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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Zumischsystem für Feuerlöschanlagen. Eine Feuerlöschanlage im Sinne der vorliegenden Erfindung ist eine Anlage aufweisend eine Pumpe, ein Leitungssystem und ein Schaummittel-Zumischsystem, mit der ein Löschmittel insbesondere durch Düsen, Schaumrohre oder Schaumgeneratoren ausgebracht werden kann. Bei der Feuerlöschanlage kann es sich um eine stationäre Anlage wie eine Feuerlöschanlage in einem Tanklager mit einem fest montierten sogenannten Monitor, d. h. einem großen Strahlrohr, oder auch um eine fest montierte Sprinkler-Anlage in einem Gebäude handeln. Es kann sich aber auch um eine mobile Anlage auf einem Fahrzeug oder Abrollbehälter handeln.
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Derartige Feuerlöschanlagen werden üblicherweise mit Wasser als Löschmittel betrieben. Es ist jedoch in vielen Fällen vorteilhaft, das Löschmittel vor dem Ausbringen auf das zu bekämpfende Feuer aufzuschäumen, damit das aufgebrachte Löschmittel eine Löschmitteldecke von längerer Bestandsdauer bildet, durch welche das Feuer erstickt werden kann. Hierzu wird dem Löschmittel üblicherweise zunächst ein Löschmitteladditiv, hier ein Schaummittel, in einem bestimmten Verhältnis zugemischt. Sodann wird das Löschmittel-Löschmitteladditiv-Gemisch (der sogenannte „Premix“) in einer Düse durch Zuführung von Luft aufgeschäumt und auf das zu löschende Feuer ausgebracht.
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Das Volumenverhältnis des Löschmitteladditivs zu dem Löschmittel, die sogenannte Zumischrate, beträgt typischerweise zwischen 0,5 % und 6 %.
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Ein anderes Löschmitteladditiv, welches dem Löschmittel zugemischt werden kann, ist ein Netzmittel oder „wetting agent“, welches die Oberflächenspannung des Löschmittels, insbesondere des Löschwassers, herabsetzt. Dies ist beispielsweise bei der Bekämpfung von Waldbränden vorteilhaft, weil das Löschwasser hierdurch größere Flächen, insbesondere auf den Blättern von Bäumen, benetzen und somit effizienter eingesetzt werden kann. Weiterhin kann das Löschwasser durch die herabgesetzte Oberflächenspannung tiefer in den Waldboden eindringen, um beispielsweise tiefere Glutnester zu löschen.
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Es existieren auch Schaummittel, die ebenso (dann ggf. mit anderen Zumischraten, insbesondere mit einer minimalen Zumischrate von 0,1 %) als Netzmittel einsetzbar sind.
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Die Erfindung wird im Folgenden teilweise am Beispiel von Wasser als Löschmittel und Schaummittel als Löschmitteladditiv beschrieben. Dies ist jedoch nicht als einschränkend zu verstehen. Die Erfindung kann genauso bei der Zumischung von beliebigen Löschmitteladditiven zu beliebigen Löschmitteln eingesetzt werden.
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Für den Betrieb der Feuerlöschanlage mit dem Zumischsystem können sowohl das Löschmittel als auch das Löschmitteladditiv in einem Löschmitteltank bzw. in einem Löschmitteladditivtank oder auch über eine Löschmittelversorgungsleitung bzw. über eine Löschmitteladditivversorgungsleitung bereitgestellt werden. Im Falle der Bereitstellung des Löschmittels in einem Löschmitteltank ist weiterhin eine Löschmittelpumpe erforderlich, welche das Löschmittel aus dem Löschmitteltank fördert, mit Druck beaufschlagt und dem Zumischsystem zuführt. Die soeben genannten Komponenten sind jedoch nicht Teil des Zumischsystems selbst.
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Die zu erzeugende Mischung aus dem Löschmittel und dem Löschmitteladditiv, d. h. der Premix, wird im Falle eines Schaummittels als Löschmitteladditiv dann in Form eines Premixstroms durch eine Aufschäumdüse geleitet, in der durch den Premixstrom Umgebungsluft angesaugt und mit dem Premix vermischt wird. Hierdurch wird das Schaummittel im Premix aktiviert und der Premix aufgeschäumt, sodass ein Löschmittelschaum aus der Aufschäumdüse austritt und auf das Feuer ausgebracht werden kann.
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Die zum Aufschäumen des Schaummittels benötigte Luft kann dem Premix auch in Form von Druckluft zugeführt werden. Im Falle einer solchen, Druckluftschaum erzeugenden Anlage spricht man von einer CAFS-Anlage (Compressed Air Foam System).
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Es ist zwar möglich, den Premix unabhängig von der Feuerlöschanlage im Voraus herzustellen, jedoch muss dieser dann möglicherweise über längere Zeit gelagert werden. Es ist daher in vielen Fällen vorteilhafter, den Premix erst unmittelbar vor der Ausbringung des Löschmittels auf das zu bekämpfende Feuer herzustellen. Zu diesem Zweck weist das Zumischsystem eine Zumischpumpe auf, durch welche das Löschmitteladditiv gefördert und dem Löschmittel zugemischt werden kann.
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In dem für die vorliegende Erfindung betrachteten Zumischsystem wird die Zumischpumpe durch einen Motor angetrieben, der wiederum durch einen Strom des Löschmittels selbst angetrieben wird.
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In dem oben genannten, nicht einschränkenden Anwendungsbeispiel der Erfindung weist das Zumischsystem somit einen Wassermotor auf, der durch den Löschwasserstrom angetrieben wird. Zu diesem Zweck ist die Ausgangswelle des Wassermotors mit der Eingangswelle der Zumischpumpe gekoppelt, beispielsweise durch eine Kupplung.
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Das von der Zumischpumpe geförderte Löschmitteladditiv wird dann durch eine Löschmitteladditivausgangsleitung von der Zumischpumpe in eine Zumischleitung geleitet und dort dem Löschmittelstrom zugemischt, um den Premix zu erzeugen.
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Dieser Aufbau des Zumischsystems, bei dem die Zumischpumpe durch den ohnehin vorhandenen Löschmittelstrom angetrieben wird, hat den Vorteil, dass die Zumischpumpe keine Antriebsenergie, insbesondere Elektrizität, von außen benötigt, wodurch das Zumischsystem sehr ausfallsicher ist. Weiterhin ist die Förderleistung der Zumischpumpe im Wesentlichen proportional zur Drehzahl des Motors, welche wiederum im Wesentlichen proportional zur Durchflussrate des Löschmittelstroms ist. Auf diese Weise wird automatisch eine im Wesentlichen konstante Zumischrate erreicht, ohne dass weitere Steuerungs- oder Regelungseinrichtungen erforderlich sind.
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Bei einem Zumischsystem für Feuerlöschanlagen ist es wünschenswert, verschiedene Werte für die Zumischrate einstellen zu können. Dadurch können beispielsweise verschiedene Löschmitteladditive eingesetzt werden, die verschiedene Zumischraten erfordern (beispielsweise 6 % oder 4 %), oder dasselbe Löschmitteladditiv kann, wie oben erwähnt, durch eine Veränderung der Zumischrate (beispielsweise von 2% auf 0,1 %) einmal als Schaummittel und einmal als Netzmittel eingesetzt werden.
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Eine konstruktiv einfache Möglichkeit, die Zumischrate zu verändern, besteht bei einem Zumischsystem mit dem oben beschriebenen Aufbau darin, die Zumischpumpe als Kolbenpumpe, insbesondere als Plungerpumpe, auszugestalten und durch eine Abschaltung eines oder mehrerer Zylinder die Förderleistung der Kolbenpumpe gezielt zu verringern. Da die Zumischrate proportional zur Förderleistung der Zumischpumpe ist, ergibt sich auf diese Weise auch eine entsprechende Verringerung der Zumischrate. Bei einer Kolbenpumpe mit sechs Zylindern kann auf diese Weise beispielsweise durch die Abschaltung eines Zylinders die Zumischrate von 6 % auf 5 % oder durch die Abschaltung von zwei Zylindern von 6 % auf 4 % verringert werden.
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Die „Abschaltung“ eines bestimmten Zylinders ist im Sinne der vorliegenden Erfindung so zu verstehen, dass kein von diesem Zylinder gefördertes Löschmitteladditiv unmittelbar in die Löschmitteladditivausgangsleitung gelangt und damit dem Löschmittel in der Zumischleitung zugemischt wird.
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Dies kann dadurch erreicht werden, dass der Kolben in dem betreffenden Zylinder mechanisch stillgelegt wird, also keine Bewegungen ausführt und damit auch kein Löschmitteladditiv fördert. Es kann jedoch auch dadurch erreicht werden, dass der Kolben in dem betreffenden Zylinder mechanisch unverändert arbeitet, sich also bewegt und Löschmitteladditiv fördert, gleichzeitig jedoch verhindert wird, dass das geförderte Löschmitteladditiv in die Löschmitteladditivausgangsleitung gelangt. Insbesondere kann das von dem betreffenden Zylinder geförderte Löschmitteladditiv umgeleitet und in den Löschmitteladditivtank bzw. in die Löschmitteladditiveingangsleitung zurückgefördert werden, sodass es nicht verloren geht, sondern für eine erneute Förderung durch die Zumischpumpe und Zumischung zum Löschmittel zur Verfügung steht.
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In der Praxis wird die zweite genannte Möglichkeit für die sogenannte Zylinderabschaltung bevorzugt, da es einfacher ist, den Löschmitteladditivstrom zu steuern, als die Kolben von einem oder mehreren Zylindern der Kolbenpumpe mechanisch abzukoppeln und stillzulegen. Es wird daher im Folgenden nur diese zweite Möglichkeit einer Rückförderung des Löschmitteladditivs zur Zumischpumpe betrachtet.
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Bisher wird eine solche Rückforderung des von einzelnen Zylindern der Zumischpumpe geförderten Löschmitteladditivs derart realisiert, dass der Arbeitsraum des betreffenden Zylinders angebohrt wird und von der Bohrung eine „Bypassleitung“ zur Eingangsseite der Zumischpumpe verlegt wird. Diese Bypassleitung kann durch einen einfachen Absperrhahn, beispielsweise einen Kugelhahn, geöffnet und geschlossen werden. Im geschlossenen Zustand der Bypassleitung ist diese inaktiv, und der zugehörige Zylinder fördert das Löschmitteladditiv in normaler Weise zum Ausgang der Zumischpumpe. Im geöffneten Zustand der Bypassleitung strömt das in den Arbeitsraum des zugehörigen Zylinders gelangende Löschmitteladditiv aufgrund der unterschiedlichen Druckverhältnisse zurück zum Eingang der Zumischpumpe, d. h. auf die „Saugseite“ der Zumischpumpe.
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Bei den Zumischsystemen der Anmelderin, in denen die Zumischpumpe beispielsweise drei Zylinder aufweist, lässt sich auf diese Weise beispielsweise die Zumischrate entweder durch die Abschaltung eines Zylinders von 3 % auf 2 % oder durch die Abschaltung von zwei Zylindern von 3 % auf 1 % verringern.
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Diese Lösung für die Zylinderabschaltung erfordert jedoch eine konstruktive Anpassung der Zumischpumpe, welche aufwendig ist und hohe Kosten verursacht und zusätzlich die Betriebssicherheit des Zumischsystems beeinträchtigen kann, da die zum Beispiel betriebsfertig von ihrem Hersteller gelieferte Zumischpumpe beim Bau des Zumischsystems noch nachträglich „manipuliert“ werden muss.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, bei einem Zumischsystem für Feuerlöschanlagen mit dem oben beschriebenen Aufbau die Zylinderabschaltung einfacher und sicherer zu realisieren.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Zumischsystem gemäß Anspruch 1 sowie durch ein Verfahren zu dessen Betrieb gemäß Anspruch 10. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Die Erfindung geht aus von einem Zumischsystem für Feuerlöschanlagen zum Zumischen eines Löschmitteladditivs, insbesondere eines Schaummittels, zu einem Löschmittel, insbesondere Wasser.
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Das Zumischsystem weist einen von einem Löschmittelstrom antreibbaren Motor auf, insbesondere einen Wassermotor, mit einem Eingang zur Zuleitung des Löschmittels zu dem Motor, insbesondere aus einem Löschmitteltank oder aus einer Löschmittelversorgungsleitung, einem Ausgang zur Abführung des Löschmittels von dem Motor und einer von dem Motor antreibbaren Abtriebswelle.
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Das Zumischsystem weist ferner eine Zumischpumpe zum Fördern des Löschmitteladditivs auf mit einer Antriebswelle, welche mit der Abtriebswelle des Motors gekoppelt ist, einem Eingang zur Bereitstellung des Löschmitteladditivs, insbesondere aus einem Löschmitteladditivtank oder aus einer Löschmitteladditivversorgungsleitung, und wenigstens einem Ausgang zur Abführung des von der Zumischpumpe geförderten Löschmitteladditivs.
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Weiterhin weist das Zumischsystem eine Löschmitteladditiveingangsleitung mit einem ersten, eingangsseitigen Ende und einem zweiten, pumpenseitigen Ende auf, wobei das pumpenseitige Ende mit dem Eingang der Zumischpumpe fluidleitend verbunden ist.
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Ferner weist das Zumischsystem einer Zumischleitung mit einem ersten, motorseitigen Ende und einem zweiten, ausgabeseitigen Ende auf, wobei das motorseitige Ende mit dem Ausgang des Motors fluidleitend verbunden ist.
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Außerdem weist das Zumischsystem eine Löschmitteladditivausgangsleitung mit einem ersten, pumpenseitigen Ende und einem zweiten, zumischleitungsseitigen Ende auf, wobei das pumpenseitige Ende mit dem wenigstens einen Ausgang der Zumischpumpe und das zumischleitungsseitige Ende mit der Zumischleitung an einer Zumischstelle fluidleitend verbunden ist.
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Erfindungsgemäß ist die Zumischpumpe eine Kolbenpumpe, insbesondere eine Plungerpumpe, mit mehreren Zylindern und weist wenigstens zwei Ausgänge auf, wobei jeder Ausgang mit wenigstens einem Zylinder und jeder Zylinder mit genau einem Ausgang fluidleitend verbunden ist.
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Erfindungsgemäß weist das Zumischsystem weiterhin eine Rückflussleitung mit einem ersten, pumpenausgangsseitigen Ende und einem zweiten, pumpeneingangsseitigen Ende auf, wobei wenigstens ein erster, rückflussfähiger Ausgang der Zumischpumpe über eine Umschalteinrichtung umschaltbar entweder mit dem pumpenausgangsseitigen Ende der Rückflussleitung oder mit dem pumpenseitigen Ende der Löschmitteladditivausgangsleitung fluidleitend verbunden ist, die übrigen, nicht rückflussfähigen Ausgänge der Zumischpumpe mit dem pumpenseitigen Ende der Löschmitteladditivausgangsleitung fluidleitend verbunden sind und das pumpeneingangsseitige Ende der Rückflussleitung mit der Löschmitteladditiveingangsleitung oder mit dem Eingang der Zumischpumpe fluidleitend verbunden ist.
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Falls die Zumischpumpe mehrere rückflussfähige Ausgänge aufweist, weist vorzugsweise jeder rückflussfähige Ausgang eine eigene Umschalteinrichtung auf.
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Der Begriff, dass zwei Stellen in dem Zumischsystem „fluidleitend verbunden“ sind, kann im vorliegenden Kontext bedeuten, dass die beiden Stellen unmittelbar derart verbunden sind, dass ein Fluid, insbesondere ein Löschmittel oder ein Löschmitteladditiv, von einer der beiden Stellen zu der anderen Stelle strömen kann. Dies kann insbesondere dann der Fall sein, wenn beide Stellen auf einer Leitung oder am Ende einer Leitung liegen und die die Leitungen realisierenden Rohre an den beiden Stellen - die somit faktisch zusammenfallen - unmittelbar ineinander übergehen, so dass die Innenräume der beteiligten Rohre einen gemeinsamen, durchgehenden Hohlraum bilden.
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Dass zwei Stellen in dem Zumischsystem „fluidleitend verbunden“ sind, kann aber auch bedeuten, dass zwischen den beiden Stellen weitere Einrichtungen, insbesondere Rohre oder auch Rohrnetze, angeordnet sind, sodass das Fluid durch diese Einrichtungen von der einen zu der anderen Stelle strömen kann.
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Die Strömung des Fluids wird dabei vorzugsweise nicht durch strömungssteuernde oder -beeinflussende Einrichtungen wie Ventile, Klappen, Pumpen oder Ähnliches beeinträchtigt.
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In dem erfindungsgemäßen Zumischsystem ist die Zylinderabschaltung so realisiert, dass von der Zumischpumpe selbst nur der Pumpenkopfdeckel modifiziert werden muss, der Großteil der Pumpe aber im Originalzustand verwendet werden kann. Dadurch wird die Betriebssicherheit des Zumischsystems erhöht. Auch ist die Realisierung der Zylinderabschaltung konstruktiv einfach, da als zusätzliche Elemente im Wesentlichen nur die Umschalteinrichtung und die Rückflussleitung vorgesehen werden müssen. Auf diese Weise wird die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe gelöst.
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In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist in der Rückflussleitung ein Druckhalteventil zur Erzeugung eines Gegendrucks auf das durch die Rückflussleitung strömende Löschmitteladditiv angeordnet.
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Hierdurch wird das Problem gelöst, dass die Kolben in den „abgeschalteten“ Zylindern, also in denjenigen Zylindern, aus denen das Löschmitteladditiv durch die Rückflussleitung in die Löschmitteladditiveingangsleitung oder zum Eingang der Zumischpumpe zurückgefördert wird, quasi „im Leerlauf“ arbeiten, also im Wesentlichen ohne dass das durch sie geförderte Löschmitteladditiv einen Gegendruck auf den betreffenden Kolben ausübt. Die übrigen Zylinder müssen dagegen das Löschmitteladditiv mit Druck beaufschlagen, um es durch die Löschmitteladditivausgangsleitung zur Zumischstelle fördern zu können. Die sich hierdurch ergebenden unterschiedlichen Druckverhältnisse zwischen den einzelnen Zylindern der Zumischpumpe bewirken einen unruhigen Lauf der Zumischpumpe insgesamt.
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Durch eine geeignete Auslegung des Druckhalteventils lässt sich in allen Zylindern der Zumischpumpe im Wesentlichen derselbe Druck einstellen. Dadurch ist ein ruhiger Lauf der Zumischpumpe gewährleistet, was sich wiederum positiv auf die Geräuschentwicklung sowie auf die Lebensdauer der Zumischpumpe auswirkt.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführung der Erfindung ist der wenigstens eine rückflussfähige Ausgang mit genau einem Zylinder fluidleitend verbunden. Der wenigstens eine rückflussfähige Ausgang kann aber auch mit zwei, drei oder mehr als drei Zylindern fluidleitend verbunden sein.
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Welche Konfiguration im Einzelfall gewählt wird, hängt sowohl von der Zahl der Zylinder der Zumischpumpe als auch von den für das Zumischsystem vorgesehenen Anwendungen ab. So können beispielsweise bei einer Zumischpumpe mit sechs Zylindern drei Zylinder mit dem rückflussfähigen Ausgang fluidleitend verbunden sein. Dann lässt sich durch einen einzigen Bedienvorgang, nämlich durch die Umschaltung der Umschalteinrichtung in Richtung der Rückflussleitung und damit die Abschaltung der drei genannten Zylinder, die Zumischrate beispielsweise von 6 % auf 3 % verringern.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführung der Erfindung weist die Zumischpumpe zwei, drei oder mehr als drei rückflussfähige Ausgänge auf. Sofern jeder rückflussfähige Ausgang eine eigene Umschalteinrichtung aufweist, lässt sich durch die Umschaltung mehrerer Umschalteinrichtungen in Richtung der Rückflussleitung eine entsprechende Anzahl von verschiedenen Zumischraten einstellen. Wenn beispielsweise bei einer Zumischpumpe mit sechs Zylindern jeder Zylinder mit einem eigenen rückflussfähigen Ausgang fluidleitend verbunden ist, lässt sich durch die Abschaltung von einem, zwei, drei, vier oder fünf Zylindern die Zumischrate beispielsweise von 6 % auf 5 %, 4 %, 3 %, 2 % bzw. 1 % verringern.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführung der Erfindung weist die Zumischpumpe genau drei Zylinder auf. Dies stellt für ein Zumischsystem in der Praxis einen guten Kompromiss zwischen der Förderleistung der Zumischpumpe und deren Kosten sowie der Flexibilität bei der Einstellung der Zumischrate dar. So kann in diesem Fall durch die Abschaltung von einem oder zwei Zylindern die Zumischrate beispielsweise von 3 % auf 2 % bzw. 1 % verringert werden, wenn alle drei Zylinder dasselbe Volumen aufweisen.
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Es ist aber auch möglich, dass die drei Zylinder verschiedene Volumina aufweisen. Falls beispielsweise das Volumen des ersten Zylinders für sich alleine einer Zumischrate von 3 %, das Volumen des zweiten Zylinders für sich alleine einer Zumischrate von 2 % und das Volumen des dritten Zylinders für sich alleine einer Zumischrate von 1 % entsprechen, kann durch die Abschaltung des ersten Zylinders oder des ersten und des zweiten Zylinders die Zumischrate beispielsweise von 3 % + 2 % + 1 % = 6 % auf 2 % + 1 % = 3 % bzw. 1 % verringert werden.
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Die Zumischpumpe kann selbstverständlich auch eine andere Anzahl von Zylindern, insbesondere genau einen, genau zwei, genau vier oder mehr als vier Zylinder, aufweisen.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführung der Erfindung ist die Umschalteinrichtung ein Wegeventil, insbesondere ein Kugelhahn. Dies ist ein konstruktiv einfaches Element zur Umschaltung von Fluidströmungen in einem Leitungssystem.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführung der Erfindung ist die Umschalteinrichtung mittels eines elektrischen Antriebs umschaltbar. Auf diese Weise lässt sich die Zumischrate auch durch eine entfernte Steuerungseinrichtung wie einen Leitstand einer Feuerlöschzentrale verändern, indem der elektrische Antrieb der Umschalteinrichtung über eine drahtgebundene oder auch drahtlose Verbindung von der Steuerungseinrichtung betätigt wird und dadurch ein oder mehrere Zylinder in der Zumischpumpe abgeschaltet werden bzw. ihre Abschaltung wieder aufgehoben wird.
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Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Betrieb eines erfindungsgemäßen Zumischsystems mit den Schritten:
- - Zuleiten eines Löschmittelstroms zum Eingang des Motors,
- - Antreiben des Motors durch den Löschmittelstrom,
- - Antreiben der Abtriebswelle des Motors durch den Motor,
- - Abführen des Löschmittels vom Ausgang des Motors in die Zumischleitung,
- - Antreiben der Antriebswelle der Zumischpumpe durch die Abtriebswelle des Motors,
- - Antreiben der Zumischpumpe durch deren Antriebswelle,
- - Zuführen des Löschmitteladditivs durch die Löschmitteladditiveingangsleitung zum Eingang der Zumischpumpe,
- - Fördern des Löschmitteladditivs durch die Zumischpumpe,
- - Abführen des Löschmitteladditivs von dem wenigstens einen ersten, rückflussfähigen Ausgang der Zumischpumpe je nach Stellung der Umschalteinrichtung in die Rückflussleitung oder in die Löschmitteladditivausgangsleitung,
- - ggf. Abführen des Löschmitteladditivs aus der Rückflussleitung in die Löschmitteladditiveingangsleitung,
- - Abführen des Löschmitteladditivs von den übrigen, nicht rückflussfähigen Ausgängen der Zumischpumpe in die Löschmitteladditivausgangsleitung,
- - Zumischen des Löschmitteladditivs zu dem Löschmittel in der Zumischleitung an der Zumischstelle,
- - Ausgeben des Löschmittel-Löschmitteladditiv-Gemischs (Premix) am ausgabeseitigen Ende der Zumischleitung.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Zusammenhang mit der Figur. Dabei zeigt:
- 1 ein Fließschema eines erfindungsgemäßen Zumischsystems einschließlich weiterer Komponenten einer Feuerlöschanlage.
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Das Zumischsystem 1 wird aus einem Löschwassertank (nicht dargestellt) mit Löschwasser versorgt. Das Löschwasser wird durch eine Löschwasserpumpe 27 aus dem Löschwassertank herausgepumpt und durch einen Filter 32 gefiltert.
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Auf diese Weise wird das Löschwasser mit Druck beaufschlagt, bevor es dem Wassermotor 2 an dessen Eingang 3 zugeführt wird und diesen antreibt. Der Wassermotor 2 arbeitet vorzugsweise nach dem Hubkolben- oder nach dem Rotationsprinzip.
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Am Ausgang 4 des Wassermotors 2 gelangt das Löschwasser in das motorseitige Ende 11 der Zumischleitung 10 und wird von dort durch die Zumischleitung 10 zu deren ausgabeseitigem Ende 12 geleitet, an die sich der oder die Verbraucher der Feuerlöschanlage, wie eine oder mehrere Sprinkler-Düsen oder auch eine Aufschäumdüse und ein Löschmonitor, anschließen (alle nicht gezeigt).
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Ein Teil des von der Löschwasserpumpe 27 geförderten Löschwassers wird bereits vor (d. h. stromaufwärts) dem Wassermotor 2 in eine Spülleitung 47 abgezweigt, sofern der darin angeordnete Absperrhahn 18 geöffnet ist, in einem Filter 19 gefiltert und über ein Rückschlagventil 20 als Spülwasser einer Zumischpumpe 6 an deren Eingang 7 zugeführt. Auf diese Weise kann die Zumischpumpe 6 mit Löschwasser gespült werden, ohne dass hierfür ein gesonderter Vorrat an Spülwasser vorgehalten werden muss.
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Die Abtriebswelle 5 des Wassermotors 2 ist über eine Kupplung 25 mit der Antriebswelle 9 der Zumischpumpe 6 verbunden. Mit der Abtriebswelle 5 des Wassermotors 2 wird somit auch die Antriebswelle 9 der Zumischpumpe 6 in eine Rotationsbewegung versetzt und treibt wiederum die Zumischpumpe 6 an. Die Zumischpumpe 6 ist im Ausführungsbeispiel vorzugsweise eine Plungerpumpe oder eine verstellbare Plungerpumpe mit drei Zylindern.
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Das Löschmitteladditiv, insbesondere ein Schaummittel, wird in dem Löschmitteladditivtank 24 bereitgestellt. Das Löschmitteladditiv gelangt durch eine Löschmitteladditiveingangsleitung 35 von deren eingangsseitigem Ende 36, welches mit dem Löschmitteladditivtank 24 fluidleitend verbunden ist, über einen Absperrhahn 39, ein Schauglas 17, durch welches die ordnungsgemäße Förderung des Löschmitteladditivs kontrolliert werden kann, und eine Rückschlagklappe 33 zum pumpenseitigen Ende 37 der Löschmitteladditiveingangsleitung 35 und damit zum Eingang 7 der Zumischpumpe 6. Die Rückschlagklappe 33 verhindert, dass Spülwasser aus der Spülleitung 47 in die Löschmitteladditiveingangsleitung 35 gelangen kann. Das Löschmitteladditiv wird von der Zumischpumpe 6 angesaugt, von dieser mit Druck beaufschlagt und zu den Ausgängen 8a, 8b der Zumischpumpe 6 gefördert. Die Zumischpumpe 6 wird durch ein Druckbegrenzungsventil 38 vor zu hohen Drücken geschützt.
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Die Zumischpumpe 6 weist im Ausführungsbeispiel zwei Ausgänge 8a und 8b auf. Der nicht rückflussfähige Ausgang 8a ist mit dem dritten Zylinder und der rückflussfähige Ausgang 8b mit dem ersten und dem zweiten Zylinder der Zumischpumpe 6 fluidleitend verbunden. In einer anderen Ausführung kann auch der nicht rückflussfähige Ausgang 8a mit zwei Zylindern, etwa dem zweiten und dem dritten Zylinder, und der rückflussfähige Ausgang 8b mit einem Zylinder, etwa dem ersten Zylinder, verbunden sein.
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Von dem nicht rückflussfähigen Ausgang 8a der Zumischpumpe 6 gelangt das vom dritten Zylinder geförderte Löschmitteladditiv über eine Förderleitung 40 für den dritten Zylinder zunächst zu dem 3-Wege-Kugelhahn „Zumischen/Rückführen“ 34, dessen Funktion unten genauer beschrieben wird, und in der entsprechenden Stellung „Zumischen“ des 3-Wege-Kugel-Hahns 34 in das pumpenseitige Ende 14 der Löschmitteladditivausgangsleitung 13.
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Die Förderleitung 40 für den dritten Zylinder ist über ein Entlüftungsventil 46 entlüftbar, wobei etwaige im Löschmitteladditiv enthaltene Luft über einen Schlauch 42 und eine Überströmöffnung 43 in die Umgebungsluft ausströmen kann. Der Druck des Löschmitteladditivs in der Förderleitung 40 kann über einen Druckmesser 45 überwacht werden, welcher über einen Absperrhahn 21 an die Förderleitung 40 angeschlossen ist.
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Ferner ist an die Förderleitung 40 ein Druckausgleichsbehälter 22 angeschlossen. Der Druckausgleichsbehälter 22 wirkt als Pulsationsdämpfer und dämpft Pulsationen im Löschmitteladditivstrom, welche durch die oszillierende Bewegung der Kolben der vorzugsweise als Plungerpumpe ausgestalteten Zumischpumpe 6 erzeugt werden. Der Druckausgleichsbehälter 22 kann insbesondere ein Druckwindkessel oder ein Schlauchmembran-Pulsationsdämpfer sein.
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In der Löschmitteladditivleitung 13 gelangt das Löschmitteladditiv über ein Rückschlagventil 26 zum zumischleitungsseitigen Ende 15 der Löschmitteladditivausgangsleitung 13, wo diese mit der Zumischleitung 10 fluidleitend verbunden ist. Dort befindet sich auch die Zumischstelle 16, an der das Löschmitteladditiv dem Löschwasser zugemischt wird. Das Rückschlagventil 26 verhindert, dass Löschwasser über die Zumischstelle 16 in die Löschmitteladditivausgangsleitung 13 gelangen kann.
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Von dem rückflussfähigen Ausgang 8b der Zumischpumpe 6 gelangt das vom ersten und zweiten Zylinder geförderte Löschmitteladditiv über eine erste Förderleitung 41a für den ersten und zweiten Zylinder zu einem Kugelhahn „Zylinderabschaltung“ 28. In der Stellung „Nicht abschalten“ des Kugelhahns 28 gelangt das Löschmitteladditiv über eine zweite Förderleitung 41b für den ersten und zweiten Zylinder ebenfalls zu dem 3-Wege-Kugelhahn „Zumischen/Rückführen“ 34 und von dort bei einer entsprechenden Stellung des 3-Wege-Kugelhahns 34 in gleicher Weise wie das vom dritten Zylinder geförderte Löschmitteladditiv in die Löschmitteladditivausgangsleitung 13 und wird an der Zumischstelle 16 dem Löschwasser in der Zumischleitung 10 zugemischt.
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Durch die Synchronisierung der Durchflussraten des Löschwasserstroms in der Zumischleitung 10 und des Löschmitteladditivstroms in der Löschmitteladditivausgangsleitung 13 aufgrund der Kopplung des Wassermotors 2 mit der Zumischpumpe 6 ist das Volumenverhältnis zwischen dem zugemischten Löschmitteladditiv und dem Löschwasser, d. h. die Zumischrate, im Wesentlichen konstant, sofern von der Zylinderabschaltung kein Gebrauch gemacht wird. In dem soeben beschriebenen Zustand des Zumischsystems 1, d. h. ohne Zylinderabschaltung, beträgt die Zumischrate beispielsweise 3 %.
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Wird der Kugelhahn 28 dagegen in die Stellung „Abschalten“ gebracht, gelangt das vom ersten und zweiten Zylinder geförderte Löschmitteladditiv von der ersten Förderleitung 41a in das pumpenausgangsseitige Ende 30 der Rückflussleitung 29, durch die Rückflussleitung 29 zu deren pumpeneingangsseitigem Ende 31 und tritt dort wieder in die Zumischpumpe 6 ein, entweder an deren Eingang 7 oder - wie in 1 dargestellt - an einem separaten Eingang der Zumischpumpe 6. Ein Druckhalteventil 23 erzeugt auf das durch die Rückflussleitung 29 strömende Löschmitteladditiv einen Gegendruck, der im Wesentlichen gleiche Druckverhältnisse im ersten und zweiten Zylinder wie im dritten Zylinder der Zumischpumpe 6 erzeugt und auf diese Weise für einen ruhigen Lauf der Zumischpumpe 6 sorgt.
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In diesem Zustand des Zumischsystems 1, d. h. mit Abschaltung des ersten und zweiten Zylinders, beträgt die Zumischrate beispielsweise statt 3 % nur noch 1 %, da nur noch der dritte Zylinder Löschmitteladditiv in die Löschmitteladditivausgangsleitung 13 fördert und somit pro Zeiteinheit nur noch ein Drittel der maximalen Löschmitteladditivmenge dem Löschwasser zugemischt wird.
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Der 3-Wege-Kugelhahn 34 kann neben der oben beschriebenen Stellung „Zumischen“ noch in die weitere Stellung „Rückführen“ gebracht werden. In dieser Stellung des 3-Wege-Kugelhahns 34 wird das Löschmitteladditiv aus der Förderleitung 40 für den dritten Zylinder und ggf. aus der zweiten Förderleitung 41b für den ersten und zweiten Zylinder nicht zur Zumischstelle 16 geleitet, sondern über eine Rückführleitung 44 zurück in den Löschmitteladditivtank 24.
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Durch weitere (nicht dargestellte) Messeinrichtungen kann in dieser Betriebsart des Zumischsystems 1 die Zumischrate gemessen werden. Dabei wird das Löschmitteladditiv jedoch nicht tatsächlich dem Löschwasser zugemischt und geht somit durch die Kontrollmessung nicht verloren.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Zumischsystem
- 2
- Wassermotor
- 3
- Eingang des Wassermotors
- 4
- Ausgang des Wassermotors
- 5
- Abtriebswelle des Wassermotors
- 6
- Zumischpumpe
- 7
- Eingang der Zumischpumpe
- 8a
- nicht rückflussfähiger Ausgang der Zumischpumpe
- 8b
- rückflussfähiger Ausgang der Zumischpumpe
- 9
- Antriebswelle der Zumischpumpe
- 10
- Zumischleitung
- 11
- motorseitiges Ende der Zumischleitung
- 12
- ausgabeseitiges Ende der Zumischleitung
- 13
- Löschmitteladditivausgangsleitung
- 14
- pumpenseitiges Ende der Löschmitteladditivausgangsleitung
- 15
- zumischleitungsseitiges Ende der Löschmitteladditivausgangsleitung
- 16
- Zumischstelle
- 17
- Schauglas
- 18
- Absperrhahn
- 19
- Filter
- 20
- Rückschlagventil
- 21
- Absperrhahn
- 22
- Druckausgleichsbehälter
- 23
- Druckhalteventil
- 24
- Löschmitteladditivtank
- 25
- Kupplung
- 26
- Rückschlagventil
- 27
- Löschwasserpumpe
- 28
- Kugelhahn „Zylinderabschaltung“
- 29
- Rückflussleitung
- 30
- pumpenausgangsseitiges Ende der Rückflussleitung
- 31
- pumpeneingangsseitiges Ende der Rückflussleitung
- 32
- Filter
- 33
- Rückschlagklappe
- 34
- 3-Wege-Kugelhahn „Zumischen/Rückführen“
- 35
- Löschmitteladditiveingangsleitung
- 36
- eingangsseitiges Ende der Löschmitteladditiveingangsleitung
- 37
- pumpenseitiges Ende der Löschmitteladditiveingangsleitung
- 38
- Druckbegrenzungsventil
- 39
- Absperrhahn
- 40
- Förderleitung für den dritten Zylinder
- 41a
- erste Förderleitung für den ersten und zweiten Zylinder
- 41 b
- zweite Förderleitung für den ersten und zweiten Zylinder
- 42
- Schlauch
- 43
- Überströmöffnung
- 44
- Rückführleitung
- 45
- Druckmesser
- 46
- Entlüftungsventil
- 47
- Spülleitung
