CN101569782B

CN101569782B - 可折叠水力自摆消防水炮

Info

Publication number: CN101569782B
Application number: CN2009101153910A
Authority: CN
Inventors: 胡国良
Original assignee: East China Jiaotong University
Current assignee: East China Jiaotong University
Priority date: 2009-05-22
Filing date: 2009-05-22
Publication date: 2011-07-27
Anticipated expiration: 2029-05-22
Also published as: CN101569782A

Abstract

本发明公开了一种可折叠水力自摆消防水炮。它包括炮头、手柄操作机构、出水弯管、定位锁紧机构、进水弯管、立轴、连杆座I、连杆I、蝶形螺栓、连杆II、连杆座II、滑块锁紧机构、滑块、圆形传动盘、叶轮、驱动壳体、锥齿轮I、锥齿轮II、炮座、水平锁紧机构、底板、支脚定位机构和支脚。压力水驱动叶轮转动，带动一对啮合的锥齿轮，将水平转动传递到竖直方向，并由滑块、圆形传动盘、连杆、进水弯管组成一个曲柄连杆机构，带动炮头摆动。该水炮可以一定的俯仰角度和摆动频率进行喷射，覆盖范围广；操作机动灵活，无需人工干预；折叠后占地面积小，便于储藏搬运。特别适用于移动性强且接近困难的灭火场合。

Description

可折叠水力自摆消防水炮

所属技术领域

本发明涉及一种消防器材，尤其涉及一种可折叠水力自摆消防水炮。

背景技术

消防水炮是将一定压力及一定流量的水，通过能量转换，将势能转换成动能，以很高的速度从炮头喷嘴中喷出，形成射流从而起到扑灭一定距离外火灾的消防设备。它具有在火场辐射热、爆炸危险、有毒浓烟区之外的安全区域施行远距离灭火、冷却保护以及灭火效率高、威力大等特点，是消防实战中运用最为广泛的一种灭火装备。

按照动力源的不同来分类，消防水炮一般可分为液控消防水炮、电控消防水炮和水力自摆消防水炮三大类。液控消防水炮的俯仰操作机构和水平回转机构由液压马达来驱动，并通过液压方向阀来进行换向，需要有额外的液压油源来提供动力，整个机构稍显复杂；电控消防水炮的俯仰操作机构和水平回转机构一般通过步进电机驱动蜗轮蜗杆传动机构来实现，由于驱动机构中存在电器元件，容易在喷水时因受水淋而失效或损坏。水力自摆消防水炮是借助于灭火现场最常用的压力水源来驱动的消防水炮，它可在一定区域内，针对特定的目标，以一定的俯仰角度和摆动频率进行直流和喷雾喷射，以达到灭火、冷却、稀释、保护等多种功效。

目前比较常用的水力自摆消防水炮主要有三种形式。第一种是液压传动式，即利用液压换向水阀带动水液压缸作来回运动，实现消防水炮的左右摆动。这种驱动形式结构较简单，摆动角度和摆动频率调节方便，但由于采用液压元件，对水质要求较高，而且要求液压传动元件具有防腐能力。第二种是水轮机带动换向阀式，由水轮机带动涡轮副来驱动换向阀转动，然后通过换向阀来驱动水缸作来回运动，从而实现消防水炮自摆。这种结构的特点是通过对换向阀的专门设计，使其降低对使用介质的要求，另外通过水轮机带动涡轮副，增大了换向阀转动力，可防止换向阀卡死。这两种驱动形式的自摆消防水炮由于采用了液压传动元件，使得整个系统重量较重，不便于移动，只适合于在固定灭火系统中使用。第三种是水轮机带动曲柄连杆机构式，即分流部分压力水驱动设置在旁通道的水轮机，然后带动蜗轮副和曲柄连杆机构，实现消防水炮的自摆。这种结构的特点是摆动角度较大，但较为笨重，也不便于移动，不适合灵活机动的消防作战需要。

发明内容

为了克服背景技术所述的消防作战过程中存在的问题及满足消防灭火的实际使用要求，本发明提供一种可折叠水力自摆消防水炮，采用本发明可使消防人员从繁琐和危险的手动操作中解放出来，达到快速扑灭火灾和有效保护人员生命安全的目的。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案包括：炮头、手柄操作机构、出水弯管、定位锁紧机构、进水弯管、立轴、连杆座I、连杆I、蝶形螺栓、连杆II、连杆座II、滑块锁紧机构、滑块、圆形传动盘、叶轮、驱动壳体、锥齿轮I、锥齿轮II、炮座、水平锁紧机构、底板、支脚定位机构和支脚。驱动壳体与水带管牙接口螺纹连接，通过快速接口可与消防水带连接。压力水通过接口进入驱动壳体的流道，对叶轮产生一动量矩，推动叶轮旋转。叶轮旋转带动与之相连的锥齿轮I转动，锥齿轮II与锥齿轮I啮合，将水平方向的运动传递到竖直方向。锥齿轮II通过锥齿轮轴与圆形传动盘螺纹连接，带动圆形传动盘进行回转运动。圆形传动盘上面开有滑槽，滑槽中放置一滑块，滑块可在滑槽中移动，相当于臂长可调的偏心轮。滑块锁紧机构可锁紧定位滑块，滑块锁紧机构的推杆与连杆座II连接，连杆座II与连杆II螺纹连接，连杆座I与连杆I螺纹连接，连杆I和连杆II通过中间的蝶形螺栓连接构成整个自摆机构的连杆。进水弯管通过立轴与连杆座I连接。进水弯管、出水弯管及炮头相连接，构成了曲柄摇杆机构的摆杆，通过水力便可带动炮头一起摆动，实现水力自摆。炮座的进水口处配有法兰，通过螺栓与驱动壳体的法兰连接，并用橡胶垫密封。压力水通过驱动壳体的流道进入炮座的流道。炮座内有供水流动的通道，其出水口处内表面开有两道环形槽；进水弯管的内部设有供水流动的通道，其进水口轴线与出水口轴线相垂直，并在其进水口处外表面开有两道环形槽，而在出水口处内表面开有两道环形槽；出水弯管的内部也设有供水流动的通道，并在其进水口处外表面开有两道环形槽，而在出水口处外表面攻外螺纹与炮头刚性连接。进水弯管通过炮座的出水口处内表面的环形槽、槽内的钢球以及进水弯管的进口处外表面的环形槽与炮座实现水平面内的转动连接，并通过水平锁紧机构实现水平方向的回转及定位；出水弯管通过进水弯管出口处内表面的环形槽、槽内的钢球以及出水弯管进水口处外表面的环形槽与进水弯管实现垂直面内的转动，并通过定位锁紧机构实现俯仰定位锁紧；支脚定位机构能使四个支脚折叠和打开；手柄操作机构控制俯仰角度的调整，可实现折叠和打开。

本发明与背景技术相比，具有的有益效果是：

(1)该消防水炮与其它同类产品的最大不同之处在于其自摆装置，通过叶轮和一对相互啮合的锥齿轮带动曲柄摇杆机构驱动炮头以相应的摆角摆动。该水炮摆角大小可调，覆盖范围广；操作机动灵活，无需人工干预；移动性强，特别适用于人员接近困难、火情复杂的场合。

(2)该消防水炮整体结构紧凑、外观美观；重心低，稳定性好，使用过程中产生的后座力小，不会倾翻；通过相应的操作机构可快速的对消防水炮进行打开、折叠、定位锁紧及调整水炮俯仰角度和摆动频率等操作，满足消防作战实际使用要求。

附图说明

图1是本发明的结构原理示意图。

图2是图1的俯视图。

图3是本发明的自摆装置。

图4是本发明折叠后的结构示意图。

图5是本发明折叠后的结构示意图的俯视图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

如图1、图2和图3所示，本发明包括炮头(1)、手柄操作机构(2)、出水弯管(3)、定位锁紧机构(4)、进水弯管(5)、立轴(6)、连杆座I(7)、连杆I(8)、蝶形螺栓(9)、连杆II(10)、连杆座II(11)、滑块锁紧机构(12)、滑块(13)、圆形传动盘(14)、叶轮(15)、驱动壳体(16)、锥齿轮I(17)、锥齿轮II(18)、炮座(19)、水平锁紧机构(20)、底板(21)、支脚定位机构(22)和支脚(23)。

本发明的工作原理如下：

该消防水炮使用时，首先将支脚定位机构打开，将前、后支脚分别展开至到各自的限位处；然后关闭支脚定位机构，让前、后支脚锁定在展开的固定位置。接着调整手柄操作机构，让炮头转动到出水方向与地面成+30°～+70°之间方向的一个适当位置并锁住。再松开水平锁紧机构，让进水弯管转动180度并锁住水平锁紧机构，于是炮头就转到与炮座进水口相反的位置。然后转动连杆I和连杆II，拧下蝶形螺栓，将连杆I的端部插入推杆II的相应轴孔中，再将蝶形螺栓拧入使得连杆I、连杆II连接在一起，至此该消防水炮的展开动作全部完成。接着可松开滑块锁紧机构中的推杆，通过调整滑块的位置，即调整四连杆机构曲柄的长度来改变炮头的摆角范围，使其适应当时的火情。最后只要通过炮座的快速进水口与消防水带连接好，就可实施喷水灭火动作。

自摆装置中的原动力是靠驱动壳体主流道中的压力水对叶轮的冲击作用产生转矩，来驱动一对相互啮合的锥齿轮，将水平转动传递到竖直方向。竖直方向的锥齿轮的输出轴与圆形传动盘螺纹连接，带动圆形传动盘作相应转动。圆形传动盘上面开有滑槽，滑块在滑槽中的位置可以调整，并通过滑块锁紧机构固定在滑槽中，滑块锁紧机构中的推杆与连杆销钉连接，圆形传动盘的转动带动由圆形传动盘、滑块、连杆、进水弯管组成的四杆机构运动，从而使作为摆杆的进水弯管及炮头一起以相应的角度摆动，达到自摆的目的。当滑块位于传动板中心时，曲柄的臂长为零，此时摆动停止。

灭火完后消防水炮的快速折叠过程如下：首先松开蝶形螺栓，使得连杆1、连杆2断开；然后松开水平锁紧机构，让进水弯管转动180度，炮头也就随之转到了与炮体进水口相同的方向；接着松开水平锁紧机构，让炮头转到水平位置；其次将手柄操作机构转到水平位置；接着松开支脚定位锁紧机构，将前、后支脚也旋转到水炮的进水口方向，并固定好；最后将所有的锁紧手柄和锁紧装置锁定，就完成了整个消防水炮的折叠过程。

图4所示为消防水炮的折叠图，图5所示为消防水炮折叠后的俯视图，折叠后的消防水炮占地空间小，便于搬运和储藏。

Claims

1.一种可折叠水力自摆消防水炮，其特征在于包括：炮头(1)、手柄操作机构(2)、出水弯管(3)、定位锁紧机构(4)、进水弯管(5)、立轴(6)、连杆座I(7)、连杆I(8)、蝶形螺栓(9)、连杆II(10)、连杆座II(11)、滑块锁紧机构(12)、滑块(13)、圆形传动盘(14)、叶轮(15)、驱动壳体(16)、锥齿轮I(17)、锥齿轮II(18)、炮座(19)、水平锁紧机构(20)、底板(21)、支脚定位机构(22)和支脚(23)；驱动壳体(16)与水带管牙接口螺纹连接，通过快速接口可与消防水带连接；压力水通过接口进入驱动壳体的流道，对叶轮(15)产生一动量矩，推动叶轮(15)旋转；叶轮(15)旋转带动与之相连的锥齿轮I(17)转动，锥齿轮II(18)与锥齿轮I(17)啮合，将水平方向的运动传递到竖直方向；锥齿轮II(18)通过锥齿轮轴与圆形传动盘(14)螺纹连接，带动圆形传动盘(14)进行回转运动；圆形传动盘(14)上面开有滑槽，滑槽中放置一滑块(13)，滑块(13)可在滑槽中移动，相当于臂长可调的偏心轮；滑块锁紧机构(12)可锁紧定位滑块(13)，滑块锁紧机构(12)的推杆与连杆座II(11)连接，连杆座II(11)与连杆II(10)螺纹连接，连杆座I(7)与连杆I(8)螺纹连接，连杆I(8)和连杆II(10)通过中间的蝶形螺栓(9)连接构成整个自摆机构的连杆；进水弯管(5)通过立轴(6)与连杆座I(7)连接；进水弯管(5)、出水弯管(3)及炮头(1)相连接，构成了曲柄摇杆机构的摆杆，通过水力便可带动炮头(1)一起摆动，实现水力自摆。

2.根据权利要求1所述的一种可折叠水力自摆消防水炮，其特征在于：炮座(19)的进水口处配有法兰，通过螺栓与驱动壳体(16)的法兰连接，并用橡胶垫密封；压力水通过驱动壳体(16)的流道进入炮座(19)的流道；炮座(19)内有供水流动的通道，其出水口处内表面开有两道环形槽；进水弯管(5)的内部设有供水流动的通道，其进水口轴线与出水口轴线相垂直，并在其进水口处外表面开有两道环形槽，而在出水口处内表面开有两道环形槽；出水弯管(3)的内部也设有供水流动的通道，并在其进水口处外表面开有两道环形槽，而在出水口处外表面攻外螺纹与炮头(1)刚性连接；进水弯管(5)通过炮座(19)的出水口处内表面的环形槽、槽内的钢球以及进水弯管(5)的进口处外表面的环形槽与炮座(19)实现水平面内的转动连接，并通过水平锁紧机构(20)实现水平方向的回转及定位；出水弯管(3)通过进水弯管(5)出口处内表面的环形槽、槽内的钢球以及出水弯管(3)进水口处外表面的环形槽与进水弯管(5)实现垂直面内的转动，并通过定位锁紧机构(4)实现俯仰定位锁紧；支脚定位机构(22)能使四个支脚(23)折叠和打开；手柄操作机构(2)控制俯仰角度的调整，可实现折叠和打开。

3.根据权利要求1所述的一种可折叠水力自摆消防水炮，其特征在于：支脚定位机构(22)及支脚(23)下面连有底板(21)。