DE10113371A1 - Brandschutzventil für eine Rohrleitung - Google Patents
Brandschutzventil für eine RohrleitungInfo
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Brandschutzventil für eine Rohrleitung, welches aus einem Ventilelement (7) besteht, das zweiteilig ausgebildet ist mit einem inneren Ventilteil (10) aus einem bei erhöhter Temperatur aufschäumenden Material und einem äußeren Ventilteil (13). Es sind thermische Auslösemittel (18) vorgesehen, so dass bei erhöhter Temperatur sich der innere Ventilteil (10) löst und sich in Achsrichtung bewegt, so dass die Rohrleitung (9) verschlossen wird. Bei noch höheren Temperaturen schäumt das Material, aus dem der innere Ventilteil (10) besteht, auf.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Brandschutzventil für
eine Rohrleitung, insbesondere Lüftungsrohrleitung umfassend
wenigstens ein tellerartiges Ventilelement, welches aus einer
Ruheposition, in der es einen Teil des Querschnitts der
Rohrleitung frei lässt, in eine Verschlussposition beweglich
ist, in der es den Öffnungsquerschnitt der Rohrleitung
verschließt, wobei das tellerartige Ventilelement zwei Teile
umfasst, die bei Normaltemperatur miteinander zu einem
Ventilteller verbunden sind und Mittel vorgesehen sind, die
bei erhöhter Temperatur auslösen und nach deren Auslösung der
innere Ventilteil in seine Verschlussposition in Achsrichtung
der Rohrleitung bewegt wird, in der er den Querschnitt der
Rohrleitung verschließt, wobei der äußere Ventilteil seine
Position beibehält.
Ein Brandschutzventil für eine Rohrleitung der obengenannten
Gattung ist aus der DE 199 19 700 A1 bekannt geworden. Der
innere Ventilteil, der bei diesem Brandschutzventil bei
Auslösung in die Verschlussposition bewegt wird, besteht aus
einem Blechteller. Zwar ist bei diesem bekannten
Brandschutzventil gemäß einer Variante auch bereits
vorgesehen, diesen Blechteller mit einem bei erhöhten
Temperaturen aufschäumenden Baustoff zu beschichten. Da der
Blechteller jedoch an der Ventilinnenseite liegt, kann ein
solcher aufschäumender Baustoff bei Aufschäumen nicht oder
nicht in ausreichendem Maße vom Ventilsitz her in
Achsrichtung in das Innere der Rohrleitung hin aufschäumen.
Vielmehr schäumt bei diesem bekannten Brandschutzventil der
Schaumstoff fast ausschließlich nach außen, wobei die Wirkung
teilweise dadurch verloren geht, dass dort keine seitliche
Begrenzung als Einfassung für den Schaumstoff gegeben ist.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein
Brandschutzventil für eine Rohrleitung der eingangs genannten
Art im Hinblick auf eine effektivere Abschottung im Brandfall
weiter zu verbessern.
Die Lösung dieser Aufgabe liefert ein Brandschutzventil für
eine Rohrleitung der eingangs genannten Gattung mit den
kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs. Erfindungsgemäß
ist vorgesehen, dass der innere Ventilteil des zweiteiligen
Ventilelements aus einem bei erhöhter Temperatur
aufschäumenden Material besteht. Der bislang vorhandene
Metallteller entfällt damit. Da der innere Ventilteil des
Ventilelements selbst aus dem aufschäumenden Material
besteht, schäumt bei Überschreiten der Auslösetemperatur der
Schaumstoff in die Rohrleitung hinein. Dadurch wird der
Brandschutz im Hinblick auf eine Abschottung gegen eine
Ausbreitung von Flammen, Hitze und/oder heißen Rauchgasen
durch die Rohrleitung im Bereich des Brandschutzventils
wesentlich verbessert.
In diesem Zusammenhang ist zu beachten, dass die genannte
Auslösetemperatur, bei der der Schaumstoff aufschäumt, in der
Regel oberhalb der Auslösetemperatur liegt, bei der die
Mittel auslösen, mittels derer der innere Ventilteil auf den
Ventilsitz gedrückt wird. Für diese Auslösung kann man zum
Beispiel ein Schmelzlot verwenden, welches unterhalb der
Auslösetemperatur die beiden Ventilteile des Ventilelements
zusammenhält und welches üblicherweise in einem Bereich von
unterhalb von 100°C, beispielsweise bei etwa 72°C auslöst.
Das innere Ventilteil wird also auch bereits bei Auftreten
heißer Rauchgase auf den Ventilsitz gepresst. Damit erfüllt
das Brandschutzventil bereits eine Absperrfunktion im
Brandfalle. Bei weiterer Temperaturerhöhung wird dann
irgendwann der Punkt erreicht, bei dem der
Intumeszenzschaumstoff aufschäumt und somit die volle
Brandschutzwirkung erreicht wird.
Unabhängig von den genannten Brandschutzmaßnahmen ist im
Rahmen der vorliegenden Erfindung vorzugsweise vorgesehen,
dass motorgetriebene Antriebsmittel vorhanden sind, mittels
derer das gesamte Ventilelement in Achsrichtung der
Lüftungsrohrleitung zur Veränderung des
Durchströmquerschnitts des Ventils verstellbar ist. Diese
Verstellfunktion zur Veränderung des Durchströmquerschnitts
kann also bei Normaltemperaturen ausgeübt werden und ist von
den obengenannten Brandschutzfunktionen des Ventils völlig
unabhängig. Als Antriebsmittel in dem genannten Sinne kann
beispielsweise ein Motor dienen, der zum Beispiel eine
Spindel antreibt, die mit dem Ventilelement verbunden ist.
Diese Spindel kann bei einer bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung in das Innere des Ventilelements hineinragen und
dort mit ihrem einen Ende befestigt sein. Vorzugsweise ist
weiterhin eine Schutzhülse vorgesehen, die die Spindel
umgibt.
Um das innere Ventilteil nach dem Auslösen eines thermischen
Auslöseelements in Richtung Ventilsitz zu drücken, kann man
beispielsweise ein Federelement verwenden, zum Beispiel eine
Druckfeder, die im Inneren des Ventilelements angeordnet ist.
Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass
das innere Ventilteil im Umriss etwa kegelstumpfförmig und
vorzugsweise innen hohl ist. Dies hat den besonderen Vorteil
einer guten Anlage des inneren Ventilteils in der
Verschlussstellung im Bereich des Ventilsitzes, wenn dieser
ebenfalls etwa trichterförmig oder kegelstumpfmantelartig
geformt ist. Während ein Ventilteller nur eine linienförmige
Anlage am Umfang, das heißt, am Rand des Tellers in einem
solchen Ventilsitz ergibt, erreicht man bei einer
kegelstumpfförmigen Ausbildung des inneren Ventilteils eine
flächige Anlage etwa im Bereich einer Kegelmantelfläche. Eine
Weiterbildung der Erfindung sieht dabei vor, dass das innere
Ventilteil aus einem bei Normaltemperatur hartgummiähnlichen
leicht elastischen Material mit abdichtenden Eigenschaften
besteht. Dies hat den weiteren Vorteil, dass das innere
Ventilteil in der Verschlussstellung dadurch abdichtende
Eigenschaften hat, wodurch insbesondere auch eine bessere
Abdichtung gegen bei einem Brandfall auftretende giftige
Rauchgase erzielt wird.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum
brandsicheren Verschließen einer Rohrleitung, insbesondere
Lüftungsrohrleitung umfassend wenigstens ein Ventilelement
mit bei erhöhter Temperatur ansprechenden Auslösemitteln zum
Verschließen der Lüftungsrohrleitung insbesondere gegen
Heißrauch, welches erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet
ist, dass bei Normaltemperatur über motorisch betriebene
Antriebsmittel die Position des Ventilelements in Richtung
der Rohrachse verstellbar ist und damit der gewünschte
Öffnungsquerschnitt der Rohrleitung im Ventilbereich
eingestellt werden kann. Bei erhöhter Temperatur wird über
thermisch auslösende Auslösemittel der Öffnungsquerschnitt
der Rohrleitung automatisch vollständig gegen den Durchtritt
insbesondere von Rauchgasen verschlossen und bei einer noch
höheren Temperatur verschließt ein den Öffnungsquerschnitt
der Rohrleitung verschließender Ventilteil aus einem
aufschäumenden Baustoff die Rohrleitung feuersicher, das
heißt, es wird ein Durchschlagen von Flamme oder Hitze im
Ventilbereich verhindert. Eine Besonderheit des
erfindungsgemäßen Verfahrens besteht also darin, dass eine
Abdichtung der Lüftungsrohrleitung durch das Ventilelement
mit wenigstens drei verschiedenen Funktionen möglich ist,
wobei in einem Brandfall alle drei Verschlussfunktionen
sukzessive nacheinander eintreten können, entsprechend den
bei einem Brand auftretenden Phasen, wonach sich in der Regel
zunächst Kaltrauchgase bilden, dann Heißrauch und erst in
einer dritten Phase sich Hitze und/oder Flammen über ein
Rohrleitungssystem ausbreiten.
Ein Brandschutzventil gemäß der vorliegenden Erfindung kann
für das Verschließen beispielsweise einer Lüftungsrohrleitung
dienen in der Abluft, Zuluft oder auch Umluft strömt, wobei
die strömende Luftmenge bei Normaltemperatur über den
Stellmotor entsprechend regulierbar ist.
Die in den Unteransprüchen genannten Merkmale betreffen
bevorzugte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen
Aufgabenlösung.
Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der
nachfolgenden Detailbeschreibung.
Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand von
Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegenden
Zeichnungen näher beschrieben. Dabei zeigen
Fig. 1 eine Längsschnittdarstellung im Bereich einer
Rohrleitung mit einem erfindungsgemäßen
Brandschutzventil;
Fig. 2 eine vergrößerte Detaildarstellung eines
Ausschnitts aus Fig. 1;
Fig. 3 eine entsprechende Ansicht ähnlich wie in Fig. 1,
jedoch nach der Auslösung des thermischen
Auslöseelements;
Fig. 4 eine entsprechende Ansicht ähnlich wie in den Fig.
1 und 3, jedoch nach dem Aufschäumen des Materials,
aus dem das innere Ventilteil besteht.
Zunächst wird auf Fig. 1 Bezug genommen.
Fig. 1 zeigt einen prinzipiellen Längsschnitt durch ein
erfindungsgemäßes Brandschutzventil für eine Rohrleitung,
insbesondere eine Lüftungsrohrleitung. Die Rohrleitung ist in
der Zeichnung mit 9 bezeichnet und erstreckt sich
beispielsweise im Bereich eines Durchbruchs in einer Wand 8
oder einer Decke. Es ist ein etwa tellerartiges Ventilelement
7 vorgesehen, welches mit einem Ventilsitz 6 zusammenwirkt
und in der geschlossenen Stellung den Querschnitt der
Lüftungsrohrleitung 9 in dem Durchbruchsbereich durch die
Wand 8 versperrt. In Fig. 1 ist jedoch das Ventilelement 7 in
der Offenstellung gezeigt. Der Öffnungsquerschnitt der
Rohrleitung zwischen dem Ventilelement 7 und dem Ventilsitz 6
ist einstellbar, so dass je nach Bedarf die Menge der aus der
Lüftungsrohrleitung 9 austretenden Abluft reguliert werden
kann. Für die Einstellung ist erfindungsgemäß ein Stellmotor
12 vorgesehen, der eine Spindel 11 antreibt, so dass diese
sich in Achsrichtung in Richtung der Pfeile bewegt. Da die
Spindel 11 sich in das Inneres des Ventilelements 7
hineinerstreckt und an dem Ventilelement befestigt ist, nimmt
sie das Ventilelement 7 mit, wobei bei Normaltemperatur das
Ventilelement 7 insgesamt in Richtung der Achse der
Lüftungsrohrleitung 9 bewegt wird, je nachdem welcher
Öffnungsquerschnitt gewünscht ist. Das Ventilelement 7 kann
mittels des Stellmotors 12 und der Spindel 11 auch in eine
vollständig geschlossene Stellung bewegt werden, in der es
auf dem Ventilsitz 6 abdichtend aufliegt.
Aus Fig. 1 ist ersichtlich, dass das Ventilelement 7 im
Prinzip auf zwei Teilen besteht, nämlich einem inneren
Ventilteil 10 und einem äußeren Ventilteil 16 der innere
Ventilteil 10 hat die Form eines innen hohlen Kegelstumpfs
und besteht aus einem bei erhöhter Temperatur aufschäumendem
Material, einem sogenannten Intumeszenzschaumstoff. Das
äußere Ventilteil 16 kann dagegen beispielsweise aus Metall
bestehen und eine etwa tellerförmige Form haben. Beide
Ventilteile 10, 16 sind miteinander zu einem einheitlichen
Ventilelement 7 verbunden, wobei die Verbindung
beispielsweise eine Pressverbindung, Klemmverbindung,
Schraubverbindung, Klebeverbindung oder dergleichen sein
kann.
Das Ventilelement 7 umfasst weiterhin Auslösemittel 18, die
thermisch auslösen und zum Beispiel aus einem Schmelzlot oder
dergleichen bestehen. Dieses Schmelzlot 18 stellt eine
Verbindung zwischen dem inneren Ventilteil 10 und der Spindel
11 her, so dass bei intaktem Schmelzlot der innere Ventilteil
10 festgehalten wird. In dem Hohlraum 13 im Inneren des
Ventilelements befindet sich eine Schutzhülse 14, welche die
Spindel 11 umgibt. Auf dieser Schutzhülse 14 ist eine
Druckfeder 15 angeordnet, die normalerweise bei intaktem
Schmelzlot 18 unter einer Vorspannung steht. Das äußere
Ventilelement. Das äußere Ventilelement 16 kann
beispielsweise über eine Mutter oder ähnliche
Befestigungselemente mit der Spindel 11 verschraubt sein.
Wenn nun eine erhöhte Temperatur auftritt, bei der Schmelzlot
18 durchschmilzt, dann wird durch die Federkraft der
Druckfeder 15 der innere Ventilteil 10 in Achsrichtung auf
den Ventilsitz 6 gedrückt und dichtet dort ab. Diese Stellung
des inneren Ventilelements 10 nach der thermischen Auslösung
ist in Fig. 3 dargestellt.
Fig. 2 zeigt eine vergrößerte Detaildarstellung, bei der man
den Befestigungsbereich des inneren Ventilteils 10 mit dem
Schmelzlot 18 besser erkennen kann. Man sieht, dass das
Schmelzlot 18 auf dem durch den inneren Ventilteller 10
hindurchragenden Endabschnitt der Hülse 14 befestigt ist. Die
Spindel 11 liegt konzentrisch innerhalb der Hülse 14 und
setzt sich außerhalb des inneren Ventilelements 10 in
Richtung auf den Stellmotor 12 fort. Die Druckfeder 15 ist um
die Hülse 14 herumgelegt und endet vor dem inneren Ventilteil
10. Da das Schmelzlot 18 die Hülse 14 radial überragt und im
Durchmesser größer ist als die Durchgangsöffnung 10a für die
Hülse 14 in dem inneren Ventilteil 10, hat die Druckkraft der
Druckfeder 15 keine Wirkung, so lange das ringförmige
Schmelzlot 18 fest auf der Hülse 14 sitzt und das Widerlager
für den inneren Ventilteil 10 bildet. Sobald aber das
Schmelzlot 18 weggeschmolzen ist, kann der innere Ventilteil
10 über das Ende der Hülse 14 hinwegrutschen, wobei dies
ausgelöst wird durch die Kraft der Druckfeder 15.
Nachfolgend wird auf Fig. 4 Bezug genommen. Wenn nun
ausgehend von der Darstellung gemäß Fig. 3 der innere
Ventilteil 10 bereits auf dem Ventilsitz 6 aufliegt und die
Temperatur weiter ansteigt, dann beginnt bei Überschreiten
einer gewissen Temperatur das Material aus dem der innere
Ventilteil 10 besteht aufzuschäumen und breitet sich unter
starker Volumenvergrößerung aus. Dieser aufschäumende
Intumeszenzschaumstoff quillt dann in die Lüftungsrohrleitung
9 hinein und bildet einen feuer- und hitzesicheren Verschluß
im Bereich des Durchbruchs durch die Wand 8.
Claims (10)
1. Brandschutzventil für eine Rohrleitung, insbesondere
Lüftungsrohrleitung umfassend wenigstens ein
tellerartiges Ventilelement, welches aus einer
Ruheposition, in der es einen Teil des Querschnitts der
Rohrleitung frei lässt, in eine Verschlussposition
beweglich ist, in der es den Öffnungsquerschnitt der
Rohrleitung verschließt, wobei das tellerartige
Ventilelement zwei Teile umfasst, die bei
Normaltemperatur miteinander zu einem Ventilteller
verbunden sind und Mittel vorgesehen sind, die bei
erhöhter Temperatur auslösen und nach deren Auslösung der
innere Ventilteil in seine Verschlussposition in
Achsrichtung der Rohrleitung bewegt wird, in der er den
Querschnitt der Rohrleitung verschließt, wobei der äußere
Ventilteil seine Position beibehält, dadurch
gekennzeichnet, dass der innere Ventilteil (10) aus einem
bei erhöhter Temperatur aufschäumenden Material,
insbesondere einem Intumeszenzschaumstoff besteht.
2. Brandschutzventil für eine Rohrleitung, insbesondere
Lüftungsrohrleitung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, dass dieses motorgetriebene
Antriebsmittel (11) umfasst, mittels derer das gesamte
Ventilelement in Achsrichtung der Lüftungsrohrleitung zur
Veränderung des Durchströmquerschnitts des Ventils
verstellbar ist.
3. Brandschutzventil für eine Rohrleitung, insbesondere
Lüftungsrohrleitung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, dass als Antriebsmittel (11) eine über
einen Motor, insbesondere einen Stellmotor angetriebene
Spindel (11) vorgesehen ist.
4. Brandschutzventil für eine Rohrleitung, insbesondere
Lüftungsrohrleitung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, dass die Spindel (11) in das
Innere (13) des Ventilelements hineinragt und dort mit
ihrem einen Ende befestigt ist.
5. Brandschutzventil für eine Rohrleitung, insbesondere
Lüftungsrohrleitung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, dass die Spindel (11) in einer
Schutzhülse (14) aufgenommen ist, die diese konzentrisch
umgibt.
6. Brandschutzventil für eine Rohrleitung, insbesondere
Lüftungsrohrleitung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, dass ein Federelement (15),
insbesondere eine Druckfeder vorgesehen ist, welche im
Inneren (13) des Ventilelements zwischen dem
feststehenden äußeren Ventilteil (16) und dem inneren
Ventilteil (10) angeordnet ist und nach Auslösen eines
thermischen Auslöseelements (18) bei erhöhter Temperatur
das innere Ventilteil (10) in Richtung Ventilsitz (19)
drückt.
7. Brandschutzventil für eine Rohrleitung, insbesondere
Lüftungsrohrleitung nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, dass das innere Ventilteil (10)
im Umriss etwa kegelstumpfförmig und innen hohl ist.
8. Brandschutzventil für eine Rohrleitung, insbesondere
Lüftungsrohrleitung nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (15) die
Hülse (14) konzentrisch umgibt.
9. Brandschutzventil für eine Rohrleitung, insbesondere
Lüftungsrohrleitung nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, dass das innere Ventilteil (10)
aus einem bei Normaltemperatur hartgummiähnlichen leicht
elastischen Material mit abdichtenden Eigenschaften
besteht.
10. Verfahren zum brandsicheren Verschließen einer
Rohrleitung, insbesondere Lüftungsrohrleitung umfassend
wenigstens ein Ventilelement mit bei erhöhter Temperatur
ansprechenden Auslösemitteln zum Verschließen der
Lüftungsrohrleitung insbesondere gegen Heißrauch, dadurch
gekennzeichnet, dass bei Normaltemperatur über motorisch
betriebene Antriebsmittel die Position des Ventilelements
in Richtung der Rohrachse verstellt und damit der
gewünschte Öffnungsquerschnitt der Rohrleitung im
Ventilbereich eingestellt wird, dass bei erhöhter
Temperatur über thermisch auslösende Auslösemittel der
Öffnungsquerschnitt der Rohrleitung automatisch
vollständig gegen den Durchtritt insbesondere von
Rauchgasen verschlossen wird, und dass bei einer noch
höheren Temperatur ein den Öffnungsquerschnitt der
Rohrleitung verschließender Ventilteil (10) aus einem
aufschäumenden Baustoff aufschäumt und die Rohrleitung
feuersicher verschließt.
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