Drucküberwachungsvorrichtung für einen Wärmemelder

Abstract

 Die Drucküberwachungsvorrichtung weist eine Prüfein­richtung (11, 12, 16, 20) auf, die einen Wärmemelder (2) mit einem eingeschlossenen Volumen (3) in einstellbaren Zeitabständen periodisch auf Leck überwacht. Die Prüfein­richtung umfasst ein Gefäss (11) mit einem veränderbaren Hohlraum (13), Mittel (12) zum Verändern des Hohlraumes zum Erzeugen einer Druckerhöhung im eingeschlossenen Volumen (3) sowie in einem Druckwächter (4) bei intaktem Wärmemelder (2), einem Ventil (16) zum Verschliessen eines dem statischen Druckausgleich dienenden Ausganges (15) während dem Prüfvorgang und einer den Prüfvorgang steuernden und kontrollierenden elektrischen Schaltungs­anordnung (20). Die Vorrichtung zeichnet sich aus durch einen extrem kleinen Leistungsbedarf, insbesondere wäh­rend den Prüfvorgängen, eine gute Reproduzierbarkeit der Prüfvorgänge und durch die einfache Installation.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Drucküberwachungsvor­richtung für einen ein geschlossenes Volumen aufweisen­den Wärmemelder gemäss dem Oberbegriff des Patentanspru­ches 1.

[0002] Wärmemelder, insbesondere Brandmelder der obenge­nannten Gattung, weisen vorzugsweise eine Rohrleitung aus einem gut wärmeleitenden Material auf, die im zu über­wachenden Bereich angeordnet ist und deren eines Ende verschlossen und deren anderes Ende mit der Drucküber­wachungsvorrichtung verbunden ist. Das von der Rohrlei­tung eingeschlossene Volumen ist mit einem Medium, vor­zugsweise Luft, oder einem inerten Gas gefüllt, welches bei einem plötzlichen örtlichen Anstieg der Temperatur der Rohrleitung bewirkt, dass im genannten Volumen ein Druckanstieg erfolgt. Letzterer wird in einem in der Drucküberwachungsvorrichtung angeordneten Druckwächter detektiert und beispielsweise als Alarmierungssignal ei­ner Brandmeldezentrale weitergegeben. Der Wärmemelder kann nur dann sicher funktionieren, wenn die Rohrleitung dicht ist. Sollte diese durch ein Leck beschädigt sein, würde bei einem Brand kein Druckanstieg innerhalb der Rohrleitung erfolgen und demzufolge auch kein Alarmie­rungssignal ausgelöst. Deshalb ist es erforderlich, dass solche Wärmemelder periodisch geprüft werden. In den Pa­tentschriften DE 27 04 570, CH 456 405, CH 568 628 und CH 594 945 sind beispielsweise Prüfeinrichtungen für sol­che Wärmemelder beschrieben. Diese Prüfeinrichtungen ar­beiten entweder automatisch oder sind manuell bedienbar. In jedem Fall wird versucht, in dem von der Rohrleitung eingeschlossenen Volumen, einen Druckanstieg zu erzeugen. Dies kann beispielsweise mit einer Elektroheizung, die in einem Bereich ausserhalb der Rohrleitung angebracht ist erfolgen oder mit einer von einem Elektromotor angetrie­benen Pumpe, die an dem der Drucküberwachungsvorrichtung abgesetzten Ende der Rohrleitung montiert ist. Diese Prüfeinrichtungen haben den Nachteil, dass entweder ein grosser Strombedarf oder eine aufwendige Elektroinstal­lation erforderlich ist. Eine manuell bedienbare Prüfein­richtung bietet zu wenig Sicherheit, da die Ueberprüfung der Rohrleitung nicht in genügend kleinen Zeitabständen vorgenommen werden kann.

[0003] Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Prüfeinrichtung für die obgenannte Gattung der Wärmemel­der so zu verbessern und zu vereinfachen, dass die obenstehenden Nachteile nicht mehr vorhanden sind.

[0004] Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Drucküber­wachungsvorrichtung mit den im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 aufgeführten Merkmalen.

[0005] Weitere bevorzugte Ausführungsformen der vorliegen­den Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen gekenn­zeichnet.

[0006] Die Erfindung wird im folgenden anhand von Zeichnun­gen beispielsweise näher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 eine Ansicht der Drucküberwachungsvorrichtung mit einem teilgeschnittenen Gehäuse,

Fig. 2 ein Prinzipschema der Vorrichtung gemäss Fig. 1 und

Fig. 3 einen Schnitt durch das Gefäss mit dem ver­änderbaren Hohlraum und dem darin angeordneten Ventil zum Verschliessen einer der Ausgänge.

[0007] Anhand der Fig. 1 wird im folgenden der mechanische Aufbau des Ausführungsbeispieles der erfindungsgemässen Drucküberwachungsvorrichtung beschrieben. Es folgt dann anhand der Fig. 2 der Beschrieb der Funktionsweise der Vorrichtung und anhand der Fig. 3 ein bevorzugtes Ausfüh­rungsbeispiel eines Gefässes 11 mit veränderbarem Hohl­raum 13 und einem darin eingebauten Ventil 16, welches Teile einer in der Drucküberwachungsvorrichtung enthal­tenen Prüfeinrichtung 11, 12, 16, 20 sind.

[0008] Die Drucküberwachungsvorrichtung 1 umfasst ein Ge­häuse 24, in dem ein Druckwächter 4, eine Kapillare 9 und eine Prüfeinrichtung 11, 12, 16, 20 eingebaut sind. Die Prüfeinrichtung ist vorgesehen, um den Wärmemelder 2, der über eine Verschraubung 27, beispielsweise eine Serto-­Verschraubung, mit der Drucküberwachungsvorrichtung ver­bunden ist, in einstellbaren Zeitabständen auf Dichtheit zu kontrollieren. Der Wärmemelder, insbesondere ein Brandmelder, besteht beispielsweise aus einer Kupferrohr­leitung 26, deren eines Ende verschlossen ist, deren anderes Ende, wie bereits erwähnt, mit der Drucküberwa­chungsvorrichtung verbunden ist, und deren Länge ca. 80 m betragen kann. In dem von der Kupferrohrleitung 26 einge­schlossenen Volumen 3 befindet sich vorzugsweise Luft oder ein inertes Gas. Die in der Drucküberwachungsvor­richtung angeordnete Prüfeinrichtung 11, 12, 16, 20 be­steht im wesentlichen aus einem Gefäss 11 mit einem ver­änderbaren Hohlraum 13, aus Veränderungsmitteln 12 zum Verändern des Hohlraumes 13, aus einem Ventil 16 und aus einer elektrischen Schaltungsanordnung 20. Der Wärmemel­der 2 ist über die Verschraubung 27 und über eine erste Schlauchverbindung 7 mit einem Anschluss des Druckwäch­ters 4 verbunden. Von einem zweiten Anschluss des Druck­wächters 4 führt eine zweite Schlauchverbindung 8 auf die eine Seite einer Kapillare 9. Die andere Seite der Kapillare 9 ist mit einer dritten Schlauchverbindung 10 mit einem ersten Ausgang 14 des veränderbaren Hohlraumes 13 verbunden. Ein zweiter Ausgang 15 des veränderbaren Hohlraumes 13 ist mit dem Ventil 16 verschliessbar und endet offen innerhalb dem als Ausgleichsvolumen dienenden Gehäuse 24. Der Druckwächter 4 weist in seinem Innern ei­ne Membrane 5 und einen durch die genannte Membrane be­tätigbaren ersten elektrischen Kontakt 6 auf. Der Kontakt 6 ist mit ersten Verbindungsleitungen 21 mit der Schal­tungsanordnung 20 verbunden. Die Veränderungsmittel 12 zum Verändern des Hohlraumes 13 des Gefässes 11 umfassen im wesentlichen ein Antriebsmittel 17 und ein Betäti­gungsmittel 18. Das Antriebsmittel 17 ist vorzugsweise mit einem Elektromotor mit einem angebauten Reduktions­getriebe aufgebaut. Es ist über dritte Verbindungsleitun­gen 23 mit der Schaltungsanordnung verbunden. Als Betäti­gungsmittel 18 ist im gezeigten Ausführungsbeispiel eine Exzenterwelle vorhanden, welche mit dem Ausgang des nicht dargestellten Reduktionsgetriebes verbunden und drehbar gelagert ist. An den Veränderungsmitteln 12 ist im weite­ren ein zweiter elektrischer Kontakt 19 angeordnet, der zum Feststellen der Ruhelage der Exzenterwelle dient und über zweite elektrisch Verbindungsleitungen 22 mit der Schaltungsanordnung 20 verbunden ist. Am Gehäuse 24 ange­brachte Stopfbüchsen 25 dienen einerseits zum Zuführen einer Speisespannung und andererseits dem Wegführen von Alarmierungs- und Störungsmeldungen. Als Antriebsmittel könnten beispielsweise auch ein Schrittmotor oder ein Elektromagnet verwendet werden, und als Betätigungsmittel käme auch die Verwendung einer Spindel in Frage.

[0009] In der Folge wird die Funktionsweise der Drucküber­ wachungsvorrichtung beschrieben. Eine Speisegleichspan­nung wird der Vorrichtung zugeführt, wobei das Pluspoten­tial am Anschluss 43 und das Minuspotential am Anschluss 44 angeschlossen werden. Die Grösse der Gleichspannung liegt vorzugsweise in einem Bereich zwischen 10 und 30 Volt. Alle elektrischen und elektronischen Bauelement 31, 33, 37, 38, 41 der elektrischen Schaltungsanordnung 20 sind auf einer gedruckten Leiterplatte 42 aufgebaut. Die Vorrichtung ist in der Fig. 2 in der Ruhelage und im spannungslosen Zustand dargestellt. Im normalen Betrieb ist der erste elektrische Kontakt 6 geschlossen. Ein Alarmrelais 31 wird dabei über einen dritten 36 und zwei­ten Kontakt 35 eines Prüfrelais 33 und den ersten elek­trischen Kontakt 6 erregt. Ein Kontakt 32 des Alarmrelais ist dabei in seiner Arbeitsstellung in eine Alarmschlau­fe, beispielsweise einer Brandmeldezentrale, einge­schlauft. Ein Zeitkreis 41 gibt zu voreinstellbaren Zeit­intervallen von beispielsweise 1, 2, 4 oder 8 Stunden periodisch einen elektrischen Impuls ab, der das Prüfre­lais 33 erregt und einen Prüfvorgang für den Wärmemelder 2 einleitet. Der sich nun in der Arbeitsstellung befin­dende dritte Kontakt 36 des Prüfrelais 33 sorgt dafür, dass das Alarmrelais während des Prüfvorganges erregt bleibt. Ein erster, in die Arbeitsstellung gebrachter Kontakt 34 des Prüfrelais 33 setzt den Elektromotor 17 mit dem nicht dargestellten Reduktionsgetriebe in Be­trieb. Die Exzenterwelle 18, die mit dem Ausgang des Re­duktionsgetriebes gekoppelt ist, beginnt sich zu drehen und betätigt den zweiten elektrischen Kontakt 19. Ueber den ersten Kontakt 34 des Prüfrelais 33 und den nun ge­schlossenen zweiten elektrischen Kontakt 19 wird das Prüfrelais 33 in Selbsthaltung gebracht. Die sich drehende Exzenterwelle 18 drückt auf das Gefäss 11 mit dem veränderbaren Hohlraum 13. Als erstes schliesst dabei das Ventil 16 den zweiten Ausgang 15 des Hohlraumes 13 ab. Durch das weitere Verkleinern des Hohlraumes 13 er­folgt über den ersten Ausgang 14 des Hohlraumes, die dritte Schlauchverbindung 10 und die Kapillare 9 ein Druckanstieg in der zweiten Schlauchverbindung 8, dem Druckwächter 4, der ersten Schlauchverbindung 7 und im Wärmemelder 2 nur in dem Falle, wenn kein Leck vorliegt. Die Membrane 5 des Druckwächters 4 öffnet dabei den er­sten elektrischen Kontakt 6. Eine Störungsauswertungs­schaltung 37 erkennt das Arbeiten des ersten elektrischen Kontaktes 6 über den vorgängig in Arbeitsstellung ge­brachten zweiten Kontakt 35 des Prüfrelais 33. Es wird keine Störungsmeldung ausgelöst. Sobald die Exzenterwelle 18 eine ganze Umdrehung gemacht hat, wird der zweite elektrische Kontakt 19 geöffnet und das Prüfrelais 33 verliert seine Erregung. Der Elektromotor 17 wird abge­schaltet, der im Wärmemelder 2 während dem Prüfvorgang erzeugte Ueberdruck hat sich inzwischen über die Kapil­lare 9, die dritte Schlauchverbindung 10 und den ersten Ausgang 14 im nun wieder grossen Hohlraum 13 abgebaut und/oder sich teilweise über das wieder geöffnete Ventil 16 und den zweiten Ausgang 15 mit dem Druck innerhalb des Gehäuses 24 der Drucküberwachungsvorrichtung ausgegli­chen. Der erste elektrische Kontakt 6 ist wieder ge­schlossen, so dass das Alarmrelais 31 im nun wieder er­regungslosen Zustand des Prüfrelais 33 weiterhin erregt bleibt. Im Falle eines Lecks im Wärmemelder 2 wäre durch den Prüfvorgang der Druck im eingeschlossenen Volumen 3 der Rohrleitung 26 nicht erhöht worden, die Membrane 5 des Druckwächters 4 hätte nicht gearbeitet, und der erste elektrische Kontakt 6 wäre geschlossen geblieben. Die Störungsauswertungsschaltung, der der Beginn eines Prüf­vorganges durch das Umlegen des zweiten Kontaktes 35 beim Erregen des Prüfrelais 33 mitgeteilt wird, hätte nach ei­ner gewissen Zeit das Nichtfunktionieren des ersten elek­trischen Kontaktes 6 festgestellt, dies als Störung interpretiert und ein Störungsrelais 38 erregt sowie eine Störungslampe 40 eingeschaltet. Das Störungsrelais 38 brächte einen Störungsmeldekontakt 39 in Arbeitsstellung, welcher die detektierte Störung beispielsweise der Brand­meldezentrale melden würde.

[0010] Die Fig. 3 zeigt ein Gefäss 11 mit einem durch eine Federdose 50 veränderbaren Hohlraum 13 und einem einge­bauten Ventil 16 zum Verschliessen des zweiten Ausganges 15 des Hohlraumes. Die Federdose 50, die vorzugsweise aus Kunststoff, Gummi oder Metall gebaut ist, ist mit einem im wesentlichen zylindrischen Tragkörper 45 an einer Ver­bindungsstelle 46 verklebt. Der Tragkörper 45 weist eine zentrale Bohrung 48 mit einem Innengewinde auf. Im weite­ren ist der Tragkörper 45 auf der der Federdose 50 zuge­kehrten Stirnseite mit einem rohrförmigen Ansatz 47 ver­sehen. Das Ventil 16 besteht aus einem ersten Ventilkör­per 51, welcher in die genannte Bohrung 48 eingeschraubt ist, ein zentrales Durchgangsloch aufweist, das den zwei­ten Ausgang 15 des Hohlraumes 13 bildet. Eine ringförmige Abdichtung 52 befindet sich an dem in den Tragkörper 45 eingeschraubten Ende des ersten Ventilkörpers 51. Ein zweiter Ventilkörper 54 ist längs innerhalb des rohrför­migen Ansatzes 47 verschiebbar. Er weist auf der dem er­sten Ventilkörper 51 zugekehrten Seite eine zylinder­förmige Andrehung auf, deren äusseres Ende mit einer Ventilkugel 53 versehen ist. Letztere ist beispielsweise in eine vorher im zweiten Ventilkörper angebrachte Sack­bohrung eingeführt und zum Befestigen mit dem zweiten Ventilkörper verstemmt worden. Eine erste Druckfeder 56 reicht von der Abdichtung 52 über die zylinderförmige Anordnung des zweiten Ventilkörpers 54 und ist dazu vor­gesehen, das Ventil 16 in einer geöffneten Stellung zu halten. Die dem ersten Ventilkörper 51 abgewandte Seite des zweiten Ventilkörpers 54 weist eine zentrale zylin­drische Bohrung auf, in die ein nietenförmiger dritter Ventilkörper 55 ragt. Das aus der genannten Bohrung her­ausragende halbrundkopfförmige Ende des dritten Ventil­körpers steht an einer mit der Federdose 50 verbundenen Betätigungsscheibe 59 an. Das in die genannte Bohrung hereinragende Ende des dritten Ventilkörpers 55 liegt an einer bis auf den Grund der genannten Bohrung reichenden zweiten Druckfeder 57 an. Diese zweite Feder, deren Fe­derkraft grösser ist als diejenige der ersten Feder 56, übernimmt die Funktion eines Stossdämpfers zum Verhindern einer Beschädigung des Ventiles 16 bei zu starkem Zusam­menpressen der Federdose 50. Der Tragkörper 45 weist im weiteren ein abgewinkeltes Durchgangsloch auf, dessen eines Ende am äusseren Umfang des Tragkörpers den ersten Ausgang 14 bildet und dessen anderes Ende auf der der Federdose 50 zugewandten Seite in den Hohlraum 13 des Gefässes 11 mündet. Ein mit einer Abschlussscheibe 58 gehaltener Dichtring 49 dichtet an der dem rohrförmigen Ansatz abgewandten Stirnseite des Tragkörpers 45 letzte­ren gegen den ersten Ventilkörper 51 ab. Dadurch dass der Ventilkörper 51 im Tragkörper 45 eingeschraubt ist, kann durch die Einschraubweite der Schliesszeitpunkt des Ven­tiles 16 eingestellt werden.

[0011] Anstelle einer Federdose könnten zum Bilden eines veränderbaren Hohlraumes auch ein Blasebalg, ein Ball oder beispielsweise ein Rohr mit einem darin bewegbaren Zylinder verwendet werden. Diese Teile könnten auch aus den bereits genannten Materialien hergestellt sein.

[0012] Die erfindungsgemässe Vorrichtung weist die fol­genden vorteilhaften Merkmale auf: der Stromverbrauch der Vorrichtung ist äusserst gering, er beträgt nur ca. 10 mA. Beim Prüfvorgang wird das gesamte eingeschlos­sene Volumen mit der Druckerhöhung beaufschlagt. Kleine Druckschwankungen während des Prüfvorganges haben keinen Einfluss auf den Prüfablauf. Die Prüfvorgänge sind, auch wenn sie kurzzeitig hintereinander erfolgen, reproduzier­bar. Die Drucküberwachungsvorrichtung mit der erfindungs­gemässen eingebauten Prüfeinrichtung lässt sich nachträg­lich an bestehende Wärmemelder der eingangs genannten Gattung anschliessen oder bestehende Ausprüfeinrichtun­gen an Wärmemeldern können durch die Vorrichtung ersetzt werden.

[0013] Die erfindungsgemässe Drucküberwachungsvorrichtung kann auch in anderen Systemen, in denen ein Druckverlust eine Fehlfunktion zur Folge hätte, verwendet werden. Z.B. pneumatische Kontakte (Ueberfahrschwellen) bei Garagetor­steuerungen, pneumatische Kontakte bei Einbruchsicherun­gen oder Notstoppschwellen in Liftsteuerungen.

Ansprüche

1. Drucküberwachungsvorrichtung für einen, ein ge­schlossenes Volumen (3) aufweisenden Wärmemelder (2), mit einer zum Ausgleichen von statischen Druckänderungen im Wärmemelder bestimmten Kapillare (9) und einem, eine auf einen ersten elektrischen Kontakt (6) wirkende Membrane (5) aufweisenden Druckwächter (4), dadurch gekennzeich­net, dass eine Prüfeinrichtung (11, 12, 16, 20) vorhanden ist, dass die Prüfeinrichtung ein Gefäss (11) mit einem veränderbaren Hohlraum (13) und Mittel (12) zum zeitwei­sen Verändern des Hohlraumes (13) zum Erzeugen einer Druckerhöhung im Druckwächter (4) sowie im eingeschlos­senen Volumen (3) bei intaktem Wärmemelder (2) aufweist und dass der Hohlraum (13) des Gefässes (11) mit einem mit dem Druckwächter (4) pneumatisch verbundenen ersten Ausgang (14) versehen ist und einen mit einem Ventil (16) verschliessbaren zweiten Ausgang (15) aufweist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­zeichnet, dass die Prüfeinrichtung (11, 12, 16, 20) eine elektrische Schaltungsanordnung (20) umfasst, welche die Veränderungsmittel (12) periodisch betätigt und dabei das Arbeiten des ersten elektrischen Kontaktes (6) kontrol­liert.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­kennzeichnet, dass das Gefäss (11) mit dem veränderbaren Hohlraum (13) eine Federdose, ein Blasebalg, ein Ball oder ein Rohr mit einem darin bewegbaren Zylinder ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­durch gekennzeichnet, dass das Gefäss (11) aus Kunst­stoff, Gummi, Metall oder aus einer Kombination dieser Materialien hergestellt ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­durch gekennzeichnet, dass die Veränderungsmittel (12) wenigstens je ein Antriebsmittel (17) und ein Betäti­gungsmittel (18) umfassen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich­net, dass das Antriebsmittel (17) ein Elektromotor, ein Schrittmotor oder ein Elektromagnet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich­net, dass das Betätigungsmittel (18) zum Verändern des Gefässhohlraumes (13) eine mit dem Antriebsmittel (17) verbundene, drehbar gelagerte Exzenterwelle oder Spindel ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeich­net, dass ein zweiter elektrischer Kontakt (19) vorhanden ist, der durch das Antriebsmittel (17) oder das Betäti­gungsmittel (18) zum Ueberwachen der Lage eines der bei­den betätigbar ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, da­durch gekennzeichnet, dass das Ventil (16) mechanisch mit dem Antriebsmittel (17) oder dem Betätigungsmittel (18) gekoppelt, oder elektrisch betätigbar ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil (16) innerhalb des Gefässes (11) angeordnet ist.

Zeichnung