FI108278B - Drivkälla för leverans av vattenbaserad vätska till ett system, samt brandsläckningsinstallation - Google Patents

Description

108278

Drivkälla för leverans av vattenbaserad vätska tili ett system, samt brandsläckningsinstallation

Uppfinningens bakgrund

Uppfinningen avser en drivkälla för leverans av vattenbaserad väts-5 ka tili ett system via ett rörnät som är fyllt med icke-frysande vätska, vilket rör-nät anslutits en behällare för den vattenbaserade vätska och anslutits en ytter-ligare behällare innehällande icke-frysande vätska och anslutits medel för att mata vattenbaserad vätska, som har benägenhet att frysa, i vätskefas tili och ut ur rörnätet, ifall trycket i rörnätet sjunker under en viss niva.

10 Med termen vattenbaserad vätska avses här rent vatien, eller vat- ten innehällande olika tillsatsämnen beroende pä vätskans användningssytte.

US 4326589 visar en liknande drivkälla för brandsläckning. Denna drivkälla har som nackdel att den matar vatien tili rörsystemet vid eventuella läckage i sistnämnda. Härvid blir den icke-frysande vätskan i rörsystemet er-15 satt och rörsystemet kan frysa tili och bli obrukbart dä när det bör fungera, t.ex. för att leverera släckmedium tili ett spruthuvud i en brandsläckningsinstallation.

Drivkällor för att mata vatien tili olika system, väri drivkällan omfattar en behällare för vattnet och en pumpenhet för att mata vatien frän behällaren 20 tili systemet, används allmänt t.ex. i hus, för leverans av vatien frän en färskvattenkälla, säsom brunn, tili husets rörnät. En annan applikation för en sädan drivkälla är en brandsläckningsinstallation.

Föreliggande uppfinning avser ocksä en brandsläckningsinstallation ·· omfattande spruthuvud och en drivkälla för leverans av vattenbaserad vätska 25 via ett rörnät som är fyllt med icke-frysande vätska tili en enhet som skall skyddas mot brand, vilket rörnät anslutits en behällare för den vattenbaserade vätskan och anslutits en ytterligare behällare innehällande icke-frysande vätska och anslutits medel för att mata vattenbaserad vätska, som har benägenhet att frysa, i vätskefas tili och ut ur rörnätet, ifall trycket i rörnätet sjunker under 30 en viss nivä.

I vissa omgivningar var man vill leverera vatien eller vattenbaserad vätska, finns det risk för frysning. Problemet är vanligt i de mest olika sam-manhang i länder var temperaturen sjunker under vattnets fryspunkt. I vissa applikationer är det frägan om ett system utan ätercirkulation, dvs, ett system 35 var vätskemängden minskar anefter att den förbrukas för ett speciellt ändamäl.

. . * 2 108278

Som exempel pä sistnämnda system är brandsläckningsinstallationer som an-vänder sig av vattenbaserad vätska som släckmedium. I dessa är det synner-ligen viktigt att släckmediet inte skall frysa, eftersom da kan inte installationen fungera.

5 Problemet med frysning loses i manga applikationer med att man blandar in i vattnet ämnen som hindrar vattnet frän att frysa. Dessa frysning förhindrande eller icke-frysande ämnen är emellertid dyra: mycket dyrare än vattnet eller den vattenbaserade vätskan. Ju större system och större vätske-volym, desto dyrare blir inblandningen av ämnet som hindrar frysning. Pä 10 grund av detta innebär frysning förhindrande ämnen ett problem i form av hö-ga kostnader, i samband med drivkällor med stor behällare.

Som exempel pä applikationer var sagda problem uppstär är en sadan brandsläckningsinstallation som bör dimensioneras för större bränder och där atgängen av släckmedium är stor. Därtill, om man i en brandsläckningsin-15 stallationen som använder sig av vattenbaserad vätska blandar in i vattnet eller den vattenbaserande vätskan ett ämne som hindrar frysning, blir resultatet en släckvätska med sämre släckförmaga än släckförmagan hos vätskan i det fall att frysning förhindrande ämne inte inblandats. Säledes innebär inbland-ning av icke-frysande ämnen ett ytterligare problem i egenskap av en sämre 20 funktion.

För att undvika de höga kostnaderna läter man ibland bli att tillföra frysrisk förhindrande ämnen i den vattenbaserade vätskan, vilket kan ha ödesdigra följder, t.ex. i brandsläckningsinstallationer; eller man byter ut den vattenbaserade vätskan mot ett ur miljösynpunkt däligt fluidum. Man kan 25 ocksä i vissa fall minska pä vattenmängden, men t.ex. i brandsläckningsinstallationer kan detta självklart innebära en risk.

US 4326589 visar en brandsläckningsinstallation som initiellt ut-nyttjar icke-frysande vätska i rörnätet varefter vatten mätäs till sprinklers. Den-na brandsläckningsinstallation har som nackdel att den matar vatten tili rör-30 systemet vid eventuella läckage i sistnämnda, d.v.s. ocksä dä när ingen sprinkler utlöser. Härvid blir den icke-frysande vätskan i rörsystemet ersatt och rörsystemet kan frysa tili och bli obrukbart för att leverera släckmedium tili ut-lösande sprinklers i en brandsläckningsinstallation.

3 108278

Kort redogörelse för uppfinningen t Föreliggande uppfinning har som ett syfte att ästadkomma en driv- källa för automatisk leverans av vattenbaserad vätska, vilken drivkälla möjlig-gör leverans av vattenbaserad vätska till systemet utan frysrisk och under an-5 vändning av endast en liten mängd kostsamma, vattnets frysning förhindrande ämnen.

För detta syfte är för drivkällan kännetecknande att medlen för att mata vattenbaserad vätska omfattar som del av drivkällan en pumpenhet med en pump och en kraftkälla för pumpen och att drivkällan omfattar en ytterligare 10 pumpenhet med en pump och en drivenhet för pumpen, vilken ytterligare pumpenhet via en rörlinje är anordnad att upprätthälla ett beredskapstryck i rörnätet och för detta ändamal, ifall trycket i rörlinjen sjunker under beredskap-strycket, leverera icke-frysande vätska fran den ytterligare behällaren tili rörnätet.

15 Pä grund av att icke-frysande vätska behövs endast initiellt i syste- mets de omgivningar vilka kan bli utsatta för köldgrader, kan den ytterligare behällarens volym vara flera ganger mindre än volymen hos behällaren med vattenbaserad vätska. Detta förutsätter givetvis att behällaren med vattenbaserad vätska är placerad i en omgivning var den vattenbaserade vätskan inte 20 kan frysa.

Drivkällans fördelaktiga utföringsformer är ätergivna i bifogade pa-tentkrav 2-10.

Drivkällans största fördelar är att den möjliggör minimal användning av dyra, vattnets frysning förhindrande ämnen, vilket har stor betydelse dä be-” 25 hällaren är stor, dvs. i samband med system som använder sig av Stora väts- kemängder vilka ej fär frysa.

För brandsläckningsinstallationen enligt uppfinningen är kännetecknande att av att medlen för att mata vattenbaserad vätska omfattar som del av drivkällan en pumpenhet med en pump och en kraftkälla för pumpen, och att 30 drivkällan omfattar en ytterligare pumpenhet med en pump och en drivenhet för pumpen, vilken ytterligare pumpenhet via en rörlinje är anordnad att upprätthälla ett beredskapstryck i rörnätet och för detta ändamal, ifall trycket i rörlinjen sjunker under beredskapstrycket, leverera icke-frysande vätska frän den ytterligare behällaren tili rörnätet.

35 l drivkällan och brandsläckningsinstallationen enligt uppfinningen ersätts vätska med frysrisk med icke-frysande vätska tidsmässigt endast dä • V · 4 108278 det är nödvändigt, dvs. i omgivningar var det firms tid för vätska med frysrisk att frysa tili, i vilka omgivningar vätska med frysrisk kortvarigt kan utnyttjas, dvs. da det inte finns tid för vätskan med frysrisk att frysa tili.

Brandsläckningsinstallationen är speciellt lämplig att användas i tag, 5 i vilken applikation Stora ekonomiska inbesparingar i släckmedium kan erhäl-las.

Brandsläckningsinstallationens fördelaktiga utföringsformer är an-givna i bifogade patentkrav 12-14.

Brandsläckningsinstallationens största fördelar är att släckmedie-10 kostnaderna kan hällas mycket läga, speciellt i applikationer var släckmedie-mängden bör vara stor, samtidigt som släckmediet förmär effektivt släcka brand och har inte i praktiken möjlighet att frysa.

Kort redogörelse av figurerna 15 Uppfinningen redogörs i det följande noggrannare medelst ett exempel under hänvisning tili bifogade figur som visar en brandsläckningsin-stallation i en tägvagn samt drivkällan tili brandsläckningsinstallationen.

Detaljbeskrivning av uppfinningen

Figuren visar ett system omfattande tre tägvagnar 1, 2, 3 tili ett täg 20 av vilka tägvagnar en tägvagn 3 omfattar en drivkälla med pumpenheter 6, 10. Sistnämnda tägvagn 3 kan kallas för en pumpvagn. I täget har installerats en brandsläckningsinstallation omfattande sagda drivkälla samt ett flertal sprut-huvuden 15. Drivkällan är anordnad att via ett rörnät 4 leverera släckmedium i ‘ form av vattenbaserad vätska tili spruthuvudena 15. I tägvagnarna 1, 2 finns •' 25 detektorer 19 och sektionsventiler 20 medelst vilka önskade grupper av sprut-huvuden fäs att utlösa vid brand. Alternativt kan samtliga spruthuvuden 15 i en tägvagn vara anordnade att utlösa vid detektion av brand i sagda tägvagn; spruthuvudena 15 kan ocksä vara anordnade att utlösa skilt för sig, varvid de typiskt omfattar värmeaktiverbart utlösningsdon och är anordnade att utlösa i 30 enlighet med att deras utlösningsdon sprängs eller smälter vid hetta.

Drivkällan omfattar en stor behällare 5 med vattenbaserad vätska. Eftersom behällaren 5 är i pumpvagnen som fungerar som ett värmeisolerat utrymme mot omgivningen, föreligger ingen risk för att vätskan skall frysa, vil-ket annars vore möjligt i omgivningen för brandsläckningsinstallationen. Be-35 hällaren 5 har stor volym, t.ex. 20 - 30000 I. En pumpenhet 6 omfattande en 108278 5 högtryckspump 7, som kan ge ett tryck pä t.ex. 50 - 200 bar och en dieselmo-tor 8, effekt t.ex. 200 kW, som kraftkälla för pumpen, är anordnad att via rör mata vattenbaserad vätska fran behällaren 5 tili rörnätet 4.

Drivkällan omfattar en ytterligare behällare 9 som är fylld med icke- t 5 frysande vätska. En pumpenhet 10 omfattande en pump 11 och en elmotor 12 som kraftkälla för pumpen, är anordnad att via en rörlinje 13 mata icke-frysande vätska fran behallaren 9 tili rörnätet 4. En tryckindikator 14 och en ackumulator 16 har kopplats tili rörlinjen 13.

En ventil 17 har anslutits rörlinjen 13, vilken ventil, da den är fast, 10 hindrar vätska fran att strömma tillbaka tili behallaren 9.

I det följande redogörs för hur systemet i figuren fungerar.

Inledningsvis är rörnätet 4 fyllt med icke-frysande vätska. Säledes kan rörnätet 4 befinna sig i en omgivning var temperaturen sjunker under vatt-nets fryspunkt utan att vätskan i röret fryser. I rörnätet 4 halls inledningsvis, in-15 nan spruthuvudena 15 börjar fungera, ett beredskapstryck pä t.ex. 10-30 bar. Eftersom rörnätet 4 typiskt fortsätter fran en tägvagn tili flera andra tägvagnar, bör det mellan tagvagnarna finnas kopplingar 18, vilka kan öppnas och stäng-as da tägvagnar kopplas fran och tili täget.

I rörnätet 4 sker i praktiken tryckförändringar fastän inte nagot 20 spruthuvud 15 utlöser. För att se tili att rörnätet 4 alltid är fyllt med vätska samt för att utjämna sagda tryckförändringar, är pumpenheten 10 anordnad att halla i rörnätet sagda beredskapstryck. Tryckindikatorn 14 övervakar beredskap-strycket sälunda, att den startar motorn 12 ifall trycket sjunker under ett visst värde, t.ex. 20 bar; ifall trycket stiger över ett visst högre värde, t.ex. 30 bar, pä 25 grund av att pumpenheten 10 höjt pä trycket, förorsakar tryckindikatorn att motorn 12 stannar. I avsikt att motorn 12 inte med korta tidsintervaller skall kopplas pä och av ett flertal gänger, är ackumulatorn 16 inkopplad för att le-verera icke-frysande vätska tili rörlinjen 13 och rörnätet 4. Ackumulatorn 16 fungerar säledes som en buffert.

30 Ifall brandsläckningsinstallationens spruthuvud 15 börjar spruta vätska som följd av att en detektor 19 reagerar för brand och ger signal att öppna en sektionsventil 20, sjunker trycket i rörnätet 4. Tryckindikatorn 14 reagerar för tryckfallet och ger signal, dä trycket sjunkit t.ex. under 5 bar, tili die-selmotorn 8 sä att denna startar, varvid pumpen 7 börjar med högt tryck att 35 pumpa vattenbaserad vätska in i rörnätet 4. Trycket kan företrädesvis vara t.ex. inom intervallet 50 - 200 bar. Eftersom den vattenbaserade vätskans 4 <· 6 108278 temperatur är relativt hög och den transporteras i rörnätet med relativt stor hastighet, hinner inte vätskans temperatur sjunka sä mycket att vätskan skulle frysa till. Följaktligen strömmar vätskan ut ur spruthuvudena 15.

Tryckindikatorn 14 styr saledes bäda pumpenheternas kraftkällor, 5 dvs. elmotorn 12 och dieselmotorn 8. I stället för en tryckindikator 14 kan man använda ett antal tryckvakter, vilka ger signal till pumpenheterna, da en viss trycknivä under- eller överskrids.

Eftersom icke-frysande vätska behövs endast för att utjämna eventuella läckage i rörnätet 4 innan brandsläckningsinstailationen börjar att 10 spruta släckmedium, kan behallarens 9 voiym vara flera ganger mindre än vo-lymen hos den Stora behällaren 5. Behallarens 9 voiym kan vara t.ex. 100 I.

Hänvisningssiffra 21 avser en tryckbegränsningsventil som hindrar pumpenheten 10 att mata icke-frysande vätska i rörnätet 4 med ett alltför högt tryck som kan uppsta om tryckindikatorn 14 inte fungerar klanderfritt och som 15 kunde skada drivkällans nagon komponent. Sälunda, ifall ett tryck over 30 bar uppstar, leds detta via ledningen 24 tillbaka till behällaren 9. Tryckbegräns-ningsventilen 21 fungerar som en säkerhetsventil.

Hänvisningssiffra 22 avser en tryckbegränsningsventil som hindrar pumpenheten 16 att med högt tryck, t.ex. ett tryck over 200 bar, mata vatten-20 baserad vätska i rörnätet 4 ifall tryckindikatorn 14 inte fungerar klanderfritt. Sadant tryck leds via ledningen 23 tillbaka till behällaren 5. Tryckbegräns-ningsventilen 22 har samma syfte som tryckbegränsningsventilen 21 och kan därför, ocksä den, kallas för säkerhetsventil.

Uppfinningen har i det föregäende beskrivits endast med hänvis-25 ning till ett exempel, och därför framhälles att uppfinningen till sina detaljer kan skilja sig pä mänga sätt inom ramen för bifogade patentkrav. Saledes kan t.ex. pumpenheternas sammansättning variera. Motorn 8 kan alternativt vara en elmotor och motorn 12 en dieselmotor. Behällarna 5, 9 kan avvika frän det be-skrivna dock kvarhällande den väsentliga tanken att behällaren 5 är mycket 30 stor jämfört med behällaren 9 och ocksä absolut sett mycket stor, typiskt flere tusen liter. Systemet kan tas i bruk för annat än tägvagnar och behöver inte nödvändigtvis inbegripa en brandsläckningsinstallation, fastän uppfinningen speciellt väl lämpar sig för brandsläckningsinstallationer. Den icke-frysande vätskan som inledningsvis finns i rörnätet är lämpligen - fastän inte nödvän-35 digtvis - samma icke-frysande vätska som finns i den ytterligare behällaren 9.

Claims (14)

1. 7 108278 ο 1. Drivkälla för leverans av vattenbaserad vätska tili ett system via ett römät (4) som är fyllt med icke-frysande vätska, vilket rörnät anslutits en < behällare (5) för den vattenbaserade vätska och anslutits en ytterligare behäl- 5 lare (9) innehallande icke-frysande vätska och anslutits medel (6) för att mata vattenbaserad vätska, som har benägenhet att frysa, i vätskefas tili och ut ur rörnätet, ifall trycket i rörnätet sjunker under en viss nivä, kännetecknad av att medlen för att mata vattenbaserad vätska omfattar som del av drivkällan en pumpenhet (6) med en pump (7) och en kraftkälla (8) för pumpen och att 10 drivkällan omfattar en ytterligare pumpenhet (10) med en pump (11) och en drivenhet (12) för pumpen, vilken ytterligare pumpenhet via en rörlinje (13) är anordnad att upprätthälla ett beredskapstryck i rörnätet (4) och för detta än-damäl, ifall trycket i rörlinjen sjunker under beredskapstrycket, leverera icke-frysande vätska fran den ytterligare behällaren (9) tili rörnätet (4).
2. 2. Drivkälla enligt patentkravet 1, kännetecknad av att voly- men hos den ytterligare behällaren (9) är flera ganger mindre än volymen hos behällaren (5) som till sin volym är stor.
3. 3. Drivkälla enligt patentkravet 1, kännetecknad av att dri-venheten omfattar en elmotor (12).
4. 4. Drivkälla enligt patentkravet 1, kännetecknad av att en ackumulator (16) kopplats tili rörlinjen (13), vilken ackumulator är anordnad att kompensera för tryckskillnader i rörlinjen genom att leverera icke-frysande vätska tili rörnätet (4).
5. 5. Drivkälla enligt patentkravet 1, kännetecknad av att pum-25 penhetens (6) pump är en högtryckspump (7).
6. 6. Drivkälla enligt patentkravet 5, kännetecknad av att pumpenheten (6) är anordnad att ge tryck av 50 - 200 bar i rörnätet (4).
7. 7. Drivkälla enligt patentkravet 1, kännetecknad av att kraft-källan är en dieselmotor (8).
8. 8. Drivkälla enligt patentkravet 1, kännetecknad av att rör- 1 nätet (4) anslutits en tryckindikator (14) för att koppia pumpenheten (6) i funk tion da trycket i rörnätet (4) underskridit sagda vissa nivä.
9. 9. Drivkälla enligt patentkravet 1, kännetecknad av att den ytterligare pumpenhetens pump (11) är anordnad att hälla ett beredskapstryck 35 av 10 - 30 bar i rörnätet (4). e 108278
10. 10. Drivkälla enligt patentkravet 1, kännetecknad av att be-hällaren (5) med vattenbaserad vätska är anordnad i ett värmeisolerat utrym-me.
11. 11. Brandsläckningsinstallation omfattande spruthuvud (15) och en 5 drivkälla för leverans av vattenbaserad vätska via ett rörnät (4) som är fyllt med icke-frysande vätska tili en enhet som skall skyddas mot brand, vilket rörnät anslutits en behällare (5) för den vattenbaserade vätskan och anslutits en ytterligare behällare (9) innehällande icke-frysande vätska och anslutits medel (6) för att mata vattenbaserad vätska, som har benägenhet att frysa, i vätske-10 fas tili och ut ur rörnätet, ifall trycket i rörnätet sjunker under en viss niva, kännetecknad av att medlen för att mata vattenbaserad vätska omfattar som del av drivkällan en pumpenhet (6) med en pump (7) och en kraftkälla (8) för pumpen, och att drivkällan omfattar en ytterligare pumpenhet (10) med en pump (11) och en drivenhet (12) för pumpen, vilken ytterligare pumpenhet via 15 en rörlinje (13) är anordnad att upprätthälla ett beredskapstryck i rörnätet (4) och för detta ändamal, ifall trycket i rörlinjen (13) sjunker under beredskap-strycket, leverera icke-frysande vätska frän den ytterligare behällaren (9) tili rörnätet (4).
12. 12. Brandsläckningsinstallation enligt patentkravet 11, känne-20 t e c k n a d av att enheten är ett tag, varvid behällaren (5) är anordnad i en tägvagn (3) som utgör ett värmeisolerat utrymme.
13. 13. Brandsläckningsinstallation enligt patentkravet 12, kännetecknad av att hela drivkällan är anordnad i tägvagnen (3).
14. 14. Brandsläckningsinstallation enligt patentkravet 11, känne- **“ 25 tecknad av att den ytterligare behällaren (9) är flera gänger mindre än volymen hos behällaren (5) som till sin volym är stor. 9 108278