CN101432487A - 改型带有二级阀的消防栓 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于改型带有附加结构的消防栓的方法和设备，用于降低不法分子通过将毒素或其他材料引入到消防栓来污染城市供水的可能性。各种实施例包括底座和伸长构件，用于高效低成本的安装以及与阀的配合，当消防栓管口盖没有扭紧开启时，这些阀隔离了消防栓的部分，否则毒素或其它材料的进入是可能的。

Description

改型带有二级阀的消防栓

相关申请的交叉引用

本申请要求美国专利申请第U.S.S.N.11/367,289号，名称为“RetrofittingA Fire Hydrant With A Secondary Valve”，2006年3月2日递交的优先权，在此将其全文并入，作为参考。

【技术领域】

本发明的各个方面和实施例涉及改型带有附加阀的消防栓，从而使得将毒素引入供水的任务更为困难。

【背景技术】

传统的消防栓提供了以某种方式进入城市供水的通道，这种方法可运行地被不法分子所意识。简单地说，传统的消防栓包括至少一个用于结合到灭火水龙带的管口。消防栓未被使用时，螺帽隔离了该管口。该消防栓还包括一消防栓阀，其控制水流从供水流向并通过消防栓、通过管口，并流入消防软管。

传统上，在管口和消防栓阀之间、并位于消防栓较低部分的消防栓套筒容纳了数加仑液体。相应地，也可能拧开管口盖，引入数加仑的毒素、重新盖上管口盖并打开消防栓阀，用以通过重力以及可能至少在一定程度上通过伯努利原理，允许毒素与供水混合引入到城市供水，因为当管口盖合附装时，供水的水压不能迫使毒素流出消防栓。

相应地，在名称为“Fire Hydrant With Second Valve，”的美国专利申请U.S.S.N.11/265,051中(其是名称为“Fire Hydrant With Second Valve，”的美国专利申请U.S.S.N10/309,646的延续部分)，它们的所有内容在此处并入作为参考，一底座通过使用胶合剂或机械装置固定在消防栓的内腔中。一阀结构在管口和消防栓阀之间引出，并与底座配合使得通过消防栓将毒素引入到供水变得更加困难或没有可能。阀结构阻止了或基本上阻止了水流经该阀，从而在管口打开而消防栓阀关闭时，隔离消防栓套筒的一部分。一般来说，该阀结构包括二级阀、一底座、以及偏置结构。

改型带有二级阀的消防栓可以通过移开消防栓套筒、插入二级阀并通过胶合剂或如螺钉的机械装置将底座固定在消防栓体上来实现。尽管这是安装二级阀的有效方法，但改型带有二级阀的消防栓需要其他更廉价、更有效的方法。

【发明内容】

根据本发明的各种结构和实施例中的一种或多种可利用改型带有附加阀的消防栓，使得改型过程更有效并且更廉价。根据本发明的各种实施例的结构，例如嵌入物，可以实现在消防栓内快速安装附加阀，用以当管口打开而消防栓阀关闭时隔离消防栓套筒的一部分，从而节省了时间和金钱。根据本发明的各种实施例的嵌入物或其他结构，在安装附加阀时，优选地被引入在消防栓内的最低管口和主消防栓阀之间。

根据本发明的各种方面和实施例，嵌入物可能包括一阀座、一伸长构件和一法兰部分。安装二级阀时，消防栓的上部被移开，二级阀被安装，底座沿着伸长构件和法兰部分被定位。

因此，本发明的各种实施例的目的是提供改型消防栓的结构，以降低毒素被引入供水的可能性。

本发明的各种实施例的另外目的是提供用于消防栓的附加结构的快速安装，以降低毒素被引入供水的可能性。

本发明的各种实施例的另外目的是提供适用于轻易地安装在消防栓套筒内的一阀座，并且其能与一阀配合用以限制消防栓套筒内的水在一定条件下的流动。

本发明的各种实施例的其他目的、特征、以及优点通过下述说明将变得更加的显而易见。

【附图说明】

图1图示了传统消防栓管口盖被移开消防栓阀关闭的横断面。

图2图示了图1中毒素被引入到消防栓的管口。

图3图示了图1中毒素被引入后管口盖重新盖上消防栓的管口。

图4图示了图1中毒素被引入且管口关闭后打开消防栓的消防栓阀。

图5图示了依照图1一图4所示顺序毒素被引入供水。

图6图示了图1中的消防栓，其可以是任意的传统消防栓。根据本发明的一优选实施例，它包括二级阀、底座和伸长构件构成的实施例。

图7图示了根据本发明的一实施例图6的底座和伸长构件。

图8图示了根据本发明的一实施例改型带有二级阀的消防栓的另一实施例。

图9根据本发明的一实施例图示了改型带有二级阀的消防栓的可做选择的一实施例。

【具体实施方式】

图1图示了传统的消防栓10。消防栓10典型地包括基本垂直的套筒12，在一定情况下水可通过套筒12从水总管流向灭火水龙带，下文将详细描述。套筒12的一端为消防栓阀14，其可控制地中断供水16和套筒12之间的流体流动。套筒12的上端可发现一盖结构18，其包括，例如壳盖20和在壳盖内旋转的操作螺母22。操作螺母22包括用于接受驱动杆24上螺纹的螺纹，该驱动杆24反过来连接到消防栓阀14。不仅盖结构18套筒12的顶部用以阻断水的流动，而且操作螺母22可以被消防员或其他人用来打开经过驱动杆24的消防栓阀14。消防栓10包括至少一个管口26，也可以包括更多管口26。每个管口26可关闭盖28如螺纹盖。消防栓可包括例如通行部件30的断开结构。

在正常运作中，消防栓10可以按如下方法用来帮助灭火，为过热的本地居民和/或他们的儿女提供凉爽夏季，参与道路竞赛，或者为了其他目的或受益者。首先，水龙带(未图示)连接到管口26上，通常在在盖28被移开后以螺纹方式(例如，如图1所示)。然后，在水龙带连接后，操作螺母22可用绕扳旋转使得驱动杆24压在消防栓阀14的相应部分从而打开消防栓阀14(例如如图4所示)。当阀14打开时，水从供水16流经消防栓阀14，再经套筒12，流出管口26，流入水龙带，并相应地达到其期望应用或目的地。

然而，消防栓10也同样可成为不法分子关注的目标，他们鲁莽地试图将毒素引入公共供水中。这样的关注自从被大家熟知的“9-11”(9月11日，2001年)之后变得更高了，当时恐怖活动成了高度关注的焦点。相应地，根据本发明的各种实施例的结构的需求在那件导火事件后变得更加明显，尽管事先本专利的发明者已经对此已有预见。更特别的是，不法分子可试图利用管口26和消防栓阀14之间的消防栓10的套筒12可以容纳数加仑液体或固体材料的事实把毒素引入供水16。相应地，如图1—图5所示，不法分子可以如图1所示拧开盖28，如图2所示引入毒素，如图3所示把盖拧回，并如图4所示打开消防栓14。当管口26或所有管口26被隔离并且阀14打开时，套筒12中的液体或固体毒素可以与供水16中的液体混合从而污染供水16，如图5所示，从而潜在地损害所有与该供水16有关的人们。

根据本发明的各种实施例的各种结构阻止或减少了这种不齿和直接受谴责行为的可能性。通常，本发明的各种实施例的各种结构在管口26和消防栓阀14之间引入物理结构，通过其仅当管口26和消防栓阀14打开时水流动。作为选择地或者结合地，这种结构可以隔离在管口26下的套筒12的部分，从而迫使至少一部分不法分子(如果不是全部的话)不能在关闭管口26并打开阀14之前在可利用空间装入毒素。根据图6所示的第一个实施例，根据一种观点，本发明的二级阀32可被看作在以与门的逻辑方式运行，管口26和消防栓阀14的局部开放(或者否则当水压施加通过套筒12到管口26)作为逻辑操作数，从而阻止不法分子或其他人将毒素引入消防栓10中的机会。

在图6所示的实施例中，二级阀32包括一底座34，它以一种允许阀32被改型到消防栓10的方式安装在套筒12上。底座34可以通过一伸长构件39被支撑。正如下面更详细地描述，在一个实施例中，伸长构件39辅助了改型带有二级阀32的消防栓。阀32与底座34配合，用于当满足一定条件时，阻断套筒12内的水和其他液体的流动。阀32优选为盘形，用来大致对应套筒12的内表面。在其他实施例中，阀32可以是矩形、正方形、或任意尺寸和形状，以与底座34配合阻断水的流动。此外，底座34和阀32可以隔离套筒12的部分用以阻止或使得毒素引入套筒12的隔离部分更困难。在图6所示的实施例中，底座34也包括一个“O”型环或方形环38，其一方面帮助于在底座34和套筒12之间形成密封，另一方面封闭底座34和阀32。

底座34优选由黄铜制成或替代地由任意金属、塑料、或橡胶制成，这些材料与阀32配合用以阻断水的流动并抵抗由于间断地或长期地暴露在水里引起的腐蚀。套筒12优选采用铸铁制成或替代地由任意金属或刚性材料制成，其提供了必要的强度用以抵抗必要时相对较高的内部水压，并且长时间地抵抗外部气候变化。该“O”形环或方形环38优选地用橡胶制成或替代地由在底座34、套筒12和阀32之间提供密封的任意材料制成。

偏置结构40可被设置于将阀32偏置于“O型环”或方形环38或底座34。偏置结构40可以包括下面中的任意一种：任意弹性构件，例如，举例来说，包括但不限于弹簧，如期望所塑形或加工的弹性材料的任意形式，以及/或用于应用到阀32的重量，用于通过重力偏置。如下文所述，如果阀32联接到驱动杆24上用于以对应于杆24移动的一种方式移动，例如被安装在杆24上。当管口盖28被移开且管口26打开时，阀32阻止或基本阻止毒素或其他液体、固体或原料被注入到管口26下的套筒12中。罪犯、恶徒或其他带有不轨企图或想法的人不能压开或刺穿阀32来通过阀32打开套筒12，该阀根据发明的优选实施例加工，其提供了适当的阻力于例如螺丝刀、撬杠或带有不良企图或其他目的的人偶尔所使用的工具造成的变形或破坏。由于二级阀32除了水从供水16经过管口26往外流的所有情况下隔离了套筒12，这种犯罪行为被阻止了。

根据另一个实施例，阀32安装在杆24上用以与杆24移动。在该实施例中，阀32相对于底座34的底部或者底座34下的O型环或方形环38，从而当并且仅当杆24往下移动时二级阀打开，也就意味着消防栓阀14是开启的。在该实施例中，二级阀32不同于实施例1的阀，当消防栓阀14打开而管口26关闭时，至少理论上打开到一定程度。作为实际问题，既然盖28位于管口26上阻止了不期望的材料引入消防栓10中，这使得其没有什么区别。

参考图7，其图示了底座34和伸长构件39的具体实施例。在一个实施例中，底座34可以是沿着开口的凸缘，用以允许水或液体在阀14和二级阀32打开时流动。底座优选地连接到伸长构件39，其从底座34在一个方向上延伸。伸长构件39优选包括圆柱部分42和法兰部分43，其相对于圆柱部分44向外延伸。在一个实施例中，圆柱部分42通常对应于消防栓体12的内腔，并且基本是空心的，用以允许水流在一定条件下流动。伸长构件39可以选择地包括沿着伸长构件长度的任意数量的孔，并包括任意数量的伸长部分，其辅助于底座34的安装。伸长构件39和法兰部分43优选采用黄铜制成或替代地由为底座34的安装提供了必要辅助的任意刚性材料，并通过与套筒12的相通固定底座34。

图8所示的是根据本发明的一个实施例的改型过程。断开结构或通行部件30上的消防栓体12的上部41被移开。在本发明的一个实施例中，阀32被安装在消防栓体12的内腔中。在本发明的另一个实施例中，阀32、偏置结构40、以及/或者“O型环”38被安装在消防栓主体12的内腔中。底座34和伸长构件39然后被安装在消防栓体12的上部41内。底座34被安装在一位置用于与阀32配合，用以在满足一定条件时阻断套筒12内水的流动。伸长构件39的圆柱部分42安装邻接于在消防栓体上部41的内腔44，并延伸到断开结构或通行部件30。法兰部分43适于被安装在消防栓体上部41的套筒12和断开结构或通行部件30之间。消防栓体上部41然后重新附在断开结构或通行部件30上。

图9所示的是本发明的另一个实施例的改型过程。安装者移开盖结构18用以安装二级阀32。底座34和伸长构件39与位于适当位置的底座34一起安装，用以与阀32配合以在满足一定条件下阻断套筒12内水的流动。伸长构件39在盖结构18的方向上扩展，并且包括一圆柱部分42和法兰部分43。圆柱部分42具有一开口46，用以允许水流向管口26。法兰部分43被定位以使得当盖结构18重新合上时保持在原位。然后安装二级阀并重新合上盖结构18。

可以采用任何期望的物理结构用以产生或阻止不期望的材料被引入到消防栓。根据本发明的实施例的元件优选为耐用材料，但也可以为任何期望材料。对于消防栓的很多元件而言，传统上是青铜，并且根据本发明的各种实施例，结构的金属元件全部或至少有一些可以由青铜或其他传统或非传统材料加工成。举例来说，在一些实施例中，至少一些元件，例如阀以及/或者底座以及伸长构件，可以由铸铁构成并浸入或涂覆液体材料，例如橡胶或塑料。作为选择地，在一些实施例中，铸铁元件可以封装在SBR橡胶中或者涂覆粉末。这种过程可以保护铸铁元件不受到腐蚀或其他类型的腐化。这种过程也同样有利于阀和底座之间的密封，潜在地消除了对独立密封圈的需求。

O型环或方形环可以由消防栓中使用的传统材料或非传统材料加工成。可构成偏置结构40的适当的弹性结构，例如弹簧，可由任何期望材料加工而成，这些材料具有必要的弹性模量、耐用性、成本和其他特性。

在不脱离本发明保护范围的情形下，本领域的一般技术人员，可以根据本发明的各种实施，对本发明进行修改、调整、改变、删除、以及增加。

Claims (21)

1.一种用于改型带有二级阀的消防栓的方法，包括：

(a)选择一消防栓，其被安装在供水系统中并在系统中被使用，消防栓包括一出口、一内腔以及一初级阀；

(b)临时移开消防栓的一部分，以允许通入到内腔用于引导改型；

(c)将二级阀安装在初级阀和出口之间的消防栓的内腔内，该二级阀适于与嵌入物配合以形成二级阀，该二级阀适于阻止液体流向初级阀；

(d)将嵌入物安装在初级阀和出口之间的消防栓的内腔内，该嵌入物包括在基本不透水的关系下适于与二级阀匹配的底座，以及用于在消防栓的内腔中将底座定位在一期望位置的伸长部分；以及

(e)重新连接被临时移开的消防栓的一部分，或者连接相应的结构，用以将消防栓恢复运转。

2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括，将嵌入物安装在消防栓的内腔中，其中伸长构件包括一圆柱部分和相对圆柱部分向外延伸的一法兰部分。

3.根据权利要求2所述的方法，进一步包括，将嵌入物安装在消防栓的内腔中，其中法兰部分适于安装后将嵌入物保持在一位置。

4.根据权利要求2所述的方法，进一步包括，将嵌入物安装在消防栓的内腔中，其中圆柱部分被设置为允许液体的流动。

5.根据权利要求2所述的方法，进一步包括，将嵌入物安装在消防栓的内腔中，其中底座适于与二级阀配合，用以阻断消防栓套筒内的液体的流动。

6.根据权利要求1所述的方法，进一步包括，将嵌入物安装在消防栓的内腔中，其中底座是带有一开口的一凸缘，用于当二级阀打开时允许液体流动。

7.根据权利要求1所述的方法，进一步包括，移开消防栓的上部。

8.根据权利要求1所述的方法，进一步包括，重新合上消防栓的上部。

9.根据权利要求1所述的方法，进一步包括，改型带有二级阀的消防栓，其中二级阀在初级阀打开时适于打开，在初级阀关闭时适于关闭。

10.一种改型带有二级阀的消防栓，消防栓包括：

带有一内腔的一套筒；

用于可控制地允许液体从管道流动的一初级阀；

用于可控制地允许液体流经套筒的二级阀；以及

用于将二级阀定位在消防栓中的嵌入物，该嵌入物包括：

一底座，用于当二级阀在关闭位置时，在二级阀密封消防栓的内腔；

一伸长构件，其从底座延伸以将底座定位在初级阀和出口之间，其中伸长构件基本上中空以允许液体的流动；以及

一法兰部分，其从该伸长构件延伸以通过与消防栓的套筒的配合将底座保持在位置。

11.根据权利要求10所述的消防栓，其中伸长构件包括一圆柱部分和相对于圆柱部分往外延伸的一法兰部分。

12.根据权利要求10所述的消防栓，其中法兰部分适于在安装后将嵌入物保持在一位置。

13.根据权利要求10所述的消防栓，其中伸长构件在伸长构件的侧面具有一开口，以与消防栓管口基本对齐并适于液体的流动。

14.根据权利要求10所述的消防栓，其中底座是带有一开口的凸缘，用于当二级阀打开时，允许液体流动。

15.根据权利要求10所述的消防栓，其中当初级阀打开时二级阀适于打开，当初级阀关闭时关闭。

16.根据权利要求10所述的消防栓，其中当初级阀关闭时二级阀适于关闭，但是当初级阀打开时不必打开。

17.一种改型为带有二级阀的消防栓，消防栓包括：

带有一内腔的一套筒；

用于可控制地允许液体从管道流出的一初级阀；

用于可控制地允许液体流经套筒的二级阀；以及

用于将二级阀定位在消防栓中的嵌入物，该嵌入物包括：

一底座，用于当二级阀在关闭位置时，在二级阀上密封消防栓的内腔；

一伸长构件，其从底座延伸以将底座定位在初级阀和出口之间，其中伸长构件基本上中空以允许液体的流动；以及

一法兰部分，其从该伸长构件延伸以通过与消防栓的套筒的配合将底座保持在位置；以及

其中，当初级阀打开时二级阀打开，当初级阀关闭时关闭。

18.根据权利要求17所述的消防栓，进一步包括，一伸长构件，其在伸长构件的侧面带有一开口，以与消防栓管口基本对齐并适于液体的流动。

19.根据权利要求17所述的消防栓，其中法兰部分适于在安装后将嵌入物保持在一位置。

20.根据权利要求17所述的消防栓，其中底座是带有一开口的凸缘，用于当二级阀打开时，允许液体流动。

21.根据权利要求17所述的消防栓，其中当初级阀关闭时二级阀适于关闭，但是当初级阀打开时不必打开。

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