B e s c h r e i b u n g

Hiermit wird der gesamte Inhalt der Prioritätsanmeldung DE 10 2022 200 850.2 durch Bezugnahme Bestandteil der vorliegenden Anmeldung.

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Verschlussteil für ein Ventil, ein Ventil mit einem derartigen Verschlussteil und ein Zumischsystem für Feuerlöschanlagen mit einem derartigen Verschlussteil oder mit einem derartigen Ventil.

Ein Verschlussteil im Sinne der vorliegenden Erfindung ist ein Bauteil eines Ventils, das insbesondere im Wesentlichen parallel zu einer Strömungsrichtung eines Fluids bewegt wird. Die Strömung wird unterbrochen, wenn das Verschlussteil mit seiner Ventilsitzfläche mit einem Ventilsitz des Ventils formschlüssig geschlossen wird oder ist.

Ein Ventil im Sinne der vorliegenden Erfindung ist ein Bauteil zur Absperrung oder Steuerung des Durchflusses von Fluiden, insbesondere von Flüssigkeiten und/oder Gasen, durch eine, insbesondere rohrförmige, Leitung.

Im Folgenden werden Verschlussteile und Ventile mit erfindungsgemäßen Verschlussteilen teilweise am Beispiel von Feuerlöschanlagen beschrieben. Dies ist jedoch nicht als einschränkend zu verstehen. Die Erfindung kann genauso gut als Verschlussteil für Ventile in anderen Anlagen oder in anderem Zusammenhang eingesetzt werden. Ein erfindungsgemäßes Verschlussteil für Ventile kann insbesondere bei Feuerlöschanlagen, insbesondere bei Feuerlöschanlagen mit Zumischsystem, eingesetzt werden.

Verschlussteile für Ventile müssen, insbesondere bei Zumischsystemen für Feuerlöschanlagen, zuverlässig funktionieren. Das Gleiche gilt für Verschlussteile für Ventile bei der Verwendung für unterschiedlichste Fluide bzw. Medien, insbesondere mit unterschiedlichen Viskositäten, wie bei Löschmitteln, Löschmitteladditiven, Premix (Mischung aus einem Löschmittel und einem Löschmitteladditiv) etc.

Bei Feuerlöschanlagen ist ein Trend zu höher viskosen Fluiden, insbesondere bei Schaummitteln als Löschmitteladditiven, erkennbar. Dies kann einen Einfluss auf den Wirkungsgrad bei Feuerlöschanlagen haben, insbesondere auf den Wirkungsgrad von Schaummittelpumpen. Insbesondere können sich dadurch die Anforderungen an Verschlussteile von Ventilen verändern, die mit ihren jeweiligen Verschlussteilseiten in einem geschlossenen Zustand unterschiedlichen Fluiden ausgesetzt sein können, insbesondere einem Schaummittel auf einer Verschlussteilseite und insbesondere Luft auf einer anderen Verschlussteilseite.

Unter insbesondere diesen Voraussetzungen (höhere Viskosität und/oder unterschiedliche Fluide) kann das Problem auftreten, dass die dynamischen Anforderungen an ein Verschlussteil sich, insbesondere je nach Löschmitteladditiv, verändern.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verschlussteil für ein Ventil, und insbesondere ein Ventil mit einem derartigen Verschlussteil, zu verbessern, insbesondere ein Ventil, das mit Fluiden, bzw. Medien eingesetzt wird, die im Vergleich zu Wasser eine höhere Viskosität aufweisen.

Diese Aufgabe wird jeweils durch die Lehre der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich in den abhängigen Ansprüchen. Insbesondere wird die Aufgabe gelöst durch ein Verschlussteil, ein Ventil und ein Zumischsystem gemäß einem der Ansprüche.

Ein erfindungsgemäßes Verschlussteil für ein Ventil weist eine stromaufwärtige Verschlussteilseite, eine stromabwärtige Verschlussteilseite und eine Ventilsitzfläche auf, wobei beide Verschlussteilseiten eine strömungsgünstige Form aufweisen. Ferner ist die Ventilsitzfläche zwischen der stromaufwärtigen Verschlussteilseite und der stromabwärtigen Verschlussteilseite ausgebildet.

Eine strömungsgünstige Form im Sinne der Erfindung ist eine Form, die dem eingesetzten Fluid (bzw. Medium) wenig Wderstand bietet, insbesondere im Vergleich mit einem Verschlussteil, dessen Verschlussteilseiten tellerförmig oder kugelförmig ausgebildet sind. Eine strömungsgünstige Form im Sinne der Erfindung ist insbesondere eine Form, deren Luftwiderstandsbeiwert (genauer deren Strömungswiderstandskoeffizient) im Vergleich mit einem Verschlussteil mit tellerförmig oder halbkugelförmig ausgebildeten Verschlussteilseiten niedriger ist. Insbesondere kann sich „strömungsgünstig“ auf einen auf ein bestimmtes Fluid angepassten Widerstandsbeiwert beziehen, der im Vergleich mit einem Verschlussteil mit tellerförmig oder halbkugelförmig ausgebildeten Verschlussteilseiten niedriger ist. Insbesondere bezieht sich „strömungsgünstig“ auf die geometrische Form der Verschlussteilseiten, insbesondere auf die geometrische Form des Verschlussteilkörpers.

Das erfindungsgemäße Verschlussteil ist insbesondere nicht (im Wesentlichen) kugelförmig ausgebildet, insbesondere sind die Verschlussteilseiten nicht (im Wesentlichen) als Halbkugeln ausgebildet.

Vorzugsweise sind die stromaufwärtige Verschlussteilseite, die stromabwärtige Verschlussteilseite und/oder die Ventilsitzfläche jeweils für sich bezüglich einer in Strömungsrichtung verlaufenden Mittelachse des Verschlussteils rotationssymmetrisch ausgebildet. Weiter vorzugsweise ist das gesamte Verschlussteil bezüglich dieser Mittelachse rotationssymmetrisch ausgebildet.

„Zwischen stromaufwärtiger Verschlussteilseite und stromabwärtiger Verschlussteilseite“ bezieht sich im Sinne der Erfindung auf die Ventilsitzfläche, d. h. dass die Ventilsitzfläche eine (zumindest im Wesentlichen) von den beiden Verschlussteilseiten unabhängige Fläche auf dem Verschlussteil ist, und insbesondere eine von der Fläche der stromaufwärtigen Verschlussteilseite und der Fläche der stromabwärtigen Verschlussteilseite (zumindest im Wesentlichen) unabhängige Fläche ist. Eine „Fläche der stromaufwärtigen Verschlussteilseite und der stromabwärtigen Verschlussteilseite“ soll hierin als Bezug auf die Oberfläche der jeweiligen Verschlussteilseite verstanden werden.

Vorteilhafterweise kann hierdurch ermöglicht werden, dass ein insbesondere (hoch- )viskoses Fluid, insbesondere ein Fluid mit einer höheren Viskosität als Wasser, besser um das Verschlussteil fließen kann. Ferner kann hierdurch ermöglicht werden, dass das Verschlussteil beim Öffnen oder Schließen des Ventils einen geringeren Wderstand gegenüber dem oder den umgebenden Fluiden bietet.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Ventilsitzfläche auf einem Ventilteller ausgebildet. In anderen Worten kann der Teil des Verschlussteils, der eine Ventilsitzfläche umfasst, als Ventilteller zwischen der stromaufwärtigen Verschlussteilseite und der stromabwärtigen Verschlussteilseite ausgebildet sein. Der Ventilteller hat dabei insbesondere eine größere Ausdehnung in einer Richtung senkrecht zur Fließrichtung als die stromaufwärtige Verschlussteilseite oder die stromabwärtige Verschlussteilseite. Der als Ventilteller ausgebildete Verschlussteilabschnitt, der die Ventilsitzfläche umfasst, kann insbesondere strömungsgünstig ausgebildet sein. Insbesondere kann der als Ventilteller ausgebildete Verschlussteilabschnitt, der die Ventilsitzfläche umfasst, auf der stromabwärtigen Seite eine (Strömungs-)Abrisskante aufweisen. Der Ventilteller kann insbesondere so ausgelegt sein, dass wenigstens ein T eil der Fläche des Ventiltellers, insbesondere beim maximalen Außendurchmesser des Ventiltellers, als Führung für das Verschlussteil dient, insbesondere als Führung in einem Ventil bzw. insbesondere in einem Ventilkäfig. Hierdurch kann vorteilhafterweise die Ausrichtung des Verschlussteils beim Öffnen und Schließen verbessert werden, so dass das Verschlussteil insbesondere (verbessert) schließt.

Vorteilhafterweise kann eine strömungsgünstige Verschlussteilseite einen Totraum auf der jeweiligen Seite des Verschlussteils reduzieren.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführung der Erfindung kann wenigstens eine Verschlussteilseite kegelartig ausgebildet sein. Insbesondere können beide Verschlussteilseiten kegelartig ausgebildet sein.

Unter „kegelartig“ soll hierbei verstanden werden, dass eine Ausdehnung der Verschlussteilseite in einer Richtung senkrecht zur Fließrichtung von einem Ende des Verschlussteils hin zur Ventilsitzfläche zunimmt. Dies kann insbesondere umfassen, dass Flächen oder Teile der Flächen der (jeweiligen) Verschlussteilseite verrundet sind oder werden. Ferner kann eine Verrundung insbesondere Radien mit (zumindest im Wesentlichen) konstantem Radius oder mit variablem Radius und/oder Bezierkurven - insbesondere in einer Schnittansicht des Verschlussteils - umfassen. Ferner kann hierin unter kegelartig auch stumpf kegelartig verstanden werden, in anderen Worten kegelstumpfartig. Insbesondere kann oder können die Kanten der kegelstumpfartig ausgebildeten Verschlussteilseite verrundet sein. Alternativ oder ergänzend kann die jeweilige Fläche der Verschlussteilseiten wenigstens abschnittsweise (wenigstens einmal) gekrümmt sein. Dabei kann die Krümmung sowohl einsinnig als auch zweisinnig, konvex, konkav, mit festen oder variablen Krümmungsradien ausgeführt sein. Die (gekrümmten) Flächen können auch so gestaltet sein, dass sie durch ihre Formgebung und die Elastizität des Werkstoffes einer Elastizität unterworfen sind, durch die sich die Krümmung ändert und insbesondere durch die die Krümmung ab einer bestimmten Belastung eine strömungsgünstigere Form als ohne Belastung einnimmt. Insbesondere kann die (kegelartig ausgebildete) stromaufwärtige Verschlussteilseite und/oder die (kegelartig ausgebildete) stromabwärtige Verschlussteilseite eine im Wesentlichen tropfenartige Form aufweisen und/oder einnehmen.

Vorteilhafterweise kann hierdurch ermöglicht werden, dass das Verschlussteil einen geringeren (Strömungs-)Widerstand aufweist.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann das Verschlussteil ausgebildet sein, um mit einer Geschwindigkeit von mehr als 7 m/s zu schließen oder zu öffnen. Alternativ oder ergänzend kann das Verschlussteil ausgebildet sein, mit einer Geschwindigkeit von weniger als 15 m/s zu öffnen oder zu schließen. Insbesondere kann das Verschlussteil ausgebildet sein, um mit einer Geschwindigkeit von weniger als 10 m/s zu öffnen oder zu schließen. Dies kann insbesondere durch eine strömungsgünstige Form erreicht werden. Vorteilhafterweise wird durch die strömungsgünstige Form des Verschlussteils ein Widerstand gegenüber dem oder den umgebenden Fluiden, insbesondere Luft und/oder einem Löschmitteladditiv wie einem Schaummittel, reduziert. In anderen Worten kann durch eine strömungsgünstige Form des Verschlussteils eine Öffnungsgeschwindigkeit und/oder Schließgeschwindigkeit des Verschlussteils erhöht werden, insbesondere weil die strömungsgünstige Form des Verschlussteils einen (aerodynamischen und/oder hydrodynamischen) Wderstand reduziert.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann das Verschlussteil aus Kunststoff ausgebildet sein. Das Verschlussteil kann insbesondere aus einem Kunststoff ausgebildet sein, der eine Druckfestigkeit von mehr als 40 MPa aufweist. Insbesondere kann der Kunststoff eine Druckfestigkeit von mehr als 60 MPa oder von mehr als 80 MPa aufweisen. Ein beispielhafter Kunststoff mit einer Druckfestigkeit von ca. 100 MPa ist Iglidur X des Herstellers Igus. Weitere beispielhafte Kunststoffe mit Druckfestigkeiten von mehr als 40 MPa sind insbesondere POM (Polyoxymethylen), insbesondere POM-C, mit üblicherweise 20 / 35 / 68 MPa, oder PEEK (Polyetheretherketon) mit üblicherweise 23 / 43 / 102 MPa, entsprechend den Verformungspunkten bei 1 %, 2% oder 5%. Vorteilhafterweise kann ein Verschlussteil aus einem Kunststoff mit einer geeigneten Druckfestigkeit von mehr als 40 MPa, insbesondere von mehr als 80 MPa oder mit einer Druckfestigkeit von 40 MPa bis 120 MPa den oben genannten Öffnungs- und Schließgeschwindigkeiten standhalten. Ferner kann vorteilhafter Weise ein leiser Betrieb mit einem Verschlussteil aus Kunststoff erfolgen, insbesondere im Vergleich mit einem Verschlussteil aus Metall oder Keramik, insbesondere im Vergleich mit einem Material, das nicht Kunststoff ist. Eine Druckfestigkeit eines Kunststoffs im Sinne der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf eine kurzfristige Belastungskapazität des jeweiligen Kunststoffs. Sie wird beispielsweise gemessen, indem eine steigende Kraft auf zylinderförmige oder würfelförmige Proben angewendet wird, die zwischen zwei Platten gehalten werden. Dabei werden der Druck und die Dehnung gemessen. Die Druckbelastung wird normalerweise nicht beim Bruch angegeben, sondern an einem definierten Verformungspunkt (i. d. R. 1 %, 2 % oder 5 %). Die hierin verwendeten Werte beziehen sich auf einen Verformungspunkt bei 5%, insbesondere nach DIN EN ISO 604.

Alternativ oder ergänzend kann das Verschlussteil insbesondere aus einem Kunststoff ausgebildet sein, der eine Zugfestigkeit, insbesondere eine Zugfestigkeit nach DIN EN ISO 527-2, von mehr als 65 MPa, insbesondere mehr als 80 MPa, mehr als 90 MPa, mehr als 100 MPa, mehr als 120 MPa oder mehr als 140 MPa aufweist.

Alternativ oder ergänzend kann das Verschlussteil insbesondere aus einem Kunststoff ausgebildet sein, der ein Zug-E-Modul, insbesondere ein Zug-E-Modul nach DIN EN ISO 527-2, von mehr als 2750 MPa, insbesondere mehr als 4000 MPa, mehr als 6000 MPa, mehr als 8000 MPa, mehr als 10.000 MPa, oder mehr als 12.000 MPa aufweist.

Alternativ oder ergänzend kann das Verschlussteil insbesondere aus einem Kunststoff ausgebildet sein, der eine Biegefestigkeit, insbesondere eine Biegefestigkeit nach DIN EN ISO 178, von mehr als 90 MPa, insbesondere mehr als 110 MPa, mehr als 130 MPa, mehr als 150 MPa, mehr als 170 MPa aufweist.

Alternativ oder ergänzend kann das Verschlussteil insbesondere aus einem Kunststoff ausgebildet sein, der ein Biege-E-Modul, insbesondere ein Biege-E-Modul nach DIN EN ISO 178, von mehr als 2500 MPa, insbesondere von mehr als 4000 MPa, mehr als 6000 MPa, oder mehr als 8000 MPa aufweist.

Alternativ oder ergänzend kann das Verschlussteil insbesondere aus einem Kunststoff ausgebildet sein, der eine Shore-Härte, insbesondere eine Shore-Härte nach DIN EN ISO 868 scale D (DIN 53505 (zurückgezogen)), von mehr als 75, insbesondere mehr als 77, mehr als 79, mehr als 82, oder mehr als 85 aufweist.

Alternativ oder ergänzend kann das Verschlussteil insbesondere aus einem Kunststoff ausgebildet sein, der eine Kerbschlagzähigkeit, insbesondere eine Kerbschlagzähigkeit nach DIN EN ISO 179-1eA, von mehr als 3,9 kJ/m ² , mehr als 5 kJ/m ² , mehr als 6 kJ/m ² , mehr als 7 kJ/m ² , oder mehr als 7,5 kJ/m ² aufweist. Das Verschlussteil wird vorzugsweise durch spanende Bearbeitung hergestellt, insbesondere als Drehteil. Weiter vorzugsweise kann das Verschlussteil durch ein Spritzgussverfahren hergestellt werden.

Ferner kann das Verschlussteil aus einem oder mehreren Kunststoffen ausgebildet sein. Insbesondere kann das Verschlussteil in einem mehrkomponentigen Verfahren hergestellt sein, insbesondere durch ein Mehrkomponenten-Spritzgussverfahren und/oder durch ein Mehrkomponenten-Druckverfahren. Insbesondere kann die Ventilsitzfläche aus einem anderen Material als die stromaufwärtige Verschlussteilseite oder die stromabwärtige Verschlussteilseite ausgebildet sein. Insbesondere können die verschiedenen Verschlussteil-Abschnitte und/oder Verschlussteil-Teile zumindest teilweise aus unterschiedlichen Materialien ausgebildet sein. Dies kann ermöglichen, dass verschiedene vorteilhafte Materialeigenschaften an den jeweiligen Abschnitten des Verschlussteils ausgenutzt werden können.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann das Verschlussteil als 3D-Druckteil ausgebildet sein. Alternativ oder ergänzend kann das Verschlussteil als faserverstärktes Kunststoffteil ausgebildet sein. Faserverstärkte Kunststoffe sind 3D-druckbar. Hierin soll unter „3D-Druckteil“ ein per additiver Fertigung (englisch: additive manufacturing), auch bekannt als generative Fertigung, gefertigtes Teil verstanden werden.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann das Verschlussteil einstückig ausgebildet sein. Alternativ kann das Verschlussteil aus zwei oder mehr Teilen zusammengesetzt sein. Insbesondere kann ein mehrteiliges Verschlussteil aus wenigstens einem Material, insbesondere aus zwei oder mehr (unterschiedlichen) Materialien ausgebildet sein. Die Materialien können insbesondere gleichartig und/oder verschiedenartig sein. In anderen Worten kann das Verschlussteil als mehrteiliges Verschlussteil, insbesondere aus zwei oder mehr verschiedenen Metall-, Kunststoff- und/oder Keramikteilen zusammengesetzt sein. Dabei kann insbesondere jedes Teil mit einem für das jeweilige Material geeigneten Prozess hergestellt sein. Ein solcher Prozess kann insbesondere ein Prozess aus der Gruppe von Urformen, Umformen und additiver/generativer Fertigung sein.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann die stromabwärtige Verschlussteilseite bauchig ausgebildet sein. Vorteilhafterweise kann hierdurch ein Totraum auf der stromabwärtigen Seite des Verschlussteils reduziert werden. Unter bauchig soll hierin verstanden werden, dass das Verschlussteil auf der stromabwärtigen Seite eine Wölbung aufweist, die dazu geeignet ist, einen Totraum auf der stromabwärtigen Seite des Verschlussteils zu reduzieren. Ferner kann das Verschlussteil zusätzlich oder alternativ auf einer stromaufwärtigen Verschlussteilseite bauchig ausgebildet sein, d. h., dass das Verschlussteil auf der stromaufwärtigen Verschlussteilseite und/oder auf der stromaufwärtigen Verschlussteilseite eine Wölbung aufweisen kann, die dazu geeignet ist, einen Totraum auf der jeweiligen Seite des Verschlussteils zu reduzieren.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann das Verschlussteil insbesondere eine Oberflächenbearbeitung aufweisen, insbesondere eine Oberfläche mit einem Mittenrauwert R _a von weniger als 1 ,6 pm, insbesondere mit einer gemittelten Rautiefe R _z von weniger als 10 pm, insbesondere mit einer maximalen Rautiefe R _ma x (VDA) von weniger als 16 pm, insbesondere mit einem Materialanteil (Traganteil) R _mr von mehr als 50%.

Das Verschlussteil kann insbesondere eine Oberflächenbeschichtung und/oder eine Oberflächenvergütung/Oberflächenveredelung aufweisen.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann das Verschlussteil insbesondere ein Verhältnis von Länge in Strömungsrichtung zu Breite an der Ventilsitzfläche von weniger als 1 aufweisen, insbesondere weniger als 0,9. Insbesondere kann das Verschlussteil ein Verhältnis von einem maximalen Durchmesser der Ventilsitzfläche zu einem maximalen Durchmesser der stromabwärtigen Verschlussteilseite und/oder der stromaufwärtigen Verschlussteilseite von 1 ,3 oder mehr aufweisen.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann das Verschlussteil zumindest teilweise hohl ausgebildet sein. Insbesondere kann das Verschlussteil einen Hohlraum aufweisen. In anderen Worten kann das Verschlussteil als hohles Bauteil ausgebildet sein. Vorteilhafterweise kann hierdurch ermöglicht werden, dass das Gewicht des Verschlussteils reduziert wird und insbesondere ein Öffnen oder Schließen des Ventils schneller erfolgen kann als insbesondere mit einem schwereren Verschlussteil, das keinen Hohlraum aufweist. Vorteilhafterweise können in dem Hohlraum weitere konstruktive Elemente wie beispielsweise Verstrebungen angeordnet sein. Diese können die Stabilität des Verschlussteils deutlich erhöhen, während sie das Gewicht des Verschlussteils nur geringfügig erhöhen. Derartige konstruktive Elemente wie Verstrebungen lassen sich besonders einfach bei einer Herstellung des Verschlussteils als 3D-Druckteil vorsehen. Insbesondere kann sich eine Steuerzeit, insbesondere eine Öffnungsgeschwindigkeit, des Verschlussteils (üblicherweise) auf 5° Kurbelwinkel (5°KW) beziehen, bzw. auf eine Kurbelwinkeldifferenz zwischen einem geschlossenen und einem offenen Ventil und vice versa, insbesondere auf weniger als 10°KW.

Ein erfindungsgemäßes Ventil weist ein Verschlussteil nach einer erfindungsgemäßen Ausführungsform auf. Ein erfindungsgemäßes Ventil weist ferner ein Gehäuse mit einem Fluideingang und einem Fluidausgang auf, sowie einen Ventilsitz, der, wenn die Ventilsitzfläche des Verschlussteils formschlüssig auf dem Ventilsitz des Ventils aufsitzt, einen Durchfluss eines Fluids vom Fluideingang zum Fluidausgang verhindert. Vorteilhafterweise kann ein Ventil mit einem erfindungsgemäßen Verschlussteil es ermöglichen, dass das Ventil schneller geöffnet oder geschlossen werden kann, insbesondere im Vergleich mit einem Ventil, das kein erfindungsgemäßes Verschlussteil aufweist. Insbesondere kann das Öffnen oder Schließen des Ventils mit einem erfindungsgemäßen Verschlussteil leichter erfolgen als ohne erfindungsgemäßes Verschlussteil, also beispielsweise als mit einem Verschlussteil aus dem Stand der Technik. Insbesondere kann durch ein erfindungsgemäßes Verschlussteil im Ventil ein geringerer Widerstand, insbesondere beim Öffnen oder Schließen des Ventils, ermöglicht werden. Das Ventil kann insbesondere als Rückschlagventil ausgebildet sein. Der Ventilteller (oder die stromabwärtige Verschlussteilseite) kann insbesondere so ausgebildet sein, dass an seiner stromabwärtigen Seite (dass an der stromabwärtigen Verschlussteilseite) eine Aufnahme für einen Rückstellmechanismus, insbesondere eine Rückstellfeder, ausgebildet ist, so dass das Ventil als Rückschlagventil verwendet werden kann.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann das Ventil einen im Vergleich zur Länge des Verschlussteils geringen Hub aufweisen. Insbesondere kann der Hub weniger als 10 mm betragen. Weiter insbesondere kann der Hub weniger als 8 mm betragen. Insbesondere kann der Hub weniger als 30% oder weniger als 28% oder weniger als 26% der Länge des Verschlussteils in Strömungsrichtung ausmachen. Vorteilhafterweise kann mit einem geringen Hub und einer insbesondere schnellen Öffnungsgeschwindigkeit des Ventils, die insbesondere durch eine strömungsgünstige Form des Verschlussteils bedingt sein kann, ein schnellerer Betrieb des Ventils erreicht werden. Insbesondere kann ermöglicht werden, dass das Ventil eine schnellere Reaktionszeit aufweist oder aufweisen kann, insbesondere bei Fluiden mit einer höheren Viskosität als Wasser oder bei Luft. Ein erfindungsgemäßes Zumischsystem für Feuerlöschanlagen weist wenigstens ein Ventil nach einer erfindungsgemäßen Ausführungsform auf. Ferner kann das Zumischsystem insbesondere dazu ausgelegt sein, einem Löschmittel ein Löschmitteladditiv, insbesondere ein Schaummittel, mit einer üblicherweise mittleren Strömungsgeschwindigkeit (insbesondere im Ventil), bzw. einem Vorschub von üblicherweise wenigstens 1 ,0 m/s beizumischen, insbesondere mit einer mittleren Strömungsgeschwindigkeit bzw. einem Vorschub von 1 ,0 m/s bis 2,5 m/s.

Eine Feuerlöschanlage im Sinne der vorliegenden Erfindung ist eine Anlage aufweisend eine Löschmittelpumpe, ein Leitungssystem und ein Zumischsystem für ein Löschmitteladditiv, insbesondere ein Schaummittel, mit der ein Löschmittel, insbesondere Wasser, insbesondere durch Düsen, durch Sprinkler, Schaumrohre oder Schaumgeneratoren ausgebracht werden kann. Bei der Feuerlöschanlage kann es sich um eine stationäre Anlage wie eine Feuerlöschanlage in einem Tanklager mit einem fest montierten sogenannten Monitor, d. h. einem großen Strahlrohr, oder auch um eine fest montierte Sprinkler-Anlage in einem Gebäude handeln. Es kann sich aber auch um eine mobile Anlage auf einem Fahrzeug oder Abrollbehälter handeln.

Derartige Feuerlöschanlagen werden üblicherweise mit Wasser als Löschmittel betrieben. Es ist jedoch in vielen Fällen vorteilhaft, das Löschmittel vor dem Ausbringen auf das zu bekämpfende Feuer aufzuschäumen, damit das aufgebrachte Löschmittel eine Löschmitteldecke von längerer Bestandsdauer bildet, durch welche das Feuer erstickt werden kann. Hierzu wird dem Löschmittel üblicherweise zunächst ein Löschmitteladditiv, hier ein Schaummittel, in einem bestimmten Verhältnis zugemischt. Sodann wird das Löschmittel-Löschmitteladditiv-Gemisch (der sogenannte "Premix") in einer Düse durch Zuführung von Luft aufgeschäumt und auf das zu löschende Feuer ausgebracht. Das Volumenverhältnis des Löschmitteladditivs zu dem Löschmittel, die sogenannte Zumischrate, beträgt typischerweise zwischen 0,5 % und 6 %.

Ein anderes Löschmitteladditiv, welches dem Löschmittel zugemischt werden kann, ist ein Netzmittel oder "wetting agent", welches die Oberflächenspannung des Löschmittels, insbesondere des Löschwassers, herabsetzt. Dies ist beispielsweise bei der Bekämpfung von Waldbränden vorteilhaft, weil das Löschwasser hierdurch größere Flächen benetzen und somit effizienter eingesetzt werden kann. Weiterhin kann das Löschwasser durch die herabgesetzte Oberflächenspannung tiefer in Feststoffe, insbesondere Holz und/oder den Waldboden eindringen, um beispielsweise tiefere Glutnester zu löschen. Es existieren auch Schaummittel, die ebenso (dann ggf. mit anderen Zumischraten, insbesondere mit einer minimalen Zumischrate von 0,1 %) als Netzmittel einsetzbar sind.

Ausführungsformen hierin werden teilweise am Beispiel von Wasser als Löschmittel und Schaummittel als Löschmitteladditiv beschrieben. Dies ist jedoch nicht als einschränkend zu verstehen. Die Erfindung kann genauso bei der Zumischung von beliebigen Löschmitteladditiven zu beliebigen Löschmitteln eingesetzt werden.

Für den Betrieb der Feuerlöschanlage mit dem Zumischsystem können sowohl das Löschmittel als auch das Löschmitteladditiv in einem Löschmitteltank bzw. in einem Löschmitteladditivtank oder auch über eine Löschmittelversorgungsleitung bzw. über eine Löschmitteladditivversorgungsleitung bereitgestellt werden. Im Falle der Bereitstellung des Löschmittels in einem Löschmitteltank ist weiterhin eine Löschmittelpumpe erforderlich, welche das Löschmittel aus dem Löschmitteltank fördert, mit Druck beaufschlagt und dem Zumischsystem zuführt. Die soeben genannten Komponenten sind jedoch nicht unbedingt Teil des Zumischsystems selbst.

Die zu erzeugende Mischung aus dem Löschmittel und dem Löschmitteladditiv, d. h. der Premix, wird im Falle eines Schaummittels als Löschmitteladditiv dann in Form eines Premixstroms durch eine Aufschäumdüse geleitet, in der durch den Premixstrom Umgebungsluft angesaugt und mit dem Premix vermischt wird. Hierdurch wird das Schaummittel im Premix aktiviert und der Premix aufgeschäumt, sodass ein Löschmittelschaum aus der Aufschäumdüse austritt und auf das Feuer ausgebracht werden kann.

Die zum Aufschäumen des Schaummittels benötigte Luft kann dem Premix auch in Form von Druckluft zugeführt werden. Im Falle einer solchen, Druckluftschaum erzeugenden Anlage spricht man von einer CAFS-Anlage (Compressed Air Foam System).

Es ist zwar möglich, den Premix unabhängig von der Feuerlöschanlage im Voraus herzustellen, jedoch muss dieser dann möglicherweise über längere Zeit gelagert werden. Es ist daher in vielen Fällen vorteilhafter, den Premix erst unmittelbar vor der Ausbringung des Löschmittels auf das zu bekämpfende Feuer herzustellen. Zu diesem Zweck weist das Zumischsystem eine Zumischpumpe auf, durch welche das Löschmitteladditiv gefördert und dem Löschmittel zugemischt werden kann.

In dem für die vorliegende Erfindung betrachteten Zumischsystem wird die Zumischpumpe durch einen Motor angetrieben, der wiederum durch einen Strom des Löschmittels selbst angetrieben wird. In dem oben genannten, nicht einschränkenden Anwendungsbeispiel der Erfindung weist das Zumischsystem somit einen Wassermotor auf, der durch den Löschwasserstrom angetrieben wird. Zu diesem Zweck ist die Ausgangswelle des Wassermotors mit der Eingangswelle der Zumischpumpe gekoppelt, insbesondere durch eine Kupplung.

Das von der Zumischpumpe geförderte Löschmitteladditiv wird dann durch eine Löschmitteladditivausgangsleitung von der Zumischpumpe in eine Zumischleitung geleitet und dort dem Löschmittelstrom zugemischt, um den Premix zu erzeugen.

Dieser Aufbau des Zumischsystems, bei dem die Zumischpumpe durch den ohnehin vorhandenen Löschmittelstrom angetrieben wird, hat den Vorteil, dass die Zumischpumpe keine Antriebsenergie, insbesondere Elektrizität, von außen benötigt, wodurch das Zumischsystem sehr ausfallsicher ist. Weiterhin ist die Förderleistung der Zumischpumpe im Wesentlichen proportional zur Drehzahl des Motors, welche wiederum im Wesentlichen proportional zur Durchflussrate des Löschmittelstroms ist. Auf diese Weise wird automatisch eine im Wesentlichen konstante Zumischrate erreicht, ohne dass weitere Steuerungs- oder Regelungseinrichtungen erforderlich sind.

Die Zumischpumpe in dem Zumischsystem ist vorzugsweise eine Plungerpumpe. Erfindungsgemäße Ventile werden vorzugsweise innerhalb der Zumischpumpe eingesetzt, um den Einlass und den Ausstoß des Löschmitteladditivs in die einzelnen Zylinder bzw. aus den einzelnen Zylindern zu steuern.

Hierbei ist die Relativgeschwindigkeit der Verschlussteile der Ventile (Öffnungs- bzw. Schließgeschwindigkeit üblicherweise von mehr als 7 m/s und/oder von weniger als 15 m/s) gegenüber dem Löschmitteladditiv (Vorschub des Löschmitteladditivs von üblicherweise wenigstens 1 m/s, insbesondere 1 ,0 m/s bis 2,5 m/s) relativ hoch im Vergleich zur Strömungsgeschwindigkeit des Löschmitteladditivs selbst. Dabei erweist sich die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Verschlussteile mit einer strömungsgünstigen Form bei beiden Verschlussteilseiten als vorteilhaft, da sich beide Verschlussteilseiten jeweils mit der genannten hohen Relativgeschwindigkeit gegenüber dem Löschmitteladditiv bewegen.

Werte für Geschwindigkeiten und/oder Zeiten können sich insbesondere auf eine üblicherweise im Wesentlichen maximale Leistung des Ventils, insbesondere des Systems beziehen. Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Zusammenhang mit den Figuren. Dabei zeigen:

Fig. 1a schematisch einen Schnitt durch ein Verschlussteil nach einem Ausführungsbeispiel mit einem Ventilteller, auf dem eine Ventilsitzfläche ausgebildet ist;

Fig. 1 b schematisch einen Schnitt durch ein Verschlussteil nach einem weiteren Ausführungsbeispiel;

Fig. 1c schematisch einen Schnitt durch ein Verschlussteil nach einem weiteren Ausführungsbeispiel;

Fig. 1d schematisch einen Schnitt durch ein Verschlussteil nach einem weiteren Ausführungsbeispiel, das einseitig eine konkave Krümmung aufweist;

Fig. 1e schematisch einen Schnitt durch ein Verschlussteil nach einem weiteren Ausführungsbeispiel, das beidseitig eine konkave Krümmung aufweist;

Fig. 2a schematisch einen Schnitt durch ein Verschlussteil nach einem weiteren Ausführungsbeispiel, das hohl ausgebildet ist;

Fig. 2b schematisch einen Schnitt durch ein Verschlussteil nach einem weiteren Ausführungsbeispiel aus mehreren Komponenten;

Fig. 3a schematisch ein Ventil nach einem Ausführungsbeispiel; und

Fig. 3b schematisch ein Zumischsystem nach einem Ausführungsbeispiel.

Die schematischen Darstellungen geben insbesondere keine realen Proportionen wieder, sollen aber beispielhaft für die genannten Ausführungsformen interpretiert werden. So sind insbesondere Rundungen und/oder die Ventilsitzfläche nicht oder nur bedingt dargestellt.

Das Verschlussteil 1 in Figur 1a weist eine stromaufwärtige Verschlussteilseite I, eine stromabwärtige Verschlussteilseite III sowie eine auf einem Ventilteller II ausgebildete Ventilsitzfläche 10 auf. Die stromaufwärtige Verschlussteilseite I und die stromabwärtige Verschlussteilseite III sind strömungsgünstig ausgebildet. Eine Strömungsrichtung ist durch den Pfeil auf der linken Seite schematisch angedeutet. Sofern ein Ventil 2 als Rückschlagventil 2‘ ausgebildet ist, kann das Verschlussteil 1 insbesondere an seinem Ventilteller II eine Aufnahme 20 für einen Rückstellmechanismus umfassen. Figur 1 zeigt beispielhaft eine Aufnahme 20 für eine Rückstellfeder.

Ferner ist in Figur 1a gestrichelt ein Ventilsitz in einem Ventil dargestellt. Wenn nun ein Fluid auf die stromaufwärtige Seite trifft, wird das Verschlussteil 1 in Strömungsrichtung vom Ventilsitz gelöst, so dass das Ventil 2 öffnet. In anderen Worten, wenn der Druck auf der stromaufwärtigen Seite höher ist als der Druck auf der stromabwärtigen Seite des Verschlussteils 1 und insbesondere eine eventuelle Rückstellkraft eines Rückstellmechanismus, insbesondere einer Rückstellfeder, überwindet, öffnet das Ventil 2 und vice versa.

Das gezeigte Verschlussteil 1 ist sowohl auf der stromaufwärtigen Verschlussteilseite I als auch auf der stromabwärtigen Verschlussteilseite III kegelartig ausgebildet. Das Verschlussteil 1 zeigt ferner Verrundungen der kegelartig ausgebildeten Verschlussteilseiten I, III. Diese strömungsgünstige Form des Verschlussteils 1 weist bei einem Durchfluss (in Strömungsrichtung) weniger Wderstand auf, sowohl in Bezug auf Luft als auch in Bezug auf das verwendete Fluid. Die stromabwärtige Verschlussteilseite III verringert mit ihrer kegelartigen Ausbildung einen Totraum auf der stromabwärtigen Verschlussteilseite III. Eine Verrundung kann insbesondere auch einen Übergang, insbesondere einen strömungsgünstigen Übergang, von der stromaufwärtigen Verschlussteilseite I zum Ventilteller II sein, wie hier beispielhaft dargestellt. Ebenso kann eine Verrundung ein Übergang, insbesondere ein strömungsgünstiger Übergang, vom Ventilteller II zu der stromabwärtigen Verschlussteilseite III, wie hier beispielhaft dargestellt, sein.

Das Verschlussteil 1 in Figur 1b weist eine stromaufwärtige Verschlussteilseite I, eine stromabwärtige Verschlussteilseite III sowie eine auf einem Ventilteller II ausgebildete Ventilsitzfläche 10 auf. Eine Strömungsrichtung ist ebenfalls durch einen Pfeil auf der linken Seite schematisch angedeutet. Das Verschlussteil 1 zeigt in Fig. 1 b schematisch mehrere im Wesentlichen plane Flächen, die eine im Wesentlichen kegelartige Form der jeweiligen Verschlussteilseiten I, III ergeben.

Das Verschlussteil 1 in Figur 1c weist eine stromaufwärtige Verschlussteilseite I, eine stromabwärtige Verschlussteilseite III sowie eine auf einem Ventilteller II ausgebildete Ventilsitzfläche 10 auf. Eine Strömungsrichtung ist ebenfalls durch einen Pfeil auf der linken Seite schematisch angedeutet. Verrundungen der jeweiligen Verschlussteilseiten I, III können, wie in Figur 1c beispielhaft dargestellt, eine Gesamtform des Verschlussteils ergeben, die im Wesentlichen tropfenförmig ist. Das Verschlussteil 1 in Figur 1d weist eine stromaufwärtige Verschlussteilseite I, eine stromabwärtige Verschlussteilseite III sowie eine auf einem Ventilteller II ausgebildete Ventilsitzfläche 10 auf. Eine Strömungsrichtung ist ebenfalls durch einen Pfeil auf der linken Seite schematisch angedeutet. Die stromaufwärtige Verschlussteilseite I ist konkav gekrümmt. In anderen Worten ist die Verrundung der kegelartigen stromaufwärtigen Verschlussteilseite I konkav ausgeführt.

Das Verschlussteil 1 in Figur 1e weist eine stromaufwärtige Verschlussteilseite I, eine stromabwärtige Verschlussteilseite III sowie eine auf einem Ventilteller II ausgebildete Ventilsitzfläche 10 auf. Eine Strömungsrichtung ist ebenfalls durch einen Pfeil auf der linken Seite schematisch angedeutet. Die stromaufwärtige Verschlussteilseite I und die stromabwärtige Verschlussteilseite II sind konkav gekrümmt. In anderen Worten ist die Verrundung der kegelartigen stromaufwärtigen Verschlussteilseite I und der stromabwärtigen Verschlussteilseite III konkav ausgeführt.

Das Verschlussteil 1 in Figur 2a weist eine stromaufwärtige Verschlussteilseite I, eine stromabwärtige Verschlussteilseite III sowie eine auf einem Ventilteller II ausgebildete Ventilsitzfläche 10 auf. Eine Strömungsrichtung ist ebenfalls durch einen Pfeil auf der linken Seite schematisch angedeutet. Das Verschlussteil 1 in Figur 2a ist hohl ausgebildet, um insbesondere das Gewicht des Verschlussteils 1 zu reduzieren. Der Hohlraum 14 kann insbesondere asymmetrisch im Verschlussteil 1 angeordnet sein, wie hier beispielhaft gezeigt. Somit kann insbesondere eine Materialdicke zwischen der Oberfläche des Verschlussteils 1 und dem Hohlraum 14 über das Verschlussteil 1 variieren.

Das Verschlussteil 1 in Figur 2b zeigt schematisch ein aus mehreren Materialien zusammengesetztes Verschlussteil 1 . Insbesondere kann das Material der Ventilsitzfläche (und/oder des Ventiltellers II) sich vom Material der Verschlussteilseiten I, III unterscheiden. Die schematische Darstellung des Verschlussteils 1 in Figur 2b weist ein erstes Material 16 an der stromaufwärtigen Verschlussteilseite I und der stromabwärtigen Verschlussteilseite III auf, das sich vom zweiten Material 18 des Ventiltellers II unterscheidet. Es sind insbesondere auch andere Kombinationen von erstem Material 16 und zweitem Material 18 möglich, insbesondere können die stromaufwärtige Verschlussteilseite I ein erstes Material 16 und der Ventilteller II und die stromabwärtige Verschlussteilseite III ein zweites Material umfassen.

Figur 3a zeigt schematisch ein Ventil 2. Das Ventil 2 umfasst ein Verschlussteil 1 nach einer oben beschriebenen Ausführungsform. Figur 3b zeigt schematisch ein Zumischsystem 3, umfassend eine Zumischpumpe, die beispielhaft als Kolbenpumpe 30 dargestellt ist und einen Kolbenpumpen-Zylinder 32 umfasst, dessen Ventile als Rückschlagventile 2‘ ausgebildet sind. Das Zumischsystem 3 umfasst eine Löschwasserzuleitung und ein ausgabeseitiges Ende der Zumischleitung, die jeweils als Pfeile angedeutet sind.

Ausführungsformen wie hierin beschrieben können miteinander zu neuen Ausführungsformen kombiniert werden, sofern möglich.

Obwohl in der vorhergehenden Beschreibung exemplarische Ausführungen erläutert wurden, sei darauf hingewiesen, dass eine Vielzahl von Abwandlungen möglich ist. Außerdem sei darauf hingewiesen, dass es sich bei den exemplarischen Ausführungen lediglich um Beispiele handelt, die den Schutzbereich, die Anwendungen und den Aufbau in keiner Weise einschränken sollen. Vielmehr wird dem Fachmann durch die vorausgehende Beschreibung ein Leitfaden für die Umsetzung von mindestens einer exemplarischen Ausführung gegeben, wobei diverse Änderungen, insbesondere in Hinblick auf die Funktion und Anordnung der beschriebenen Bestandteile, vorgenommen werden können, ohne den Schutzbereich zu verlassen, wie er sich aus den Ansprüchen und diesen äquivalenten Merkmalskombinationen ergibt.

Bezugszeichenliste

1 Verschlussteil

Ventil ‘ Rückschlagventil

Zumischsystem

12 Abrisskante

14 Hohlraum

16 erstes Material

18 zweites Material

20 Aufnahme für Rückstellfeder

30 Kolbenpumpe

32 Kolbenpumpenzylinder

I stromaufwärtige Verschlussteilseite

II Ventilteller

III stromabwärtige Verschlussteilseite