[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Dosiervorrichtung für eine Feuerlöschvorrichtung
oder für ein Feuerlöschsystem zum Zumischen eines Zusatzmittels in einen Löschwasserstrom
und eine Verwendung der Dosiervorrichtung.
[0002] Zumischer werden verwendet, um flüssige Löschmittelzusätze in einem einstellbaren
Mischungsverhältnis in einen Löschwasserstrom einzubringen. Aus diesem Wasser-Löschmittel-Gemisch
wird dann ein Löschschaum erzeugt. Eine genaue Zumischung beziehungsweise die Erreichung
einer bestimmten Schaummittelmenge im Schaummittel-Wassergemisch ist äußerst wichtig
für die Schaumerzeugung, um einen Löschschaum mit einer bestimmten Konsistenz zu erhalten.
[0003] Bei mobilen Zumischern ist normalerweise ein regelbares Ventil (Dosierventil) in
der Schaummittelansaugleitung eingebaut, um auf eventuell notwendige Änderungen der
Zumischrate reagieren zu können.
[0004] In der
DE 10 2006 026 197 A1 wird ein Zumischer beschrieben, der einen Steuerkolben mit Durchtrittsbohrungen für
eine an die Löschwassermenge angepasste Zumischung des Schaummittels aufweist. Zur
Feindosierung dient eine Hülse mit Bohrungen.
[0005] Die
DE 20 2004 009 297 U1 offenbart einen weiteren Zumischer mit einem Dosierventil, das einen Drehregler mit
einer Einstellhülse mit Blende aufweist, um dadurch den Strömungsquerschnitt für in
den Hauptkanal einströmendes Schaummittel zu verändern.
[0006] DE 39 23 891 C2 beschreibt einen weiteren Zumischer mit einem senkrecht im Hauptkanal mündenden Zusatzmittelkanal
zum Zumischen eines Schaum- oder Netzmittels, wobei an der Zulaufbohrung des Zusatzmittelkanals
ein Dosierventil angeschlossen werden kann.
[0007] Weiter wird in der
DE 10 2015 210 181 B3 ein Zumischer beschrieben, wo die Zumischung mittels einer Dosierhülse erfolgt, die
eine Vielzahl von über dem Umfang mit Abstand zueinander angeordnete Dosierbohrungen
enthält. Hier ist ein Zusatzmittelkanal über eine der Dosierbohrungen oder eine Dosieröffnung
und eine zugeordnete Blendenöffnung mit einem Hauptkanal verbunden.
[0008] EP 0 318 646 A2 beschreibt eine Einrichtung zum Erzeugen eines Wasser-Schaummittelgemisches für Feuerlöschzwecke
mit einer Dosiervorrichtung, worin ein Schieber mit einer trichterförmigen Öffnung
zusammenwirkt, wodurch geringe Mengen an Schaummittel dosiert werden können.
[0009] Aus der
DE 40 07 137 A1, der
WO 82/01 141 A1 und der
US 5 996 700 A sind Vorrichtungen zur Flüssigkeitszumischung mit einem beweglichen Kolben bekannt.
Ferner beschreibt die
GB 1 025 456 A eine Vorrichtung zur Schaumerzeugung mit einem beweglichen Hohlkolben mit umfangsseitig
angeordneten seitlichen Öffnungen, die sich in der Nähe eines Kolbenendes befinden
und durch die ein Medium in den inneren Hohlraum des Hohlkolbens gelangt.
[0010] Zumischer waren früher für Zumischraten zwischen 1% und 6 % ausgelegt. Heute werden
Zumischraten von 0,1 % bis 6 % gefordert. Dies erfordert ausreichend genaue Dosiereinrichtungen
an den Zumischern. Diese Genauigkeit wird mit herkömmlichen Zumischern meist nicht
erreicht.
[0011] Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine alternative Dosiervorrichtung
oder Dosiereinrichtung für eine Feuerlöschvorrichtung zum Zumischen eines Zusatzmittels,
beispielsweise eines Schaummittels oder Netzmittels, in einen Löschwasserstrom zu
schaffen.
[0012] Die erfindungsgemäße Aufgabe wird durch eine Dosiervorrichtung mit den Merkmalen
von Anspruch 1 und die Verwendung einer Dosiervorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs
10 gelöst. In den abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung
angegeben.
[0013] Die Dosiervorrichtung für eine Feuerlöschvorrichtung oder für ein Feuerlöschsystem
zum Zumischen eines Zusatzmittels in einen Löschwasserstrom enthält ein in einem Hohlraum
bewegbares Element, das an einem Ende mindestens eine Vertiefung mit einer seitlichen
Öffnung aufweist und die Wandung des Hohlraumes einen Bereich aufweist, in dem die
seitliche Öffnung der Vertiefung vollständig abgedeckt oder verschlossen wird (abdeckender
oder verschließender Bereich, Abdeck-Zone), und einen Bereich, in dem die seitliche
Öffnung der Vertiefung nicht abgedeckt wird und frei für einen Durchgang des Zusatzmittels
ist (nicht abdeckender oder offener Bereich, offene Zone), wobei das bewegbare Element
von dem verschließenden Bereich in den offenen Bereich beweglich ist und die Zumischrate
des Zusatzmittels von der Position oder Verstellung des bewegbaren Elementes abhängt.
[0014] In der Regel hat die Vertiefung nur eine Öffnung zur Oberseite oder Stirnfläche an
einem Ende des bewegbaren Elementes und zur Seite oder einer Seitenfläche des bewegbaren
Elementes.
[0015] Die Dosiervorrichtung gemäß der Erfindung enthält im Allgemeinen eine Verstelleinrichtung
oder Regeleinrichtung für die Dosierung einer Flüssigkeit in eine andere Flüssigkeit.
Die zu dosierende Flüssigkeit enthält in der Regel ein Zusatzmittel. Das Zusatzmittel
ist z.B. ein Schaummittel oder Netzmittel. Der Begriff "Zusatzmittel" umfasst eine
Flüssigkeit, die Zusatzmittel enthält.
[0016] Die Dosiervorrichtung enthält einen Kanal für die Durchleitung des Zusatzmittels,
der als Dosierkanal bezeichnet wird. Dieser Kanal führt von einem Eingang für das
Zusatzmittel zu einer Ausgangsöffnung (Ausgang), die für den Austritt des Zusatzmittels
vorgesehen ist. Während des Betriebes der Dosiervorrichtung wird im Allgemeinen das
Zusatzmittel vom Ausgang des Dosierkanals in einen Flüssigkeitsstrom, insbesondere
in einen Löschwasserstrom, geleitet.
[0017] Mit Hilfe der Verstelleinrichtung oder Regeleinrichtung der Dosiervorrichtung wird
der Durchgang (Fluss) des Zusatzmittels durch den Dosierkanal geändert, wofür ein
bewegbares Element (Drosselelement) eingesetzt wird. Das Drosselelement wirkt an einer
Stelle zwischen dem Eingang und der Ausgangsöffnung des Dosierkanals. Es ist beispielsweise
im Bereich der Ausgangsöffnung des Dosierkanales platziert, kann aber auch in oder
an anderen Bereichen des Dosierkanals angeordnet werden.
[0018] Das Drosselelement ist vorzugsweise als Schließ- und Drosselelement ausgebildet.
Es kann aber auch nur zur Drosselung des Flüssigkeitsflusses dienen.
[0019] Das Drosselelement weist an einem Ende, das als Kopfteil bezeichnet wird, mindestens
eine Vertiefung auf. Die Vertiefung ist vorzugsweise eine kerbenförmige, keilförmige,
kanalartige oder rinnenförmige Vertiefung. Die Vertiefung führt zur Seite des Kopfteiles
oder verläuft an der Seite des Kopfteiles. Das Kopfteil hat vorzugsweise eine zylindrische
oder kolbenförmige Form. Das Drosselelement oder dessen Kopfteil kann auch quaderförmig
sein und einen rechteckigen oder quadratischen Querschnitt haben. Bei einem zylinderförmigen
Drosselelement oder zylindrischen Kopfteil ist die Oberseite (Stirnfläche) die Fläche,
die senkrecht zur Zylinderachse liegt. Die Seite ist die Fläche, die dem Zylindermantel
bei einem zylindrischen Kopfteil entspricht.
[0020] Vorteilhaft ist die Vertiefung am Kopfteil des Drosselelementes so geformt, dass
die Breite der Vertiefung zur Oberseite des Kopfteiles zunimmt, das heißt die Vertiefung
verengt sich mit zunehmender Tiefe entlang der Seite des Kopfteiles. Vorzugsweise
hat die Vertiefung einen V-förmigen oder keilförmigen Querschnitt, das heißt die Form
der seitlichen Öffnung der Vertiefung ist V-förmig, dreieckig oder keilförmig, wobei
die seitliche Öffnung an der Oberseite am breitesten ist. Besonders bevorzugt verläuft
die Vertiefung von der Mitte der Oberseite des Kopfteiles keilförmig bis zur Seite
des Kopfteiles, wobei die Vertiefung zur Mitte der Oberseite spitz zuläuft. Vertiefungen
mit V-förmigem Querschnitt, das heißt V-förmiger Form der seitlichen Öffnung, werden
als Drosselkerben bezeichnet. Vorzugsweise haben die Vertiefungen einen schrägen Verlauf
von der Oberseite zur Seite des Kopfteiles.
[0021] Das Kopfteil des Drosselelementes weist beispielsweise 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9,
10 oder mehr Vertiefungen, vorzugsweise Drosselkerben, auf. Zum Beispiel sind 3 oder
mehr Vertiefungen oder Drosselkerben sternförmig angeordnet. Sehr vorteilhaft sind
von der Oberseite zur Seite des Kopfteiles schräg verlaufende Kerben. Die Vertiefungen
(z.B. Drosselkerben) können symmetrisch oder unsymmetrisch angeordnet sein. Die Vertiefungen
(z.B. Drosselkerben) können eine symmetrische oder unsymmetrische Form haben. Die
Vertiefungen oder Drosselkerben können über die ganze Oberseite oder nur über einen
Teil der Oberseite des Kopfteiles angeordnet sein. Es können Vertiefungen oder Drosselkerben
verschiedener Größe, Tiefe oder Geometrie in Kombination am Kopfteil des Drosselelementes
angeordnet sein. Die Vertiefungen oder Drosselkerben verlaufen beispielsweise radial
von der Mitte oder einer Stelle zwischen Mitte und äußerem Rand der Oberseite des
Kopfteiles nach außen (zum Rand), vorteilhaft als schräg nach außen verlaufende Kerben.
[0022] Alternativ zu den Vertiefungen an der Oberseite des Kopfteiles mit seitlicher Öffnung
(Öffnung zur Seitenfläche oder einer Seitenfläche) können Vertiefungen an der Seite
des Kopfteiles eingesetzt werden (seitliche Vertiefungen). Eine seitliche Vertiefung
ist beispielsweise eine Nut oder Kerbe. Eine seitliche Vertiefung führt zur Oberseite
des Kopfteiles und hat eine Öffnung an der Oberseite.
[0023] Als weitere Alternative kann die Vertiefung eine Abschrägung eines Endes eines Drosselelementes,
des Kopfteiles, sein. Die Abschrägung ist beispielsweise ein schräger Schnitt am Kopfteil.
Die Abschrägung kann das obere Ende des Drosselelementes umlaufen. Eine solche umlaufende
Abschrägung ist in der Regel so geschaffen oder dimensioniert, dass eine Zumischrate
von mindestens 0,1%, vorzugsweise von mindestens 0,5%, insbesondere von mindestens
1%, erreicht werden kann.
[0024] Die Funktion der Vertiefung wird am Beispiel einer Drosselkerbe mit V-förmiger Öffnung
zur Seite des Kopfteiles eines Drosselelementes erläutert.
Durch Verstellung des Drosselelementes zwischen bestimmten Positionen wird der Abdeckungsgrad
der seitlichen Öffnung einer Vertiefung am Kopfteil verändert. Die Abdeckung der seitlichen
Öffnung erfolgt in der Regel durch eine dafür vorgesehene Fläche in einem Hohlraum,
der Teil des Dosierkanals ist oder mit dem Dosierkanal verbunden ist. Beispielsweise
wird diese Fläche durch einen Bereich im Dosierkanal gebildet, der das Kopfteil des
Drosselelementes vollständig oder nur zu einem Teil eng umschließt. Wird nun das Kopfteil
mit der oder den Vertiefungen aus diesem Bereich (Abdeckbereich) bewegt, so kann die
Abdeckung der Vertiefung verringert werden. Wird also das Kopfteil relativ zu einer
abdeckenden Fläche bewegt, wird der freie oder offene Querschnitt der Vertiefung an
der Seite des Kopfteiles in Abhängigkeit von der Position verändert. Durch Verstellung
des Drosselelementes kann somit der Durchgang einer Flüssigkeit durch einen entsprechend
geformten Hohlraum verändert werden. Die Verstellung des Drosselelementes kann durch
eine Drehbewegung, eine Bewegung entlang des Dosierkanals (Hubbewegung) oder durch
eine Drehbewegung, kombiniert mit einer Bewegung entlang des Dosierkanals (Dreh-/Hubbewegung),
bewirkt werden.
[0025] Das Funktionsprinzip der Drosselung des Flüssigkeitsdurchganges wird an folgendem
Beispiel veranschaulicht. Die Dosiervorrichtung hat z.B. einen Dosierkanal mit einem
zylindrischen Abschnitt, der das Kopfteil eines Drosselelementes mit einer Drosselkerbe,
umschließt. Die seitliche Öffnung der Drosselkerbe ist durch die Wandung des Dosierkanals
vollständig abgedeckt (verschlossen). Dem zylindrischen, abdeckenden Abschnitt des
Dosierkanals (Abdeckbereich oder Abdeckzone) folgt eine Erweiterung oder Ausbuchtung
(offene Zone), z.B. eine ringförmige Erweiterung, die Teil des Dosierkanals ist. Der
Übergang von der Abdeckzone zur Erweiterung bildet eine Steuerkante. Wird nun der
Kopf aus der Abdeckzone in die Erweiterung bewegt (Hubbewegung), wobei die seitliche
Öffnung der Drosselkerbe mit der Spitze der dreieckigen Öffnung zuerst zur Steuerkante
gelangen soll, so wird zunächst nur ein kleiner Teil der Querschnittsfläche der Drosselkerbe
(Fläche der seitlichen Öffnung) frei. Aufgrund der V-förmigen (dreieckigen) Querschnittsfläche
der Drosselkerbe (mit V-förmiger seitliche Öffnung, zur Oberseite breiter werdend)
nimmt die freie Fläche der Öffnung mit weiterer Bewegung schnell zu. Durch die Wahl
der Form des Querschnittes der Vertiefung beziehungsweise der Form der seitlichen
Öffnung kann somit die Charakteristik der Drosselung verändert werden.
[0026] Eine Vertiefung an einem Drosselelement ist eine Vertiefung, die für eine Zumischung
geeignet ist. Eine Vertiefung an einem Drosselelement ist in der Regel so beschaffen,
dass Zumischraten von mindestens 0,1%, vorzugsweise von mindestens 0,2%, besonders
bevorzugt von mindestens 0,5%, eingestellt werden können. In den meisten Fällen ist
eine Vertiefung für eine Zumischrate von bis zu 6% ausgelegt. In der Regel hat eine
Vertiefung (z. B. eine Drosselkerbe) am Rand der Oberseite eines Drosselelementes
eine Tiefe von mindestens 1 mm, vorzugsweise von mindestens 2 mm, besonders bevorzugt
von mindestens 3 mm und ganz besonders bevorzugt von mindestens 5 mm. Vertiefungen,
die in der seitlichen Fläche eines Drosselelementes angeordnet sind, z.B. nutförmige
Vertiefungen im Bereich der Mantelfläche eines zylindrischen Drosselelementes, haben
in der Regel eine Länge von mindestens 1 mm, vorzugsweise von mindestens 2 mm, besonders
bevorzugt von mindestens 3 mm und ganz besonders bevorzugt von mindestens 5 mm (gemessen
vom Rand der Oberseite). Solche Vertiefungen haben in der Regel eine Tiefe von mindestens
1 mm, vorzugsweise von mindestens 2 mm, besonders bevorzugt von mindestens 3 mm und
ganz besonders bevorzugt von mindestens 5 mm. Vertiefungen in Form einer Abschrägung
eines Endes eines Drosselelementes haben vorzugsweise eine gerade Kante an der Oberseite
des Drosselelementes (z.B. von der Mitte der Oberseite oder mit einer an der Oberseite
diagonal verlaufenden Kante). Vertiefungen in Form einer Abschrägung haben z.B. eine
Höhe (gemessen von der Oberseite bzw. vom oberen Ende des Drosselelementes) von mindestens
3 mm, vorzugsweise von mindestens 4 mm und bevorzugt von mindestens 5 mm.
[0027] Das Drosselelement (bewegbares Element) ist in der Regel mit einem Verstellelement
verbunden oder gekoppelt. Das Drosselelement kann aber auch das Verstellelement enthalten.
[0028] Die Verstellung (Bewegung) des Drosselelementes kann mechanisch, hydraulisch oder
pneumatisch erfolgen. Eine mechanische Verstellung kann manuell oder mit Hilfe eines
Motors (z.B. Elektromotor) erfolgen.
[0029] Das Verstellelement ist beispielsweise ein Teil mit zylindrischem Körper mit einem
Gewinde oder einer spiralförmigen Führungsnut, die der Verstellung dienen. Das Verstellelement
kann Teil eines Gewindeantriebes, eines Spindelantriebes, eines Zahntriebes oder eines
Antriebes, den der Fachmann kennt, sein.
[0030] Das Verstellelement ist vorzugsweise mit einer Rastfunktion ausgestattet, wodurch
bei bestimmten Einstellungen, die einer bestimmten Dosierung entsprechen, eine Einrastung
erfolgt. Beispielsweise kann eine Rasteinrichtung vorgesehen werden, bei der ein oder
mehrere Raststifte bei bestimmten Positionen des Verstellelementes in Vertiefungen
greifen.
[0031] Das Drosselelement kann mit dem Verstellelement fest verbunden sein oder mit dem
Verstellelement eine Einheit oder ein Teil bilden. Das Drosselelement kann mit dem
Verstellelement auch lose gekoppelt sein, z.B. über einen Mitnehmer.
[0032] Die Dosiervorrichtung kann als eigenständiges, abnehmbares oder lösbares Teil ausgebildet
sein, z.B. als Dosierventil mit einer oder mehreren Befestigungsvorrichtungen.
[0033] Die Dosiervorrichtung oder das Dosierventil haben beispielsweise einen zylindrischen
Grundkörper mit einem Dosierkanal und einem Eingang und einem Ausgang für das Zusatzmittel.
Am Ein- und Ausgang können Befestigungsvorrichtungen, z.B. Schraub- oder Bajonettanschlüsse,
angeordnet sein. Bei einem handbetätigten Dosierventil ist das Verstellelement mit
einer Betätigungseinheit (z.B. Handrad oder Drehgriff) ausgestattet oder gekoppelt.
Das Verstellelement wirkt auf das Drosselelement.
[0034] Grundkörper, Drosselelement und Verstellelement sind z.B. aus Metall oder Kunststoff.
Metalle sind z.B. Kupfer-Zink-Legierungen, insbesondere Messing, oder Edelstahl. Geeignete
Kunststoffe sind in der Regel Kunststoffe, die durch das Zusatzmittel nicht angegriffen
werden. Teile aus Metall oder Kunststoff können teilweise oder vollständig beschichtet
sein.
[0035] Die Dosiervorrichtung hat einen einfachen Aufbau, erlaubt aber eine sehr präzise
Einstellung kleinster Zumischraten. Sie lässt sich kostengünstig herstellen.
[0036] Vorteilhaft wird die Dosiervorrichtung in einem Zumischer eingesetzt. Die Dosiervorrichtung
kann in einem Zumischer integriert oder eingebaut sein.
Ist die Dosiervorrichtung in einem Zumischer integriert, wird die Dosiervorrichtung
als Dosiereinrichtung bezeichnet. Der hier verwendete Begriff "Dosiervorrichtung"
schließt Dosiereinrichtungen ein. Die Dosiervorrichtung ist beispielsweise eine eigenständige
Einheit, die z.B. für die Anbringung oder Montage an einen Zumischer vorgesehen ist
oder anderweitig in einer Feuerlöschvorrichtung eingesetzt wird, oder ist in einem
Zumischer integriert. Die Dosiervorrichtung kann also Teil des Zumischers (fest integriert)
oder ein separates Teil sein, das z.B. austauschbar oder lösbar ist.
[0038] Der Zumischer weist in der Regel einen Grundkörper mit einem Hauptkanal für das Löschwasser
auf. Der Hauptkanal hat einen Eingang für das Zusatzmittel, wo im Allgemeinen die
Dosiervorrichtung angeordnet wird.
[0039] Vorteilhaft ist somit ein Zumischer für eine Feuerlöschvorrichtung oder für ein Feuerlöschsystem
zum Zumischen eines Zusatzmittels, der eine Dosiervorrichtung gemäß der Erfindung
enthält.
[0040] Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung einer Dosiervorrichtung
gemäß der Erfindung in einer Feuerlöschvorrichtung oder einem Feuerlöschsystem, insbesondere
in oder an einem Zumischer. Die Dosiervorrichtung kann allgemein zur Dosierung oder
Zumischung einer Flüssigkeit verwendet werden.
[0041] Ferner ist die Verwendung eines bewegbaren Elementes mit einem Kopfteil mit einer
oder mehreren Vertiefungen, die eine Öffnung an der Seite des Kopfteiles haben, in
einem Dosierventil, insbesondere in einem Flüssigkeitsdosierventil, vorteilhaft. Solche
bewegbaren Elemente sind für die Dosiervorrichtung gemäß der Erfindung beschrieben.
Das bewegbare Element ist beispielsweise ein bewegbares Element mit einer oder mehreren
Drosselkerben.
[0042] Die Erfindung wird anhand der Zeichnung erläutert, wobei die Erfindung nicht auf
die gezeigten Beispiele beschränkt ist.
[0043] Es zeigen:
Fig. 1 ein Schema einer Dosiervorrichtung in geschlossenem Zustand (Querschnitt);
Fig. 2 ein Schema einer Dosiervorrichtung in etwas geöffnetem Zustand (Querschnitt);
Fig. 3 ein Schema einer Dosiervorrichtung in offenem Zustand (Querschnitt);
Fig. 4 eine Dosiervorrichtung in einem Zumischer in geschlossenem Zustand (Querschnitt);
Fig. 5 eine Dosiervorrichtung in einem Zumischer in geöffnetem Zustand (Querschnitt);
Fig. 6 ein Drosselelement (3D-Ansicht);
Fig. 7 ein Drosselelement (Seitenansicht);
Fig. 8 ein Verstellelement (3D-Ansicht);
Fig. 9 ein Verstellelement (Seitenansicht);
Fig. 10 einen Zumischer mit Dosiervorrichtung (3D-Ansicht);
Fig. 11 verschiedene Kopfteile von Drosselelementen für Hubbewegung (Seitenansicht);
Fig. 12 verschiedene Kopfteile von Drosselelementen für Drehbewegung (Seitenansicht);
Fig. 13 verschiedene Kopfteile von Drosselelementen (Ansicht der Oberseite).
[0044] Das stark vereinfachte Schema in Fig.1 zeigt eine Dosiervorrichtung 1 für eine Feuerlöschvorrichtung
oder ein Feuerlöschsystem, insbesondere für einen Zumischer oder zur Verwendung im
Bereich eines Zumischers, mit einem Grundkörper
2 und einem bewegbaren Element (Drosselelement)
3. Das Drosselelement
3 ist z.B. zylindrisch oder quaderförmig. Dosiervorrichtung
1 dient in der Regel zur Zumischung oder Zudosierung eines Zusatzmittels, z.B. Schaummittel
oder Netzmittel, in einen Löschwasserstrom. Der Begriff "Zusatzmittel" schließt eine
Flüssigkeit, die ein Zusatzmittel enthält, ein. Die Dosiervorrichtung 1 kann z.B.
als Dosierventil, insbesondere als eigenständiges oder separates Teil oder als Bestandteil
eines Zumischers (integrierte Dosiervorrichtung), ausgeführt sein. Der Grundkörper
2 weist einen Hohlraum 4 zur Aufnahme des Drosselelementes
3, einen Eingang
5 für das Zusatzmittel und einen Ausgang
6 für das Zusatzmittel auf. Zwischen Eingang
5 und Ausgang
6 befindet sich der Dosierkanal. Der Hohlraum
4 und das Drosselelement
3 haben vorzugsweise eine zylindrische Form. Das Drosselelement
3 kann in dem Hohlraum entlang der Achse A-A (Längsachse) bewegt werden. Die Bewegung
des Drosselelementes
3 dient der Verstellung, um z.B. einen bestimmten Dosierwert oder eine bestimmte Zumischrate
einzustellen. Im Allgemeinen wird das Drosselelement
3 zur Verstellung axial (entlang der Längsachse A-A) bewegt. Dabei kann die Bewegung
z.B. eine Drehbewegung, eine Hubbewegung oder eine Drehbewegung und Hubbewegung sein.
Das Drosselelement
3 wird z.B. über ein Verstellelement (hier nicht gezeigt), das im Drosselelement
3 enthalten sein kann, verstellt. Die Verstellung erfolgt beispielsweise mit Hilfe
eines Gewindeantriebes, eines Spiralnutantriebes, eines Spindelantriebes oder eines
Zahntriebes manuell. Zur Verstellung kann auch ein Motor, insbesondere Elektromotor,
dienen. Es kann auch eine pneumatische oder hydraulische Verstellung vorgesehen werden.
Durch eine Drehbewegung, z.B. bei Gewindeantrieb, oder durch Verschieben kann eine
axiale Verstellung des Drosselelementes 3 bewirkt werden.
[0045] Das Drosselelement
3 hat ein Ende
3a (Kopfteil) mit mindestens einer Vertiefung
7, hier als Drosselkerbe ausgeführt, und ein Ende
3b (hinteres Ende). Die Vertiefung
7 verläuft von der Seite mit der seitlichen Öffnung
3c des Kopfteiles zur Oberseite (Stirnseite) am Ende
3a. In der gezeigten Stellung des Drosselelementes
3 verschließt das Drosselelement
3 den Dosierkanal im Bereich von Eingang
5.
[0046] In Fig. 2 ist das Drosselelement
3 der Dosiervorrichtung
1 von Fig. 1 so verstellt, dass die Abdeckung der seitlichen Öffnung
3c der Vertiefung
7 durch den Grundkörper
2 nicht mehr vollständig ist und an der Kante
8 (genannt Steuerkante) des Grundkörpers
2 der Dosierkanal etwas geöffnet ist. Der freie Flüssigkeitsweg für das Zusatzmittel
von Eingang
5 zum Ausgang
6 ist durch einen Pfeil markiert. Durch die Einengung des Dosierkanals im Bereich der
Steuerkante
8 ist der Flüssigkeitsfluss gedrosselt.
[0047] Bei einem V-förmigen Querschnitt der Vertiefung
7 (Drosselkerbe), insbesondere durch eine zur Oberseite breiter werdende seitliche
Öffnung
3c bei einer zur Oberseite zunehmenden Tiefe der Vertiefung
7, können sehr kleine Zumischraten (z.B. 0,1 % bis 1 %) sehr genau eingestellt werden.
Für die Einstellung bestimmter Zumischraten kann eine Rastfunktion, z.B. durch Rastpunkte
(z.B. halbkugelförmige Vertiefungen) auf der Außenseite von Drosselelement
3 oder einem Verstellelement, vorgesehen werden, in die ein Stift oder eine Kugel durch
Federkraft bei der Verstellung zu einer bestimmten Position eingreift. Solche Rastfunktionen,
Rastelemente oder Verstellhilfen sind dem Fachmann bekannt.
[0048] Fig. 3 zeigt die Dosiervorrichtung
1 von Fig. 1 bei vollständiger Öffnung. Die Steuerkante
8 gibt die seitliche Öffnung
3c der Vertiefung
7 vollständig frei. Der Flüssigkeitsfluss (siehe Pfeil) zwischen Eingang
5 und Ausgang 6 ist ungedrosselt beziehungsweise maximal.
[0049] In Fig. 4 und Fig. 5 ist ein Ausführungsbeispiel eines Zumischers
9 mit integrierter Dosiervorrichtung
1 dargestellt. Der Zumischer
9 hat einen Grundkörper
2, in dem sich der sogenannte Hauptkanal
10 befindet und der sich von einem Wassereinlassende (
19 in Fig. 10) zu einem Löschmittelauslassende erstreckt (
20 in Fig. 10). Beispielsweise sind an den Enden (Eingang und Ausgang) des Hauptkanals
10 jeweils eine Kupplung zum Anschluss eines Feuerwehrschlauches oder einer anderen
Feuerwehreinrichtung vorgesehen.
In den Hauptkanal
10 mündet der Dosierkanal mit Ausgang
6 der integrierten Dosiervorrichtung
1. Der Grundkörper der Dosiervorrichtung
1 ist Teil des Grundkörpers
2 des Zumischers
9. Mit Hilfe der Dosiervorrichtung
1 kann dem Löschwasserstrom im Hauptkanal
10 ein Zusatzmittel zudosiert werden. Der Hauptkanal ist beispielsweise mit einer Venturidüse
ausgestattet, so dass vom Hauptkanal
10 Zusatzmittel angesaugt wird. Das Zusatzmittel gelangt über Einlass
5 in die Dosiervorrichtung 1. Durch das Drosselelement
3 kann der Zusatzmittelstrom vermindert (gedrosselt) oder unterbrochen (geschlossen)
werden. Das Drosselelement
3 ist mit einem Verstellelement
11 verbunden. Beispielsweise ist das Drosselelement
3 mit dem Verstellelement
11 verschraubt. Drosselelement
3 und Verstellelement
11 befinden sich in einem Hohlraum (entsprechend Hohlraum
4 in Fig. 1-3) des Grundkörpers
2. Drosselelement
3 und Verstellelement
11 sind zylindrisch geformt. Am Verstellelement
11 sind eine spiralförmig verlaufende Nut
13, eine ringförmige Nut
12 zur Aufnahme eines Dichtungsringes
15 und mehrere Rastpunkte (Vertiefungen oder Aussparungen zur Einrastung) angeordnet.
In die spiralförmig verlaufende Nut
13 für den Trieb greift ein Führungsstift
14. Nut
13 und Führungsstift
14 bilden eine Triebeinrichtung (Spiralnuttrieb). Das Verstellelement
11 ist mit einem Betätigungselement
17 (z.B. ein Handrad oder Drehgriff) für eine manuelle Verstellung ausgestattet. Ein
Rastelement
16 (z.B. mit einem Stift oder einer Kugel und einer Druckfeder) ist für ein Einrasten
in die Rastpunkte am Verstellelement
11 bei bestimmten Positionen der Verstellung vorgesehen.
[0050] Die Dosierung des Zusatzmittels, d.h. die Einstellung der Zumischrate, erfolgt durch
Verstellung des Dosierelementes
3 zwischen der in Fig. 4 gezeigten Position (Zumischrate 0 %; "Zu") und der in Fig.
5 gezeigten Position (Zumischrate nahezu 6 %; "Offen", maximale Zumischrate). Die
Verstellung erfolgt hier durch Drehen des Betätigungselementes
17.
[0051] Der Zusatzmitteleinlass
5 wird beispielsweise über eine Kupplung, an der ein Schlauch oder eine Leitung angeschlossen
ist, mit einem Behälter mit Zusatzmittel verbunden. Im Bereich des Zusatzmittelauslasses
6 kann ein Rückschlagventil vorgesehen sein.
[0052] Der Zumischer
9 ist in der Regel mit einem oder mehreren Standfüßen oder Befestigungsteilen
18 ausgestattet.
[0053] Fig. 4 zeigt den Zumischer
9 mit geschlossenem Dosierventil
1 (Zumischrate 0 %). Der Grundkörper
2 im Bereich von Zusatzmittelausgang
6 und Steuerkante
8 deckt die seitliche Öffnung
3c der Drosselkerben
7 ab. Der Dosierkanal ist verschlossen. In dieser Stellung des Dosierelementes
3 ist die Zumischung von Zusatzmittel unterbrochen.
[0054] Fig. 5 zeigt den Zumischer
9 mit vollständig geöffnetem Dosierventil
1 (Zumischrate nahezu 6 %, maximale Zumischrate). Die seitliche Öffnung
3c der Drosselkerben
7 befindet sich außerhalb des Bereiches zwischen Zusatzmittelausgang
6 und Steuerkante
8 und wird nicht mehr durch den Grundkörper
2 abgedeckt. Die seitliche Öffnung
3c der Drosselkerben
7 ist frei. In dieser Stellung des Drosselelementes
3 ist die Zumischung von Zusatzmittel ungedrosselt beziehungsweise auf die maximale
Zumischrate eingestellt (Endstellung). Der eingezeichnete Pfeil im Bereich des Dosierkanales
veranschaulicht den freien Weg für das Zusatzmittel von Eingang
5 nach Ausgang
6.
[0055] Das Drosselelement
3 des in Fig. 4 und Fig. 5 gezeigten Zumischers
9 ist in Fig. 6 (perspektivische Ansicht) und Fig. 7 (Ansicht der Seite) dargestellt.
[0056] Das in Fig. 6 in perspektivischer Ansicht dargestellte Drosselelement
3 entspricht den in Fig. 4 und Fig. 5 gezeigten Drosselelementen
3. Das Drosselelement
3 weist ein zylindrisches Kopfteil mit der Oberseite
3a (Stirnfläche) auf, an das sich ein Befestigungsteil mit dem Ende
3b anschließt. Das Kopfteil weist drei Vertiefungen
7 auf, die von der Mitte der Oberseite
3a zur Seite des Kopfteiles führen. Die Vertiefung
7 ist hier kerbenförmig ausgeführt und wird daher als Drosselkerbe bezeichnet. Die
gezeigten Vertiefungen
7 sind Kerben mit einem schrägen Verlauf. Die Kante am Boden einer Vertiefung
7 verläuft schräg zur Oberseite
3a. Die Fläche der Öffnung an der Seite des Kopfteiles (
3c in Fig. 4 und 5) hat Dreiecksform. Die Drosselkerbe hat einen V-förmigen Querschnitt.
Form, Tiefe, Öffnungswinkel und Anzahl der Vertiefungen 7 können verändert werden
und werden nach der gewünschten Dosiercharakteristik gewählt. Das Drosselelement
3 enthält beispielsweise 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 oder mehr Vertiefungen
7. Es können verschiedene Vertiefungen
7 kombiniert werden. Beispielsweise kann das Drosselelement
3 Vertiefungen
7 mit unterschiedlicher Form, Tiefe oder Öffnungswinkel enthalten. Die Vertiefungen
7 müssen nicht von der Mitte der Oberseite
3a ausgehen (radialer Verlauf). Beispielsweise können eine oder mehrere Vertiefungen
7 diagonal oder sektoral verlaufen. Vorteilhaft sind Vertiefungen
7 mit unterschiedlicher Tiefe (bezogen auf die Oberseite
3a, also die seitliche Länge der Vertiefung) und Breite am Kopf von Drosselelement
3 angeordnet. Z.B. können mindestens eine tiefe und enge Vertiefung
7 mit mindestens einer weniger tiefen und breiteren Vertiefung
7 am Drosselelement
3 kombiniert werden. So gelangen die tieferen (seitlich längeren) Vertiefungen
7 bei der Bewegung aus der vollständigen Abdeckung der seitlichen Öffnungen (aus der
Abdeckzone) über die Steuerkante
8 zuerst in die Dosierzone (Öffnungen
3c teilweise oder vollständig offen). Es kann so eine sehr kleine Zumischrate viel genauer
eingestellt werden.
Das Befestigungsteil (Bestandteil des Drosselelementes
3) mit dem Ende
3b dient zur Befestigung des Drosselelementes 3 an dem Verstellelement 11. Zur Verschraubung
an dem Verstellelement
11 ist das Befestigungsteil z.B. mit einem Gewinde (hier nicht gezeigt) ausgestattet.
[0057] Die Kanten von Drosselelement
3 sind vorteilhaft abgeschrägt oder abgerundet. Eine Abschrägung (Fase) der Außenkante
der Oberseite
3a wird in Fig. 6 gezeigt. Diese Abschrägung (Fase) der Außenkante ist keine Vertiefung
im Sinne der Erfindung und dient nicht einer Zumischung.
[0058] In der Seitenansicht ist das von Drosselelement 3 von Fig. 6 in Fig. 7 zu sehen.
Am Kopfteil ist die V-förmige Vertiefung 7 angeordnet. Im Bereich des Endes
3b ist ein Gewinde angeordnet, das zur Befestigung am Verstellelement
11 dient.
[0059] Fig. 8 und Fig. 9 zeigen das Verstellelement
11 der Dosiervorrichtung 1 des in Fig. 4 und Fig. 5 gezeigten Zumischers
9 in perspektivischer Ansicht (Fig. 8) und Ansicht von der Seite (Fig. 9). Der zylindrische
Körper des Verstellelementes
11 weist eine spiralförmige Nut
13 auf, die durch Drehen des Betätigungselementes
17 die Position des Drosselelementes
3 verstellt. Je nachdem, wie das Drosselelement
3 mit dem Verstellelement
11 gekoppelt ist, führt bei Drehung des Betätigungselementes
17 das Drosselelement
3 eine Hubbewegung (axiale Verschiebung entlang der Längsachse A-A, siehe Fig. 1 bis
3) oder eine Dreh- und Hubbewegung aus. Bei fester Verbindung des Drosselelementes
3 mit dem Verstellelement 11 z.B. durch Verschraubung wird eine Dreh- und Hubbewegung
ausgeführt. Bei loser Kopplung des Drosselelementes
3 mit dem Verstellelement
11, so dass die Drehung des Verstellelementes
11 nicht auf das Drosselelement
3 übertragen wird, wird eine Hubbewegung vom Drosselelement
3 ausgeführt.
Die ringförmige Nut
12 am Verstellelement
11 dient zur Befestigung eines Dichtungsringes
15 zur Abdichtung des Hohlraumes, in dem sich das Verstellelement
11 befindet.
[0060] Der Zumischer
9 von Fig. 4 und Fig. 5 ist in Fig. 10 perspektivisch dargestellt.
Der Zumischer
9 weist einen Eingang
19 und einen Ausgang
20 für das Löschwasser auf. Zwischen Eingang
19 und Ausgang
20 befindet sich der Hauptkanal
10. Die Dosiervorrichtung
1 ist in den Zumischer
9 integriert. Das Zusatzmittel wird über den Eingang
5 der Dosiervorrichtung 1 zugeführt. Man erkennt ferner das Rastelement
16, das Führungselement
14 (Führungsstift) und das Betätigungselement
17 (Handrad, Drehgriff), die auf das Verstellelement
11 wirken. Der Dosierkanal für das Zusatzmittel mündet in den Hauptkanal
10. Der Zumischer
9 ist mit zwei Standfüßen
18 ausgestattet.
[0061] Fig. 11 zeigt schematisch dargestellt Kopfteile eines Drosselelementes
3 (Ansicht von der Seite) mit verschiedenen Formen und Ausführungen von Vertiefungen
7. Man sieht die offenen Seiten
3c der Vertiefungen
7. Die Kopfteile der gezeigten Beispiele sind zylindrisch oder kolbenförmig und sind
vorgesehen für Dosiervorrichtungen 1 mit Drosselelementen
3, die durch Hubbewegung oder Dreh- und Hubbewegung bewegt werden. Die Vertiefungen
7 können z.B. diagonal, radial oder sektoral (in einem Kreissegment) an der Oberseite
3a eines Drosselelementes
3 verlaufen oder sind flache (z.B. Nut-artige) Vertiefungen an der Seite eines Kopfteiles
(seitliche Vertiefungen), die eine Öffnung zur Oberseite
3a des Kopfteiles haben und nicht über die ganze Seite des Kopfteiles verlaufen (Vertiefungen
im Mantelbereich (Bereich des Zylindermantels) des Kopfteiles mit Öffnung zur Oberseite
3a und Abschluss im unteren Bereich des Kopfteiles). Die Doppelpfeile am linken Seitenrand
deuten die Bewegungsrichtung des Drosselelementes
3, beziehungsweise dessen Kopfteiles, an.
[0062] Die in Fig. 11 a) gezeigte Vertiefung
7 mit seitlicher Öffnung
3c ist z.B. V-förmig, keilförmig oder kerbenförmig. Die Vertiefung
7 ist z.B. eine Drosselkerbe. Die seitliche Öffnung
3c ist dreieckig. Die Spitze oder das Ende der Vertiefung
7 liegt z.B. im unteren Bereich des Kopfteiles und erreicht das untere Ende des Kopfteiles
nicht. Das (spitze) Ende der Vertiefung
7 kann auch im mittleren Bereich (z.B. in der Mitte der Seite oder auf halber Höhe)
des Kopfteiles oder im Bereich der Oberseite
3a liegen. Eine V-förmige Vertiefung
7 ist vorteilhaft für eine Dosierung (Zumischung) von kleineren zu größeren Flüssigkeitsmengen.
Eine Verstellung des Drosselelementes 3 bewirkt hier eine lineare Veränderung der
Zumischrate.
[0063] In Fig. 11 b) sind mehrere Vertiefungen
7 kombiniert. Hier ist die Kombination verschiedener Vertiefungen
7 gezeigt. Die Vertiefungen 7 können eine rechteckige seitliche Öffnung
3c haben und sind z.B. schlitzförmig oder Nut-förmig (seitliche Oberflächen-Nut). Die
Tiefe (seitliche Länge) der Vertiefungen
7 ist abgestuft (stufenförmige Anordnung der Vertiefungen
7). Hier kann eine abgestufte Einstellung der Zumischrate erfolgen.
[0064] Fig. 11 c) zeigt eine rundliche oder rinnenförmige Vertiefung 7. Die seitliche Öffnung
3c hat z.B. die Form einer Parabel. Die Änderung der Zumischrate verläuft nicht-linear.
[0065] Fig. 11 d) zeigt eine treppenförmige Vertiefung 7. Wie bei Fig. 11 b) wird eine abgestufte
Zumischung erzielt.
[0066] Ein Beispiel für die Kombination von Vertiefungen
7 mit verschiedenen Formen ist in Fig. 11 e) dargestellt. In Fig. 11 f) sind diese
Formen bei einer Vertiefung
7 vereint. Es könnte auch eine V-förmige Spitze mit einem oder mehreren Trapez-förmigen
Bereichen kombiniert werden.
[0067] Fig. 12 zeigt zylindrische Drosselelemente
3 beziehungsweise deren Kopfteile, die für eine Drehbewegung (Drehung um die Achse
A-A) vorgesehen sind. Die Vertiefungen
7 mit seitlicher Öffnung
3c sind hier flache Vertiefungen im Mantelbereich des Kopfteiles. Zur Einstellung der
Zumischrate wird die seitliche Öffnung
3c aus einer Abdeckzone in eine offene Zone gedreht. Abdeckzone und offene Zone sind
hier nicht ringförmig um das Kopfteil des Drosselelementes
3 angeordnet, sondern sind z.B. offene oder geschlossene Teilflächen der Wandung eines
Hohlraumes 4.
[0068] Fig. 12 a) zeigt eine Vertiefung
7 mit analoger Funktion zu Fig. 11 a). Das Drosselelement
3 in Fig. 12 b) ist analog zu Fig. 11 e).
[0069] In Fig. 13 ist die Ansicht der Oberseite
3a eines Drosselelementes
3 von verschiedenen Beispielen dargestellt. In Fig. 13 a) bis c) sind radial verlaufende
Vertiefungen
7 zu sehen, hier z.B. als Drosselkerbe ausgeführt. In Fig. 13 a) verläuft die Vertiefung
7 von der Mitte zum Rand der Oberseite
3a . In Fig. 13 b) und c) verläuft die Vertiefung
7 von einer anderen Stelle der Oberseite
3a zum Rand der Oberseite
3a , wobei in Fig. 13 c) die Vertiefung 7 nur im Randbereich (Mantelbereich) liegt. Statt
des Beispiels mit einer Drosselkerbe könnte die Vertiefung
7 z.B. eine flache Vertiefung wie eine Nut sein. Fig. 13 d) zeigt eine diagonale Anordnung
zweier Vertiefungen
7 (z.B. zwei Drosselkerben). Fig. 13 e) zeigt eine sternförmige oder kreuzförmige Anordnung
von vier Vertiefungen 7 (z.B. vier Drosselkerben). Fig. 13 f) zeigt eine diagonale
Vertiefung
7 (z.B. ein Schlitz). Fig. 13 g) zeigt eine sektorale Vertiefung
7 (z.B. ein Schlitz). Fig. 13 h) zeigt drei Vertiefungen
7, die als Abschrägung des oberen Endes eines Drosselelementes
3 ausgeführt sind. Fig. 13 i) zeigt vier Vertiefungen
7, die als Abschrägung des oberen Endes eines Drosselelementes 3 ausgeführt sind. Die
Vertiefungen
7 in Form einer Abschrägung unterscheiden sich von bei Bauteilen üblichen, geringfügigen
Abschrägungen oder Abrundungen (Fase) zur Veredelung von Rändern durch die Größe.
Die Abschrägungen oder Abrundungen (Fase) zur Veredelung von Rändern sind für eine
Drosselung nicht ausreichend. Die Vertiefungen
7, insbesondere Vertiefungen
7 in Form einer Abschrägung sind so geschaffen, dass Zumischraten von mindestens 0,1%,
vorzugsweise von mindestens 0,2%, besonders bevorzugt von mindestens 0,5%, eingestellt
werden können. Die Vertiefungen
7 in Form einer Abschrägung sind vorzugsweise nicht umlaufend. Eine Abschrägung des
oberen Endes eines Drosselelementes
3 ist vorzugsweise ein schräger Schnitt. Eine solche Vertiefung
7 hat eine gerade Kante an der Oberseite
3a, wie in Abb. 11 h) und 11 i) gezeigt ist.
Bezugszeichen
[0070]
- 1
- Dosiervorrichtung
- 2
- Grundkörper
- 3
- Bewegbares Element, Drosselelement
- 3a
- Ende, Kopfteil, Oberseite
- 3b
- Ende, hinteres Ende
- 3c
- seitliche Öffnung, offene Seite
- 4
- Hohlraum
- 5
- Eingang, Einlass, Zusatzmitteleinlass
- 6
- Ausgang, Zusatzmittelausgang, Zusatzmittelauslass
- 7
- Vertiefung, Drosselkerbe
- 8
- Kante, Steuerkante
- 9
- Zumischer
- 10
- Hauptkanal
- 11
- Verstellelement
- 12
- ringförmige Nut
- 13
- spiralförmig verlaufende Nut
- 14
- Führungselement, Führungsstift
- 15
- Dichtungsring
- 16
- Rastelement
- 17
- Betätigungselement, Handrad, Drehgriff
- 18
- Befestigungsteil, Standfuß
- 19
- Wassereinlassende
- 20
- Löschmittelauslassende