DE69121190T2

DE69121190T2 - Mischvorrichtung zum Erzeugen von Schaum zur Braudbekämpfung

Info

Publication number: DE69121190T2
Application number: DE69121190T
Authority: DE
Inventors: Roger Fiala; John R Grindley; Robert M Grindley
Original assignee: Robwen Inc
Current assignee: Robwen Inc
Priority date: 1989-08-17
Filing date: 1991-04-19
Publication date: 1996-11-28
Anticipated expiration: 2011-04-20
Also published as: ES2089128T3; EP0509167A1; US5165442A; ATE140873T1; US5009244A; DE69121190D1; EP0509167B1

Description

Technisches Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein System zur Lieferung von Schaum zur Brandbekämpfung.

Beschreibung des Standes der Technik

Die Zugabe von Schäumungsmitteln zu Feuerlöschwasser ist schon seit den 1870er Jahren erkannt, als die ersten diesbezüglichen Patente in England erschienen. Seit diese Zeit wurden weitere Fortschritte erzielt. Diese Fortschritte brachten auch ein besseres Verständnis der Wirkungsweise des Schäumungsmittels der Typen von Schaumlieferungssystemen und besonders des Verhältnisses von Schaum zu Wasser für besondere Brandbekämpfungsanwendungen.
Während vieler Jahre sind Schaum-Typen der Klasse A des A-FFF- Typs niemals zur Bekämpfung von Treibstoffbränden, wie JP4 Düsentriebwerks-Treibstoff, Gasolin und Dieselöle, verwendet worden. In jüngerer Zeit wurde herausgefunden, daß Klasse A- Schäume, wie die Schaummittel mit dem Warenzeichen Sylvex der Ansul Company, die Wirksamkeit des Löschwassers um das drei- bis fünffache erhöhen, sowohl bei der Bekämpfung von Ödland-/Waldbränden und Klasse A-Bränden. Diese Erfahrungen haben die Nützlichkeit und Anwendung von Schaum bei der Brandbekämpfung sehr erweitert. In der Vergangenheit wurde ein Schaum-zu-Wasser- Verhältnis von 6:94 vorgesehen, und Apparate zur Lieferung und Aufrechterhaltung dieses Verhältnisses bei verschiedenen Löschapparaten sind in einigen Patenten, wie US-Patent 4,064,891 von Eberhardt und US-Patent 4,448,256 von Eberhardt et al, bekannt geworden. Das US-Patent 4,064,891 zeigt ein ausbalanciertes Druckventil. Das US-Patent 4,448,256 verwendet eine positive Zahnrad-Verdrängerpumpe zur Aufrechterhaltung dieses Standardverhältnisses bei wechselnden Wasser-Durchflußarten.
In jüngerer Zeit hat man erkannt, daß Schaum-zu-Wasser-Verhältnisse von 3:97 über veränderliche Durchflußraten von 20 GPM (Gallonen pro Minute) bis 1000 GPM erforderlich sind, und komplexere Dosierventile, wie Shuttle-Ventilsysteme, sind gezeigt im US-Patent 4,633,895 von Eberhardt.
Bei der weiteren Entwicklung der Bekämpfung bzw. Erstickung von Feuer durch Schaum bzw. Schaum-Wasser hat sich gezeigt, daß so geringe Schaum-zu-Wasser-Verhältnisse, wie 0,2:99,8, erforderlich sein können, und präzise Proportionierung in Schritten von 0,2 % bis zu einem Verhältnis von 1:99 ist bedeutsam bei verschiedenen Arten der Brandbekämpfung.
Die enorme Reduzierung des Verhältnisses von Schaum zu Wasser bei gleicher oder gesteigerter Wirksamkeit hat verschiedene bedeutende Resultate. Erstens, bestehende Systeme zur Handhabung und Proportionierung von Schaum sind ungeeignet für derartig präzise Dosierung. Ein Grund ist, daß sie fast alle ejektor- oder vakuumbetrieben sind, bei Eigenenergieantrieb, oder sie sind abhängig von verschiedenen tragbaren elektrischen Antrieben. Zweitens, die Logistik der Schaum-Mittelzuführung ist weitgehend vereinfacht wegen der bedeutend reduzierten Mengen. Bei der Bekämpfung von Bränden aus der Luft, wie mittels Hubschraubern oder Lösch-Flugzeugen, ist die Verwendung von Schaummitteln besonders praktisch. Es bleibt aber immer noch der Bedarf nach einem einfachen, leichten Gerät zur Dosierung des Schaumes, ohne zusätzliche oder fremde Energie oder Antriebsmittel.
Die Patentschrift EP-A-003184 beschreibt ein System mit einer primären Fluidzufuhrleitung, die angeschlossen ist an eine Blase, die ein sekundäres Fluid enthält, und in einem Tank untergebracht ist derart, daß die Blase dem Druck des primären Strömungspfades ausgesetzt ist. Das Innere der Blase ist über eine kleinere Leitung verbunden mit einem Venturi-Rohr in der primären Fluid-Leitung. Das Sekundär-Fluid in der Blase ist somit einer Druckdifferenz ausgesetzt zwischen dem Druck in dem Primär-Fluß, der direkt auf die Blase wirkt und dem negativen Druck bzw. Druckabfall an der Ausströmseite des Venturi-Rohres. Dadurch soll der Zufluß des Sekundär-Fluids in den Primär- Strömungspfad im wesentlichen proportional zu dem Primärfluß sein. Das Dosierverhältnis kann verändert werden mittels eines Dosierventus in der Sekundärleitüng.

Kurzbeschreibung der Erfindung

Gegenüber diesem Stand der Technik wurde ein neues Schaum- Liefersystem erfunden, welches sich auszeichnet durch geringes Gewicht, Betrieb durch eigenen Druck (ohne Fremdenergie), nicht elektrische Schaummittelspeicherung und -dosierung, welches ein präzises Mischungsverhältnis von Schaum zu Wasser bei Verhältnissen so gering wie 0,2 % bis 1 % bei Stufungen von 0,2 % liefert. Das System kann eingefügt werden an beliebigen Stellen einer Schlauchleitung und ist besonders geeignet zur Feuerbekämpfung aus der Luft, wie mittels Hubschraubern.
Gemäß der Erfindung ist vorgesehen, ein Brandbekämpfungssystem mit Dosierung von Schaum in einen Fluidstrom, enthaltend eine Hauptflüssigkeits-Wasserleitung mit einem Einlaß und einem Auslaß;
Differenzdruckventil-Mittel in der Hauptleitung zur Aufrechterhaltung des Flüssigkeitsdruckes am Einlaß oberhalb des Druckes am Auslaß;
wobei die Differenzialdruckmittel Mittel umfassen, welche automatisch wirken in Abhängigkeit von der Durchflußrate in der Hauptleitung zur Veränderung der Druckdifferenz nahe dem Einlaß und dem Auslaß im wesentlichen proportional zu der Durchflußrate;
ein Schaummittelbehälter;
Mittel zur Zuleitung von Schaummittel aus dem Reservoir in die Hauptleitung nahe deren Auslaß und Mittel in der Schaummittel- Zufuhrleitung zur einstellbaren Veränderung des Zuflusses von Schaummittel;
Mittel zur Druckbeaufschlagung des Reservoirs zum Ausstoßen von Schaummittel durch die Schaummittelleitung enthaltend:
eine sekundäre Flüssigkeits-/Fluid-Zulieferleitung zwischen der Haupt-Fluidleitung in der Nähe ihres Einlasses und dem besagten Schaummittelreservoir.
Das Differenzdruckventil hat eine Kupplung zum Einfügen an beliebiger Stelle - zwischen zwei Schlauch- oder Leitungsstücken - in eine Schlauch-Leitung. Es hat zwei druckabhängige Ventilglieder, das eine spricht an auf niedrigen und das andere auf hohen Druck. Ein höherer Druck in der Leitung bewirkt, daß das Niederdruck- und das Hochdruck-Ventilglied den Druchfluß freigeben; der Druck aus der Hauptleitung wirkt somit auf den Schaummittel-Tank zur Erhöhung der Schaumkonzentration. Bei niedrigem Druck und niedriger Durchflußrate bewirkt der Druck in dem Tank allein die Schaum-Konzentrat-Injektion. In beiden Fällen wird das Schaumkonzentrat durch ein Dosierventil zugeführt, welches eine kontinuierliche veränderbare schneckenförmige Nut hat, womit der Zufuhr-Querschnitt für jedes Schaum- Wasser-Verhältnis definiert ist.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Zur noch besseren Verständnis der Erfindung wird nachfolgend ein Ausführungsbeispiel an Hand der Zeichnungen beschrieben:
Figur 1 zeigt ein Schaumzufuhrgerät gemäß der Erfindung in Perspektive;
Figur 2 ist eine Seitenansicht des Gerätes nach Figur 1;
Figur 3 ist ein schematisches Diagramm des Systems nach Figuren 1 und 2;
Figur 4 zeigt die Anordnung von Tank und Blase nach Figur 1 auseinandergezogen;
Figur 5 zeigt ein Dreiwegeventil gemäß der Erfindung auseinandergezogen;
Figur 6 zeigt, ebenfalls auseinandergezogen, das Dosierventil gemäß der Erfindung;
Figur 7 ist ein vertikaler Schnitt durch das Dosierventil nach Figur 6;
Figuren 8a, b und c zeigen in Ausschnitten nach Linie 8-8 in Figur 7 drei verschiedene Stellungen bzw. Durchflußquerschnitte des Dosierventus;
Figur 9 zeigt - ebenfalls auseinandergezogen - das Druckdifferenzventil gemäß der Erfindung;
Figuren 10, 11 und 12 sind drei vereinfachte vertikale Schnitte des Differenzdruckventils gemäß der Erfindung in geschlossener Stellung, bei niedrigem und bei hohem Druck.
Siehe auch Figuren 13A, 13B, 13C.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung

In Figuren 1 und 2 ist der Schaum-Dosierer und -Injektor allgemein mit 10 bezeichnet. Das Gerät wiegt 22,7 kg (50 pounds) und hat eine Höhe von maximal 32 inch, und eine Breite von maximal 18 inch, so daß das System leicht auf einem Löschwagen montiert und/oder von einem Lösch-Hubschrauber getragen werden kann. Es sieht vor eine präzise steuerbare Injektion von Schaumkonzentrat in dem Bereich von 0,1 bis 1 %, unabhängig von der Wasser-Durchflußrate von 11,3 bis 445 Liter pro Minute (3 bis 120 GPM), mit einem Druckänderungsbereich von 4,14 bis 8,62 bar (60 bis 125 PSI), über den das Schaum-Verhältnis präzise eingehalten wird.
Der Apparat und die das System ausmachenden Komponenten nach Figur 1 und 2 haben einen Behälter oder Kanister 11 von ausreichender Größe zur Aufnahme einer Schaumkonzentrat-Menge, zum Beispiel 18,91 dm³ (5 gallons), wobei ausreichend Volumeninhalt des Kanisters 11 verbleibt für einen Luftraum und eine Blase 11.
Die Blase 40 ist gezeigt in dem aufgebrochenen Bereich in Figur 2, aber nicht in Figur 1.
Auf dem Kanister 11 ist eine Handpumpe 12 angeordnet, für eine BOZWORTH GUZZLER-Pumpe der Bozworth Company von Connecticut, die Pumpe dient zum Füllen des Kanisters 11 durch Auf- und Ab- Betätigung des Handhebeis 13.
Ferner sind an dem Kanister 11, vorzugsweise an seiner Seitenwand angebracht:
a) Ein Dreiwege-Wahl-Ventil 14 mit drei Stellungen, nämlich 1-Auffüllen, 2-Schaumlieferung und 3-Aus, betätigt durch einen Handgriff 15;
b) Ein Dosierventil 16 mit Einstellknopf 20 steuert die Dosierung bzw. den Anteil des zu dem Löschwasser zugegebenen Schaumes in einem Bereich von 0,1 bis 1 %; und
c) Ein Differenzdruckventil 21, ebenfalls angebracht an dem Kanister, ausgerichtet zum Einfügen in eine Löschwasserleitung, mit Einlaß 22 und Auslaß 23.
Das Differenzdruckventil hat Standard-Gewindeanschlüsse, passend zu den Schlauchanschlüssen eines Feuerwehrschlauches, so daß das Gerät zwischen je zwei Stränge eines Löschschlauches eingefügt werden kann. Adapter können vorgesehen werden für andere Schläuche als 6,3 cm (1/2 inch) Standard-Durchmesser.
Gemäß Figuren 1 bis 3 hat die Handpumpe 12 einen Einlaß-Anschluß 30, durch welchen Schaum-Konzentrat aus einem Vorratsfaß (nicht gezeigt), wie ein Vorratsbehälter von 5 Gallonen Inhalt, zugeführt werden kann (siehe auch Figur 3). Das Konzentrat, zum Beispiel das Produkt ANSUL WORMALD CORP. von Marionette, Wisconsin, verkauft unter der Marke ANSUL, wird mittels Handpumpe 12 in die innere Blase 40 (Figuren 2 und 3) gepumpt, wobei in dem Kanister 11 enthaltenes Wasser durch Leitung D verdrängt wird und der Kanister gemäß seinem Inhalt, zum Beispiel mit 5 Gallonen, über Leitung 35 gefüllt wird. Wenn das Auswahlventil 14 in die Stellung SCHAUM gestellt ist, erstreckt sich ein Leitungsweg vom Kanister 11 über Leitung 35, Auswahlventil 14, Leitung 44 und Rückschlagventil 45. Das Dreiwegeventil 14 ist verbunden mit im Dosierventil 16 über Leitung 44 und Rückschlagventil 45. Die Hochdruckleitung 50 verbindet die Einlaßseite 22 des Differenzdruckventils 21 mit dem Einlaß-Anschluß 51 des Auswahlventils 14. Die Leitung 52 verbindet die Auslaß- oder Niederdruckseite 23 des Differenzdruckventils 21 mit dem Auslaß des Dosierventils 16.
Es ist zu beachten, daß das System gemäß der Erfindung keine Elektromotoren und keine Energiequelle außer der Handpumpe 12 und dem Einlaß-Druck der Löschwasserleitung 21 benötigt. Der (positive) Druck der Löschwasserleitung wird verwendet zur (positiven) Druckbeaufschlagung des Systems zur dosierten Zugabe von Schaumkonzentrat.
Für ein besseres Verständnis der Arbeitsweise insgesamt werden nachfolgend die Hauptkomponenten des Gerätes beschrieben.

Haupttank oder Geräterumpf

Figur 4 zeigt den Kanister oder Behälter 11 mit seinem Ablaßhahn 112 und den Tragarmen 110 und 111 für die Ventuglieder. Der Kanister 11 hat eine obere Öffnung 113, durch die die Blase 40 kollabiert und installiert und an Ort und Stelle angebracht werden kann durch den mit Gewinde versehenen Flansch 114 mit Gewindesicherungsmutter 115 und Unterlegscheibe 116. Eine Abdeckplatte 120 mit Dichtungs-O-Ring 121 schließt die obere Öffnung 113 des Kanisters 11. Das Auslaßstück 36 ist dichtend angeschraubt an dem Auslaßrohr 114. Ein Rohr 122 mit seinem Sicherungnippel 123 vervollständigt den Kanister 11. Der Ablaßhahn 112 dient zum Ablassen von Restwasser aus dem Kanister 11, während das Drainagerohr 122 zum Ablassen des Wasserdruckes in dem Kanister über das Auswahlventil 14 während der Befüllung dient.

Dreiwegeauswahlventil

Das Dreiwegeventil 114 nach Figur 5 hat einen Ventilkörper 140 mit einer axialen Bohrung 141, in der ein zylindrisches Ventilglied 142 abgedichtet ist durch O-Ringe 143 und 144, und in Längsrichtung gesichert ist durch Begrenzungs-C-Ringe 145 an gegenüberliegenden Enden. Das Ventilgehäuse 140 hat zwei Paare von Anschlüssen 150 und 151, während der Ventilzylinder 142 ein Paar innere Anschlüsse 152 und 153 aufweist, jeweils mit O-Ring- Sitz und O-Ringen 154 und 155 an den Enden der Öffnungen oder Sitzen 152 und 153. Ein Handgriff 15 ist angebracht am äußeren Ende des Ventilzylinders 142 für ein Drehung des Zylinderventilgliedes 142 um wenigstens 270º, zur Einstellung des Ventus 14 in die drei Arbeitsstellungen BEFÜLLUNG, SCHAUM und AUS.
Bei horizontaler Stellung, wie in Figuren 1 und 5, ist der Handgriff 15 in der SCHAUM-Lieferungsstellung F, und eine Durchfluß ist eingestellt zwischen Leitungen 35 und 44 durch die Öffnung 153 und zwischen die Drainageleitungen D. In der Befüllungsstellung R des Handgriffs 15 ist ein Durchfluß freigegeben zwischen Leitungen 31 und 35 und zwischen den Ablaßleitungen D. In der AUS/OFF-Stellung des Handgriffs 15 sind alle Kanäle geschlossen.

Dosierventil

Für eine gute Arbeitsweise braucht man noch ein Ventil zusätzlich zu dem Auswahiventil für präzise Dosierung, und hierzu dient das Ventil 16 gemäß Figuren 1 und 2. Gemäß Figuren 6 bis 8 hat das Dosierventil ein Ventilgehäuse 160, mit einer Bohrung 161,(außen mit Gewinde(links), zur Äufnahme eines Ventilzylinders 162, mit O-Ring-Dichtungen 163 zur längsweisen Abdichtung und O-Ring 164 zur Abdichtung eines radialen Kanales. Das Ventilglied 162 hat eine axiale Öffnung 165 bzw. Kanal (Figur 7), der mit einem Auslaßkanal 166 in dem Ventilgehäuse 160 in Verbindung steht, während der Einlaßkanal 181 mit der Ausnehmung 161 in Verbindung steht. Das Ventilglied 162 hat einen sich nach auswärts erstreckenden Schaft 170, an welchen der Steuerknopf 20 gehalten ist mittels Madenschraube 171. Das Dosierventil 16 ist verschlossen durch eine mit Indexstrichen versehene Verschlußplatte 172, welche auch das Ventilglied 161 in Längsrichtung festlegt. Gemäß Figur 6 ist das Ventilglied 16 (an der Verschlußplatte 172) mit 0,2 % Indexmarken versehen, zur Anzeige für den Benutzer. Das Ventil 16 ist vom Operator einstellbar zwischen Durchfluß 0 und 1 % Durchfluß (d.h., 1 % Schaumzugabe).
Die präzise Steuerung der Dosierung wird erreicht durch eine sich kontinuierliche vertiefende Nut 180 am Ventilkörper, die zu sehen ist Figur 1, und erläutert ist in Figuren 8a - c. Die Nut 180 hat die Form einer Spirale, die sich über ungefähr 1800 über den Umfang des Ventilgliedes 162 erstreckt, und in Figur 8a eingestellt ist auf maximalen Zufluß, wobei der tiefste Bereich der Nut 180 so positioniert ist, daß direkter Zufluß zwischen Einlaßbohrung 181 und Ventilgehäuse 160 eingestellt und der radiale Kanal 162 des Ventilgliedes 161 mit dein Auslaßkanal 165 verbunden ist. Wie in Figur 88 gezeigt, ist das Ventilglied gegen den Uhrzeiger verdreht, so daß eine kleinere Querschnittsfläche der Nut 180 eingefügt ist in den Strömungsweg zwischen Einlaßkanal 181 und Längskanal 165. Die Änderung des Zuflusses ändert sich gleichmäßig mit dem Querschnitt der Nut 180. Jede Stellung außerhalb beider Enden der Nut 180 bildet eine Verschluß-Abdichtung, in der AUS-Stellung von Figur 8C, dichtet aber ein O-Ring 185 das Ende der Bohrung 181 ab. Ein Fremdmaterial oder Fremdkörper kann aus dem Dosierventil entfernt werden durch Einstellung des Ventus auf maximalen Durchfluß. Dabei ist die maximale Durchflußöffnung direkt geöffnet zu dem Auslaßkanal, so daß Fremdkörper sofort ausgespült werden. Das Dosierventil mag dann zurückgestellt werden auf seinen ausgewählten Proportioalwert.

Das Differenzdruckventil

Die präzise Dosierung des Schaumes wird erreicht durch das Dosierventil 16 und ist bedeutsam für die Wirksamkeit des Schaumes. Die Arbeitsbedingungen, unter denen der Schaum dosiert werden muß, variieren aber dramatisch und präzise Proportionierung über einen großen Löschwassermengenbereich kann nicht gesichert werden ohne einen Ausgleich für die schwankenden Wassermengen. Im Betrieb ist der Proportionierer eingeschaltet in eine Schlauchleitung zur Brandbekämpfung, wobei der Wasserdruck veränderlich ist und die Durchflußrate von 0, bei geschlossener Spritzdüse, bis zum Beispiel 470 Liter pro Minute (120 Gallonen pro Minute) maximaler Durchfluß bei einer kleinen Löschanlage und 235 bis 1350 Liter pro Minute (60 bis 350 Gallonen pro Minute) bei einem großen Löschsystem. Ferner sind beim normalen Feuerlöschen Druckstöße und Mengenstöße zu erwarten. Unter all diesen Bedingungen muß der Proportionierer den vorgegebenen Schaummittelanteil aufrechterhalten, in Abhängigkeit von der Durchflußrate des Systems. Dies wird zuverlässig erreicht durch das Differenzdruckventil 21 gemäß der Erfindung. Am besten ist es gezeigt in der auseinandergezogenen Darstellung von Figur 9 und in den Schnittzeichnungen von Figuren 10 bis 12, die das Ventil zeigen in der AUS-, Niederdruck- und Hochdruck- Stellung.
Gemäß Figuren 9 bis 13 ist das Differenzdruckventil 21, mit dem äußeren Ventilgehäuse 210, versehen mit einem Schlauchkupplungsring 211, einem Hochdruckschlauchnippel 51 und einem Niederdruckschlauchnippel 53. Der Kupplungsring 211 ist zum Beispiel von Standardgröße 6,3 cm (2 1/2 ") und hat eine inneren Laufrille 212A für Stahlkugeln 213, abgedichtet gegen das Wasser durch Dichtung 214. Die Kugeln 213 werden eingegeben in den Laufring 212 durch die Öffnung 217 und in dem Ring 211 fest gehalten durch Verschlußschraube 218. Ein zugehöriger Teil der Laufbahn 218 ist vorgesehen in einem Vorsprung 215 des Ventilkörpers 210. Der Kupplungsring 212 hat Innengewinde, entsprechend dem Anschlußstück des Löschwasserschlauchs.
Das Ventilgehäuse 210 hat zwei innere Kammern, die Hochdruckkammer 220 stellt in Verbindung mit dem Hochdruckanschluß 51 und die - größere - Niederdruckkammer 221 steht in Verbindung mit dem Niederdruckanschluß 53. Der Hochdruckanschluß S1A ist normalerweise geschlossen durch eine Druckplatte 222, die eine Vielzahl von Durchflußlöchern, nämlich 4, und ein zentrales Loch 223 aufweist, auf welchem die Ventilpiatte 222 axial beweglich ist auf der Achse 224 gegen den Widerstand der Feder 225 auf der Achse 224.
Stromabwärts von der Hochdruckplatte 222 ist eine Niederdruckplatte 226 gleitbar angeordnet auf einem Paar seitlicher Stifte 230 und 231 gegen den Druck kleinerer Federn 232 und 233. Die Niederdruckplatte 226 schließt die vier Löcher 227 der Hochdruckplatte 222 (wenn kein Druck anliegt), bei geringem Druck beginnt die Öffnung und der Durchfluß durch das Ventil 21. Bei verschlossenem Kanal 51 gemäß Figur 10, sind Anschluß 51A und Öffnungen 227 in der Druckplatte 222 verschlossen durch die Platte 226, es erfolgt kein Durchfluß durch Ventil 21. Bei geringem Druck auf das Ventil 221 (Figur 11) wird die Druckplatte 226 von der Hochdruckplatte 222 abgehoben und der Durchfluß durch Ventil 21 beginnt. Der Anschluß 51A ist geschlossen und Anschluß 53A hat den Auslaßdruck des Ventils 21.
Bei größerem Druck am Einlaß des Ventils 21 (Figur 12) wird die Hochdruckplatte 222 nach rechts (in Figur 12) verschoben und der Hochdruckanschluß 51A erhält den Druck an der Einlaßseite. Zusammen liefern der Hochdruckanschluß 51A und der Niederdruckanschluß 53A den Differenzdruck zwischen Einlaßseite und Auslaßseite des Ventils 21, zur Steuerung der Dosierung der Schaumkonzentratzugabe. Je größer der Durchfluß, umso größer ist die Druckdifferenz zwischen Anschlüssen 51A und 53A und umso mehr Schaumkonzentrat wird zugegeben, um das vorgesehen Verhältnis aufrechtzuerhalten. Der Durchfluß des primären Feuerlösch-Fluids (insbesondere von Wasser) und von Schaumkonzentrat unter den gleichen drei Bedingungen ist illustriert in Figuren 13A, geschlossen; Figure 13B, geringer Durchfluß und Figure 13C, großer Durchfluß.
In der Niederdruckkammer 221 erfolgt eine turbulente Mischung des Schaumkonzentrats und des Löschwassers für gute Durchmischung bei niederem und bei hohem Durchfluß.
Bei Typentests des Sytems der Erfindung wurde das Verhältnis zwischen Durchflußraten durch die Schlauchleitung und die Druckdifferenz an dem Differenzdruckventil gemessen. Solche Meßdaten sind in der Tabelle weiter unten gegeben. Es zeigt sich, daß der Differenzdruck, der verwendet wird zur Injizierung des Schaumkonzentrats in die durch die Löschleitung fließende Flüssigkeit angenähert direkt proportional zur Durchflußrate ist. Dies trifft zu selbst bei Änderungen des Leitungsdruckes zwischen 4,14 bis 8,625 bar (60 bis 125 PSI). Wasserdurchflußrate Differenzialdruck Bar
Bei anderen Tests erhielt man bei einem Durchfluß von 151,4 Liter pro Minute (40 GPM) eine Druckdifferenz an dem Differenzdruckventil von 0,345 bar (5 PSI), während sich bei einer Durchflußrate von 454 Liter pro Minute (120 GPM) ein Differenzdruck von 1,035 bar (15 PSI) einstellte.

Arbeitsfolge

Bei der Anwendung des Systems gemäß der Erfindung geht man in folgender Reihenfolge vor:

Befüllung des Systems

1. Schließe die Schaumkonzentrat-Fülleitung L an die Handpumpe 12 auf der Einheit 10 an.
2. Stecke das freie Ende der Leitung L in 18,9 l (5 Gallon) Gefäß von Klasse A Ödland Schaum.
3. Stelle das Dosierventil 16 auf 1 % (Maximum).
4. Stelle das Auswahlventil 14 auf die Nachfüllposition.
5. Betätige die Handpumpe 12. Wenn die Handpumpe schwer zu gehen beginnt; 4rehe das Auswahiventil 14 in die SCHAUM- Position. Dadurch kann jegliche in dem Behälter eingeschlossene Luft entweichen. Stelle das Auswahlventil auf die Füllposition zurück und wiederhole bis zur vollen Füllung.
6. Wenn die Einheit gefüllt ist mit Klasse A Ödlandschaum oder A-FFF, geht die Handpumpe 12 nicht weiter. Betätige die Handpumpe nicht mit Gewalt.
Anmerkung: Dies ist vor der erstmaligen Betätigung oder nach Reparatur oder Wartung der Einheit.
7. Stelle das Auswahlventil 14 auf die AUS-Position.
8. Nehme die Fülleitung L ab und bewahre sie an sicherer Stelle auf.
Das System ist nun gefüllt mit Schaumkonzentrat und fertig zum Einsatz.

Betrieb des Systems bei der Schaumdosierung

1. Verbinde die Einlaßseite 22 des Proportionierventils 21 mit der Schlauchleitung unter Verwendung von Adaptern der passenden Größem, falls erforderlich.
2. Verbinde das andere Ende der Schlauchleitung mit der Auslaßseite 23 des Dosierventils 21. Wenn Schaum erwünscht ist, wird ein Luftansaugdüse angebracht an der Leitung oder ein Druckluftsystem in der Leitung an der Auslaßseite.
3. Stelle das Dosierventil 16 auf die gewünschte Schaumeinstellung. Achtung: Bei reichem Schaum oder bei kälterem Wetter, also bei dickerer Viskosität, erhöhe die Einstellung. Für schlankeren Schaum oder bei heißerem Wetter, also bei geringerer Viskosität, vermindere die Einstellung.
4. Wenn Schaum gewünscht ist, verstelle das Auswahlventil 14 auf die SCHAUM-Stellung. Wenn nur Wasser begehrt wird, stelle das Auswahlventil auf AUS-Position.
5. Lade den Leitungsstrang durch Anwendung des Quellendruckes auf die Leitung. Versprühe den Schaum aus der Sprühdüse. Wenn der gesamte Schaum entladen/verbraucht ist, sieht man keinen Schaum mehr durch die transparente Leitung 44 vom Dosierventil fließen und der Schaum an der Sprühdüse hört auf. Der Tank ist nunmehr voll Wasser.

Erneute Befüllung des Tanks während des Betriebes

1. Stelle das Auswahlventil 14 auf Nachfüllung.
2. Verbinde die Fülleitung L mit dem Handpumpeneinlaß 30 und dem Schaumkonzentratbehälter.
3. Betätige die Handpumpe - Schaumkonzentrat gelangt in die Blase und verdrängt Wasser über Auslaßleitung D. Wenn alles Wasser ausgelassen ist und die Handpumpe Widerstand gibt, ist die Einheit voll von Schaumkonzentrat. Diese Operation dauert ungefähr 45 Sekunden.
4. Stelle das Auswahlsystem 14 auf SCHAUM zurück. Während des Betriebes kann die Schaumkonzentration adjustiert oder erhöht werden zu jeder Zeit durch Einstellung auf das gewünschte Verhältnis an dem Dosierventil 16.
Vorstehend wurde eine beste Art und Weise der Erfindung beschrieben, nur zur Illustration des Prinzips der Erfindung und nicht zur Begrenzung. Die Erfindung wird definiert durch die beigefügten Ansprüche und steht unter dem Schutz gemäß Artikel 69 (1) EPÜ.

Claims

1. Vorrichtung zur dosierten Zuführung von Schaum in einem Flüssigkeitsstrom zur Brandbekämpfung, enthaltend

eine Hauptflüssigkeits-/Wasserleitung (22, 23) mit einem Einlaß (22) un einem Auslaß (23);

Differenzdruckventil-Mittel (21, 222, 226) in der Hauptleitung (22, 23) zur Aufrechterhaltung des Flüssigkeitsdruckes am Einlaß (22) oberhalb des Druckes am Auslaß (23);

wobei die Differenzdruckmittel (21) Mittel (222, 226) umfassen, welche automatisch wirken in Abhängigkeit von der Durchflußrate in der Hauptleitung zur Veränderung der Druckdifferenz zwischen dem Einlaß (22) und dem Auslaß (23) im wesentlichen proportional zu der Durchflußrate;

ein Schaummittelbehälter (11);

Mittel (35, 14, 44, 52) zur Zuleitung von Schaummittel aus dem Reservoir (11) in die Hauptleitung nahe deren Auslaß (23) und Mittel (16) in der Schaummittel-Zufuhrleitung zur einstellbaren Veränderung des Zuflusses von Schaummittel;

Mittel zur Druckbeaufschlagung des Reservoirs (11) zum Ausstoßen von Schaummittel durch die Schaummittelleitung enthaltend:

eine sekundäre Flüssigkeits-/Fluid-Zulieferleitung (50, 17) zwischen der Haupt-Fluidleitung (21) in der Nähe ihres Einlasses (22) und dem besagten Schaummittelreservoir (11).

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Mittel zur Veränderung des Durchflusses von Fluid durch die sekundäre Fluidleitung automatisch operierende Einstellmittel (222) zur Begrenzung des Durchflusses aufweisen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Mittel zur Veränderung des Durchflusses von Schaummittel durch die Schaumleitung manuell einstellbare Mittel (20) zur Verengung der Schaummittelleitung (44, 52) aufweist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, in welchem die Haupt-Fluidzufuhrleitung (21) unterteilt ist in Ausnehmungen/Kammern für den Einlaß (220) und den Auslaß (221),

wobei die Ventilmittel umfassen:

eine erste Ventilplatte (222) mit einem Durchgang (227);

eine erste Feder-Anordnung (225), welche die erste Ventilplatte (222) in eine die Kammern (220, 221) voneinander trennende Stellung/Verschlußstellung drückt;

eine zweite Ventilplatte (226);

eine zweite Federanordnung (232, 233), welche die zweite Ventilplatte (226) in eine Position drängt, in der der Durchgang (227) in der ersten Ventilplatte (222) geschlossen ist;

wobei die Haupt- und Sekundär-Federanordnungen (225, 232, 233) so proportioniert sind in ihrer Stärke, daß in Abhängigkeit von ansteigendem Druck in der Einlaßkammer (220) die sekundäre Ventilplatte (226) zuerst aus ihrer den Durchgang (227) in der ersten Platte (222) verschließenden Stellung bewegt wird, worauf die erste Platte (222) aus ihrer die beiden Kammern voneinander trennenden Stellung bewegt wird.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei die Bewegung der Ventilmittel/Platten (222, 226) auch die Mittel zur Druckbeaufschlagung des Schaummittelreservoirs steuert.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei die Bewegung der ersten Ventilplatte (222) eine Verengung der sekundären Fluidleitung (50, 17) bewirkt.