SE501398C2 - Förfarande att driva en sprinkleranläggning och anordning för genomförande av förfarandet - Google Patents

Description

501 398 2 När ett eller flera av sprinklerhuvuden löses ut efter att respektive glasbulb har gått, sjunker trycket i rörled- ningssystemet hastigt, och sprinklerpumpen startas automa- tiskt för att försörja hela sprinkleranläggningen med vat- ten för släckningen. Härvid har trycket (10 bar) i det vat- ten som tillförs sprinklerhuvudena mindre betydelse än tillräckligt flöde, eftersom ur varje sprinklerhuvud stri- lar 60-180 1/min. Rörssystemet måste uppvisa tillräckligt stor diameter för sådana flöden.

Sprinklerpumpens uppstart fördröjs emellertid något (t ex med omkring 40-50 sekunder), vilket uppenbarligen är en allvarlig nackdel. Skälet till fördröjningen är att den som en bakventil fungerande larmventil mellan sprinklerhàllaren och sprinklerpumpen tar cirka 40 sekunder på sig att lyfta, dvs ge larm, och därefter tar det cirka 10 sekunder för automatiken (Y-D start) att åstadkomma fullt tryck hos pumpen.

Föreliggande uppfinning har till uppgift att åstad- komma ett förfarande och en anordning där tryckhållnings- pumpen kan utgå, rörsystemet kan uppvisa mindre diameter, och fördröjningen vid uppstarten undanröjs.

Enligt uppfinningen löses denna uppgift på det sätt som framgår av närslutna patentkrav, varvid med “högtryck- spump" menas en pump som kan ge 10-20 gånger högre tryck än en konventionell sprinklerpump, dvs ett tryck i storleks- ordningen 100-200 bar.

Den varvtalsreglerade högtryckspumpen levererar enligt uppfinningen endast den mängd vatten som förbrukas för tillfället, dvs tas ut av sprinklerhuvudena, utan att någon vattenmängd någonsin behöver återföras till pumpen. Detta till skillnad från pumpar med oförånderlig kapacitet, där vattnet som levereras men inte släpps ut går tillbaka in i pumpen ("by-passas"), medförande att förlustvärme alstras.

En högtryckspump uppvisar emmellertid vid uppstarten i ett icke, eller icke helt, vattenfyllt rörsystem den nack- delen, att den i rörsystemet befintliga luften då komprime- ras då häftiga tryckstötar uppstår ("hammarslagseffekt") som kan medföra att hela rörsystemet skakas ned efter ett sf' 501 398 3 tag. Genom att rörsystemet enligt uppfinningen hålls kon- stant luftfritt och fyllt av vatten med beredskapstrycket, t ex 10 bar, uppstår inga tryckstötar när trycket höjs till drifttrycksvàrdet mellan 100 och 200 bar.

Således finns i sprinklerhuvudena vatten med det höga drifttrycket så snart larmet har utgått, men det hålls tillbaka av glasbulberna, så att sprinkling sätter igång först när dessa har spruckit genom vârmeinverkan.

Detta innebär att ingen sprinkling äger rum vid falsk larm, dvs när en (t ex av rök utlöst) larmsignal inte åt- följs av utveckling av hetta. Drifttrycket resp det ökade varvtalet kan manuellt ställas tillbaka.

Företrädesvis vidtas vidare den åtgärden (programme- ras), att pumpens varvtal och därigenom också vattentrycket ökas till de högre värdena också när larmsystemet av någon anledning är ur funktion, eftersom detta kan eventuellt be- ro på ena omständighet som medför brandfara. Även i detta fall börjar själva sprinklingen givetvis endast om, och när, glasbulberna har spruckit av hettan.

När i brandlarmcentralen mottages en signal inidiker- ande att någon detektor har borttagits eller är funktions- oduglig, utsändes en signal till pumpens styrdon ("styr- skåpet") att öka trycket till drifttrycksvärdet. Om förbin- delsen (ledningen) mellan brandcentralen och pumpens styr- don blir avbruten, ges ävenledes en signal till pumpens styrdon genom att ett externt matat (dvs ej från larmsyste- mets strömförsörjning), draget relä däri släpper. Sá sker även vid normalt brandlarm. Kretsen matas med relåspänning- en.

Om alla dessa signaler skulle utebli, ökas trycket till drifttrycksvärdet så snart en glasbulb har spruckit, dvs så snart ett flöde uppstår, vilket avkännes via en flödesvakt vid pumpens utgående ledning eller mäts på pump- motorns ankarspänning.

I ett föredraget utförande av uppfinningen innefattar pumpanordningen vid sidan den som en moderpump arbetande sprinklerpumpen en eller flera (t ex 8) med konstant varv- tal drivbara slav- eller tilläggspumpar vilka går för fullt 501 398 4 när de en gång har startats. Syftet med tilläggspumparna är att öka vattenkapaciteten, medan den på t ex 25% prestanda neddragna moderpumpen fortsätter att som förut styra tryck och flöde tills tilläggspumpen eller -pumparna inte längre behövs. Då stoppas tilläggspumpen eller -pumparna och en- dast moderpumpen arbetar vidare, i förekommande fall ända till sin fulla kapacitet.

Medan man som högtryckspump med reglerbart varvtal i princip också kan använda ett aggregat bestående av en med oföränderligt varvtal roterande motor plus en separat varv- talsreglerare, utgörs högtryckspumpen i ett föredraget ut- förande av uppfinningen av en pump som drivs av en tyris- torstyrd likströmsmotor.

Uppfinningen kommer nu att förklaras närmare med hjälp ett utföringsexempel enligt bifogad ritning vilken är ett schema där vattenledningar är framställs av dubbla, och elektriska ledningar av enkla linjer.

En högtryckspump 1 drivs av en tyristorstyrd, varv- talsreglerad likströmsmotor 20 och matas från en huvudvat- tenledning 18 via ett vattenfilter 6, en (trycklös) break- tank 7 och en ingångsledning 18a.

Via en utloppsledning 17, vilken är utförd som en hög- trycksledning, och i vilken är en flödesvakt 3 som avkänner flödet, och en transducer 4, som avkänner trycket, inkopp- lade, är pumpen 1 ansluten till ett flertal dimsprinkler- huvuden 13 som är utrustade med i och för sig kända värme- känsliga utlösare såsom glasbulber. Trycket i utgángsled- ningen 17 visas av ett indikeringsinstrument 5.

Vidare är i ledningen 17, resp i dess till dimsprink- lerhuvudena 13 ledande avgrening 17', en avstängningsventil 11 och en avtappningsventil 12 för dimsprinklervatten in- kopplade.

Utöver pumpen 1 finns ett flertal (i praktiken t ex 8 st) av växelströmsmotorer 21 drivna tilläggspumpar 2, vilka via en ingångsledning 18b försörjes med vatten från huvud- ledningen 18 resp. breaktanken 7. Tilläggspumparnas 2 ut- gångsledningar l7a är anslutna till ledningen 17 via huvud- resp moderpumpen 1. 501 398 resp moderpumpen 1.

Elmotorerna 1 och 2 matas med ström via elledningar 20a och 21a från ett centralt styrdon (styrskáp) 8, dit matarströmmen tillförs via en ledning 15. I styrskåpet 8 inmatas via ledningar 3a och 4a de av avkännarna 3 och 4 upptagna flödes- och tryckvärdena, samt via en ledning l4a uppgiften om vattenniván i breaktanken 7, i vilken i detta syfte en nivâmätare 14 är inbyggd. I styrskåpet 8 är vidare bl a tvâ vridpotentiometerar 4b', 4b" för inställning av de tvâ tryckvärdena (beredskapstrycket och drifttrycket), och en tyristorbrygga 20b för styrning av motorn 20 anordnade.

En brandlarmcentral 9 är via en larmledning 16 anslu- ten till icke visade (rök- och eller värmekänsliga) brand- detektorer, som är utplacerade i det övervakade utrymmet, och via en ledning 9a är brandlarmcentralen 9 ansluten till styrskàpet 8.? Avstängningsventilen 11 är via en ledning 11a ansluten till ett programmerbart logiskt system (PLS) 10 för ventil- styrning, vilket i sin tur genom en ledning 10a är anslutet till brandlarmcentralen 9.

PLS 10 är programmerat att öppna en stängd ventil (t ex ventilen 11) vid brand inom den sektion där ventilen be- finner sig, eller en stängd ventil som kontrollerar till- flöde till ett stort utrymme (t ex en restaurang) där allt skall dimsprinklas på en och samma gång (s.k. "deluge").

När brandpersonalen anländer, tar de hand om släck- ningen med egna redskap och sprinkling varken behövs eller önskas längre. Ventil stängs då igen antingen manuellt el- ler genom att PLS 10 är programmerat att efter ett visst tidsintervall tid (t ex 4 minuter) åter stänga den ventil som öppnades dessförinnan. När ventilen stängs, minskas flödet och tilläggspumpen eller -pumparna behövs inte läng- re.

Anläggningen arbetar på följande sätt. Högtryckspumpen 1 drivs kontinuerligt av motorn 20 med ett varvtal som re- sulterar i ett tryck i ledningen 17 på exempelvis 10 bar, som utgör sprinkleranläggningens beredskapstryck, och ven- tilen ll är öppen. Motorerna 21 och pumparna 2 vilar. 501 398 6 När brandlarm inkommer via ledningen 16, mottas denna larmsignal av ett interface i styrskåpet 8 och av tyris- torbryggan 20b styrs moderpumpens varvtal så, att trycket i rörledningssystemet höjs till och hålls på förutbestämt drifttrycksvärde, t ex 100 bar, medan flödet tillåts varie- ra.

Detta tryck sprids snabbt ända till dimsprinklerhuvu- dena 13, vilka emellertid inte börjar att arbeta innan de- ras värmesäkringselement har påverkats, dvs glasbulberna har spruckit. När detta händer, finns således högtrycket redan "på plats" i dimsprinklerhuvudena.

När tryckvakten 3 kontinuerligt "rapporterar" till styrskåpet 8 att trycket i ledningen 17 har ett lägre värde än det förutvalda och på en av vridpotentiometrarna 4b', 4b" inställda drifttrycksvärdet (t ex 100 bar), ökas moder- pumpens 1 varvtal ända tills drifttrycksvärdet åter uppnås, eller, om moderpumpen nått en förutbestämd del av sina ma- ximala prestanda (t ex 75% därav), alstras i styrskåpet 8 en signal att en första av tilläggspumparna 2 skall starta, och samtidigt ges en signal till motorn 20 att dra ned varvtalet till ett förutvalt reducerat värde (motsvarande t ex 25% av moderpumpens 1 maximiprestanda).

Om moderpumpen 1 med första tillägspumpen 2 igång åter när det först nämnda förutbestämda prestationsvärdet (t ex 75%), startas tilläggspumpen nummer två och samtidigt ges signal till moderpumpen 1 att igen gå ned till det reduce- rade andra förutvalda värdet (t ex 25% av maximiprestanda).

Denna procedur upprepas efter behov, tills i förekommande fall alla tillägspumparna är inkopplade. Dessa tilläggspum- par startas således i följd efter varandra, den andra när moderpumpen efter igångsättande av den första åter har nått den förutbestämda delen av sin maximikapacitet, osv osv.

Moderpumpen varvtalsreglerar nu hela systemet till rätt tryck och flöde, och genom ledningen 17 strömmar till sprinklerhuvudena 13 vatten såväl från moderpumpen 1, som från tilläggspumparna 2.

Om brandlarmet från detektorerna av någon anledning inte får kopplas till moderpumpen 1, aktiveras denna när v 501 398 och genom att värmesäkringselementet (glasbulben) på något av sprinklerhuvudena ger efter. Det första vatten, som då kommer ut ur sprinklerhuvudet, har endast beredskapstryc- ket, alltså t ex 10 bar, men så snart ett flöde åstadkommes i ledningen 17 och avkännes av flödesvakten 3, alstras sig- nalen att öka motorns 20 varvtal sä, att trycket stiger till sitt driftsvärde, exempelvis 100 bar.

Syftet med den efter påslaget för fullt gående åtmins- tone ena tilläggspumpen 2 är att öka vattenkapaciteten.

Flödet och trycket i ledningen 17 fortsätter att som förut styras av (den på t ex 25% prestanda neddragna) moderpumpen l tills tilläggspumpen eller -pumparna 2 inte längre be- hövs, som ovan anförts. Då stoppas den eller dessa och endast moderpumpen 1 arbetar vidare.

Fördelen med användningen av en eller flera (8 stycken t exfi ej varvtalsreglerade, växelströmsdrivna och direkt- startande tilläggspumpar kopplade till en varvtalsreglerad moderpump är det låga priset på tillgänglig pumpkapacitet samt enkel och ekonomisk lagerhållning av reservdelar.

Tilläggspumpen eller -pumparna kan också användas som reservpumpar och startas individuellt, vilket ökar brandsä- kerheten.

Claims (16)

8 Patentkrav

1. Förfarande att driva en för brandbekämpning avsedd sprinkleranläggning innefattande en larmanordning, ett flertal med värmesäkringselement försedda sprinklerhuvud, en av ett styrorgan styrd pumpanordning, och ett rörlednings- system som förbinder pumpanordningen med sprinklerhuvudena, varvid pumpanordningen innefattar åtminstone en elmotordriven sprinklerpump och är anordnad att i beredskapstillstàndet hålla rörledningssystemet fyllt med vatten med ett lägre beredskapstryck och vid tillkomsten av en i larmanordningen alstrad larmsignal utmata i rörsystemet vatten i för sprink- lerhuvudenas släckningsfunktion behövlig mängd och behövligt högre drifttryck, kännetecknat av att i pumpanordningen är som sprinklerpump installerad, en högtryckspump 'med reglerbart varvtal, så att genom ändring av varvtalet ändras mängden och/eller trycket av det in i rörsystemet utmatade vattnet, att pumpanordningen normalt drivs med ett första, lägre varv- tal för att som en tryckhàllningspump vid en sänkning av be- redskapstrycket i rörledningssystemet upprätthålla detta tryck vid dess förutvalda värde, och att den vid tillkomsten av nämnda larmsignal drivs med ett högre varvtal för att i rörsystemet åstadkomma vattenflödet för sprinkleranläggning- ens släckningsfunktion och/eller det högre drifttrycket, t ex 100-200 bar, till detta syfte.

2. Förfarande enligt patentkrav 1, kännetecknat av att sprinklerhuvudena görs fullt funktionsdugliga omedelbart efter utlösnigen genom att via nämnda varvtalsökning höjs trycket i rörledningssystemet till drífttrycksvärdet redan innan värmesäkrigselementen har gått sönder.

3. Förfarande enligt patentkrav 1 eller 2, kännetecknat av att i rörsystemet är en till pumpanordningens styrorgan ansluten flödes- och/eller tryckavkännare anordnad och att pumpanordningen vidare innefattar åtminstone en med oföränderligt varvtal drivbar tilläggspump som startas automatiskt när moderpumpens av flödes- och/eller tryckav- kännaren avkända kapacitet utnyttjas till en förutvald del av maximivärdet, varvid samtidigt.dras ned.moderpumpens kapacitet genom minsking av varvtalet d till en förutvald mindre del av maximivärdet.

4. Förfarande enligt patentkrav 3, kännetecknat av 7 501 398 att vid förekomsten av flera tilläggspumpar dessa startas pá så sätt i följd efter varandra, att den andra startas när mo- derpumpen efter igängsättande av den första tilläggspumpen áter har nätt den förutbestämda delen av sin maximikapacitet, osv osv.

5. Förfarande enligt patentkrav 3 eller 4, kännetecknat av att tilläggspumpen eller -pumparna stoppas när de till följd av minskat flödesbehov inte längre behövs och moderpumpen arbetar vidare ensam, eventuellt med maximal kapacitet.

6. Förfarande enligt nágot eller några av föregående patentkrav, kännetecknat av att beredskapstrycket är i storleksordningen 10 bar, drifttrycket är i storleks- ordningen 100-200 bar, och de i förekommande fall aktuella två förutbestämda delar av moderpumpens maximikapacitet är i storleksordningen 75% resp 25%.

7. Anordning för att enligt förfarandet enligt nàgot eller några av föregående patentkrav' driva en för brandbekämpning avsedd sprinkleranläggning som innefattar en larmanordning, ett flertal med värmesäkringselement försedda sprinklerhuvud (13), en av ett styrorgan (8) styrd pumpanord- ning och ett rörledningssystem (17, l7') som förbinder pump- anordningen med sprinklerhuvudena, varvid pumpanordningen innefattar åtminstone en elmotordriven sprinklerpump (1) och är anordnad att konstant hálla rörledningssystemet fyllt med vatten med ett lägre beredeskapstryck och vid tillkomsten av en i larmanordningen alstrad larmsignal utmata in i rörled- ningssystemet vatten i för sprinklerhuvudenas släckningsfunk- tion behövlig mängd och högre drifttryck, kännetecknad av att i pumpanordningen är som sprinklerpump installerad en hög- tryckspump med reglerbart varvtal och styrorganet är anordnat att i beredskapstillstàndet hålla detta varvtal inställt pà ett lägre värde svarande ett förutvalt lägre beredskapstryck- värde hos det utmatade vattnet, och vid mottagande av en larm- eller startsignal öka varvtalet till ett andra, högre värde svarande mot ett förutvalt andra högre drifttryckvärde hos det utmatade vattnet.

8. Anordning enligt patentkrav 7, kännetecknad av att pumpanordningen vidare innefattar åtminstone en med oföränderligt varvtal drivbar slav- eller tillägspump (2) med 501 398 ,,, mindre kapacitet, och att styrdonet är anordnat att starta tilläggspumpen eller -pumparna när kapaciteten av den som moderpump arbetande sprinklerpumpen har nått en förbestämd del av sitt maximivärde.

9. Anordning enligt patentkrav 8, kännetecknad av att styrdonet är anordnat att minska moderpumpens prestanda till en förbestämd mindre del av maximivärdet, och att stop- pa tilläggspumpen eller -pumparna när de inte längre behövs.

10. Anordning enligt patentkrav 8 och 9, känne- tecknad av vridpotentibmetrar (4b', 4b“) för inställning av nämnda tvâ delar av moderpumpens maximikapacitet.

11. Anordning enligt patentkrav 8 eller 9, kännetecknad av att moderpumpen drivs av en likströmsmotor (20) med varierbart varvtal och den eller de i förekommande fall förefintlig(a) tillläggspumpen(arna) drivs av en växelströmsmotor (21).

12. Anordning enligt nàgot eller några av patentkraven 7-11, kännetecknad av att tilläggspumpens eller - pumparnas kapacitet är i storleksordningen hälften av moder- pumpens.

13. Anordning enligt nàgot eller nâgra av patentkraven 7-12, kännetecknad av att i rörledningssystemet är en tryckavkännare (4) och/eller flödesavkànnare (3) anordnad vars utsignaler tillförs styrdonet.

14. Anordning enligt nàgot eller några av patentkraven 7-13 kännetecknad av ett visarinstrument (5) för indikering av trycket i det vatten som lämnar pumpanord- ningen.

15. Anordning enligt nàgot eller nägra av patent- kraven 7-14, kännetecknad av en sensor som är anordnad att inställa drifttryckvärdet när detektor- och/eller larmsystemet är ur funktion.

16. Anordning enligt något eller nâgra av patent- kraven 7-15, kännetecknad av att sprinklerhuvudena är dimsprinklerhuvud.