DE4142562A1 - Schaumeinlassvorrichtung fuer fluessigkeitstanks - Google Patents

Description

Flüssigkeitstanks müssen zum Schutz gegen Brände mit ortsfesten Feuerschutzanlagen ausgerüstet sein. Diese Anlagen bestehen im wesentlichen aus Pumpen, Vorratsbe­ hältern für Schaummittel, Zumischeinrichtungen, einem Schaumerzeuger, der Auslösung und dem Rohrleitungs- und Verteilersystem (vgl. DIN 14 493, Teil 2).

An den Tanks befinden sich Schaumaufgabevorrichtungen, die, im Falle eines Brandes, den Schaum in das Innere des Tanks einführen. Um zu verhindern, daß brennbare Dämpfe oder Flüssigkeiten aus dem Tankraum in das Rohrleitungs­ system eindringen und über die Luftansaugöffnung der Schaumerzeuger in die freie Atmosphäre ausströmen, ver­ sieht man die Schaumaufgabevorrichtungen mit sogenannten Schaumtöpfen. Hierbei handelt es sich um ein zylindri­ sches Gefäß, in das vom Boden her die Schaumleitung ein­ geführt ist und ein mit einem Sicherheitsabschluß verse­ henes Knierohr die Verbindung zum Tank herstellt. Aufgabe der Schaumtöpfe ist es, im Normalfall den Tankraum gegen die Schaumleitung abzusperren, bei Inbetriebnahme der Tankinnenbeschäumung aber den Zugang für das Löschmittel freizugeben. Der Sicherheitsabschluß des Schaumtopfes muß gegenüber den Produkten, die im Tank gelagert sind, korrosionsbeständig sein und er muß im Bedarfsfall leicht zerstört bzw. leicht geöffnet werden können. Gebräuch­ lich sind daher als Sicherheitsabschluß Berstscheiben aus Glas, also einem Material, das den meisten in Tanks gelagerten Chemikalien widersteht, jedoch leicht zer­ bricht.

Temperaturunterschiede, die zwischen Tankinnenraum und Schaumtopf bestehen, können zur Kondensation von Flüssig­ keitsdämpfen im Knierohr des Schaumtopfes führen. Wirken die Kondensate korrodierend, besteht die Gefahr, daß das Knierohr zerstört wird und das im Tank gelagerte Produkt an der Luftansaugöffnung der Schaumrohre austritt.

Zu Wartungs- und Reparaturarbeiten gibt auch die oberhalb des Knierohres unter Verwendung von Dichtungskitt mit Hilfe einer Ringkonstruktion eingelassene Berstscheibe Anlaß. Häufig ist der Dichtungskitt gegen die im Tank gelagerten Produkte nicht beständig mit der Folge, daß sich Flüssigkeitsdampf im Schaumtopf kondensiert und das gelagerte Produkt am Schaumrohr austritt. Überdies sind die Berstscheiben aus Glas bruchempfindlich und können bei Temperaturschwankungen infolge unterschiedlicher Ausdehnungskoeffizienten von Glas und Metall brechen.

Es sind bereits verschiedene Versuche unternommen worden, die aufgezeigten Mängel der bekannten Vorrichtungen zu beheben. So hat man die Schaumtöpfe aus Edelstahl statt aus verzinktem Normalstahl gefertigt. Ihrem verbreiteten Einbau stehen jedoch wirtschaftliche Überlegungen entge­ gen. Auch der Einbau von Knierohren aus Edelstahl statt aus Normalstahl in Schaumtöpfe aus gewöhnlichem Stahl hat sich nicht durchgesetzt. Hierbei ist zu berücksichtigen, daß durch den vollständigen oder teilweisen Materialaus­ tausch die Korrosionsprobleme überwunden werden können, nicht aber die Schwächen der Absperrung des Tankraumes gegenüber der Schaumleitung. Zur Erzielung einer erhöhten Dichtigkeit hat man daher sowohl Halterung als auch Be­ festigungsring für die Berstscheibe am oberen Ende des Knierohres jeweils mit einer zusätzlichen Nut zur Aufnah­ me einer Weichstoffdichtung versehen. Aber auch diese konstruktive Maßnahme führte nicht zu dem gewünschten gasdichten Abschluß.

Es bestand daher die Aufgabe, eine Schaumeinlaßvorrich­ tung für Flüssigkeitstanks zu entwickeln, die technischen und wirtschaftlichen Anforderungen entspricht, insbeson­ dere einen dichten Abschluß zwischen Tankinnenraum und Schaumleitung gewährleistet, jedoch bei Drücken, wie sie von stationären Schaumlöschanlagen üblicherweise ent­ wickelt werden können, den Zugang für das Löschmittel freigibt. Sie soll weiterhin möglichst wartungsfrei sein und in ihrer Anwendungsvielfalt keinen oder nur wenigen Einschränkungen unterworfen sein.

Diese Aufgabe wird entsprechend der Erfindung gelöst durch eine Schaumeinlaßvorrichtung für Flüssigkeitstanks. Sie besteht aus einem zweiteiligen Rahmen 1 mit kreisför­ miger Öffnung, dessen einandergegenüberstehende Rahmen­ teile 4 und 5 über den Umfang der kreisförmigen Öffnung jeweils mit einer Nut 6 zur Aufnahme ringförmiger Messer 7 und 8 und gegebenenfalls Paßringen 9 versehen sind und zwischen dessen Teile 4 und 5 eine Folie 2 eingespannt ist.

Die erfindungsgemäße Schaumeinlaßvorrichtung (im folgen­ den auch als Schaumeinlaßpaßstück oder kurz als Paßstück bezeichnet) arbeitet nach dem Prinzip der Berstscheibe, entwickelt jedoch deren Grundgedanken für den speziellen Anwendungszweck weiter.

Die Basis der neuen Vorrichtung ist ein zweiteiliger Rahmen mit kreisförmiger Öffnung. Er wird zwischen Schaumleitung und Schaumeinführungsstutzen, also dem Ort, von dem aus der Löschschaum in den Tank gelangt, einge­ baut. Um das Auswechseln der Paßstücke zu erleichtern, können die Rahmenteile jeweils mit einem Flansch versehen sein. Selbstverständlich ist man an diese Einbauweise nicht gebunden, sondern kann die Vorrichtung entsprechend den örtlichen Gegebenheiten und den sachlichen Erforder­ nissen auch auf andere Art in das Rohrleitungs- und Ver­ teilungssystem einfügen. Größe und Form des Rahmens kön­ nen beliebig gewählt werden. Hingegen stimmt der Durch­ messer der kreisförmigen Öffnung im Rahmen (d. h. also in den beiden Rahmenteilen) mit dem Innendurchmesser von Schaumleitung und Schaumeinführungsstutzen überein. Zwi­ schen den Rahmenhälften ist eine Folie gespannt, die Tank und Schaumleitung voneinander trennt und verhindert, daß Dämpfe des im Tank gelagerten Produkts in die freie Atmosphäre gelangen.

Ein wesentliches Merkmal des Paßstückes ist die in jedem der beiden Rahmenteile eingelassene Nut. Sie wird jeweils über den ganzen Umfang der kreisförmigen Öffnung des Rahmenteils geführt und dient zur Aufnahme von Messern und gegebenenfalls von Paßringen oder einem die Nut völlig ausfüllenden Paßblock.

Die Schneiden der ringförmigen Messer (Ringmesser) sind der Folie zugewandt. Ihre Aufgabe ist es, im Bedarfsfall die Folie über den gesamten Umfang der Rahmenöffnung herauszutrennen und die Leitung für die Zuführung von Schaum in das Tankinnere freizugeben. Zur Einstellung des Berstdruckes, also jenes, von der Schaumlöschanlage ent­ wickelten Druckes, bei dem die Folie aus der Halterung geschnitten wird, bedient man sich mehrerer Maßnahmen, die allein oder kombiniert angewandt werden. Zu berück­ sichtigen ist in diesem Zusammenhang, daß der Überdruck keine hohen Werte erreicht, selten 80 kPa (0,8 bar) über­ schreitet und sich im allgemeinen im Bereich von 40 bis 70 kPa (0,4 bis 0,7 bar) bewegt.

Einfluß auf das Berstverhalten der Folie haben Folienma­ terial und Foliendicke. Vom Folienmaterial wird gefor­ dert, daß es gegenüber dem im Tank gelagerten Gut bestän­ dig ist und seine Eigenschaften, z. B. unter wechselnden Temperaturbedingungen, nicht oder nur unwesentlich än­ dert. Geeignet sind Folien aus thermoplastischen Kunst­ stoffen wie Polyethylen, Polypropylen, Polyacetale, Poly­ ester, Polytetrafluorethylen. Besonders bewährt haben sich Folien aus Polytetrafluorethylen, die wegen ihrer Chemikalienbeständigkeit nahezu universell einsetzbar sind. Die Foliendicke ist bei gegebenem Berstdruck vom Material abhängig und den weiteren Maßnahmen, die vorge­ sehen sind, um das Aufreißen der Folie zu bewirken.

Sehr wesentlich ist die Verwendung von Messern zur Zer­ störung der Folie. Zur Einstellung auf einen bestimmten, für die spezielle Schaumlöschanlage charakteristischen Berstdruck kann der Abstand der Messer gegenüber der Folienebene in einfacher Weise durch Einlegen von Paß­ ringen in die Nut der Rahmenteile fixiert werden.

Durch Einsetzen eines Messers in den Rahmenteil, dessen Nut dem Tank zugewandt ist, wird das Paßstück zur Be­ schäumung des Tanks geöffnet. Eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schaumeinlaßvorrichtung, in der beide Rahmenteile mit Messern versehen sind, deren Schneiden der Folienebene zugewandt sind, erlaubt nicht nur die Zuführung von Löschschaum in den Tank, sondern wirkt bei Auftreten von Überdruck im Tank als Sicherheitsventil.

Bei Ausrüstung nur einer Rahmenhälfte mit einem Ringmes­ ser ist die Nut der Gegenseite mit Paßringen oder einem Paßblock gegenüber der Dichtfläche des Rahmens stumpf abzuschließen. Sofern Ringmesser und/oder Paßblock mit den jeweiligen Rahmenhälften fest verbunden sind, müssen Ringmesser und/oder Paßblock mit einer Bohrung 11 versehen sein, um auch innerhalb der Nut einen Druckanstieg zu bewirken, der seinerseits das Abscheren der Folie er­ leichtert. Es hat sich bewährt, die Ringmesser oder (im Falle der Kombination Ringmesser/Paßring) Ringmesser und Paßring mit einer Bohrung 11 zu versehen, um auch in der Nut den Druckanstieg sicherzustellen und das Abscheren der Folie zu erleichtern.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsge­ mäßen Schaumeinlaßvorrichtung versieht man die zwischen den Rahmenhälften eingespannte Folie mit einer Soll­ bruchstelle im Umfang des oder der Ringmesser. Durch diese Maßnahme wird gewährleistet, daß bei Kontakt der Scheibe mit dem Messer oder den Messern der Trennvorgang momentan erfolgt und nicht dadurch verzögert wird oder gar unterbleibt, daß sich die Folie lediglich auswölbt und über die Messerschneide kriecht. Die Sollbruchstelle kann der Folie bereits bei der Herstellung eingeprägt sein; vorzugsweise wird sie nach Einbau des Schaumein­ laßpaßstückes mit dem oder den Messern erzeugt. Die Tiefe des Einschnittes in der Folie ist außer vom Berstdruck von Folienmaterial und Foliendicke abhängig und muß durch Versuche bestimmt werden.

Das oder die Ringmesser verlaufen üblicherweise parallel zur Folienebene, treffen also auf die Folie unter einem Winkel von 90°. In Sonderfällen kann es zweckmäßig sein, die Messerschneiden gegenüber der Folienebene zu neigen, den Winkel zwischen Messerschneide und Ebene also auf Werte einzustellen, die größer oder kleiner 90° sind.

Die Folie ist zwischen die beiden Rahmenhälften einge­ spannt. Die Fixierung erfolgt in bekannter Weise, z. B. mit Hilfe einer Anzahl Schraubenbolzen, die in Abständen entlang des Rahmens angeordnet sind.

Die erfindungsgemäße Schaumeinlaßvorrichtung kann aus den für den jeweiligen Einsatzzweck geeigneten Metallen oder Metallegierungen nach konventionellen Verfahren herge­ stellt werden.

In Abkehr von der bei Einbau von Schaumtöpfen üblichen Praxis hat es sich bewährt, die neue Schaumeinlaßvorrich­ tung oberhalb des Tankdachniveaus in die Schaumleitung einzusetzen. Hierzu kann man die am Tank aufsteigend montierte Schaumleitung über das Niveau des Tankdaches hinaus- und durch einen Umlenkbogen senkrecht nach unten zum zylindrischen Teil des Tanks zurückführen und an dem Tank befestigen. In dem senkrecht absteigenden Teil der Rohrleitung wird das neue Paßstück über der Tankdachebene eingebaut.

Im folgenden werden verschiedene Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Schaumeinlaßvorrichtung unter Bezugnah­ me auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1 zeigt in Aufsicht eine Schaumeinlaßvorrichtung gemäß der Erfindung,

Fig. 2 zeigt im Querschnitt eine Schaumeinlaßvorrich­ tung mit in einem Rahmenteil lose eingelegtem Messer und einem lose eingelegten Paßring im anderen Rahmenteil,

Fig. 2a zeigt im Querschnitt eine Schaumeinlaßvorrich­ tung mit in einem Rahmenteil fest eingesetzten Ringmesser und einem im anderen Rahmenteil fest eingesetzten Paßblock. Ringmesser und Paßblock sind mit Bohrungen versehen.

Fig. 3 zeigt im Querschnitt eine Schaumeinlaßvorrich­ tung mit beidseitig eingelassenem Messer,

Fig. 3a zeigt im Querschnitt eine Schaumeinlaßvorrich­ tung mit in beiden Rahmenteilen fest eingesetz­ ten Ringmessern, die mit Bohrungen versehen sind.

Fig. 4 zeigt einen mit der neuen Schaumeinlaßvorrich­ tung ausgerüsteten Tank.

Wie aus Fig. 1 hervorgeht, besteht die erfindungsgemäße Schaumeinlaßvorrichtung aus einem zweiteiligen Rahmen 1, in dessen kreisförmige Öffnung eine Folie 2 mit Hilfe von Schraubenbolzen 3, die entlang des Rahmens angeordnet sind, eingespannt ist.

Die Fig. 2 und 3 zeigen, daß der Rahmen 1 aus zwei Rahmenteilen 4 und 5 besteht, die mit Nuten 6 versehen sind. Die Nuten dienen der Aufnahme von Ringmessern 7 und 8, die, wie Fig. 2 zeigt, mit Paßringen 9 kombiniert sein können; ist nur eine Rahmenhälfte mit einem Ringmes­ ser ausgestattet, wird die Nut der Gegenseite mit einem Paßring 10 gegenüber der Dichtfläche stumpf abgeschlos­ sen.

Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform der neuen Schaumein­ laßvorrichtung, in der beide Nuten mit Ringmessern 7 und 8 ausgerüstet sind.

In Fig. 2a ist eine Schaumeinlaßvorrichtung dargestellt mit im Rahmenteil 4 fest eingesetzten Ringmessern 7 und im Rahmenteil 5 fest eingesetztem Paßring (bzw. Paßblock) 10. Ringmesser 7 und Paßring 10 sind jeweils mit einer Bohrung 11 versehen.

In Fig. 3a ist eine Schaumeinlaßvorrichtung dargestellt mit im Rahmenteil 4 und im Rahmenteil 5 fest eingesetzten Ringmessern 7, die jeweils mit Bohrungen 11 versehen sind.

Die Wirkungsweise der neuen Schaumeinlaßvorrichtung ist folgende:

Im Normalzustand befindet sich die Folie 2 in der, in den Fig. 2 und 3 dargestellten Normallage. Ändert sich der Druck im Falle der Ausführungsform der Fig. 2 auf einen Wert, der dem eingestellten Ansprechdruck entspricht, wölbt sich die Folie 2 in Richtung des Ringmessers aus und wird durch die Messerschneide über den gesamten Um­ fang herausgeschnitten. Die in Fig. 3 dargestellte Aus­ führungsform wirkt nicht nur als Schaumeinlaßvorrichtung, sondern auch als Sicherheitsventil, wenn im Tank ein Überdruck auftritt.

In Fig. 4 schließlich ist die Montage der neuen Schaum­ einlaßvorrichtung 12 an einem Flüssigkeitstank 13 darge­ stellt. Die mit einem Kompensator 14 versehene Schaumlei­ tung 15 verläuft am Tank aufsteigend über das Niveau des Tankdaches hinaus und durch einen Umlenkbogen senkrecht nach unten zum zylindrischen Teil des Tanks zurück. In dem senkrecht absteigenden Teil der Schaumleitung 15 ist die Schaumeinlaßvorrichtung 12 eingesetzt.

Claims (7)

1. Schaumeinlaßvorrichtung für Flüssigkeitstanks beste­ hend aus einem zweiteiligen Rahmen (1) mit kreisförmiger Öffnung, dessen einander gegenüberstehende Rahmenteile (4) und (5) über den Umfang der kreisförmigen Öffnung jeweils mit einer Nut (6) zur Aufnahme ringförmiger Mes­ ser (7) und (8) und gegebenenfalls Paßringen (9) und (10) versehen sind und zwischen dessen Teile (4) und (5) eine Folie (2) gespannt ist.

2. Schaumeinlaßvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der ringförmigen Messer gegenüber der Folienebene durch Paßringe, die in die Nuten eingesetzt werden, fixiert wird.

3. Schaumeinlaßvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, daß mit dem jeweiligen Rahmenteil fest verbundenes Ringmesser und/oder fest verbundener Paßblock mit Bohrungen (11) versehen sind.

4. Schaumeinlaßvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie mit einer Sollbruchstelle versehen ist.

5. Schaumeinlaßvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Mes­ serschneide gegenüber der Folienebene einen Winkel von 90° bildet.

6. Schaumeinlaßvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Mes­ serschneide gegenüber der Folienebene einen von 90° ab­ weichenden Winkel bildet.

7. Mit einer Schaumeinlaßvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6 ausgerüsteter Flüssig­ keitstank, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaumeinlaß­ vorrichtung oberhalb des Tankdachniveaus in die Schaum­ leitung eingesetzt wird.