DE3726672A1 - Einrichtung fuer feuerloeschfahrzeuge mit einem automatischen, elektronisch gesteuerten zumischer - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung für Feuerlösch-Fahr­ zeuge mit einem automatischen, elektronisch gesteuerten Zu­ mischer, mit dem ein Schaummittel aus einem Vorratsbehälter angesaugt und dem Löschwasser in einer vorbestimmten Menge beigemischt wird, wobei die Dosierung der Schaummittelmenge automatisch durch ein in der Schaummittelleitung vorgesehe­ nes Regelorgan erfolgt, das in Verbindung mit jeweils einem Meßgerät in der Löschwasser- und der Schaummittelleitung von einem elektronischen Steuergerät betätigt und das Lösch­ wasser-Schaummittel-Gemisch über Zweigleitungen mehreren Ver­ brauchern zugeführt wird.

Bei stationären Einrichtungen wurden bereits elektronisch ge­ steuerte Zumischer eingesetzt. Hierbei wurde die reine Zu­ mischfunktion von einem normalen Vormischer ausgeführt, der nach dem Prinzip der Wasserstrahlpumpe arbeitet. Dieses Zu­ mischgerät ist eingebaut in den Bypass einer Wasserpumpe, zwischen Pumpenausgang (Druckseite) und Pumpeneingang (Saug­ seite).

Außer diesen Pumpenvormischern sind noch Zumischeinrichtun­ gen bekannt, die unter Verwendung einer Schaummittelpumpe nach dem Wirkdruckprinzip, bzw. mit drehzahlgeregelten volumetri­ schen Dosierpumpen arbeiten, oder bei denen das Signal des Wasserstromes mechanisch zur Steuerung des Schaummittelflus­ ses umgesetzt wird.

Auch bei einem Löschfahrzeug ist es bekannt (DE-OS 30 38 334), eine von einem Steuergerät drehzahlgeregelte volumetrische Dosierpumpe vorzusehen.

Bei diesem Verfahren wird entsprechend der Pumpenkennlinie ei­ nem bestimmten Volumenstrom eine Drehzahl zugeordnet und die Zumischung ist von der Proportionalität und Reproduzierbarkeit der Zumischkennlinie abhängig, oder der Durchfluß muß gemessen und die Drehzahl bei Abweichungen korrigiert werden. Derartige Drehzahlregelungen sind bei Wechselstromversorgung über die Frequenz relativ leicht zu realisieren, wobei auf Fahrzeugen wegen der Gleichstromversorgung ein relativ großer Aufwand be­ trieben werden muß.

Ein weiteres Kriterium stellt hierbei die Leistungsaufnahme des Pumpenantriebes dar.

Die bekannten Zumischgeräte haben den Nachteil, daß z. B. die Treibwassermenge zum Betrieb des Bypasses als Löschmittel nicht genutzt werden kann, die Druckverluste beim Wirkdruck­ prinzip relativ hoch sind und bei drehzahlgeregelten Dosier­ pumpen eine Abhängigkeit von der Pumpenkennlinie und deren Reproduzierbarkeit gegeben ist. Die bekannten Systeme haben weiterhin den Nachteil, daß sie nur in einem relativ kleinen Durchflußbereich (1 : 7 bis 1 : 10) mit befriedigender Genauig­ keit arbeiten.

Aufgrund der vorstehend aufgezeigten Nachteile ist es schwie­ rig, automatische Zumischer für mobile Anlagen zu verwenden und gleichzeitig über größere Durchflußbereiche eine hohe Zumischgenauigkeit zu erzielen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine automatische Zumischeinrichtung für mobile Anlagen zu schaffen, mit der die bekannten Nachteile vermieden werden und die mit sehr hoher Genauigkeit in einem großen Durchflußbereich eingesetzt werden kann.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß ein unter Druck ste­ hendes Schaummittel über ein vom Steuergerät betätigtes Re­ gelventil dem Löschwasser in Strömungsrichtung gesehen, vor oder hinter der Löschwasserpumpe zugemischt wird, und daß das Löschwasser-Schaummittel-Gemisch und das Schaummittel durch je ein Durchflußmeßgerät quantitativ erfaßt und beide Meßwerte dem Steuergerät zugeführt werden, wobei die Dosierung des Schaum­ mittels unter Berücksichtigung des momentanen Löschwasser-Schaum­ mittel-Gemisch-Durchflusses und des eingestellten Dosierwertes durch Ansteuerung des Regelventils, resultierend aus einem SOLL/ IST-Vergleich, automatisch erfolgt.

Die quantitative Erfassung des Löschwasser-Schaummittel-Gemisches kann im Hauptstrom oder in zwei Teilströmen erfolgen, wobei wahl­ weise ein Teilstrom mittels eines Durchflußmeßgerätes und der andere mittels einer Druckmessung erfaßt und beide Werte über ei­ nen Addierer dem Steuergerät zugeführt werden.

Mit dieser Maßnahme wird der Wasserdurchfluß kontinuierlich im Hauptstrom oder in den Teilströmen gemessen und das Schaum­ mittel mit der Schaummittelpumpe über das Durchflußmeßgerät und dem Regelventil dem Wasser zugeführt.

Das Löschwasser-Schaummittel-Gemisch wird im Hauptstrom oder in jedem Teilstrom gemessen und verarbeitet. Die Meßwerte gehen als elektrische Signale in einen Rechner, der diese unter Berücksich­ tigung der eingestellten Dosierung mit dem Signal des Schaummit­ tel-Durchflußmeßgerätes vergleicht und Differenzen durch entspre­ chende Ansteuerung des Regelventils eliminieren läßt. Durch die Aufteilung in zwei Teilströme kann die Durchflußmessung bei der Werferversorgung druckverlustlos vorgenommen und beim zweiten Teilstrom ein kleineres Durchflußmeßgerät, das in diesem Bereich dann genauer arbeitet und kostengünstiger ist, eingesetzt werden. Wahlweise können beide Teilströme mittels eines Druckmessers oder eines Durchflußmessers oder umgekehrt gemessen werden.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, daß ei­ ne Drehzahlregelung zu Gunsten einer wesentlich einfacheren Regelung zur Änderung des Querschnittes im Regelorgan entfallen kann. Des weiteren kann erfindungsgemäß anstelle der volumetri­ schen Pumpe eine ganz einfache Kreisel- bzw. Impellerpumpe eingesetzt werden, die lediglich den maximalen Förderstrom und ein Mindestdruckniveau bringen muß, ansonsten aber mit konstanter Drehzahl laufen kann. Gegenüber den herkömmlichen Pumpenvor­ mischern verzeichnet die Erfindung keine Leistungsverluste durch Pumpenumlauf. Auch können größere Druckverluste verarbeitet werden. Dadurch wird das ganze erfindungsgemäße System störunan­ fälliger. Leitungen können kleiner dimensioniert werden und es kann ein Durchflußmeßgerät mit höherem Druckverlust eingesetzt werden. Wird das Schaummittel in Durchflußrichtung gesehen, vor der Löschwasserpumpe eingebracht, hat man den Vorteil, daß die Schaummittelpumpe mit einem schwächeren Antrieb laufen kann.

Um bei allen Betriebszuständen der Löscheinrichtung eine ge­ nau dosierte Zumischung des Löschmittels zu gewährleisten wird weiterhin vorgeschlagen, daß zwischen der Schaummittel­ pumpe und dem Regelventil eine mit einem Überströmventil oder einer Blende versehene Rückführung vorgesehen ist, mit der das von der Schaummittelpumpe geförderte und nicht zur Dosierung benötigte Schaummittel in den Schaummittelbehälter zurückge­ führt wird. Diese Rückführung bietet den Vorteil, daß beim Schaum­ betrieb intermittierend gearbeitet werden kann, ohne daß die Schaummittelpumpe ausgeschaltet wird oder eine unerwünschte Druckerhöhung erfolgt.

Um dem Betreiber eine Übersicht über das noch zur Verfügung stehende Schaummittel zu geben, wird dem Durchflußmeßgerät für das Schaummittel ein Signal entnommen, das zur Füllstands­ anzeige des Schaummittels verarbeitet wird und folglich immer für ausreichend Schaummittel gesorgt werden kann.

Ausführungsbeispiele sind in der Zeichnung dargestellt und wer­ den nachfolgend näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 die Schaltung eines automatischen Zumischers mit einem Löschwasserbehälter,

Fig. 2 die Schaltung eines automatischen Zumischers mit einem Hydranten,

Fig. 3 bis 5 unterschiedliche Durchfluß- und Druck­ messungen.

Der mit 1 bezeichnete Verbraucher kann ein Werferrohr und der mit 2 bezeichnete Verbraucher kann einen Anschluß für einen Löschschlauch od. dgl. bzw. wie im Ausführungsbeispiel dargestellt für drei Löschschläuche 2 a, 2 b und 2 c darstellen.

Diese können beispielsweise auch eine Selbstschutzanlage, Handrohre oder Frontwerfer darstellen.

Das Löschmittel besteht aus einem Gemisch aus Wasser und Schaummittel. Das Wasser 4 wird einem Vorratsbehälter 3 oder einem Hydranten 44 entnommen. Nach Fig. 1 wird das Wasser mit­ tels einer Leitung 5 von einer Pumpe 6 angesaugt und im Druck­ betrieb dem Verbraucher 1 und dem oder den Verbrauchern 2 zuge­ führt. Wird das Wasser 4 dem Löschmittelbehälter 3 entnommen, wird das Schaummittel 12 vor der Pumpe 6 der Wasserleitung 5 bei 15 zugegeben, so wie es Fig. 1 zeigt.

In einer zum Verbraucher 1 geführten Zweigleitung 7 a befinden sich ein Ventil 8 zum Ein- und Ausschalten des Verbrauchers 1, und ein Umschaltventil 10 für eine Leistungsregelung des Ver­ brauchers 1. Das Schaummittel 12 befindet sich in einem geschlos­ senen Vorratsbehälter 11 mit Zuführung 35 und wird von einer Pumpe 13 durch eine Leitung 14 angesaugt, dort unter Druck gesetzt und bei 15 der Löschwasserleitung 5 beigemischt und in der Gemischlei­ tung 7 weitergeleitet. In der Leitung 14 befindet sich ein Absperr­ ventil 16, ein Regelventil 17 und ein Durchflußmeßgerät 18, das beispielsweise als Flügelradzähler ausgebildet sein kann. Von der Leitung 7 geht bei 19 eine Zweigleitung 20 ab, die in Leitungen 22 zu den Verbrauchern 2 aufgeteilt ist. In der Leitung 7 des Lösch­ wasser-Schaummittel-Gemisches befindet sich ein Durchflußmeßgerät 21, das beispielsweise als Woltmannzähler ausgebildet sein kann. Von dem Durchflußmeßgerät 21 geht eine Regelleitung 40 ab, die in einen Rechner 36 eingeführt ist. Mit 23 sind Absperrventile für die Verbraucher 2 bezeichnet. Bei 26 geht von der Leitung 20 eine Zweigleitung 25 ab, die bei 24 in die Zweigleitung 14 mündet.

In der Leitung 25 befindet sich ein Druckminderer 28 und ein Absperrventil 27. Die Leitung 25 dient nach dem Schaumeinsatz zur Spülung der Schaummittelleitung 14.

Zur Rückführung des nicht zur Dosierung benötigten Schaum­ mittels in den Vorratsbehälter 11 ist bei 29 eine Zweiglei­ tung 30 von der Leitung 14 abgehend in den Schaummittelbe­ hälter 11 geführt. In der Leitung 30 sind ein Absperrventil 31 für den Behälterrücklauf und ein Überströmventil 32 vor­ gesehen.

Fig. 2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem das Wasser einem Hydranten 44 entnommen und unter Druck über Lei­ tung 45 in die Wasserleitung 5 eingespeist wird. Das Schaum­ mittel 12 wird hinter der Pumpe 6 bei 15 a in die Leitung 5 eingespeist. Die Mengenströme können unterschiedlich gemessen werden. In der Leitung 7 a ist ein Druckmeßgerät 9 zur quanti­ tativen Erfassung der Durchflußmenge und in Leitung 20 das Durchflußmeßgerät 21 vorgesehen.

Für die automatische Zumischung des Schaummittels ist ein Rechner, beispielsweise ein Mikroprozessor 36 vorgese­ hen, dem von einem Sollwertgeber 37 über Steuerleitungen 38 die entsprechenden Steuerbefehle zugeführt werden. Von den Durchflußmeßgeräten 18 und 21 sowie von dem Druckmeßgerät 9 gehen Regelleitungen 39, 40 und 41 ab, die in den Rechner 36 eingeführt sind. Die von den Geräten 9, 18 und 21 dem Rechner 36 zugeführten Werte werden im IST/SOLL-Vergleich verarbeitet. Mit dem errechneten Ergebnis werden mittels der Regelleitung 42 das Stellglied 43 des Regelventiles 17 be­ tätigt. Mittels einer Regelleitung 34 wird dem Durchfluß­ meßgerät 18 ein Signal entnommen, das der Füllstandsanzei­ ge 33 zugeführt wird, mit der die vorhandene Menge an Schaum­ mittel angezeigt wird.

Mit der erfindungsgemäßen Maßnahme wird einem Löschwasser­ strom in einem wählbaren Verhältnis Schaummittel zugemischt, wobei die prozentuale Zumischung unabhängig vom Wasserdurch­ fluß konstant bleibt und diese Konstanz automatisch erreicht wird.

Anstelle der Durchfluß-Mengenmessung 21 in der Leitung 7 kön­ nen die Messungen in den Zweigleitungen 7 a und 20 vorgenommen werden, so wie es in den Fig. 3 bis 5 dargestellt ist. Dabei sind die Druckmessung 9 und die Durchflußmessung 21 unterschied­ lich angeordnet und können somit wahlweise eingesetzt werden.

Claims (7)

1. Einrichtung für Feuerlösch-Fahrzeuge mit einem automatischen, elektronisch gesteuerten Zumischer, mit dem ein Schaummittel aus einem Vorratsbehälter angesaugt und dem Löschwasser in einer vorbestimmten Menge beigemischt wird, wobei die Dosie­ rung der Schaummittelmenge automatisch durch ein in der Schaummittelleitung vorgesehenes Regelorgan erfolgt, das in Verbindung mit jeweils einem Meßgerät in der Löschwasser- und der Schaummittelleitung von einem elektronischen Steu­ ergerät betätigt und das Löschwasser-Schaummittel-Gemisch über Zweigleitungen mehreren Verbrauchern zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schaummittel (12) über ein vom Steuergerät (36) betätigtes Regelventil (17) unter Druck dem Löschwasser in Strömungsrichtung gesehen, vor oder hinter der Löschwasserpumpe (6) zugemischt wird, und daß das Löschwasser-Schaummittel-Gemisch und das Schaummittel durch je ein Durchflußmeßgerät (18, 21) quantitativ erfaßt und beide Meßwerte dem Steuergerät (36) zugeführt werden, wobei die Do­ sierung des Schaummittels unter Berücksichtigung des momenta­ nen Löschwasser-Schaummittel-Gemisch-Durchflusses und des ein­ gestellten Dosierwertes durch Ansteuerung des Regelventiles (17), resultierend aus einem SOLL/IST-Vergleich, automatisch erfolgt.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die quantitative Erfassung des Löschwasser-Schaummittel-Gemisches in zwei Teilströmen (7 a, 20) erfolgt, wobei wahlweise ein Teil­ strom mittels eines Durchflußmeßgerätes (21) und der andere mittels einer Druckmessung (9) erfaßt und beide Werte über ei­ nen Addierer dem Steuergerät zugeführt werden.

3. Automatischer Zumischer nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zwischen der Schaummittelpumpe (13) und dem Regel­ ventil (17) eine, mit einem Überströmventil (31) oder einer Blen­ de versehene Rückführung (30) vorgesehen ist, mit der das nicht zur Dosierung benötigte Schaummittel in den Schaummitteltank (11) zurückführbar ist.

4. Automatischer Zumischer nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem Durchflußmeßgerät (18) für das Schaummit­ tel (12) ein zur Füllstandsanzeige des Schaummittels verarbeitba­ res Signal entnehmbar ist.

5. Automatischer Zumischer nach den Ansprüchen 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß das Schaummittel mittels einer mit einem Antrieb versehenen Pumpe (13) in der Schaummittel-Leitung (14) unter Druck gesetzt ist, wobei die Pumpe (13) mittels einer elektromagnetischen Kupplung od. dgl. abschaltbar ist.

6. Automatischer Zumischer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich­ net, daß die Pumpe (13) mit einem Nebenantrieb versehen und über diesen abschaltbar ist.

7. Automatischer Zumischer nach den Ansprüchen 1 bis 6, da­ durch gekennzeichnet, daß von der Löschwasser-Schaummittel- Gemisch-Leitung eine Spülleitung abgezweigt ist, die mit einem Druckminderer und einem Absperrventil versehen in die Schaummittel-Leitung einmündet.