DE9404549U1

DE9404549U1 - Schaumlöschanlage

Info

Publication number: DE9404549U1
Application number: DE9404549U
Authority: DE
Original assignee: HAENY AND CIE AG
Current assignee: HAENY AND CIE AG
Priority date: 1993-03-25
Filing date: 1994-03-17
Publication date: 1994-07-14
Anticipated expiration: 2004-03-18
Also published as: CH688764A5

Description

Patentanwältin * »European· P'a^efYt Attorney!

Häny & Cie. AG

Bergstraße 103 80469 München

CH-8706 Meilen

Telefax (0 89) 2916 19 76

17. März 1994 34-195 Kö-zw

SCHAUMLOSCHANLAGE .

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Schaumlöschanlagen. Sie betrifft Schaumlöschanlage, umfassend eine Wasserzuleitung, eine in die Wasserzuleitung mündende Schaummittelzuleitung und eine in der Schaummittelzuleitung angeordnete Beimischpumpe.

Im Brandschutz werden, insbesondere dort, wo Räumlichkeiten oder Anlagen mit elektrischen oder chemietechnischen Einrichtungen geschützt werden sollen, zunehmend Schaumlöschanlagen, speziell auch in Form von Sprinkleranlagen, eingesetzt. Derartige Schaumlöschanlagen erzeugen im Brandfall aus Wasser und einem chemisch wirkenden Schaummittel einen Löschschaum, der gezielt oder flächig auf den Brandherd aufgebracht wird, um die Sauerstoffzufuhr zu unterbinden und damit den Brand zu ersticken. Zur Bildung des Löschschaums wird das Schaummittel in der Regel mittels einer Beimischpumpe aus einem Vorratsbehälter herausgepumpt und dem in einer Wasserzuleitung zum Löschort fliessenden Wasser zugegeben.

Das zur Bildung des Löschschaums verwendete Schaummittel, welches üblicherweise in Form eines Extraktes vorliegt, ist einerseits in seiner Konsistenz {z.B. Viskosität) sehr unterschiedlich und andererseits umweltbelastend und aggressiv. Es muss deshalb dafür Sorge getragen werden, dass die verwendete Beimischpumpe nicht nur das Schaummittel unabhängig von der jeweiligen Konsistenz problemlos fördern, sondern auch das

Schaummittel über die zunächst leeren Saugleitungen ansaugen kann. Es ist weiterhin deshalb auch wünschenswert, beim Schaummittel möglichst kleine Lagennengen vorzusehen, um das Gefährdungspotential gering zu halten. Dies setzt jedoch voraus, dass die dem Wasser jeweils zugegebene Menge des Schaummittels genau - möglichst bis auf wenige % - dosiert werden kann.

Bei den bisher üblichen Schaumlöschanlagen wurden verschiedene Wege beschritten, um in Abhängigkeit von der Durchflussmenge des Löschwassers eine entsprechende Menge Schaummittel zu fördern und dem Wasser zuzugeben: Bei einem dieser Wege wird in der Wasserzuleitung eine durch das Wasser angetriebene Turbine angeordnet, welche über eine mechanische Kopplung eine in der Schaummittelzuleitung sitzende Pumpe antreibt. Eine derartige Dosierungsvorrichtung ist jedoch sehr ungenau.

Bei einem anderen Weg wird in der Wasserzuleitung eine Venturi-Düse {Wasserstrahlpumpe) vorgesehen, die das Schaummittel ansaugt und unmittelbar in den Wasserstrahl einbringt. Auch in diesem Fall ist die Dosierung sehr ungenau, weil die Pumpleistung mit der Wassermenge sehr stark und nicht-linear variiert.

Bei einem dritten Weg schliesslich wird als Beimischpumpe eine Kreiselpumpe verwendet. Die Kreiselpumpe muss dabei wegen ihrer Pumpcharakteristik auf Nenndrehzahl laufen, während der effektive Durchfluss über eine Kombination aus einem steuerbaren Schieber und einer Bypassleitung gesteuert wird. Abgesehen· von einem erhöhten Aufwand verhindern die hierbei auftretenden Druck- und Mengenschwankungen jedoch eine kontinuierliche und genaue Dosierung, insbesondere an den Rändern des Arbeitsbereiches.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Schaumlöschanlage zu schaffen, welche bei verringertem Aufwand eine kontinuierli-

ehe und genaue Dosierung ermöglicht und sogar problemlos aus bestehenden Anlagen durch Nachrüstung aufgebaut werden kann.

Die Aufgabe wird bei einer Schaumlöschanlage der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass die Be!mischpumpe eine volumetrische Pumpe ist, dass in der Wasserzuleitung ein erster Durchflussmesser angeordnet ist, dass der Ausgang des ersten Durchflussmessers mit einem ersten Eingang einer Steuerung verbunden ist, und dass ein Ausgang der Steuerung mit der Beimischpumpe in Wirkverbindung steht.

Der Kern der Erfindung besteht darin, die Dosierung der Schaummittelmenge in Abhängigkeit von der gemessenen Durchflussmenge des Wassers direkt über die Förderleistung der Beimischpumpe zu steuern, wobei als Beimischpumpe eine sogenannte "volumetrische" Pumpe verwendet wird, bei der das Fördervolumen pro Zeiteinheit linear von der Drehzahl (bei drehenden Pumpen) bzw. Taktzahl (bei Kolbenpumpen oder dgl.) abhängt, oder anders ausgedrückt, bei der pro Umdrehung oder Takt eine feste Fördermenge gegeben ist. Derartige volumetrische Pumpen sind beispielsweise Zahnradpumpen, Schneckenpumpen oder Kolbenpumpen.

Eine erste bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemässen Schaumlöschanlage zeichnet sich dadurch aus, dass die Beimischpumpe als Schneckenpumpe, vorzugsweise als Exzenterschneckenpumpe ausgebildet ist, dass die Beimischpumpe von einem Wechselstrommotor angetrieben wird, dessen Drehzahl von der Frequenz des Wechselstroms abhängt, und dass zwischen dem Ausgang der Steuerung und der Beimischpumpe ein Frequenzumformer angeordnet ist. Wegen der genauen Steuerbarkeit der Frequenz lassen sich hierdurch die Durchflussmengen besonders genau steuern.

Eine zweite bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemässen Schaumlöschanlage ist dadurch gekennzeichnet, dass die Steue-

rung als Speicherprogrammierbare Steuerung (SPS) ausgebildet ist. Mit einer solchen Steuerung wird eine grosse Flexibilität und leichte Einstellbarkeit erreicht.

Weitere Ausführungsformen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.

Die Erfindung soll nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels im Zusammenhang mit der Figur näher erläutert werden. Die einzige Figur zeigt dabei den Leitungsplan einer Schaumlöschanlage in Form einer Sprinkleranlage gemäss einem in der Praxis erprobten Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Der in der Figur dargestellte Plan zeigt den prinzipiellen Aufbau des Leitungssystems (durchgezogene Linien) und der elektrischen Verdrahtung (gestrichelte Linien) einer Schaumlöschanlage 1 nach dem Sprinklersystem. Wesentliche Teile der Anlage sind eine Wasserzuleitung 3I₇ die über ein Alarmventil 22 zu einem Sprinkler 10 führt (der Sprinkler 10 steht hier ■ stellvertretend für eine Vielzahl von Sprinklern, die üblicherweise über die zu schützenden Räumlichkeiten verteilt angeordnet sind). Das Alarmventil 22 öffnet in an sich bekannter Weise den Zufluss zum Sprinkler 10, wenn dort eine Temperaturerhöhung über einen festgelegten Schwellenwert erfolgt. Die Wasserzuleitung 31 kann aus einem Wasseranschluss 23 über ein erstes Handventil 24, eine Sprinklerpumpe 25 und ein erstes Rückschlagventil 26, oder aus einer Hauptleitung 28 über ein zweites Handventil und ein zweites Rückschlagventil 30 versorgt werden.

Neben der Wasserzuleitung 31 ist eine Schaummittelzuleitung 12 vorgesehen, die z.B. von einem hier nicht dargestellten Schaummittelbehälter kommt. Die Schaummittelzuleitung 12 führt über ein drittes Handventil 13, ein drittes Rückschlagventil 14, ein Filter 15 und ein erstes Motorventil 16 zur Ansaugseite einer Beimischpumpe 17. Hinter dem Ausgang der Beimischpumpe 17 mündet die Schaummittelzuleitung 12 nach ei-

nem vierten Rückschlagventil 20 in die Wasserzuleitung 31, wo die Vermischung des Schaummittels mit dem Wasser stattfindet, welches dann beim Austritt aus der Sprinklerdüse schäumt.

Sowohl in der Wasserzuleitung 31 als auch in der Schaummittelzuleitung 12 (hinter der Beimischpumpe 17) ist jeweils ein Durchflussmesser 27 bzw. 18 angeordnet, der den Wasser- bzw. den Schaummittel-Durchfluss misst. Der Messwert aus dem Durchflussmesser 27 wird auf einen ersten Eingang einer Steuerung 4 gegeben, die innerhalb eines Schaltkastens 2 untergebracht ist und vorzugsweise als Speicherprogrammierbare Steuerung SPS ausgebildet ist. Die Steuerung 4 steuert nach Massgabe der gemessenen Wasser-Durchflussmenge die Ausgangsfrequenz eines Frequenzumformers 3, der seinerseits auf die Drehzahl des Antriebs der Beimischpumpe 17 einwirkt. Um neben der Steuerung auch noch eine Regelung der Schaummittelmenge zu erreichen, wird der Ausgang des Durchflussmessers 18 auf einen zweiten Eingang der Steuerung 4 gegeben, so dass ein Regelkreis gebildet wird. Die zugegebene Menge des Schaummittels, bezogen auf die Wassermenge, liegt dabei üblicherweise unterhalb von 10 %, z.B. 6 % mit einer Schwankung von max.i 5 % der Dosiermenge.

Damit die Steuerung der Drehzahl des Pumpenantriebs eine genaue und zuverlässige Dosierung der Schaummittelmenge zur Folge hat, ist die Beimischpumpe 17 als volumetrische Pumpe ausgebildet, bei der die Fördermenge linear von der Drehzahl abhängt. Bevorzugt wird dabei wegen der Robustheit und Vielseitigkeit eine sogenannte Exzenter-Schneckenpumpe. Eine solche Pumpe arbeitet nach dem rotierenden Verdrängersystem, d.h.,'sie ist selbstansaugend und richtet sich in Leistung und Fördermenge nach der Antriebsdrehzahl. Bei ihr dreht sich ein Rotor als eingängiges Rundgewinde mit hoher Steigung und grosser Gewindetiefe in einem Gegenstück, dem Stator. Durch die Drehung verschieben sich zwangsläufig die bestehenden Förderräume zwischen Stator und Rotor in axialer Richtung unter Beibehaltung von Form und Volumen. Dadurch ergibt sich

ein nahezu pulsationsfreier Förderstrom, so dass selbst hochviskose Materialien problemlos selbstansaugend transportiert werden können. Eine solche Exzenter-Schneckenpumpe wird z.B. in der Schweiz von der Anmelderin vertrieben.

Zum Schutz der Beimischpumpe 17 und der entsprechenden Leitungen und Armaturen vor auftretenden Ueberdrücken ist parallel zur Pumpe eine mit einem zweiten Motorventil 19 versehene Bypassleitung 33 verlegt, die mit einem hinter der Pumpe angeordneten Ueberdrucksehalter 32 in Wirkverbindung steht und bei Auftreten eines gefährlichen Ueberdrucks geöffnet wird, so dass die Pumpe im geschlossenen Kreislauf arbeiten kann. Im Normalbetrieb ist die Bypassleitung 33 jedoch geschlossen.

Zum Reinigen der Schaummittelleitungen nach einem Löscheinsatz kann zusätzlich eine Spülleitung 6 vorgesehen werden, mit der über ein viertes Handventil 7, ein elektrisch betätigtes Spülventil 8, und ein fünftes Rückschlagventil 11 Spülwasser durch den Leitungsstrang von der Beimischpumpe 17 bis zum vierten Rückschlagventil 20 geleitet werden kann. Das Spülwasser kann dann über eine mit einem elektrisch betätigten Ablassventil 9 ausgestattete Ablassleitung 21 in einen (nicht dargestellten) Auffangbehälter abgelassen werden.

Die verschiedenen elektrisch betätigten Ventile sind elektrisch mit dem Schaltkasten 2 verbunden, der seinerseits durch eine elektrische Zuleitung 5 mit einem Netz in Verbindung steht.

Insgesamt ergibt sich mit der Erfindung eine Schaumlöschanlage, "bei der das Schaummittel selbstansaugend und unabhängig von der Schaummittel-Konsistenz mit wesentlich grösserer Genauigkeit dosiert werden kann. Durch die direkte Regelung und Steuerung über die Drehzahl des Pumpenantriebs ergibt sich zudem eine wesentliche Vereinfachung des Leitungssystems mit entsprechender Verringerung der Anlagenkosten.

Die Erfindung läßt sich wie folgt zusammenfassen:

Bei einer Schaumloschanlage 1 , welche eine Wasserzuleitung 31 , eine in die Wasser zuleitung 31 mündende Schaummittelzuleitung 12 und eine in der Schaummittel zuleitung 12 angeordnete Beimischpumpe 17 umfasst, wird bei verringertem Aufwand eine kontinuierliche und genaue Dosierung und darüber hinaus eine problemlose Nachrüstung von bestehenden Anlagen dadurch ermöglicht, dass die Beimischpumpe 17 eine volumetrische Pumpe ist, dass in der Wasserzuleitung 31 ein erster Durchflussmesser 27 angeordnet ist, dass der Ausgang des ersten Durchflussmessers 27 mit einem ersten Eingang einer Steuerung 4 verbunden ist, und dass ein Ausgang der Steuerung 4 mit der Beimischpumpe 17 in Wirkverbindung steht.

BEZEICHNUNGSLISTE

1	S chauml &ogr; s ciianl age
2	Schaltkasten
3	Frequenzumformer
4	Steuerung
5	elektrische Zuleitung
6	Spülleitung
7,13,	Handventil
24,29	Handventil
8	Spülventil
9	Ablassventil
10	Sprinkler
11,14,20	Rückschlagventil
26,30	Rückschlagventil
12	Schaummittelzuleitung
15	Filter
16,19	Motorventil
17	Beimischpumpe
18,27	Durchflussmesser
21	Ablassleitung
22	Alarmventil
23	Wasseranschluss
25	Sprinklerpumpe
28	Hauptleitung
31	Wasserzuleitung
32	üeberdruckschalter
33	Bypassleitung

Claims

ANSPRUCHE

1. Schaumloschanlage (1), umfassend eine Wasserzuleitung

(31), eine in die Wasserzuleitung (31) mündende Schaummittelzuleitung (12) und eine in der Schaummittelzuleitung (12) angeordnete Beimischpumpe (17), dadurch gekennzeichnet, dass die Beimischpumpe (17) eine volumetrische Pumpe ist, dass in der Wasserzuleitung (31) ein erster Durchflussmesser (27) angeordnet ist, dass der Ausgang des ersten Durchflussmessers (27) mit einem ersten Eingang einer Steuerung (4) verbunden ist, und dass ein Ausgang der Steuerung (4) mit der Beimischpumpe (17) in Wirkverbindung steht.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Beimischpumpe (17) als Schneckenpumpe, vorzugsweise Exzenter- Schneckenpumpe, ausgebildet ist, dass die Beimischpumpe (17) von einem Wechselstrommotor angetrieben wird, dessen Drehzahl von der Frequenz des Wechselstroms abhängt, und dass zwischen dem Ausgang der Steuerung (4) und der Beimischpumpe (17) ein Frequenzumformer (3) angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass hinter der Beimischpumpe (17) in der Schaummittelzuleitung (12) ein zweiter Durchflussmesser (18) vorgesehen ist, dessen Ausgang mit einem zweiten Eingang der Steuerung (4) verbunden ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (4) als Speicherprogrammierbare Steuerung (SPS) ausgebildet ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Wasserzuleitung (31) ausgangsseitig mit einer Sprinkleranlage in Verbindung steht.

6. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zum Schutz der Beimischpumpe (17) und der entsprechenden Leitungen und Armaturen eine Bypassleitung (33) vorgesehen ist, dass die Bypassleitung (33) ein Motorventil (19) enthält, und dass in der Schaummittelzuleitung (12) hinter der Beimischpumpe (17) ein Ueberdrucksehalter (32) angeordnet ist, welcher mit dem Motorventil (19) in Wirkverbindung steht.