一種消防水炮的水力自擺控制系統的製作方法

2023-09-15 12:47:45 2

專利名稱：一種消防水炮的水力自擺控制系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種消防水炮，尤其涉及一種消防水炮的水力自擺控制系統。
背景技術：
消防水炮是將一定壓力及一定流量的水，通過能量轉換，將勢能轉換成動能，以很高的速度從炮頭噴嘴中噴出，形成射流從而起到撲滅一定距離外火災的消防設備，它一般由炮座、炮身及炮頭組成。在火災場所通常要求消防水炮能大範圍覆蓋火場區域，傳統的消防水炮常採用手柄或手輪轉動炮身來進行大範圍的滅火操作，此時炮頭相對炮身固定不動。這類消防水炮具有成本低，容易實現等優點，在消防車和碼頭等場所使用廣泛，但是手動變換方式在消防水炮高架時或者消防作戰人員不能接近的場合(如有毒、易爆、火勢太大等場所)無法實施，結果必然造成撲救不力甚至造成嚴重事故。 此外，改變消防水炮炮頭噴射方向也是擴大水柱覆蓋區域的一種有效方法。目前常用於水炮炮頭方向改變的控制方法一般有兩種一種是水輪機帶動換向閥式，即由水輪機帶動渦輪副來驅動換向閥轉動，然後通過換向閥來驅動水缸作來回運動，從而實現消防水炮自擺。這種結構的特點是通過對換向閥的專門設計，使其降低對使用介質的要求，另外通過水輪機帶動渦輪副，增大了換向閥轉動力，可防止換向閥卡死。該自擺消防水炮由於採用了液壓傳動元件，使得整個系統重量較重，只適合於在固定滅火系統中使用。第二種是水輪機帶動曲柄連杆機構式，即分流部分壓力水驅動設置在主通道或旁通道的水輪機，然後帶動蝸輪副和曲柄連杆機構，實現消防水炮的自擺。這種自擺結構的特點是炮頭水平擺動角度較大，但消防水炮整理結構較為笨重，不適合靈活機動的消防作戰需要。

發明內容
為了克服背景技術所述的消防水炮自擺控制裝置中存在的問題及滿足消防滅火的實際使用要求，本發明提供一種消防水炮的水力自擺控制系統，利用水力換向閥帶動水液壓缸作來回運動，通過機械反饋裝置實現消防水炮炮頭的左右擺動，使射流出去的壓力水形成扇形區域，擴大滅火覆蓋區域。 本發明解決其技術問題所採用的技術方案包括水液壓缸、水道墊板、水力換向閥及機械反饋裝置，其中水液壓缸由缸體、活塞密封圈、活塞、端蓋密封圈、活塞杆密封圈、缸體端蓋及活塞杆組成，水力換向閥由碰頭、壓板、定位端蓋、螺塞、端蓋墊片、活塞銷軸、閥體、閥芯及閥芯密封圈組成，機械反饋裝置由碰撞塊、調節手柄、傳動支架及直銷組成；活塞杆安裝在活塞中心孔內，並在活塞中心孔兩端用彈簧擋圈固定，活塞杆和活塞均安裝在缸體內，缸體端蓋通過螺栓連接安裝在缸體兩端；閥芯安裝在閥體通孔內，定位端蓋通過螺栓連接安裝在閥體兩端，端蓋墊片固定安裝在定位端蓋和閥體之間，螺塞安裝在定位端蓋側面，碰頭固定安裝在定位端蓋和壓板之間，壓板通過螺栓連接安裝在定位端蓋兩端，並壓住碰頭；缸體與閥體通過內六角螺栓連接在一起，水道墊板安裝在閥體與缸體之間；碰撞塊與調節手柄螺紋連接，並與傳動支架連接在一起，傳動支架與活塞杆通過直銷連接。活塞和
3缸體之間配有兩組活塞密封圈；缸體和缸體端蓋之間配有兩組端蓋密封圈；活塞杆和缸體端蓋之間配有兩組活塞杆密封圈；閥芯和閥體之間配有四組閥芯密封圈。閥體上的工作口通過水道墊板與缸體上的進出水口相連通，其中A 口與B工口相連通，A2 口與82 口相連通，T\ 口與0i 口相連通，幾口與02 口連相通；0i 口禾P02 口通過閥體中的通孔與O 口相連通。閥芯軸向開通孔，中間段孔徑略小，與徑向進水孔及軸向兩端較大通孔相連形成阻尼孔。
本發明與背景技術相比，具有的有益效果是 (1)通過水炮自身水壓力來驅動水力換向閥閥芯左右運動，從而帶動水液壓缸活
塞杆作來回運動，並通過機械反饋裝置中的碰撞塊擠壓碰頭堵住出水口實現自動換向，採
用該自擺控制系統的水炮炮頭擺動角度和擺動頻率均可在一定範圍內調節。
(2)該水力自擺控制系統驅動形式簡單，操作機動靈活。安裝此控制系統的消防水
炮適用於大空間易燃易爆場合或消防員無法靠近或不能長時間停留的現場，可實現無人操
作滅火。


圖1是本發明的結構原理示意圖。 圖2是水力換向閥閥芯結構示意圖。 圖3是水力換向閥閥塊結構示意圖。 圖4是水道墊板上各水道連接示意圖。 圖5是水液壓缸缸體結構示意圖。 圖6是本發明應用於消防水炮的結構示意圖。
具體實施例方式
下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明 如圖1、圖2、圖3、圖4和圖5所示，本發明包括水液壓缸2、水道墊板9、水力換向閥3及機械反饋裝置1，其中水液壓缸2由缸體4、活塞密封圈5、活塞6、端蓋密封圈7、活塞杆密封圈8、缸體端蓋10及活塞杆11組成，水力換向閥3由碰頭12、壓板13、定位端蓋14、螺塞15、端蓋墊片16、活塞銷軸17、閥體19、閥芯20及閥芯密封圈21組成，機械反饋裝置1由碰撞塊22、調節手柄23、傳動支架24及直銷25組成；活塞杆11安裝在活塞6中心孔內，並在活塞6中心孔兩端用彈簧擋圈固定，活塞杆11和活塞6均安裝在缸體4內，缸體端蓋10通過螺栓連接安裝在缸體4兩端；閥芯20安裝在閥體19通孔內，定位端蓋14通過螺栓連接安裝在閥體19兩端，端蓋墊片16固定安裝在定位端蓋14和閥體19之間，螺塞15安裝在定位端蓋14側面，碰頭12固定安裝在定位端蓋14和壓板13之間，壓板13通過螺栓連接安裝在定位端蓋14兩端，並壓住碰頭12 ;缸體4與閥體19通過內六角螺栓18連接在一起，水道墊板9安裝在閥體19與缸體4之間；碰撞塊22與調節手柄23螺紋連接，並與傳動支架24連接在一起，傳動支架24與活塞杆11通過直銷25連接。活塞6和缸體4之間配有兩組活塞密封圈5 ;缸體4和缸體端蓋10之間配有兩組端蓋密封圈7 ;活塞杆11和缸體端蓋10之間配有兩組活塞杆密封圈8 ;閥芯20和閥體19之間配有四組閥芯密封圈21。閥體19上的工作口通過水道墊板9與缸體4上的進出水口相連通，其中Ai 口與Bi 口相連通，A2 口與82 口相連通，1\ 口與0i 口相連通，L 口與02 口連相通；0i 口和02 口通過閥
4體(19)中的通孔與0 口相連通。閥芯20軸向開通孔，中間段孔徑略小，與徑向進水孔及軸向兩端較大通孔相連形成阻尼孔26和阻尼孔27。
本發明的工作原理如下 當閥芯20位於水力換向閥3左位時，壓力水從P 口進入，閥芯20與閥體19構成的中間空腔充滿壓力水，Ai 口與P 口接連通，壓力水通過水道墊板9從Ai 口進入Bi 口，水液壓缸2左腔進水；同時B2 口通過水道墊板9與A2 口接通，4 口通過閥芯20與閥體19構成的空腔與L 口相連，L 口通過水道墊板(9)與02 口連接，此時水液壓缸2的右腔排水，推動活塞6向右運動，從而帶動活塞杆11向右運動；當活塞杆11運動到一定位置時，位於左邊的碰撞塊22會壓住碰頭12堵住出水口，通過閥芯20內阻尼孔26的水流量減少，壓力損失降低，這時水力換向閥3左腔壓力升高，推動閥芯20向右運動，當閥芯20運動到水力換向閥3右位時，水液壓缸2右腔進水，活塞杆11向左運動，在水力作用下該控制系統可驅動活塞杆ll來回運動，實現自動換向，從而帶動炮頭以一定擺動角度和擺動頻率進行噴射。若需要改變炮頭的擺動角度，可鬆開機械反饋裝置1中的調節手柄23，將碰撞塊22在傳動支架24上所開滑槽中移動，然後擰緊調節手柄23即可。當不需要自擺控制系統自動換向時，按下活塞銷軸17，活塞銷軸17下降時完全堵住出水道，O 口被堵住，這時水力換向閥3出水腔的水無法流走，活塞6停止運動，整個自擺控制系統也就停止工作。
水力自擺控制系統在消防水炮中的連接關係如圖6所示，其中28為炮身固定部分，29為中空球關節，30為本發明的水力自擺控制系統，31為炮身轉動部分，32為炮頭。水力自擺控制系統30固定安裝在炮身固定部分28上，水力自擺控制系統30中的傳動支架24固定安裝在炮身轉動部分31上。當水力自擺控制系統工作時，傳動支架24就會帶動炮頭32以一定的擺動角度和擺動頻率在水平方向擺動。
權利要求
一種消防水炮的水力自擺控制系統，其特徵在於包括水液壓缸(2)、水道墊板(9)、水力換向閥(3)及機械反饋裝置(1)，其中水液壓缸(2)由缸體(4)、活塞密封圈(5)、活塞(6)、端蓋密封圈(7)、活塞杆密封圈(8)、缸體端蓋(10)及活塞杆(11)組成，水力換向閥(3)由碰頭(12)、壓板(13)、定位端蓋(14)、螺塞(15)、端蓋墊片(16)、活塞銷軸(17)、閥體(19)、閥芯(20)及閥芯密封圈(21)組成，機械反饋裝置(1)由碰撞塊(22)、調節手柄(23)、傳動支架(24)及直銷(25)組成；活塞杆(11)安裝在活塞(6)中心孔內，並在活塞(6)中心孔兩端用彈簧擋圈固定，活塞杆(11)和活塞(6)均安裝在缸體(4)內，缸體端蓋(10)通過螺栓連接安裝在缸體(4)兩端；閥芯(20)安裝在閥體(19)通孔內，定位端蓋(14)通過螺栓連接安裝在閥體(19)兩端，端蓋墊片(16)固定安裝在定位端蓋(14)和閥體(19)之間，螺塞(15)安裝在定位端蓋(14)側面，碰頭(12)固定安裝在定位端蓋(14)和壓板(13)之間，壓板(13)通過螺栓連接安裝在定位端蓋(14)兩端，並壓住碰頭(12)；缸體(4)與閥體(19)通過內六角螺栓(18)連接在一起，水道墊板(9)安裝在閥體(19)與缸體(4)之間；碰撞塊(22)與調節手柄(23)螺紋連接，並與傳動支架(24)連接在一起，傳動支架(24)與活塞杆(11)通過直銷(25)連接。
2. 根據權利要求1所述的一種消防水炮的水力自擺控制系統，其特徵在於活塞(6) 和缸體(4)之間配有兩組活塞密封圈(5);缸體(4)和缸體端蓋(10)之間配有兩組端蓋密 封圈(7);活塞杆(11)和缸體端蓋(10)之間配有兩組活塞杆密封圈(S)，閥芯(20)和閥體 (19)之間配有四組閥芯密封圈(21)。
3. 根據權利要求1所述的一種消防水炮的水力自擺控制系統，其特徵在於閥體(19) 上的工作口通過水道墊板(9)與缸體(4)上的進出水口相連通，其中A 口與B工口相連通， A2 口與B2 口相連通，1\ 口與口相連通，T2 口與02 口連相通A 口和02 口通過閥體(19) 中的通孔與0 口相連通。
4. 根據權利要求l所述的一種消防水炮的水力自擺控制系統，其特徵在於閥芯(20) 軸向開通孔，中間段孔徑略小，與徑向進水孔及軸向兩端較大通孔相連形成阻尼孔(26)和 阻尼孔(27)。
全文摘要
本發明公開了一種消防水炮的水力自擺控制系統，包括水液壓缸、水道墊板、水力換向閥及機械反饋裝置，其中水液壓缸由缸體、活塞、活塞杆及缸體端蓋等組成，水力換向閥由閥芯、閥體、定位端蓋、端蓋墊片等組成，機械反饋裝置由碰頭、碰撞塊、調節手柄及傳動支架等組成。當閥芯位於閥體左位時，缸體左腔進水，活塞杆向右運動，當活塞杆運動到一定位置時，位於左邊的碰撞塊壓住碰頭堵住出水口，閥體左腔壓力升高，推動閥芯向右運動，當閥芯運動到閥體右位時，缸體右腔進水，活塞杆向左運動。在水力作用下該控制系統可驅動活塞杆來回運動，從而帶動炮頭以一定的角度和擺動頻率進行噴射，覆蓋範圍廣，特別適合大空間及消防人員難以接近的場合。
文檔編號F15B15/14GK101721782SQ20091018671
公開日2010年6月9日 申請日期2009年12月15日 優先權日2009年12月15日
發明者胡國良 申請人:華東交通大學