge wird ins Freie gefördert. Es fließt von der Nieder-0 druckpumpe die gleiche Wassermenge nach, so daß die Hochdruckpumpe bzw. die Dichtungen in der Hochdruckpumpe keinen Schaden nehmen können.If the firefighting break lasts longer due to some unforeseeable hindrance to the firefighting team and the extinguishing quantity in the high-pressure pump heats up, the thermal sensor 10 automatically switches off the shut-off device 20 and the heated extinguishing quantity is pumped out into the open. The same amount of water flows from the low-pressure pump so that the high-pressure pump or the seals in the high-pressure pump cannot be damaged.
Falls notwendig, kann die Niederdruckpumpe saugseitig ebenso mitIf necessary, the low-pressure pump can also be equipped with
W einer Strahlpumpe {Pumpenvormischer) 3 5 oder einer Venturidüse (Saugzumischer) versehen werden, so daß diese Aus führungs form auch für die Niederdruck-Feuerlöschpumpenanlage verwendbar ist. W a jet pump (pump premixer) 3 5 or a Venturi nozzle (suction mixer), so that this design can also be used for the low-pressure fire extinguishing pump system.
Eine sehr vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung besteht darin, daß anstelle der Strömungswächter 15 ein induktiver DurchflußmesserA very advantageous embodiment of the invention consists in that instead of the flow monitor 15 an inductive flow meter
(33) in die Leitung 13 eingebaut wird, der über einen Mikro-0 prozessor nicht nur die Funktion des Schaltens des Absperrorgans
17, sondern auch das Einstellen der vorgegebenen Zumischraten automatisch stufenlos vornimmt, wobei die Schaumsaugleitung 24
ebenso mit einem Durchflußmeßgerät 31 vorgesehen ist.
Die Erfindung betrifft einen Hochdruckzumischer in einer 5 Hochdruck/Niederdruck-Feuerlöschpumpenanlage für Lösch- und(33) is installed in the line 13, which via a microprocessor not only carries out the function of switching the shut-off device 17, but also automatically and continuously adjusts the predetermined mixing rates, the foam suction line 24 also being provided with a flow meter 31.
The invention relates to a high-pressure proportioner in a 5 high-pressure/low-pressure fire pump system for extinguishing and
Kühlzwecke, der eine niederdruckpumpenunabhängige Schaumversorgung vorsieht. Dadurch wird der Kühleffekt der Niederdruckpumpe verbessert und die aus dem Hydrantendruck entstehenden Ungenauigkeiten der Schaumdosierung werden abgestellt.Cooling purposes, which provides a foam supply independent of the low-pressure pump. This improves the cooling effect of the low-pressure pump and eliminates the inaccuracies in foam dosing caused by the hydrant pressure.
Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, in der HochdruckförderleitungAccording to the invention, it is proposed to provide in the high-pressure conveying line
(9) neben einem Thermofühler (10) zusätzlich einen Strömungswächter(9) in addition to a thermal sensor (10) a flow monitor
(15) oder Durchflußmesser (33) vorzusehen um Temperatur und(15) or flow meter (33) to measure temperature and
, Durchfluß zu messen. Durch die Ausgangssignale der Geräte wird automatisch über eine vorzugsweise pneumatische Stelleinrichtung, to measure flow. The output signals of the devices are automatically via a preferably pneumatic control device
(20) der thermischen Entlastung (11) - die Hochdruckpumpe gekühlt, das Abstellen des Treibwassers, der Schaumzufuhr bzw. eine(20) the thermal relief (11) - the high pressure pump is cooled, the shutting off of the motive water, the foam supply or a
&psgr; stufenlose Dosierung (23) gesichert, um keine Überschäumung bzw. eine optimale Zumischung zu erreichen. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß dieses System für den Niederdruckpumpenbereich ebenso verwendbar ist. ψ continuous dosing (23) is ensured to avoid excessive foaming and to achieve optimum mixing. A further advantage is that this system can also be used for low-pressure pumps.
Claims (12)
152. High-pressure/low-pressure fire extinguishing pump system according to claim 1 or 2, characterized in that a flow monitor (15) is arranged in the high-pressure pump consumer line (13) and that the flow monitor (15) automatically shuts off the bypass line (16) via the shut-off device (17).
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