EP0263290B1 - Einrichtung für Feuerlöschfahrzeuge mit einem automatischen, elektronisch gesteuerten Zumischer - Google Patents

Einrichtung für Feuerlöschfahrzeuge mit einem automatischen, elektronisch gesteuerten Zumischer Download PDF

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EP0263290B1
EP0263290B1 EP19870112382 EP87112382A EP0263290B1 EP 0263290 B1 EP0263290 B1 EP 0263290B1 EP 19870112382 EP19870112382 EP 19870112382 EP 87112382 A EP87112382 A EP 87112382A EP 0263290 B1 EP0263290 B1 EP 0263290B1
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European Patent Office
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foaming agent
fire
fighting water
supplied
pump
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EP0263290A3 (en
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Hermann Dipl.-Ing. Göhringer
Reinhard Dipl.-Ing. Lansche
Hans J. Ing. Rusch
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Total Walther Feuerschutz GmbH
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Total Walther Feuerschutz GmbH
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62C—FIRE-FIGHTING
    • A62C27/00—Fire-fighting land vehicles
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62C—FIRE-FIGHTING
    • A62C5/00—Making of fire-extinguishing materials immediately before use
    • A62C5/02—Making of fire-extinguishing materials immediately before use of foam

Definitions

  • the invention relates to a device for fire-fighting vehicles with an automatic, electronically controlled admixer, with which a foam agent is sucked in from a storage container and the fire water is mixed behind the fire water pump in a predetermined amount, the dosage of the amount of foam agent provided by a in the foam agent line a control element actuated by a control unit in connection with several flow measuring devices in the extinguishing agent lines, the extinguishing water-foam medium mixture being fed via lines to a consumer, where a control valve is provided as the control element, and that the extinguishing water-foam medium mixture and the foam agent are passed through the flowmeters are recorded quantitatively and both measured values are fed to the control unit, the dosage of the foam agent taking into account the current flow rate of extinguishing water and foam agent mixture and the set dosage values s automatically by controlling the control valve, resulting from a target / actual comparison.
  • a volumetric metering pump which is speed-controlled by a control unit is provided.
  • a speed is assigned to a certain volume flow according to the pump characteristic and the admixing depends on the proportionality and reproducibility of the admixing characteristic, or the flow must be measured and the speed corrected in the event of deviations.
  • Such speed controls are relatively easy to implement in the case of an AC power supply via the frequency, a relatively large outlay having to be carried out on vehicles because of the DC power supply.
  • mixing devices which operate using a foam agent pump based on the differential pressure principle, or with speed-controlled volumetric metering pumps, or in which the signal of the water flow is converted mechanically to control the foam agent flow.
  • the known admixers have the disadvantage that e.g. the amount of motive water cannot be used to operate the bypass as an extinguishing agent, the pressure losses in the differential pressure principle are relatively high and, in the case of speed-controlled metering pumps, there is a dependency on the pump characteristic and its reproducibility.
  • the known systems also have the disadvantage that they work with satisfactory accuracy only in a relatively small flow range (1: 7 to 1:10).
  • the invention has for its object to provide an automatic admixing device for mobile systems with which the known Disadvantages are avoided and can be used with very high accuracy in a large flow range.
  • the foam agent is mixed in behind the fire water pump; that the extinguishing water-foam agent mixture is fed to several consumers via branch lines, that the quantitative detection of the extinguishing water-foam agent mixture takes place in two partial streams, the partial streams optionally being detected by means of a flow meter and / or by means of a pressure measurement, and both values are added via an adder Control unit are fed.
  • the water flow is continuously measured in the partial flows and the foam medium is fed to the water with the foam medium pump via the flow meter and the control valve.
  • the extinguishing water-foam agent mixture is measured and processed in each partial flow.
  • the measured values are sent as electrical signals to a computer which compares them with the signal from the foam agent flow meter, taking into account the set dosage, and eliminates differences by correspondingly controlling the control valve.
  • the flow measurement can be carried out without pressure loss in the thrower supply and a smaller flow measuring device, which then works more precisely in this area and is less expensive, can be used in the second partial flow.
  • Both partial flows can optionally be measured by means of a pressure meter or a flow meter or vice versa.
  • Another advantage of the invention is the fact that a speed control in favor of a much simpler control for changing the cross section in the control element is omitted can.
  • a very simple centrifugal or impeller pump can be used instead of the volumetric pump, which only has to bring the maximum flow rate and a minimum pressure level, but can otherwise run at a constant speed.
  • the invention does not show any loss in performance due to pump circulation. Larger pressure drops can also be processed. After that, the whole system according to the invention becomes less susceptible to faults. Pipes can be dimensioned smaller and a flow meter with a higher pressure loss can be used. If the foaming agent is seen in the direction of flow, introduced before the extinguishing water pump, the advantage is that the foaming agent pump can run with a weaker drive.
  • a signal is taken from the flow meter for the foam agent, which is processed to indicate the level of the foam agent and consequently can always be provided for sufficient foam agent.
  • the consumer denoted by 1 can represent a launcher tube and the consumer denoted by 2 can represent a connection for an extinguishing hose or the like or, as shown in the exemplary embodiment, for three extinguishing hoses 2a, 2b and 2c.
  • the extinguishing agent consists of a mixture of water and foam.
  • the water is taken from a hydrant 44. According to FIG. 1, the water is drawn in by means of a line 5 from a pump 6 and supplied to the consumer 1 and the consumer (s) 2 in the pressure mode.
  • the foaming agent 12 is fed into the line 5 behind the pump 6 at 15a, as shown in FIG. 1.
  • a branch line 7a leading to the consumer 1 there is a valve 8 for switching the consumer 1 on and off, and a changeover valve 10 for regulating the power of the consumption 1.
  • the foam agent 12 is located in a closed storage container 11 with a feed 35 and is supplied by one Pump 13 sucked in through a line 14, pressurized there and mixed in at 15 of the extinguishing water line 5 and passed on in the mixture line 7.
  • a shut-off valve 16 In the line 14 there is a shut-off valve 16, a control valve 17 and a flow meter 18, which can be designed, for example, as an impeller counter.
  • a branch line 20 branches off at 19, which is divided into lines 22 to consumers 2.
  • a pressure measuring device 9 for quantitative detection of the flow rate.
  • a flow meter 21 which can be designed, for example, as a Woltmann meter.
  • a control line 40 leads from the flow meter 21 and is introduced into a computer 36. With 23 shut-off valves for designated the consumer 2.
  • a branch line 25 leaves the line 20, which ends at 24 in the branch line 14.
  • line 25 is used to flush the foam medium line 14.
  • a branch line 30 is led from line 14 into the foaming agent container 11 at 29.
  • a shut-off valve 31 for the container return and an overflow valve 32 are provided in line 30.
  • a computer for example a microprocessor 36, is provided for the automatic admixing of the foaming agent, to which the corresponding control commands are supplied by a setpoint generator 37 via control lines 38.
  • Flow measuring devices 18 and 21 and from the pressure measuring device 9 go from control lines 39, 40 and 41, which are introduced into the computer 36.
  • the values supplied to the computer 36 by the devices 9, 18 and 21 are processed in the ACTUAL / TARGET comparison.
  • the actuator 43 of the control valve 17 is actuated by means of the control line 42.
  • a signal is taken from the flow meter 18 by means of a control line 34, which is fed to the fill level indicator 33, with which the amount of foam agent present is displayed.
  • a stream of extinguishing water is mixed in a selectable ratio of foaming agent, the percentage addition remaining constant regardless of the water flow and this constancy being achieved automatically.
  • the measurements can be carried out, as shown in FIGS. 2 to 4.
  • the pressure measurement 9 and the flow measurement 21 are arranged differently and can therefore be used optionally.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Einrichtung für Feuerlösch-Fahrzeuge mit einem automatischen, elektronisch gesteuerten Zumischer, mit dem ein Schaummittel aus einem Vorratsbehälter angesaugt und dem Löschwasser hinter der Löschwasserpumpe in einer vorbestimmten Menge zugemischt wird, wobei die Dosierung der Schaummittelmenge durch ein in der Schaummittelleitung vorgesehenes über ein von einem Steuergerät in Verbindung mit mehreren Durchflußmeßgeräten in den Löschmittelleitungen betätigtes Regelorgan erfolgt, wobei das Löschwasser-Schaummittei-Gemisch über Leitungen einem Verbraucher zugeführt wird, wo als Regelorgan ein Regelventil vorgesehen ist, und daß das Löschwasser-Schaummittei-Gemisch und das Schaummittel durch die Durchflußmeßgeräte quantitativ erfaßt und beide Meßwerte dem Steuergerät zugeführt werden, wobei die Dosierung des Schaummittels unter Berücksichtigung des momentanen Löschwasser-Schaummittel-Gemisch-Durchflusses und des eingestellten Dosierwertes durch Ansteuerung des Regelventiles, resultierend aus einem Soll/Ist-Vergleich, automatisch erfolgt.
  • Bei einem elektronisch gesteuerten Zumischer für ein Löschfahrzeug (DE-A 3038 334) ist eine von einem Steuergerät drehzahlgeregelte volumetrische Dosierpumpe vorgesehen. Bei diesem Verfahren wird entsprechend der Pumpenkennlinie einem bestimmten Volumenstrom eine Drehzahl zugeordnet und die Zumischung ist von der Proportionalität und Reproduzierbarkeit der Zumischkennlinie abhängig, oder der Durchfluß muß gemessen und die Drehzahl bei Abweichungen korrigiert werden. Derartige Drehzahlregelungen sind bei Wechselstromversorgung über die Frequenz relativ leicht zu realisieren, wobei auf Fahrzeugen wegen der Gleichstromversorgung ein relativ großer Aufwand betrieben werden muß.
  • Bei stationären Einrichtungen wurden bereits elektronisch gesteuerte Zumischer eingesetzt (DE-A 28 35 468). Hierbei wurde die reine Zumischfunktion von einem normalen Vormischer ausgeführt, der nach dem Prinzip der Wasserstrahlpumpe arbeitet. Dieses Zumischgerät ist eingebaut in den Bypass einer Wasserpumpe, zwischen Pumpenausgang (Druckseite) und Pumpeneingang (Saugseite).
  • Außer diesen Pumpenvormischern sind noch Zumischeinrichtungen bekannt, die unter Verwendung einer Schaummittelpumpe nach dem Wirkdruckprinzip, bzw. mit drehzahlgeregelten volumetrischen Dosierpumpen arbeiten, oder bei denen das Signal des Wasserstromes mechanisch zur Steuerung des Schaummittelflusses umgesetzt wird.
  • Die bekannten Zumischgeräte haben den Nachteil, daß z.B. die Treibwassermenge zum Betrieb des Bypasses als Löschmittei nicht genutzt werden kann, die Druckverluste beim Wirkdruckpinzip relativ hoch sind und bei drehzahlgeregelten Dosierpumpen eine Abhängigkeit von der Pumpenkennlinie und deren Reproduzierbarkeit gegeben ist. Die bekannten Systeme haben weiterhin den Nachteil, daß sie nur in einem relativ kleinen Durchflußbereich (1 : 7 bis 1 : 10) mit befriedigender Genauigkeit arbeiten.
  • Aufgrund der vorstehend aufgezeigten Nachteile ist es schwierig, automatische Zumischer für mobile Anlagen zu verwenden und gleichzeitig über größere Durchflußbereiche eine hohe Zumischgenauigkeit zu erzielen.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine automatische Zumischeinrichtung für mobile Anlagen zu schaffen, mit der die bekannten Nachteile vermieden werden und die mit sehr hoher Genauigkeit in einem großen Durchflußbereich eingesetzt werden kann.
  • Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das Schaummittel hinter der Löschwasserpumpe zugemischt wird; daß das Löschwasser-Schaummittel-Gemisch über Zweigleitungen mehreren Verbrauchern zugeführt wird, daß die quantitative Erfassung des Löschwasser-Schaummittei-Gemisches in zwei Teilströmen erfolgt, wobei die Teilströme wahlweise mittels eines Durchflußmeßgerätes und/oder mittels einer Druckmessung erfaßt und beide Werte über einen Addierer dem Steuergerät zugeführt werden.
  • Mit dieser Maßnahme wird der Wasserdurchfluß kontinuierlich in den Teilströmen gemessen und das Schaummittei mit der Schaummitttelpumpe über das Durchflußmeßgerät und dem Regelventil dem Wasser zugeführt.
  • Das Löschwasser-Schaummittel-Gemisch wird in jedem Teilstrom gemessen und verarbeitet. Die Meßwerte gehen als elektrische Signale in einen Rechner, der diese unter Berücksichtigung der eingestellten Dosierung mit dem Signal des Schaummittel-Durchflußmeßgerätes vergleicht und Differenzen durch entsprechende Ansteuerung des Regelventils eliminieren läßt. Durch die Aufteilung in zwei Teilströme kann die Durchflußmessung bei der Werferversorgung druckverlustlos vorgenommen und beim zweiten Teilstrom ein kleineres Durchflußmeßgerät, das in diesem Bereich dann genauer arbeitet und kostengünstiger ist, eingesetzt werden. Wahlweise können beide Teilströme mittels eines Druckmessers oder eines Durchflußmessers oder umgekehrt gemessen werden.
  • Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, daß eine Drehzahlregelung zu Gunsten einer wesentlich einfacheren Regelung zur Änderung des Querschnittes im Regelorgan entfallen kann. Des weiteren kann erfindungsgemäß anstelle der volumetrischen Pumpe eine ganz einfache Kreisel- bzw. Impellerpumpe eingesetzt werden, die lediglich den maximalen Förderstrom und ein Mindestdruckniveau bringen muß, ansonsten aber mit konstanter Drehzahl laufen kann. Gegenüber den herkömmlichen Pumpenvormischern verzeichnet die Erfindung keine Leistungsverluste durch Pumpenumlauf. Auch können größere Druckverlust verarbeitet werden. Danach wird das ganze erfindungsgemäße System störunanfälliger. Leitungen können kleiner dimensioniert werden und es kann ein Durchflußmeßgerät mit höherem Druckverlust eingesetzt werden. Wird das Schaummittel in Durchflußrichtung gesehen, vor der Löschwasserpumpe eingebracht, hat man den Vorteil, daß die Schaummittelpumpe mit einem schwächeren Antrieb laufen kann.
  • Um bei allen Betriebszuständen der Löscheinrichtung eine genau dosierte Zumischung des Löschmittels zu gewährleisten wird weiterhin vorgeschlagen, daß zwischen der Schaummittelpumpe und dem Regelventil eine mit einem Überströmventil oder einer Blende versehene Rückführung vorgesehen ist, mit der das von der Schaumittelpumpe geförderte und nicht zur Dosierung benötigte Schaummittel in den Schaummittelbehälter zurückgeführt wird. Diese Rückführung bietet den Vorteil, daß beim Schaumbetrieb intermittierend gearbeitet werden kann, ohne daß die Schaummittelpumpe ausgeschaltet wird oder eine unerwünschte Druckerhöhung erfolgt.
  • Um dem Betreiber eine Übersicht über das noch zur Verfügung stehende Schaummittel zu geben, wird dem Durchflußmeßgerät für das Schaummittel ein Signal entnommen, das zur Füllständsanzeige des Schaummittels verarbeitet wird und folglich immer für ausreichend Schaummittel gesorgt werden kann.
  • Ausführungsbeispiele sind in der Zeichnung dargestellt und werden nachfolgend näher beschrieben. Es zeigt:
    • Fig. 1
    die Schaltung eines automatischen Zumischers mit einem Hydranten,
    Fig. 2 bis 4
    unterschiedliche Durchfluß- und Druckmessungen.
  • Der mit 1 bezeichnete Verbraucher kann ein Werferrohr und der mit 2 bezeichnete Verbraucher kann einen Anschluß für einen Löschschlauch od. dgl. bzw. wie im Ausführungsbeispiel dargestellt für drei Löschschläuche 2a, 2b und 2c darstellen.
  • Diese können beispielsweise auch eine Selbstschutzanlage, Handrohre oder Frontwerfer darstellen.
  • Das Löschmittel besteht aus einem Gemisch aus Wasser- und Schaummittel. Das Wasser wird einem Hydranten 44 entnommen. Nach Fig. 1 wird das Wasser mittels einer Leitung 5 von einer Pumpe 6 angesaugt und im Druckbetrieb dem Verbraucher 1 und dem oder den Verbrauchern 2 zugeführt. Das Schaummittel 12 wird hinter der Pumpe 6 bei 15a in die Leitung 5 eingespeist, so wie es Fig. 1 zeigt.
    In einer zum Verbraucher 1 geführten Zweigleitung 7a befinden sich ein Ventil 8 zum Ein- und Ausschalten des Verbrauchers 1, und ein Umschaltventil 10 für eine Leistungsregelung des Verbrauches 1. Das Schaummittel 12 befindet sich in einem geschlossenen Vorratsbehälter 11 mit Zuführung 35 und wird von einer Pumpe 13 durch eine Leitung 14 angesaugt, dort unter Druck gesetzt und bei 15 der Löschwasserleitung 5 beigemischt und in der Gemischleitung 7 weitergeleitet. In der Leitung 14 befindet sich ein Absperrventil 16, ein Regelventil 17 und ein Durchflußmeßgerät 18, das beispielsweise als Flügelradzähler ausgebildet sein kann. Von der Leitung 7 geht bei 19 eine Zweigleitung 20 ab, die in Leitungen 22 zu den Verbrauchern 2 aufgeteilt ist. In der Leitung 7a ist ein Druckmeßgerät 9 zur quantitativen Erfassung der Durchflußmenge. In der Leitung 20 des Löschwasser-Schaummittel-Gemisches befindet sich ein Durchflußmeßgerät 21, das beispielsweise als Woltmannzähler ausgebildet sein kann. Von dem Durchflußmeßgerät 21 geht eine Regelleitung 40 ab, die in einen Rechner 36 eingeführt ist. Mit 23 sind Absperrventile für die Verbraucher 2 bezeichnet. Bei 26 geht von der Leitung 20 eine Zweigleitung 25 ab, die bei 24 in die Zweigleitung 14 mündet.
  • In der Leitung 25 befindet sich ein Druckminderer 28 und ein Absperrventil 27. Die Leitung 25 dient nach dem Schaumeinsatz zur Spülung der Schaummittelleitung 14.
  • Zur Rückführung des nicht zur Dosierung benötigten Schaummittels in den Vorratsbehälter 11 ist bei 29 eine Zweigleitung 30 von der Leitung 14 abgehend in den Schaummittelbehälter 11 geführt. In der Leitung 30 sind ein Absperrventil 31 für den Behälterrücklauf und ein Überstromventil 32 vorgesehen.
  • Für die automatische Zumischung des Schaummittels ist ein Rechner, beispielsweise ein Mikroprozessor 36 vorgesehen, dem von einem Sollwertgeber 37 über Steuerleitungen 38 die entsprechenden Steuerbefehle zugeführt werden. Von den Durchflußmeßgeräten 18 und 21 sowie von dem Druckmeßgerät 9 gehen Regelleitungen 39, 40 und 41 ab, die in den Rechner 36 eingeführt sind. Die von den Geräten 9, 18 und 21 dem Rechner 36 zugeführten Werte werden im IST/SOLL-Vergleich verarbeitet. Mit dem errechneten Ergebnis werden mittels der Regelleitung 42 das Stellglied 43 des Regelventiles 17 betätigt. Mittels einer Regelleitung 34 wird dem Durchflußmeßgerät 18 ein Signal entnommen, das der Füllstandsanzeige 33 zugeführt wird, mit der die vorhandene Menge an Schaummittel angezeigt wird.
  • Mit der erfindungsgemäßen Maßnahme wird einen Löschwasserstrom in einem wählbaren Verhältnis Schaummittel zugemischt, wobei die prozentuale Zumischung unabhängig vom Wasserdurchfluß konstant bleibt und diese Konstanz automatisch erreicht wird.
  • Anstelle der Durchfluß-Mengenmessung 21 in der Leitung 20, und die Druckmeßung 9 in der Leitung 7a können die Messungen vorgenommen werden, so wie es in den Fig. 2 bis 4 dargestellt ist. Dabei sind die Druckmessung 9 und die Durchflußmessung 21 unterschiedlich angeordnet und können somit wahlweise eingesetzt werden.

Claims (2)

  1. Einrichtung für Feuerlösch- Fahrzeuge mit einem automatischen, elektronisch gesteuerten Zumischer, mit dem ein Schaummittel aus einem Vorratsbehälter angesaugt und dem Löschwasser in einer bestimmten Menge zugemischt wird, wobei die Dosierung der Schaummittelmenge durch ein in der Schaummittelleitung vorgesehenes über ein von einem Steuergerät in Verbindung mit mehreren Durchflußmeßgeräten in den Löschmittelleitungen betätigtes Regelorgan erfolgt, wobei das Löschwasser-Schaummittel-Gemisch über Leitungen einem Verbraucher zugeführt wird, wo als Regelorgan ein Regelventil vorgesehen ist, und daß das Löschwasser-Schaummittel-Gemisch und das Schaummittel durch die Durchflußmeßgeräte quantitativ erfaßt und beide Meßwerte dem Steuergerät zugeführt werden, wobei die Dosierung des Schaummittels unter Berücksichtigung des momentanen Löschwasser-Schaummittel-Gemisch-Durchflusses und des eingestellten Dosierwertes durch Ansteuerung des Regelventiles, resultierend aus einem Soll/Ist-Vergleich, automatisch erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaummittel hinter der Löschwasserpumpe (6) zugemischt wird;
    daß das Löschwasser-Schaummittel-Gemisch über Zweigleitungen (22) mehreren Verbrauchern (1 und 2) zugeführt wird;
    daß die quantitative Erfassung des Löschwasser-Schaummittel-Gemisches in zwei Teitströmen erfolgt, wobei die Teilströme wahlweise mittels eines Durchflußmeßgerätes (21) und/oder mittels einer Druckmessung (9) erfaßt und beide Werte über einen Addierer dem Steuergerät (36) zugeführt werden.
  2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Schaummittelpumpe (13) und dem Regelventil (17) ein, mit einem Überströmventil (31) oder einer Blende versehenen Rückführung (30) vorgesehen ist, mit der das nicht zur Dosierung benötigte Schaummittel in den Schaummitteltank (11) zurückführbar ist.
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