一種高壓水輸送系統及供水裝置的製作方法

2023-06-28 16:16:01

專利名稱：一種高壓水輸送系統及供水裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及供水設備技術領域，特別是涉及高壓水輸送系統。本發明還涉及設有所述高壓水輸送系統的供水裝置。
背景技術：
隨著經濟建設的快速發展，城市中高層(10層以上)及超高層(100米以上)建築的數量急劇增加，超高層建築的消防救援問題越來越受到人們關注。現有超高層建築的內部一般都設有消防供水系統，這種預防性消防設施僅適於撲滅小範圍火災。若超高層建築一旦形成規模性火災，整個內部消防水源供給系統將完全被火場包圍，其內部消防系統的控制線路、電力供給線路以及消防水箱或其它消防管線均容易被火勢損壞，從而導致高樓層的消防水源供給中斷，內部消防滅火系統失效。鑑於內部消防供水系統的局限性，超高層建築的消防作業同樣要依賴消防車等外部消防設備。長期以來，消防車等消防設備多採用離心泵提供高壓水源，由於離心泵出口壓力和流量有限，其出水壓力一般在1. 5 2ΜΙ^左右，有效揚程最大在100米左右，不能夠將水輸送至100米以上的建築物高度，無法滿足超高層建築的消防要求，先進的雙級離心泵的出水壓力雖然可達4MPa，但在此壓力條件下，水流量相對較小，無法提供足夠的水量進行消防作業。可見，現有的超高層建築消防供水難題的核心問題在於離心泵的能力不足，解決高壓、大流量的消防水源供給問題是超高層建築消防救援的關鍵所在，具有至關重要的意義。

發明內容
本發明的第一目的是提供一種高壓水輸送系統。該輸送系統能夠輸出滿足超高層建築消防需要的高壓、大流量用水。本發明的第二目的是提供一種具有上述高壓水輸送系統的供水裝置。為了實現上述第一目的，本發明提供一種高壓水輸送系統，其特徵在於，包括第一油缸、第二油缸、第一輸送缸、第二輸送缸、水箱、輸水閥以及換向機構，所述第一輸送缸和第二輸送缸的活塞分別與所述第一油缸和第二油缸的活塞杆連接，所述第一輸送缸和第二輸送缸的出水口與所述水箱連通；所述水箱為封閉式結構，在所述水箱上設置有出水口和進水口，所述輸水閥的一端在換向機構的驅動下能夠與所述第一輸送缸和第二輸送缸的出水口交替連通，另一端與所述水箱的出水口連通。優選地，所述水箱包括水箱本體和蓋板，所述蓋板封蓋於所述水箱本體頂部且墊設有密封元件。 優選地，所述水箱本體頂部的敞口周圍設有法蘭邊，所述蓋板與所述法蘭邊連接。
優選地，所述蓋板上設置有排氣閥。
優選地，所述水箱上設有液位檢測裝置，與所述排氣閥在電路上相連接；當所述液位檢測裝置獲得進水液位充滿所述水箱的信號時，發出控制信號關閉所述排氣閥。優選地，所述水箱的兩個側邊上各設置有一個進水口。優選地，所述進水口設置於所述水箱頂部的蓋板上。為了實現上述第二目的，本發明還提供一種供水裝置，包括水源設備和輸送系統， 所述輸送系統為上述任一項所述的高壓水輸送系統，所述水箱的進水口通過管路與所述水源設備連通。優選地，具體為移動式消防車或固定式消防設備。本發明所提供的高壓水輸送系統的水箱為封閉式結構，並在水箱上設置有出水口和進水口，在進行高壓水輸送作業時，所述進水口通過管路與水源連通，由於水箱封閉， 可利用所述輸送缸的活塞運動所產生自吸能力，將水源中的水連續不斷的從進水口吸入封閉式水箱，並經過加壓後，從所述水箱的出水口輸出，輸出的水流同時具備超高壓、大流量 (壓力大於lOMPa、流量大於70L/s)的優點，其理論供水高度可達900米以上，從而可徹底解決現有離心式水泵輸出壓力不足的問題，可一次性將足夠流量的水供給到超高層建築， 而無需採用多泵接力的方式；而且不依賴於建築內部的電力系統，性能安全、可靠，可用於超高層建築的消防水源供給、臨時應急生活供水及其他特定需要的場合。在一種具體實施方式
中，所述蓋板上設置有排氣閥。如此，在水箱開始進水時可打開排氣閥，使水箱與外界連通，隨著水箱內液位的不斷升高，可逐漸排盡水箱中的空氣，使水儘量充滿水箱腔體，以確保所述輸送缸的活塞運動能產生足夠的吸力，同時，還可以避免輸送缸吸入空氣而導致出水口的壓力和流量出現波動。本發明所提供的供水裝置設有上述高壓水輸送系統，由於上述高壓水輸送系統具有上述技術效果，具有該輸送系統的供水裝置也應具備相應的技術效果。


圖1為本發明所提供高壓水輸送系統的一種具體實施方式
的結構示意圖，圖中省略了水箱頂部的蓋板；圖2為圖1中所示水箱處於密封狀態時的結構示意圖；圖3為本發明所提供移動式供水裝置的結構示意圖；圖4為圖3所示移動式供水裝置的動力裝置與液壓泵組傳動連接的結構示意圖；圖5為本發明所提供固定式供水裝置的布局圖。圖1至圖5中1-1.第一油缸 1-2.第二油缸 1-3.第一輸送缸 1_4.第二輸送缸 1-5.水箱 1-5-1.水箱本體 1-5-2.蓋板 1-6.輸水閥 1-7.換向機構1_8. 輔助水箱 1-9.出水口 1-10.進水口 1-11.排氣閥 10.底盤及動力單元 11.副車架及支腿系統 12.輸送系統 13.器材箱 14.液壓系統
15.水罐 16.電氣控制系統 17.傳動軸 18.分動箱 19.液壓泵組 30.柴油機或電動機 31.固定水池
具體實施方式
本發明的核心在於提供一種高壓水輸送系統。該輸送系統能夠輸出滿足超高層建築消防需要的高壓、大流量用水。本發明的另一核心是提供一種設有上述高壓水輸送系統的供水裝置。為了使本技術領域的人員更好地理解本發明方案，下面結合附圖和具體實施方式
對本發明作進一步的詳細說明。本文中的「上、下、左、右」等表示方位的用語是基於附圖的位置關係，不應將其理解為對保護範圍的絕對限定，同理，「第一、第二」等用語僅是為了便於描述，以區分具有相同名稱的不同組成部件，並不表示先後或主次關係。請參考圖1、圖2，圖1為本發明所提供高壓水輸送系統的一種具體實施方式
的結構示意圖，圖中省略了水箱頂部的蓋板；圖2為圖1中所示水箱在帶有蓋板時的放大示意圖。如圖所示，在一種具體實施方式
中，本發明提供的高壓水輸送系統主要由第一油缸1-1、第二油缸1-2、第一輸送缸1-3、第二輸送缸1-4、水箱1-5、輸水閥1_6以及換向機構 1-7等零部件組成。第一油缸1-1和第二油缸1-2並排平行布置，第一輸送缸1-3和第二輸送缸1_4也並排平行布置，且第一輸送缸1-3內的活塞與第一油缸1-1的活塞杆連接，第二輸送缸1-4 內的活塞與第二油缸1-2的活塞杆連接，在第一油缸1-1和第二油缸1-2的活塞杆的帶動下，第一輸送缸1-3和第二輸送缸1-4的活塞可來回交替動作，輔助水箱1-8設置在上述油缸和輸送缸之間，以起到冷卻和密封等作用。水箱1-5為封閉式結構，在所述水箱上設置有出水口 1-9和進水口 1-10，水箱1_5 位於第一輸送缸1-3和第二輸送缸1-4的後端，兩輸送缸的出口與水箱1-5連通，輸水閥 1-6通過換向機構1-7安裝在水箱1-5內部，其一端在換向機構1-7的驅動下能夠與第一輸送缸1-3和第二輸送缸1-4的出口交替連通，另一端與水箱1-5上的出水口 1-9連通。水箱1-5包括水箱本體1-5-1和蓋板1-5-2，水箱本體1_5_1頂部的敞口周圍設有法蘭邊，蓋板1-5-2通過螺栓與法蘭邊相連接，將水箱本體1-5-1頂部的敞口封閉，為提高密封性能，兩者間可進一步設置密封結構並墊設密封元件(圖中未示出)，如橡膠密封圈 。進水口 1-10位於水箱1-5的兩側，由固定於水箱兩側的短管形成，短管一端與水箱1-5的內腔連通，另一端帶有法蘭盤，以便與進水管道通過螺栓進行連接。蓋板1-5-2的偏心位置安裝有排氣閥1-11，在水箱1_5開始進水時可打開排氣閥 1-11，使水箱1-5與外界連通，隨著水箱內液位的不斷升高，可逐漸排盡水箱1-5中的空氣， 使水儘量充滿水箱腔體，以確保輸送缸的活塞運動能產生足夠的吸力，同時，還可以避免輸送缸吸入空氣而導致出水口的壓力和流量出現波動。為提高排氣閥1-11動作的自動化程度，可以在水箱上設置液位檢測裝置，與排氣閥1-11在電路上相連接；當液位檢測裝置獲得進水液位充滿所述水箱的信號時，可發出控制信號關閉排氣閥。由於採用現有控制技術即可實現，這裡就不再進行詳細說明。顯然，水箱的具體結構並不僅僅局限於圖2所示的方式，還可以重新設計成其它較為適宜的形態，只要確保其具有良好的密封性能即可。在進行高壓水輸送作業時，水箱1-5的進水口 1-10通過管路與水源連通，在兩隻油缸的作用下，第一輸送缸1-3內的活塞前進時，第二輸送缸1-4內的活塞後退，同時在換向機構1-7的作用下，輸水閥1-6與第一輸送缸1-3連通，第二輸送缸1-4與水箱1-5連通。由於水箱1-5封閉，第二輸送缸1-4內的活塞後退時，產生吸力將水源中的水連續不斷的從進水口 1-10吸入封閉式水箱1-5，再吸入第二輸送缸1-4內部；第一輸送缸1-3內的活塞前進，將其內部的水壓入輸水閥1-6從出水口 1-9泵出。當第二輸送缸1-4後退至行程終端時，觸發換向控制裝置，兩隻油缸換向，同時換向機構1-7換向，使輸水閥1-6與第二輸送缸1-4連通，第一輸送缸1-3與水箱1-5連通，第二輸送缸1-4的活塞前進將高壓水壓入輸水閥1-6從出水口 1-9泵出，第一輸送缸1-3內的活塞後退將水吸入，如此循環，從而實現高壓水的連續輸送。上述輸送系統輸出的水流同時具備超高壓、大流量(壓力大於lOMPa、流量大於 70L/s)的優點，通過對輸送缸與油缸活塞的直徑比及油缸行程大小的優化設計，其理論供水高度可達900米以上，從而可徹底解決現有離心式水泵輸出壓力不足的問題，可一次性將足夠流量的水供給到超高層建築，而無需採用多泵接力的方式；而且不依賴於建築內部的電力系統，性能安全、可靠，可用於超高層建築的消防水源供給、臨時應急生活供水及其他特定需要的場合。上述高壓水輸送系統僅是一種優選方案，其具體結構並不局限於此，在此基礎上可根據實際需要作出具有針對性的調整，從而得到不同的實施方式。例如水箱1-5的進水口 1-10設置在頂部的蓋板1-5-2上等等，由於可能實現的方式較多，為節約篇幅，本文就不
再一一舉例說明。除了上述高壓水輸送系統，本發明還提供了一種供水裝置，包括水源設備和輸送系統，所述輸送系統採用上述高壓水輸送系統，所述水箱的進水口通過管路與所述水源設備的出水口連通。具體地，上述供水裝置可分為移動式供水裝置和固定式供水裝置兩種。請參考圖3、圖4，圖3為本發明所提供移動式供水裝置的結構示意圖；圖4為圖3 所示移動式供水裝置的動力裝置與液壓泵組傳動連接的結構示意圖。該移動式供水裝置主要由七大部分組成，分別為底盤及動力單元10、副車架及支腿系統11、輸送系統12、器材箱13、液壓系統14、車載式水罐15及電氣控制系統16，其中底盤及動力單元10是行駛和工作的動力源，其發動機的動力經傳動軸17傳至分動箱18，分動箱18的動力輸出端與液壓泵組19傳動連接，通過控制分動箱18可實現「行駛」與「供水工作」狀態的切換。副車架及支腿系統11作為整個上裝的支撐系統，通過連接板與底盤相連，是輸送系統12、水罐15、器材箱13及液壓系統14等的承載體。工作時根據實際情況前、後、左、右四個支腿伸出支撐整車或收起而依靠底盤輪胎的支撐作用。進行供水工作時，分動箱18切換至「供水工作」狀態，驅動液壓油泵組19提供高壓油輸出，作為驅動輸送系統12的動力，水罐15內的水經封閉式水箱左右兩側的進水口進入水箱，實現輸送系統的進水，由輸送系統12將進入其水箱的水源加壓後，經水箱內的輸水閥從由水箱的出水口輸出。這裡要著重說明的是，上述移動式供水裝置也可以改為拖掛式結構，輸送系統12 的動力系統可為單獨的柴油機或電動機，或其他任何的動力裝置驅動液壓泵組為高壓水泵送系統提供高壓油。作為另一種改進，輸送系統12的水箱可以與水罐合成為一體。這樣，輸送系統12 的輸送缸出口便可以直接從水罐15中吸水。上述移動式供水裝置採用底盤動力驅動，使用安全、方便、快捷，機動性強，既可以作為消防供水裝置(如消防車)、也可以作為臨時應急生活供水等遠距離供水裝置。請參考圖5，圖5為本發明所提供固定式供水裝置的布局圖。該固定式供水裝置採用柴油機或電動機30驅動液壓泵組19提供高壓油輸出，作為輸送系統12的驅動動力，固定水池31 (或河流、湖泊)中的水從封閉式水箱1-5左右兩側的進水口進入水箱，實現水泵系統的進水，由輸送系統12將進入其水箱的水源加壓後，從水箱的出水口 1-9輸出，適於給超高層建築專用高壓管道供水，能夠將消防用水一次性輸送到900米甚至更高的高度。可取代現有超高層建築的水泵接力供水方式，在發生火災時， 超高層建築自帶本發明提供的固定式供水裝置能迅速響應，給火災發生區域快速提供足夠流量的消防用水。以上對本發明所提供的高壓水輸送系統及供水裝置進行了詳細介紹。本文中應用了具體個例對本發明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用於幫助理解本發明的核心思想。應當指出，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以對本發明進行若干改進和修飾，這些改進和修飾也落入本發明權利要求的保護範圍內。
權利要求
1.一種高壓水輸送系統，其特徵在於，包括第一油缸、第二油缸、第一輸送缸、第二輸送缸、水箱(1-5)、輸水閥(1-6)以及換向機構(1-7)，所述第一輸送缸和第二輸送缸的活塞分別與所述第一油缸和第二油缸的活塞杆連接，所述第一輸送缸和第二輸送缸的出水口與所述水箱(1-5)連通；所述水箱(1-5)為封閉式結構，在所述水箱上設置有出水口(1-9)和進水口(1-10)，所述輸水閥(1-6)的一端在換向機構(1-7)的驅動下能夠與所述第一輸送缸和第二輸送缸的出水口交替連通，另一端與所述水箱(1- 的出水口(1-9)連通。
2.根據權利要求1所述的高壓水輸送系統，其特徵在於，所述水箱(1-5)包括水箱本體 (1-5-1)和蓋板(1-5-2)，所述蓋板(1-5-2)封蓋於所述水箱本體(1_5_1)頂部且墊設有密封元件。
3.根據權利要求2所述的高壓水輸送系統，其特徵在於，所述水箱本體(1-5-1)頂部的敞口周圍設有法蘭邊，所述蓋板(1-5- 與所述法蘭邊連接。
4.根據權利要求2所述的高壓水輸送系統，其特徵在於，所述蓋板(1-5-2)上設置有排氣閥(1-11)。
5.根據權利要求4所述的高壓水輸送系統，其特徵在於，所述水箱(1-5)上設有液位檢測裝置，與所述排氣閥(1-11)在電路上相連接；當所述液位檢測裝置獲得進水液位充滿所述水箱(1-5)的信號時，發出控制信號關閉所述排氣閥(1-11)。
6.根據權利要求1至5任一項所述的高壓水輸送系統，其特徵在於，所述水箱(1-5)的兩個側邊上各設置有一個進水口(1-10)。
7.根據權利要求2至5任一項所述的高壓水輸送系統，其特徵在於，所述進水口 (1-10)設置於所述水箱(1-5)頂部的蓋板上。
8.一種供水裝置，包括水源設備和輸送系統，其特徵在於，所述輸送系統為上述權利要求1至7任一項所述的高壓水輸送系統，所述水箱(1- 的進水口(1-10)通過管路與所述水源設備連通。
9.根據權利要求8所述的供水裝置，其特徵在於，具體為移動式消防車或固定式消防設備。
全文摘要
本發明公開了一種高壓水輸送系統，包括第一油缸、第二油缸、第一輸送缸、第二輸送缸、水箱(1-5)、輸水閥(1-6)以及換向機構(1-7)，所述第一輸送缸和第二輸送缸的活塞分別與所述第一油缸和第二油缸的活塞杆連接，所述第一輸送缸和第二輸送缸的出水口與所述水箱(1-5)連通；所述水箱(1-5)為封閉式結構，在所述水箱上設置有出水口(1-9)和進水口(1-10)，所述輸水閥(1-6)的一端在換向機構(1-7)的驅動下能夠與所述第一輸送缸和第二輸送缸的出水口交替連通，另一端與所述水箱(1-5)的出水口(1-9)連通。該輸送系統能夠應用於供水設備輸出高壓、大流量用水。本發明還公開了設有上述高壓水輸送系統的供水裝置。
文檔編號A62C31/00GK102309830SQ20111017640
公開日2012年1月11日 申請日期2011年6月28日 優先權日2011年6月28日
發明者徐國榮, 易秀明, 李建春, 李進, 陳銘 申請人:北京市三一重機有限公司