EP0633042A1

EP0633042A1 - Schaumzumischung für Hochdruckpumpen

Info

Publication number: EP0633042A1
Application number: EP93110906A
Authority: EP
Inventors: Blum Fritz
Original assignee: Vogt AG
Current assignee: Vogt AG
Priority date: 1993-07-08
Filing date: 1993-07-08
Publication date: 1995-01-11
Also published as: DE9321157U1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Hochdruckzumischer in einer Hochdruck/Niederdruck-Feuerlöschpumpenanlage für Lösch- und Kühlzwecke, der eine niederdruckpumpenunabhängige Schaumversorgung vorsieht. Dadurch wird der Kühleffekt der Niederdruckpumpe verbessert und die aus dem Hydrantendruck entstehenden Ungenauigkeiten der Schaumdosierung abgestellt. Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, in der Hochdruckförderleitung (9) neben einem Thermofühler (10) zusätzlich einen Strömungswächter (15) oder Durchflußmesser (33) vorzusehen um Temperatur und Durchfluß zu messen. Durch die Ausgangssignale der Geräte wird - automatisch über eine vorzugsweise pneumatische Stelleinrichtung (20) der thermischen Entlastung (11)- die Hochdruckpumpe gekühlt, das Abstellen des Treibwassers, der Schaumzufuhr bzw. eine 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. <IMAGE>

Description

Bei Loschen von Klein- und Mittelbranden, vor allem in Wohn-, Geschäfts- oder Bürohäuser werden oft erhebliche Wasserschäden an Einrichtung und Bausubstanz verursacht.
Dadurch gewinnt das Hochdrucklöschverfahren als Brandbekämpfungsmaßnahme immer mehr an Bedeutung.
Die Entwicklung der Schaumversorgung der Hochdruckpumpe tendierte in den letzten Jahren in zwei Richtungen:

1. Schaumversorgung der Hochdruckpumpe über die Niederdruckpumpe
2. Schaumversorgung dierekt an der Hochdruckpumpe mittels Hochdruckzumischer.

Den Fall Nr. 1 repräsentiert der FIX MIX Zumischer; ein System, das aufgrund der Patentanmeldungen DE 2331 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.
Es verfügt über eine Strahlpumpe (bekannt auch als Injektor oder Pumpenvormischer) in der Saugleitung der Niederdruckpumpe.
Dieser Energieumwandler, der die Arbeitsfähigkei der geförderten Flüssigkeit zu Lasten der Förderflüssigkeit erhöht, wird mit einer 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.
Die üblichen Hochdruckpumpen der verschiedenen Hersteller haben eine Leistung zwischen 250 l/min. bis 400 l/min. bei 40 bar, d.h. daß die Hochdrucksysteme meistens mit einer, evt. mit zwei Hochdruckhaspeln und Hochdruckpistolen (Leistung: 146 l/m. bis 203 l/min. bei 20 bis 40 bar) ausgerüstet sind.
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.
Die exakte Genauigkeit kann bei dieser Lösung nicht gewährleitet werden, da das Gerät in dem Bereich zwischen 200 bis 400 l/min., indem gewöhnlich auch mit Hochdruckpumpe gearbeitet wird, eine Abweichung von bis zu + 20 % von der eingestellten Schaumzumischrate aufweist bei der einzig möglichen Einstellung von 3 % .
In Anbetracht dessen, daß einzelne Institutionen lediglich +/-10% Abweichung zulassen, aber auch Flughäfen Industrie-, Chemie- und Raffineriebetriebe ähnliche Forderungen stellen, ist die Entwicklung eines neuen System für diesen Leistungsbereich erforderlich.
Eine weitere Ungenauigkeit - die durch die fest eingestellten und nicht korrigierbaren Schaumzumischraten unterstützt wird - entsteht durch das allgemein bekannte Verhalten der Strahlpumpe im Hydrantenbetrieb.
Das aus dem Hydranten zugeführte Druckwasser, das ja auch in Richtung Strahlpumpe fließt, erzeugt einen erheblichen Gegendruck gegen das durch die Arbeitsleitung (By-Pass) und Strahlpumpe fließende Betriebs-(Treib)wasser, das gleichzeitig Schaummittel in die Niederdruckpumpe fördert.
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.
Um beim Löschen mit der Hochdruckpumpe (Schaumbetrieb) die Brandausbreitung zu verhindern bzw. bestimmte Objekten vor Strahlungwärme zu schützen, wird beim Löscheinsatz häufig gleichzeitig Wasser zur Kühlung über die Niederdruckpumpe abgegeben.
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.
Im Falle dieses Einsatzbeispiels kommt noch ein unnötiger, ständiger Druckverlust hinzu, der durch den federbelasteten Staukörper der Dosiereinrichtung des Zumischers entsteht.
Im Falle Nr. 2 - die Hochdruckpumpe wird über einen separaten 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 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 Pumpen befindlichen Dichtungen nachteilig aus.
Durch diese Lösung entstand auch ein größerer Druckverlust, so daß ein Hochdruckeffekt nur beschränkt aufrechterhalten werden konnte. Damit konnte man die Gesamtleistung der Hochdruckpumpe nicht voll ausnützen.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Hochdruckzumischsystem zu schaffen, das die vorhin erwähnten Nachteile ausschliesst.
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 verschedenen Schaummittelzumischraten und eine automatische thermische Entlastungseinrichtung aufweist.
Erfindungsgemäß ist ferner vorgesehen, daß die Verbraucherleitung über einen 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 Schaumprozentzumisch raten eingestellt werden können.
Nachfolgend ist anhand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt:
Die dargestellte Feuerlöschpumpenanlage weist eine Hochdruckpumpe 1 auf, die über eine Leitung 2, Wartungseinhet 3 und Absperrorgan 4 mit der Niederdruckpumpe 5 verbunden ist.
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 den Niederdruckverbraucher wie z.B. Handrohre, Werfer bzw. mit der Hochdruckpumpe 1 über das Absperrorgan 4 und Wartungseinheit 3 verbunden.
In der Druckausgangsleitung 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.
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 Leitungen 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 bzw. Hochdruckpistole 19.
Über die Leitung 16, die automatisch wirkend über das Absperrorgan 17 fernbedient absperrbar ist, wird das durch die Hochdruckstrahlpumpe 21 für die Funktion notwendige Treibwasser in die Verbindungsleitung 2 geführt. Die Hochdruckstrahlpumpe 21 mit Rückschlagventil 22 ist über die Leitung 24 und Absperrorgan 26 mit dem Schaummittelbehälter 27 bzw. Absperrorgan 25 mit dem Schaumbidon 28 verbunden, d. h. daß die Hochruckstrahlpumpe jederzeit in der Lage ist, Schaummittel aus externen Behältern anzusaugen. An der Dosiereinrichtung 23 können die entsprechende Schaumzumischprozentraten stufenlos eingestellt werden.
Beim Löscheinsatz bei dem durch die Hochdruckpistole 19 Schaum für Löschzwecke und ein Niederdruckhandstrahlrohr 30 Wasser für Kühlzwecke abgegeben werden müssen, saugt die Niederdruckpumpe 5 über die Leitung 8 aus dem Wasserbehälter 7 Löschwasser an und liefert dieses über die Leitung 2 bei einem Betriebsdruck von ca. 8 bar an die Verbraucher. Zum Kühleinsatz wird das Absperrorgan 30 geöffnet und das Handstrahlrohr 31 liefert die zum Kühlen notwendige Wassermenge.
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 Hochruckhaspel 18 bzw. Hochdruckpistole 19. Schaltet man im Schaumbetrieb die Treibwasserleitung 16 und Schaumsaugleitung 24 mit Hilfe der beiden Absperrorgane 17 und 26 dazu, saugt die Hochdruckstrahlpumpe 21 über die Dosiereinrichtung 23 und Rückschlagventil 22 Schaummittel in den vorher gewählten und manuell eingestellten Schaumzumischprozentraten entsprechend aus dem Schaummittelbehälter 27 an.
Erfordern die Löschverhältnisse ein kurzzeitiges Einstellen des Schaumlöscheinsatzes durch die Löschmannschaft an der Einsatzstelle, sperrt der Srömungswächter 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.
Dauert die Löschpause durch irgendeine nicht vorhersehbare Behinderung der Löschmannschaft länger und die sich in der Hochdruckpumpe befindliche Löschmenge erhitzt, schaltet der Thermofühler 10 das Absperrorgan 20 automatisch ab und die erhitzte Löschmenge wird ins Freie gefördert. Es fließt von der Niederdruckpumpe die gleiche Wassermenge nach, so daß die Hochdruckpumpe bzw. die Dichtungen in der Hochdruckpumpe keinen Schaden nehmen können.
Falls notwendig, kann die Niederdruckpumpe saugseitig ebenso mit einer Strahlpumpe (Pumpenvormischer) 35 oder einer Venturidüse (Saugzumischer) versehen werden, so daß diese Ausführungsform auch für die NXederdruck-Feuerlöschpumpenanlage verwendbar ist.
Eine sehr vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung besteht darin, daß anstelle der Strömungswächter 15 ein induktiver Durchflußmesser (33) in die Leitung 13 eingebaut wird, der über einen Mikroprozessor 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 34 vorgesehen ist.

Claims

Hochdruck/Niederdruck-Feuerlöschpumpenanlage für Lösch- und Kühlzwecke mindestens jeweils mit je einem Verbraucher versehen dadurch gekennzeichnet, daß die Hochdruckpumpenanlage eine separate Hochdruckstrahlpumpe 21 in einer automatisch absperrbaren Umgehungsleitung 16 zur Sicherung einer niederdruckpumpenunabhängigen Schaumversorgung aufweist.
Hochdruck/Niederdruck-Feuerlöschpumpenanlage nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, daß in der Hochdruckpumpe-Verbraucherleitung 13 ein Strömungswächter 15 angeordnet ist, und daß der Strömungswächter 15 die Umgehungsleitung 16 über das Absperrorgan 17 automatisch absperrt.
Hochdruck/Niederdruck-Feuerlöschpumpenanlage nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, daß die Schaumzufuhr zur Hochdruckstrahlpumpe 21 über die Schaumsaugleitung 24 automatisch abgebrochen wird.
Hochdruck/Niederdruck-Feuerlöschpumpenanlage nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, daß in der Hochdruckpumpendruckleitung 9 ein Thermofühler 10 eingebaut ist, und daß der Thermofühler 10 durch die Betätigung des Absperrorgans 20 in der Leitung 11 eine automatische thermische Entlastung der Hochdruckpumpe bewirkt.
Hochdruck/Niederdruck-Feuerlöschpumpenanlage nach Anspruch 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, daß an der Dosiereinrichtung 23 der Hochdruckstrahlpumpe 1 mehrere Schaumzumischprozentraten stufenlos eingestellt werden können.
Hochdruck/Niederdruck-Feuerlöschpumpenanlage nach Anspruch 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Hochdruck- und Niederdruckpumpe ein gleichzeitiger Hochdruck-Schaum/Niederdruck-Wasser Parallelbetrieb möglich ist.
Hochdruck/Niederdruck-Feuerlöschpumpenanlage nach Anspruch 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, daß im Hochdruck-Schaumbetrieb kein Druckverlust an der Niederdruckpumpe 5 durch die Schaumdosiereinrichtung 23 verursacht wird.
Hochdruck/Niederdruck-Feuerlöschpumpenanlage nach Anspruch 1 bis 7 dadurch gekennzeichnet, daß in die Hochdruckverbraucherleitung 13 und in die Schaumsaugleitung 24 ein induktiver Durchflußmesser eingebaut werden kann.
Hochdruck/Niederdruck-Feuerlöschpumpenanlage nach Anspruch 1 bis 8 dadurch gekennzeichnet, daß an der Hochdruckschaumdosiereinrichtung 23 die eingestellten Schaumzumischprozentraten elektronisch eingestellt und automatisch stufenlos geregelt werden können.
Hochdruck/Niederdruck-Feuerlöschpumpenanlage nach Anspruch 1 bis 9 dadurch gekennzeichnet, daß eine genaue stufenlose Schaumdosierung sowohl manuell als auch automatisch im Löschmengenbereich von 0- bis 200 l/min. möglich ist.
Hochdruck/Niederdruck-Feuerlöschpumpenanlage nach Anspruch 1 bis 9 dadurch gekennzeichnet, daß die Schaumprozentraten im Hydrantenbetrieb keine Abweichungen von den eingestellten Werten aufweisen.
Hochdruck/Niederdruck-Feuerlöschpumpenanlage nach Anspruch 1 bis 9 dadurch gekennzeichnet, daß die Hochdruckschaumzumischsystemanordnung ebenso für die Niederdruckpumpenanordnung anwendbar ist.