DE19964021A1

DE19964021A1 - Brandschutz-Sperrvorrichtung

Info

Publication number: DE19964021A1
Application number: DE19964021A
Authority: DE
Original assignee: Friatec AG
Current assignee: Friatec AG
Priority date: 1999-12-30
Filing date: 1999-12-30
Publication date: 2001-07-05

Abstract

Eine Brandschutz-Sperrvorrichtung enthält ein Gehäuse und wenigstens eine Schicht aus bei Wärmeeinwirkung expandierendem Material, wobei mittels einer Verschlußeinrichtung ein Innenraum verschließbar ist. Die Brandschutz-Sperrvorrichtung soll mit einem geringen konstruktiven Aufwand dahingehend weitergebildet werden, daß für eine lange Lebensdauer ein Verschluß der Lüftungsleitung gegenüber Rauch- und/oder Feuerübertragung mit hoher Funktionssicherheit gewährleistet wird. Hierzu wird vorgeschlagen, daß die Verschlußeinrichtung als eine erste Schicht (1) aus expandierbarem Material ausgebildet ist, dessen Reaktionstemperatur um einen vorgegebenen Betrag unterhalb der Reaktionstemperatur der zweiten Schicht (2) liegt, mittels welcher nach der Expansion die Isolation gegen einen Wärmedurchgang erfolgt.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Brandschutz-Sperrvorrichtung gemäß den im Ober begriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen.

Eine derartige Brandschutz-Sperrvorrichtung ist aus der Offenlegungsschrift DE 195 24 766 A1 bekannt, gelangt in Lüftungsleitungen zum Einsatz und enthält als Verschluß organ wenigstens eine Klappe. Mittels einer bei Wärmeeinwirkung auslösenden Arretie rungseinheit wird die Klappe zunächst in einer Offenstellung gehalten. Zum Verschließen der Lüftungsleitung enthält die Brandschutz-Sperrvorrichtung beispielsweise ein Thermo-Bimetall-Element, welches bei Wärmeeinwirkung die genannte Arretierungsein heit löst, so daß die genannte Klappe in die Schließstellung gelangen kann. Es ist ein kastenförmiges Gehäuse vorhanden, welches mittels Stutzen mit der genannten Lüf tungsleitung verbindbar ist. Ferner enthält die Vorrichtung eine Beschichtung mit einem bei Wärmeeinwirkung bzw. im Brandfalle aufschäumenden Material, welches auch als Intumeszenzmaterial bezeichnet wird. Die wenigstens eine Klappe ist im Bereich einer unteren Kante im Boden des genannten Gehäuses in der Nähe des dort vorgesehenen Stutzens angelenkt und ist nach dem Auslösen der Arretierungseinheit nach unten in die Schließstellung schwenkbar. Das mechanische System mit der Arretierungseinheit und der wenigstens einen Klappe erfordert einen erheblichen Fertigungsaufwand und die Funktionsfähigkeit über viele Jahre oder Jahrzehnte kann insbesondere infolge von korrosiven Einflüssen in Frage stehen. Aufwendige Wartungsmaßnahmen und Inspek tionsarbeiten sind daher in vorgegebenen Zeitintervallen erforderlich. Auch weist die vorbekannte Brandschutz-Sperrvorrichtung ein vergleichsweise großes Bauvolumen auf.

Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Brandschutz-Sperr vorrichtung mit einem geringen konstruktiven Aufwand dahingehend weiterzubilden, daß die genannten Nachteile vermieden werden und für eine lange Lebensdauer ein Ver schluß der Lüftungsleitung gegenüber Rauch- und/oder Feuerübertragung mit hoher Funktionssicherheit gewährleistet wird.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt gemäß den im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen.

Die erfindungsgemäße Brandschutz-Sperrvorrichtung zeichnet sich durch eine einfache funktionsgerechte Konstruktion aus, wobei bewegliche Teile, eine Arretierungseinheit derselben und eine bei Wärmeeinwirkung aktivierbare Auslöseeinheit entfallen. Die Vorrichtung enthält wenigstens zwei Komponenten von Blähmaterialien, welche unter schiedliche Funktionen zugeordnet sind. Die erste Schicht bzw. das erste Blähmaterial gewährleistet den Verschluß der Rohrleitung und verschließt bei einer ersten Reaktions temperatur von rund 70°C und darüber mit Explosionsgeschwindigkeit den Innendurch messer, wobei eine Verfestigung und/oder Aushärtung erfolgt. Die erste Schicht dient zum rauch- und/oder gasdichten Verschluß der Rohrleitung und widersteht ferner einer Feuereinwirkung, insbesondere entsprechend den Brandschutzklassen 60 oder 90 oder 120 Minuten. Ferner ist die expandierte erste Verschluß-Blähmasse derart ausgebildet, daß sie bis zu einem Druckunterschied bis in die Größenordnung von wenigstens 200 pa, vorzugsweise 300 pa formstabil ist und einem Abtrag während und/oder nach der Expansion standhält. Im nächsten Schritt beginnt die zweite Schicht oder das zweite Blähmaterial mit der Expansion, und zwar bei einer Reaktionstemperatur, welche größer ist als die der ersten Schicht, und zwar insbesondere bei einer Temperatur von 110°C, bevorzugt 140°C und darüber. Das Material der zweiten Schicht dient nach der Expan sion als Isolation, um den Wärme- und/oder Feuerdurchtritt zu verhindern, und kann in bekannter Weise lose ausflocken oder pulverisiert sein, zumal durch das expandierte erste Blähmaterial ein Abtrag sicher unterbunden wird. In besonders zweckmäßiger Weise sind die beiden Schichten oder Komponenten aus Blähmaterial durch ein ge eignetes Trennelement voneinander separiert und die zeitlich aufeinander folgende Expansion der beiden Komponenten oder Blähmaterialien ist gewährleistet. Die beiden Komponenten oder Blähmaterialien sind in ihrer Reaktionstemperatur und Beständigkeit aufeinander abgestimmt, um zum einen den Verschluß der Rohrleitung zu gewährleisten und zum anderen einen Wärmedurchgang durch die Vorrichtung und somit durch die Rohrleitung zu verhindern.

Die Vorrichtung gelangt in Decken- oder Wanddurchbrüchen zum Einsatz und enthält in zweckmäßiger Weise ein Gehäuse, welches luft- und/oder gasdurchlässig ist und in bekannter Weise in dem Durchbruch angeordnet und/oder befestigbar ist. Obgleich die erfindungsgemäße Vorrichtung vor allem in Lüftungsleitungen zum Einsatz gelangt, kann sie im Rahmen der Erfindung ferner in Leitungen für andere, insbesondere gasförmige Medien oder beispielsweise auch in Rohrpostleitungen zum Einsatz gelangen. Die Vorrichtung enthält vorzugsweise als integrale Bestandteile des genannten Gehäuses Rohrstutzen oder Muffen zur Verbindung mit der Rohrleitung. Es sei festgehalten, daß durch die Vorrichtung selbst kein Rohr hindurchgeführt ist, sondern daß die Innenfläche zumindest der ersten zum Verschluß vorgesehenen Schicht dem durchströmenden Medium ausgesetzt ist. Die wenigstens zwei Schichten aus Intumeszenzmaterial er strecken sich in zweckmäßiger Weise über den Umfang der Längsachse der Rohrlei tung, sind insbesondere ringförmig ausgebildet und sind innerhalb des Rohrstückes oder des Gehäuses bevorzugt in einer radialen Erweiterung desselben angeordnet.

In einer ersten Ausführungsform ist die erste Schicht koaxial innerhalb der zweiten Schicht angeordnet, wobei dazwischen zweckmäßig das genannte, bevorzugt ringförmi ge Trennelement vorgesehen ist. In einer anderen Ausgestaltung sind die beiden Schichten axial nebeneinander angeordnet, wobei bezogen auf die Strömungsrichtung des Mediums die erste zum Verschluß vorgesehene Schicht vor der zweiten Schicht angeordnet ist. Ferner kann die Anordnung der Schichten unabhängig von der Strö mungsrichtung auch derart vorgesehen sein, daß axial zwischen zwei ersten Schichten die zweite Schicht angeordnet ist. Die Schichten und/oder die Intumeszenzmaterialien sind bevorzugt ringförmig ausgebildet, wobei im Rahmen der Erfindung auch eine Unterteilung in Segmente liegt.

Weiterbildungen und besondere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unter ansprüchen und der folgenden Beschreibung angegeben.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand besonderer Ausführungsbeispiele näher erläu tert, ohne daß insoweit eine Beschränkung erfolgt. Es zeigen:

Fig. 1 eine erste Ausführungsform mit koaxialer Anordnung der beiden Schichten,

Fig. 2 eine Ausführungsform, bei welcher die erste Schicht axial zwischen zwei zwei ten Schichten angeordnet ist,

Fig. 3 eine weitere Ausführungsform, bei welcher die erste Schicht in Strömungs richtung hinter der zweiten Schicht angeordnet ist,

Fig. 4 eine Ausführungsform, bei welcher die zweite Schicht axial zwischen zwei ersten Schichten angeordnet ist.

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung der Brandschutz-Sperrvorrichtung, enthaltend eine erste Schicht 1 und eine zweite Schicht 2, welche innerhalb eines Gehäuses 4 angeordnet sind. Das Gehäuse 4 ist in besonders zweckmäßiger Weise Bestandteil der Rohrleitung und ist als Rohrstück ausgebildet. Das Gehäuse bzw. Rohrstück 4 enthält axial neben den beiden Schichten 1, 2 jeweils einen Stutzen 6, 7 zum Anschluß der hier nicht weiter dargestellten Rohrteile der Rohrleitung. Die erste Schicht 1 besitzt einen Innendurchmesser 8, welcher im wesentlichen gleich groß ist wie der Innendurchmesser 10 der Stutzen 6, 7 bzw. der Rohrleitung. Eine das strömende Medium nachteilig beeinflussende Querschnittsminderung wird hierdurch in vorteilhafter Weise vermieden. Das Gehäuse bzw. Rohrstück 4 enthält eine radiale Erweiterung 12 zur Aufnahme der koaxial zur Längsachse 14 angeordneten Schichten 1 und 2. Die erste Schicht 1 ist ringförmig ausgebildet und radial außen von der zweiten Schicht 2 umgeben, wobei zwischen den beiden koaxial liegenden Schichten 1 und 2 zur Separation ein Trenn element 15 angeordnet ist. Die axiale Länge der beiden Schichten 1 und 2 sowie des Trennelements 15 entspricht im wesentlichen der axialen Länge der Erweiterung 12. Diese Ausführungsform der Brandschutz-Sperrvorrichtung ist unabhängig von der Strömungsrichtung des die Vorrichtung durchströmenden Mediums, welches gemäß Pfeil 18 in der einen oder gemäß Pfeil 19 in der anderen entgegengesetzten Richtung die Vorrichtung durchströmen kann.

Die erste Schicht 1 besteht aus expandierbarem Blähmaterial, welches bei Erreichen seiner Reaktionstemperatur mit sehr hoher Geschwindigkeit explosionsartig expandiert und den Innenraum 20 verschließt. Die expandierte Verschluß-Blähmasse ist zumindest bis zu einem Druckunterschied von mindestens 200 pa, bevorzugt bis mindestens 300 pa, formstabil, wobei ein Abtrag innerhalb der Rohrleitung während und/oder nach der Expansion nicht stattfindet. Die Reaktionstemperatur der ersten Schicht 1 liegt bei wenigstens 70°C, vorzugsweise bei wenigstens 100°C und härtet nach der Expansion zwecks Verschluß des Innenraumes 20 der Rohrleitung bzw. der Vorrichtung aus. Nach einem Ansteigen der einwirkenden Wärme und Erreichen der Reaktionstemperatur der zweiten Schicht 2 beginnt im nächsten Verfahrensschritt deren Expansion. Der Tempe raturanstieg ist im Brandfalle regelmäßig schnell und der zeitliche Abstand zwischen den Expansionen der beiden Blähmaterialien liegt erfindungsgemäß im Bereich von einigen Sekunden. Das expandierte Material der zweiten Schicht dient insbesondere zur Isola tion und verhindert einen Feuer- oder Wärmedurchgang durch die Vorrichtung bzw. durch die erfindungsgemäße Brandschutz-Sperrvorrichtung. Das expandierte Material der zweiten Schicht kann und/oder soll lose ausflocken, wobei in besonders zweck mäßiger Weise Hohlräume zwischen den Teilchen der expandierten Masse der zweiten Schicht kleine Hohlräume oder Poren oder dergleichen zur Verbesserung der Isolation vorhanden sind. Die Reaktionstemperatur der zweiten Schicht liegt um einen vorgegebe nen Betrag über der Reaktionstemperatur der ersten Schicht. Die Reaktionstemperatur der zweiten Schicht 2 liegt bei wenigstens 110°C, vorzugsweise bei 140°C und darüber. Die Differenz der Reaktionstemperaturen der beiden Schichten 1 und 2 beträgt zu mindest näherungsweise wenigstens 40°C und darüber. Die Blähmaterialien der Schich ten 1 und 2 sind in ihrem Reaktionstemperaturen und ihrer Beständigkeit derart aufein ander abgestimmt, daß die Gesamtfunktionen, nämlich zuerst den Verschluß der Rohr leitung und nachfolgend die Isolation und Vermeidung eines Wärmedurchgangs durch die Vorrichtung erreicht werden.

Fig. 2 zeigt eine Ausgestaltung der erfindunsgemäßen Brandschutz-Sperrvorrichtung, bei welcher die erste Schicht 1 axial zwischen zwei zweiten Schichten 2 innerhalb der radialen Erweiterung 12 des Rohrstücks 4 angeordnet sind. In axialer Richtung ist im Anschluß an die Enden der ersten Schicht 1 jeweils ein Trennelement 16 zu den jeweils anschließenden zweiten Schichten 2 angeordnet. Auch diese Ausführungsform ist unabhängig von der Strömungsrichtung gemäß den Pfeilen 18, 19 in der Rohrleitung einsetzbar.

Fig. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform, welche nur eine zweite ringförmige Schicht 2 aus Blähmaterial aufweist. Diese Ausführungsform ist für eine einzige Strömungs richtung gemäß Pfeil 18 einsetzbar, wobei auch hier zwischen den beiden Schichten 1, 2 wiederum ein Trennelement 16 axial zwischen den beiden Schichten 1, 2 angeordnet ist.

Schließlich zeigt Fig. 4 eine Ausführungsform, welche wiederum für zwei Strömungs richtungen gemäß den Pfeilen 18, 19 in eine Rohrleitung einsetzbar ist. Hierbei ist die zweite Schicht 2 axial zwischen den beiden ersten Schichten 1 angeordnet, und zwar gleichfalls unter Zwischenschaltung jeweils eines Trennelements 16. Es sei an dieser Stelle festgehalten, daß die axialen Längen und die radialen Dicken der genannten Schichten 1, 2 und somit deren Volumina unter Berücksichtigung des Innendurch messers 10 der Rohrleitung derart vorgegeben sind, daß nach dem Überschreiten der jeweiligen Reaktionstemperaturen sowohl der Verschluß sichergestellt ist, als auch die Isolation entsprechend den Anforderungen an die Brandschutz-Sperrvorrichtung mit hoher Funktionssicherheit gewährleistet werden.

Bezugszeichen

1

erste Schicht

2

zweite Schicht

4

Gehäuse/Rohrstück

6

,

7

Stutzen

8

Innendurchmesser von

1

10

Innendurchmesser von

6

,

7

12

Erweiterung

14

Längsachse

16

Trennelement

18

,

19

Pfeil

20

Innenraum

Claims

1. Brandschutz-Sperrvorrichtung, enthaltend ein Gehäuse und wenigstens eine Schicht aus bei Wärmeeinwirkung expandierbarem Material, wobei mittels einer Ver schlußeinrichtung ein Innenraum verschließbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschlußeinrichtung als eine erste Schicht (1) aus expandierbarem Material ausgebildet ist, dessen Reaktionstemperatur um einen vor gegebenen Betrag unterhalb der Reaktionstemperatur der zweiten Schicht (2) liegt, mittels welcher nach der Expansion die Isolation gegen einen Wärmedurchgang erfolgt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktionstempe ratur des expandierbarem Materials der ersten Schicht (1) bei wenigstens 70°C, ins besondere bei wenigstens 100°C liegt und/oder daß die Reaktionstemperatur des Blähmaterials der zweiten Schicht (2) bei wenigstens 110°C, insbesondere bei wenig stens 140°C liegt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den beiden Schichten (1, 2) ein Trennelement (16) vorgesehen ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (4) als Bestandteil einer Rohrleitung ausgebildet ist und/oder als gasdichtes Rohrstück ausgebildet ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse und/oder Rohrstück (4) zwei Stutzen (6, 7) oder Muffen aufweist, an welche weitere Rohrstücke der Rohrleitung anschließbar sind.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse und/oder Rohrstück (4) eine radiale Erweiterung (12) zur Aufnahme der genannten Schichten (1 und 2) aufweist und/oder daß die Erweiterung (12) axial zwi schen den beiden Stutzen (6, 7) oder Muffen angeordnet ist und/oder daß die Er weiterung (12) und die genannten Stutzen (6, 7) oder Muffen einteilig ausgebildet sind.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Innendurchmesser (8) der wenigstens einen Schicht (1) im wesentlichen gleich groß ist wie der Innendurchmesser (10) des Rohrstutzens (6, 7) oder der Muffe und/oder der mit der Vorrichtung verbindbaren Rohrleitung.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Schicht (1) von der zweiten Schicht (2) außen umgeben ist und/oder daß die genannten Schichten (1, 2) koaxial zur Längsachse (14) der Vorrichtung angeordnet sind.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Schicht (1) und die zweite Schicht (2) axial nebeneinander angeordnet sind.