DE216436C - - Google Patents

Description

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KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

KLASSE 7Aa, GRUPPE

JOHN ELDON SHEPHERD in CHICAGO.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 18. Februar 1908 ab.

Gegenstand vorliegender Erfindung ist eine Feuermeldevorrichtung jener Art, bei welcher eine durch das ganze zu überwachende Gebäude sich erstreckende, mit einer unter Druck befindlichen Flüssigkeit o. dgl. gefüllte Rohrleitung vorgesehen ist, die mit. auf Druckveränderungen ansprechenden Vorrichtungen in Verbindung steht, mit deren Hilfe bei Vergrößerung oder Verminderung des Druckes

ίο des in dem Rohr befindlichen Mittels Signale abgegeben werden, und zwar bei der infolge der Erwärmung und Verflüchtigung des Mittels bewirkten Steigerung des Druckes ein Feuersignal und bei der zufolge Beschädigung

Λ5 der Leitung eintretenden Verminderung des Druckes ein Störungssignal.

Die Erfindung besteht im wesentlichen darin, daß zwischen dem Reservoir und der Rohranlage ventilartige Verbindungen von solcher Wirkung hergestellt sind, daß bei einer langsam vor sich gehenden Ausdehnung der Flüssigkeit diese in das Reservoir zurückgedrückt wird, ohne ein Signal abzugeben, während bei schnell eintretender Expansion der Flüssigkeit oder bei deren Verflüchtigung eine Druckansammlung in der Rohrleitung stattfindet, derzufolge das Feueralarmsignal gegeben wird. ■ . .

In den Zeichnungen ist:

Fig. ι eine Schnittansicht eines mit dem Gegenstande der Erfindung ausgerüsteten Gebäudes,

Fig. 2 eine schematische Darstellung des Gegenstandes der Erfindung,

Fig. 3 eine Schnittansicht eines selbsttätigen Ventils,

Fig. 4 eine Schnittansicht der getrennten einzelnen Teile dieses Ventils,

Fig. S eine schematische Darstellung eines geeigneten Signal-Übertragungsmechanismus.

Fig. 6 und 7 sind Schnittansichten der auf Druck ansprechenden Vorrichtungen.

Fig. 8 ist eine Schnittansicht des Reservoirs und der damit verbundenen Teile.

Fig. 9 ist eine schematische Darstellung einer anderen Ausführungsform der Erfindung, und

Fig. 10 ist eine senkrechte Schnittansicht eines Druck hervorbringenden Apparates.

Die Erfindung bezweckt die Speisung der Rohrleitung mit einer ausdehnungsfähigen, ■ nicht entzündbaren Flüssigkeit, welche sich bei einem bestimmten über der Normaltemperatur, _welche in den zu beschützenden Räumen erhalten werden soll, liegendem Temperaturgrade verflüchtigt.

Die Erfindung bezweckt ferner, ein System zu schaffen, bei welchem die Flüssigkeit innerhalb der Rohrleitung normal unter einem geeigneten Druck gehalten wird, der hinreichend

ist, einen Alarmsignalgeber in Betri.ebsbereitschaft zu halten, so daß ein Bruch in der Rohrleitung durch ein Alarmsignal angezeigt wird. Bei der vorliegenden Konstruktion sind weiterhin dafür Vorkehrungen getroffen, daß geringe Druckänderungen innerhalb der Rohrleitung durch geringen Zufluß der Flüssigkeit von oder nach dem Reservoir ausgeglichen werden können, während plötzliche Druck*

ίο steigerung innerhalb des Systems die Tätigkeit der auf Druck ansprechenden Vorrichtungen zur Folge haben wird; zu diesem Zweck schließt die Erfindung ein selbsttätiges Ventil ein, welches normal einen Ausgleichdurchlaß offen hält, sich aber unter plötzlichem Druck von selbst schließt.

Falls dies wünschenswert erscheint, können fernere Vorrichtungen vorgesehen werden, mittels welcher die Rohrleitung gelegentlich auf ihren Zustand hin geprüft werden kann; ferner ist noch eine Anordnung getroffen, um das System für auf einen kleinen Raum beschränkte Hitze besonders. empfindlich zu machen. .

In dem dargestellten Ausführungsbeispiel bezeichnet A ein Gebäude, dessen drei Stockwerke a,-b und c mit dem Gegenstand der Erfindung ausgerüstet sind.

15 bezeichnet allgemein ein sich durch die zu schützenden Räumlichkeiten erstreckendes Einzelrohrsystem, welches vorzugsweise schwarz oder dunkel gefärbt ist und durchweg einen kleinen Durchmesser hat. Es hat sich herausgestellt, daß oxydiertes Messingrohr von V₈ Zoll Durchmesser sich besonders gut für die Zwecke der Erfindung eignet. Das Einzelrohrsystem umfaßt ein senkrechtes, mit der ausdehnungsfähigen Flüssigkeit gefülltes Steigrohr 16 und von ihm ausgehende und gerade unterhalb der Zimmerdecken liegende Zweigleitungen 17, welche verschiedene Form haben können. Die Zweigleitung des obersten Stockwerkes ist in Form eines Rostes und die des mittleren Stockwerkes in Bogenlinien verlegt, während die Zweigleitung des untersten Stockwerkes an einer Stelle mit einem Schlarigenrohr 17' versehen ist, um in einem kleinen Raum eine verhältnismäßig große Rohrleitung der Wirkung der Hitze auszusetzen..

Die Verbindung zwischen den verschiedenen Zweigleitungen und dem Steigrohr wird durch ein selbsttätiges Ventil 19 reguliert, und die Steigleitung ist durch ein ähnliches Ventil mit einem Reservoir 20 verbunden, welches hoch angelegt ist, um einen Druck in der Rohrleitung auszuüben, und eine verhältnismäßig große Bodenfläche besitzt, so daß der Höhenstand der darin befindlichen Flüssigkeit durch deren natürliche Strömung von und nach der Rohrleitung nur wenig geändert wird.

Das ganze Rohrsystem ist mit einer Flüssigkeit gefüllt, deren Expansionskoeffizient bei niedriger Temperatur größer ist wie derjenige der Rohrleitung, und welche sich genügend stark verflüchtigen kann, um bei einer gefahrbringenden Temperatur einen verhältnismäßig hohen Druck zu erzeugen. Diese gefahrbringende Temperatur wird von Sachverständigen als yo° C. angenommen. Die Flüssigkeit soll unentzündbar sein und ein verhältnismäßig hohes spezifisches Gewicht haben; diese wünschenswerten Eigenschaften können, wie sich herausgestellt hat, durch die Anwendung von Carbontetrachlorid als Grundbestandteil der Flüssigkeit erzielt werden. Um den kritischen Punkt der Verflüchtigung zu ändern und die Expansionswirkung entweder zu steigern oder zu schwächen, kann dieser Bestandteil mit anderen gemischt werden; durch Versuche hat sich aber auch ergeben, daß die genannte Flüssigkeit allein mit ausgezeichneter Wirkung gebraucht werden kann, da ihr Expansionskoeffizient verhältnismäßig hoch ist und der Punkt ihrer Verflüchtigung über 70° C. liegt, sowie daß ihre Expansion, wenn über diesen Grad erhitzt, außerordentlich schnell vor sich geht, ihr spezifisches Gewicht für den angestrebten Zweck genügend groß ist und daß sie nicht entzündbar und nicht explosionsfähig ist.

Mit den Zweigleitungen des Einzelrohrsystems ist eine geeignete Anzahl von auf Druck ansprechenden Vorrichtungen vereinigt, und zwar vorzugsweise eine mit jeder Zweigleitung. Es ist wünschenswert, daß diese Vorrichtungen derart eingerichtet sind, daß sie sowohl auf eine wesentliche'Steigerung als auch auf eine Abnahme des Druckes innerhalb der Rohrleitung ansprechen; wenn dieser Zweck auch durch eine einzelne Vorrichtung erreicht werden könnte, gelangen bei der vorliegenden Ausführung doch zwei getrennte, auf Druck ansprechende Vorrichtungen oder Druckmesser 21 und 25 (Fig. 6 und 7) zur Anwendung, welche beide in offener Verbindung mit ihrer Zweigleitung des Rohrsystems 17 stehen und entweder durch Zunahme oder Abnahme des Druckes in Tätigkeit gesetzt werden. Bei der vorliegenden Ausführung besteht der Hochdruckmesser, d. h. die auf Druckzunahme ansprechende Vorrichtung (Fig. 6), aus einer Kammer, deren eine Seite durch eine biegsame Membran 22 verschlossen ist, welche sich bei einem bestimmten Druck im Inneren der Kammer nach außen bewegt und durch eine Stift- und Schlitzverbindung an einen Hebel 23 angeschlossen ist, der so angeordnet ist, daß, wenn die Membran sich genügend weit nach außen durchbiegt, er den normal geschlossenen elektrischen Schalter 24 öffnet. Der Niederdruckmesser 25 oder die auf eine ■ Abnahme unter Normaldruck ansprechende Vorrichtung

(Fig. 7.) umfaßt ein Gehäuse, welches eine Kammer 26 enthält, die aus zwei Membranen gebildet wird und die sich bei dem normal in dem System herrschenden Druck ausdehnt, aber genügend federt, um sich beim Nachlassen des Druckes zusammenzuziehen. Die eine Membran der Kammer 26 steht in Verbindung mit einer Stange 27, welche dazu dient, einen Schalter 28 (Fig. 2) geschlossen zu halten, so daß das Zusammenfallen der Kammer 26 beim Nachlassen des Druckes das Öffnen des Schalters 28 gestattet.

Das selbsttätige Ventil 19 kann eine beliebige Konstruktion haben, wenn diese eine allmähliche Strömung der Flüssigkeit durch das Ventil in jeder Richtung infolge der allmählichen Ausdehnung oder Zusammenziehung der Flüssigkeit innerhalb der Rohrleitung gestattet, sich aber bei einer infolge

ao plötzlich auftretenden Druckes stattfindenden Ausdehnung, fest schließt. Als wohl geeignet für diesen Zweck hat sich das in den Fig. 3 und 4 gezeigte Ventil herausgestellt, "bei welchem die Seiten des Gehäuses 30 in offener Verbindung mit der Rohrleitung stehen und in dessen Innerem drei parallele und an ihren Kanten dicht verpackte Membranscheiben 31, 32 und 33 derart angeordnet sind, daß sie normal räumlich voneinander getrennt sind. Diese Membranscheiben sind mit den sich nicht gegenüberstehenden Öffnungen 31', 32' und ■33' versehen, wobei die öffnungen'31' und 33' sich vorzugsweise an einer Stelle zwischen dem Mittelpunkt und der Kante der betreffenden Membranscheibe befinden, während die Öffnung 32' ungefähr im Mittelpunkt ihrer Membranscheibe angeordnet ist. Diese Anordnung bedingt einen gewundenen Durchlaß durch die Öffnungen der Membranscheiben, durch welchen die Flüssigkeit langsam fließen kann, um die Ausdehnung oder Zusammenziehung der Flüssigkeit innerhalb der Rohrleitung auszugleichen, aber es ist augenscheinlich, daß eine verhältnismäßig plötzliche Ausdehnung der Flüssigkeit innerhalb der Rohrleitung die Membranscheibe 33 gegen die Membranscheibe 32 und die letztere gegen die Membranscheibe 31 pressen und so die Mittelöffnung 32' schließen wird, bis der Druck nachläßt und der Ausgleich wieder hergestellt wird. Ebenfalls wird im Falle eines Bruches einer Zweigleitung und plötzlicher Druckabnähme darin sich das Ventil 19 für diese Zweigleitung unter dem unausgeglichenen Druck schließen, um das Reservoir am Leerlaufen zu verhindern und die Wirkung der Störung auf die einzelne Zweigleitung zu beschränken.

Beim Betriebe des so weit beschreibenen Systems erhält das Niveau der Flüssigkeit in dem Reservoir und der zugehörigen Rohrleitung den Druck auf die die Zweigleitungen füllende Flüssigkeit und auf die mit jeder derartigen Zweigleitung verbundenen Druckmesser 21 und 25 aufrecht. In dem Einzelrohrsystem 15 wird der Druck natürlich in den verschiedenen Stockwerken verschieden sein, und die Druckmesser müssen entsprechend eingestellt werden. Wenn allmähliche Wechsel in der Temperatur stattfinden, wie sie z. B. beim normalen Heizen des Gebäudes bei Tage und der Abkühlung bei Nacht oder auf Grund normaler klimatischer Zustände entstehen, wird die allmähliche Ausdehnung oder Zusammenziehung der Flüssigkeit deren langsames und ruhiges Durchfließen durch das selbsttätige Ventil veranlassen, ohne wesentlich das Niveau der Flüssigkeit in dem Reservoir zu ändern, und zwar auf Grund des verhältnismäßig großen Oberflächenraumes, welchen die Flüssigkeit in dem Reservoir einnimmt, und daher auch ohne den Druck an dem Druckmesser, zu ändern. Wenn jedoch in den Räumen des Gebäudes eine derartige Hitze auftritt, daß dadurch eine verhältnismäßig plötzliehe Expansion der Flüssigkeit in dem Rohrsystem verursacht wird, schließt sich das Ventil unter dem verhältnismäßig schnellen Druckwechsel, verhindert so das Austreten des Druckes aus dem Rohrsystem und veranlaßt die auf Grund der anwachsenden Temperatur eintretende Druckvermehrung auf die Membranscheibe des Hochdruckmessers 21 einzuwirken und sie nach außen durchzubiegen, um ein Signal durch den von dem Schalter 24 beherrschten Mechanismus einzuleiten.

Selbst ein geringes Steigen der Temperatur über den kritischen Temperaturgrad hinaus wird das Intätigkeittreten der Signalvorrichtungen aus dem Grunde veranlassen, weil bei solchen kritischen Punkten die Ausdehnungsfähigkeit der Flüssigkeit derartig vergrößert ist, daß ihre Wirkung auf das Ventil eher impulsiv als langsam ist, selbst wenn die Erhitzung über den kritischen Punkt sehr langsam vor sich geht; das selbsttätige Ventil wird dann durch die schnelle Drucksteigerung in dem Rohrsystem auf Grund der Verflüchtigung der Flüssigkeit geschlossen. Es kann daher eine gefahrbringende hohe Temperatur nicht ohne Abgabe eines Signals eintreten, selbst wenn die Temperatursteigerung sehr langsam vor sich geht.

Wenn aus irgendeinem Grunde, wie beispielsweise beim Brechen eines Rohres, der Druck innerhalb des Systems verringert wird, wird das Nachlassen des Druckes auf den Niederdruckmesser 25 das Zusammenfallen seiner Membranscheiben veranlassen und den damit verbundenen Schalter in Wirksamkeit setzen, um ein Signal abzugeben. . <■

Zum Zweck einer weiteren Beaufsichtigung

für die Betriebssicherheit des Systems ist eine Prüfvorrichtung" vorgesehen, die ein mit einem geeigneten Teil der Leitung 17 verbundenes geschlossenes Rohr 17" einschließt, welches mittels einer Lötlampe o. dgl. leicht erhitzt werden kann, sowie einen Prüfmesser 35, der mit der Leitung 17-verbunden ist und ähnlich wie der Druckmesser 21 konstruiert ist. Dieser Prüfmesser 35 beherrscht einen normal offenen und in einen Stromkreis mit der Batterie 37, Prüfglocke 38 und Prüflampe 39 eingeschalteten Schalter 36. Ein Hahn 40 ist in der Rohrleitung zwischen dem Prüfmesser 35 und den Hauptdruckmessern eingeschaltet, um ein Arbeiten der letzteren zu vermeiden, wenn das System geprüft werden soll.

Eine fernere Beaufsichtigung des Flüssigkeitsniveaus in dem Behälter 20 kann, wie in Fig. 8 gezeigt ist, durch die Anwendung eines Schwimmers 41 bewirkt werden, der durch einen geeigneten Hebel 42 an einen normal geschlossenen elektrischen Schalter 43 angeschlossen ist, so daß, wenn das Flüssigkeitsniveau unter einen bestimmten Punkt sinkt, der Schalter 43 geöffnet wird.

Die Druckmesser sind hier mit elektrischen Feuersignalvorrichtungen in Verbindung gezeigt, können jedoch natürlich auch mit anderweitigen Signalabgabevorrichtungen verbunden sein.

Bei Anwendung der elektrischen Signalvorrichtungen sind deren Stromkreise einer beständigen Prüfung unterworfen, so daß die Möglichkeit des Versagens in diesem Teil des Systems auf ein Mindestmaß beschränkt ist. In der dargestellten Ausführungsform bezeichnet 45 eine Feueralarmvorrichtung und 46 eine Störungsalarmvorrichtung, von denen jede einen Signalschalter 47 einschließt (Fig. 2 und 5), welcher in Reihe in einen Signalstrom-' kreis 48 eingeschaltet ist, der eine geeignete Stromquelle 49 und in der Zentralstation eine Signalregistriervorrichtung" enthält. Der Schalter 47 jeder Alarmvorrichtung wird durch ein Signalrad 51 (Fig. 5) beherrscht, das so angeordnet ist, daß es von einem normal aufgewundenen Uhrwerk Antrieb erhält, welches in der dargestellten Ausführungsform eine drehbare Scheibe 52 mit einem Einschnitt 53 trägt, in den normal ein Kontrollhebel 55 eingreift. Dieser ist mit einer Feder 56 ausgerüstet, welche das Bestreben hat, ihn und den Anker 57 eines Elektromagneten 58 zurückzuziehen. Der Magnet 58 für die Alarmvorrichtung 45 ist in einen Stromkreis 59 (Fig. 2) eingeschaltet, welcher eine Stromquelle 60 und den Schalter 24 des Hochdruckmessers 21 einschließt. Die Schalter 28 und 43 sind in Reihe in einen Stromkreis 61 eingeschaltet, welcher ebenfalls die genannte Stromquelle 60 einschließt. Mithin wird das Unterbrechen eines der beiden Stromkreise 59 oder

61 infolge Öffnens des Schalters 24 oder eines der beiden Schalter 43 und 28 auch die Erregung des Magneten 58 der betreffenden Alarmvorrichtung 45 oder 46 unterbrechen, so daß die Feder 56 den Kontrollhebel 55 zurückziehen kann und dadurch das Uhrwerk freigibt, dessen Rad 51 (Fig. 5) mit dem Schalter 47 des Haupt- oder Signalstromkreises zusammenwirkt, um über diesen ein mehrfaches Impulssignal zu schicken, welches an dem Instrument 50 in der Zentralstation in Empfang genommen wird.

In einigen Fällen mag es wünschenswert erscheinen, eine doppelte Beaufsichtigung für die zu beschützenden Räumlichkeiten vorzusehen, so daß eine zufällige Störung in einem System, welche die Abgabe eines Störungssignals zur Folge hat, ohne Bestätigung durch ein Signal von dem anderen Signalsystem, nicht als gefahrvoll angesehen- zu werden braucht. Zu diesem Zweck sind in dem in Fig. ι gezeigten Gebäude, in dem zweiten und dritten Stockwerk geeignete Vorkehrungen für eine doppelte Beaufsichtigung getroffen, und zwar insofern, als zwei sich verschiedentlich kreuzende Rohrleitungen in demselben Raum angeordnet und denselben Hitzezuständen unterworfen s.ind. ■

Es kann ferner in einigen Fällen die Anbringung eines hochgelegenen Reservoirs zur Erzielung des Druckes in dem Rohrsystem unmöglich sein; für derartige Fälle ist in den Fig. 9 und 10 eine Ausführung der Erfindung dargestellt, bei welcher der Druck von einer besonderen Anordnung geliefert wird. In dieser Konstruktion bezeichnet 17° das Rohrsystem, dessen beide Enden mit dem Druckmesser 2i^c verbunden sind, von dem aus sich eine Leitung zuerst zu dem Druckmesser und über das selbsttätige Ventil 19° in ein etwas weiteres Rohr 66 (Fig. 10) hinein erstreckt, welches an seinem unteren Ende bei 67 offen. ist und in ein äußeres Glasrohr 62 eingetaucht ist, das an seinem oberen Ende durch eine Öffnung 63 mit einem Überlaufreservoir 64 mit verhältnismäßig großer Bodenfläche in Verbindung steht. Das Reservoir 64 und das Rohr

62 sind mit Quecksilber oder einer anderen sehr schweren Flüssigkeit gefüllt, welche bis zu einer geringen Höhe in das Rohr 66 eintritt und dadurch einen bestimmten Druck auf die in dem mit dem Rohr 66 verbundenen Rohrsystem befindliche Flüssigkeit ausübt, mag diese nun gasförmig oder flüssig sein. Die Wirkung eines derartigen Systems wird natürlich dieselbe wie die des vorbeschriebenen Systems sein, da das Steigen oder Fallen der Temperatur und die entsprechende langsame Ausdehnung oder Zusammenziehung der Flüssigkeit innerhalb des Rohrsystems 17° mehr

oder weniger Quecksilber aus dem Rohr 66 heraus- und in das Rohr 62 hineindrängt,, wenn es auch das Niveau des Quecksilbers in dem Reservoir 64 kaum ändert. Um eine beständige Prüfung des Quecksilbers und Rohrsystems zusätzlich zu der durch den Druckmesser 25" bewirkten Prüfung zu haben, ist ein elektrischer Stromkreis 68 vorgesehen, dessen eines Ende in einen in das Quecksilber eingetauchten Kontakt ausläuft, und von da durch eine Batterie 65 und eine elektrische Alarmvorrichtung 43° weiter verläuft und dann mit der Rohrleitung 17" verbunden ist, wobei er nahezu das ganze Rohrleitungssystem einschließt. Der Sigrialstromkreis der Signalvorrichtung 43° schließt ebenfalls die Signalvorrichtungen 45° und 46° ein, welche auf mechanischem Wege durch die Tätigkeit der Druckmesser 2i^c und 25° ausgelöst werden, und schließt ferner auch die Stromquelle 6o^c und eine Signalregistriervorrichtung 50 ein.

Claims (1)

1. Patent-AnsPRUcη :
   Feuermeldevorrichtung, bei welcher eine durch das ganze zu schützende Gebäude sich erstreckende Rohrleitung vorgesehen ist, in die aus einem Reservoir eine unter Drück befindliche Flüssigkeit gedrückt wird, welche sich bei einer gewissen Temperatur ■ verflüchtigt und dadurch auf Druck ansprechende Signalvorrichtungen in Tätigkeit setzt, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Reservoir und der Rohranlage ventilartige Verbindungen von solcher Wirkung hergestellt sind, daß bei einer langsam vor sich gehenden Ausdehnung der Flüssigkeit diese in das Reservoir zurückgedrückt wird, ohne ein Signal abzugeben, während bei schnell eintretender Expansion der Flüssigkeit oder bei deren Verflüchtigung eine Drucksteigerüng in der Rohrleitung stattfindet, derzufolge das Feueralarmsignal gegeben wird.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.