CN101617087A - 带有第二阀的湿柱式消火栓系统 - Google Patents

带有第二阀的湿柱式消火栓系统 Download PDF

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D·M·沃尔登
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D·菲利普斯
O·G·辛斯
M·J·罗斯
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Abstract

湿柱式消火栓(10)的特点为具有用于减小具有不良意图者可通过将毒素或其它材料引入到消火栓内而污染城市供水的潜在可能性的额外结构。各种实施例包括阀，在消火栓喷嘴盖旋开并且开启时和/或泵连接到喷嘴(14)时阀可封闭原本可用于接纳毒素或其它材料的消防栓或水管的部分。当水从供水流经喷嘴(14)时，这些阀优选地自动开启，但当喷嘴(14)开启且水没有流经喷嘴(14)时，这些阀封闭柱的部分。

Description

带有第二阀的湿柱式消火栓系统
技术领域
本发明的各种方面和实施例涉及湿柱式消火栓系统，其包括额外阀使得向供水引入毒素的操作更难。
背景技术
常规湿柱式消火栓系统提供到市政供水的接入使得不良意图的操作可行。湿柱式消火栓系统通常包括湿柱式消火栓和将消防栓连接到供水总管的水管。简言之，常规湿柱式消火栓包括用于联接到灭火水龙带的至少一个喷嘴。在不使用消防栓时，该喷嘴用螺纹盖隔离。消防栓还包括消防栓阀，其控制水从供水到喷嘴并经过喷嘴进入到水龙带内的流动。使用致动器螺母来打开和关闭消防栓阀，致动器螺母在基本上与喷嘴相对的消防栓的外侧。
常规地，消防栓的喷嘴可容纳至少某些流体。因此，有可能旋开螺纹盖，引入毒素，重新附连喷嘴盖并打开消防栓阀以允许毒素由于重力作用且或许在某种程度上根据伯努利原理而与市政供水连通并流入到市政供水内，因为当喷嘴盖附连时和/或当消防栓阀关闭时，来自供水的水压将不会迫使毒素从消防栓退出来。
毒素也可能是使用泵而引入到消火栓柱和供水内的。举例而言，可移除喷嘴盖并将水龙带附连到喷嘴上。可打开喷嘴阀并且使得附连到水龙带上的泵将毒素泵送入消防栓内。泵可以在充足的压力下操作以克服消火栓系统的水压(例如，60至120PSI)并污染供水。
发明内容
可在喷嘴与城市供水之间引入根据本发明的各种结构和实施例中的一或更多个，从而使得更难以、或不可能通过湿式消火栓将毒素引入到城市供水。根据本发明的各种实施例的诸如阀这样的结构允许水从供水流到喷嘴，但防止或基本上防止水或其它液体、气体或固体从喷嘴流到供水。
可将根据本发明的各种实施例的阀或其它结构引入于消防栓柱中，水管中或其它位置。它们可形成至少两大类：
(1)阀，其在逻辑上作为“与”门操作以仅当消防栓阀和至少一个喷嘴打开时开启、但在所有其它时间都关闭；以及
(2)止回阀，其当液体或气体在一个方向上流动时开启、且当液体或气体在第二方向上流动时关闭。
优选地，根据本发明的各种实施例的阀可位于消防栓上部柱与供水总管之间，供水总管可位于地下。
因此，本发明的各种实施例的目的在于，向湿柱式消火栓系统提供额外结构来减小毒素引入到供水内的可能性。
因此，本发明的各种实施例的额外目的在于，提供用于作为改进装设到(retrofit into)湿柱式消火栓系统内的结构从而减小毒素被引入到供水内的可能性。
本发明的各种实施例的额外目的在于，提供一种插置在湿柱式消火栓的喷嘴与诸如城市水管线这样的水源之间的结构，通过该结构，当至少一个喷嘴和消防栓阀开启时，水实际上从消防栓流出。
参考本文的其余部分，本发明的各种实施例的其它目的、特点和优点将会变得显而易见。
附图说明
图1示出移除了喷嘴盖且关闭了消防栓阀的常规湿式消火栓的一种形式的截面；
图2示出毒素被引入到图1的湿式消防栓的喷嘴内；
图3示出在引入毒素之后将盖放回到图1的湿式消防栓的喷嘴上；
图4示出在引入毒素并关闭喷嘴之后打开图1的消防栓的消防栓阀；
图5示出由于图1至图4所示的顺序的结果，毒素被引入到供水内；
图6示出使用泵和水龙带通过湿柱式消火栓将毒素引入到供水内；
图7示出图1的湿式消防栓，其可以是任何常规湿式消防栓，其包括根据本发明的一个实施例的第二阀的一个实施例；
图8示出根据本发明的一个实施例具有位于水管中的第二阀的图1的湿式消防栓；
图9示出包含根据本发明的一个实施例的第二阀的球体的透视图；
图10示出图9的球体的侧视图；
图11示出图9的球体的剖视图。
具体实施方式
图1示出常规湿式消火栓10。消防栓10通常包括基本上竖直的柱12和至少一个喷嘴14，在如下文大体上讨论的某些情形下，水可从水管15和/或供水总管(未图示)通过该柱12和喷嘴14，流到灭火水龙带。消防栓阀16在柱12的喷嘴14处，该消防栓阀16可控制地中断柱12与喷嘴14之间的流体流动。与喷嘴14相对处可能有操作螺母18，操作螺母18包括螺纹，该螺纹可接纳致动器杆20上的螺纹，而致动器杆20继而连接到消防栓阀16。在某些消防栓中，操作螺母18和/或喷嘴14可用盖结构封闭。操作螺母18可由消防员或其他人使用以经由致动器杆20打开消防栓阀16。消防栓10可包括更多的喷嘴14。在某些消防栓中，每个喷嘴14可用诸如螺纹盖22的盖关闭。消防栓也可包括诸如流量特征件(traffic feature)24这样的分离结构(breakawaystructure)。
在正常操作中，可按如下方式运用消防栓10来帮助灭火，向过热城镇市民和/或他们的后代、公路赛的参与者提供清爽的夏日解暑或者用于其它目的或受益人。首先，在已经移除盖22之后(参看，例如，图1)，水龙带(未图示)可连接到喷嘴14，通常以螺纹方式。然后，在连接了水龙带之后，可利用扳手来旋转操作螺母18以使致动器杆20拉动消防栓阀16上的相关部分从而开启消防栓阀16(参看，例如，图4)。当阀16打开时，水从柱12流动，经过消防栓阀16并从喷嘴14流出来，进入到水龙带内且因此朝其所需的应用或目的地流动。
但是，消防栓10也可能是歹人的注意对象，他们鲁莽地试图将毒素引入到公共供水内。自从被称作“9-11”(2001年9月11日)的日期之后恐怖活动变成备受关注的焦点时，这种担忧也日益增强。因此，在那个前导性事件之后，对于根据本发明的各种实施例的结构的需要更加显而易见，即使它们曾在本文提到的发明者之前被预见到。更具体而言，具有不良企图的人试图利用喷嘴14可容纳毒素的事实来将毒素引入到供水内。因此，如图1至图4所示，犯罪分子可旋开盖22(如图1所示)，引入毒素(如图2所示)，旋回盖22(如图3所示)并打开消防栓阀16(如图4所示)。当喷嘴14或所有喷嘴14被封闭且开启阀16时，喷嘴14中的毒素可与供水中的液体连通从而污染供水对所有与该供水连通的设施的使用者构成潜在的危害。
此外，带有泵的水龙带可能(如图6所示)连接到喷嘴14以将毒素引入到柱12和供水内。举例而言，喷嘴盖22可从喷嘴14移除且具有螺纹端部的水龙带可连接到喷嘴14。可打开阀16以允许柱12中的水与水龙带连通。水龙带可包含毒素且泵能够产生充分压力来克服柱12中水压。泵可通过水管15将毒素泵送到柱12和供水总管内，从而污染供水。
某些湿柱式消火栓系统包括截止阀，截止阀位于供水总管附近或供水总管处和/或在消防栓与供水总管之间的水管中。犯罪分子可截断水到湿式消防栓的流动，移除喷嘴盖并打开消防栓阀以使湿式消防栓中的至少某些水漏出，并将毒素引入到湿式消防栓内。犯罪分子可关闭消防栓阀并释放截止阀以允许水在供水总管与湿式消防栓之间流动，从而允许毒素与供水混合。
根据本发明的各种实施例的各种结构防止或减小了这种卑劣且可恶行为的可能性。一般而言，根据本发明各种实施例的各种结构在喷嘴14与供水总管(未图示)之间引入了物理结构，仅当喷嘴14和消防栓阀16开启时水流动通过该物理结构。替代地或组合地，这种结构可封闭喷嘴14与供水总管(未图示)之间的湿柱式消火栓系统的部分从而避免以下情况：歹人将毒素引入到柱28的上部(该上部大体上被限定为在分离结构或流量特征件24上方的柱12的区域)并允许毒素经过柱30的下部流动(该下部大体上被限定为分离结构或流量特征件下方的柱的区域)并通过水管15流到供水总管(未图示)。
根据图7至图9中所示的第一实施例，根据本发明的第二阀32以逻辑方式作为“与”门操作，逻辑操作数(logical operand)为喷嘴14和消防栓阀16二者均至少部分打开、或两者均关闭。
在图7和图8所示的实施例中，第二阀32包括支座34，支座34可为球体26的一部分、或(如图8所示)水管15中水管球体50的一部分。支座34可为任何结构，其优选地但非必定地允许将阀32作为改进装设到消防栓10或水管15。阀32还可包括限制构件36，以及位于球体26的内部33、或水管球体50内部51的O形环38以辅助形成限制构件36与支座34之间的密封。限制构件36可能以可滑动的方式或以其它方式连接到杆40和弹簧42。杆40可包括至少靠近球体26或水管球体50中部的较大直径部分以限制该限制构件36的移动。一个或更多个连接构件44、46可用于在球体26或水管球体50中定位限制构件36。球体26可连接到柱12，诸如通过移除柱的一部分并使用凸缘将球体26附连到柱上。水管球体50可连接到水管15，诸如通过移除水管15的一部分并使用凸缘将水管球体50附连到水管15上。
弹簧42和杆40可在限制构件36上引入力以与支座34形成密封来防止或基本上防止水、毒素或其它液体或固体从上部柱28流动到下部柱30或(如图8所示)从消火栓流动到供水总管。例如，在图7中，弹簧42可偏压该限制构件36，除非水或其它液体从下部消防栓部分30流动到上部消防栓部分28。如果水或其它液体从下部消防栓部分30流到上部消防栓部分28，那么水可迫使限制构件36开启，诸如通过向上压迫限制构件、并且压缩所述弹簧42抵靠着一个或更多个连接构件44、46。当水或流体不流动或不从上部柱28流到下部柱30时，弹簧42偏压该限制构件36以防止上部柱28中的流体流到下部柱30。
在图8中，弹簧42可偏压限制构件36，除非水或其他液体从水管第一部分52流到水管第二部分54。在某些实施例中，水管第一部分52可在供水总管(未图示)与水管球体50之间，并且水管第二部分54可在水管球体50与消防栓10之间。如果水或其它液体从水管第一部分52流到水管第二部分54，那么水可迫使限制构件36开启，诸如通过向上朝着水管第二部分压迫限制构件、并且压缩所述弹簧42抵靠着一个或更多个连接构件44、46。当水或流体不流动或不从水管第二部分54流到水管第一部分52时，弹簧42偏压限制构件36以防止水管第二部分54中的流体流到水管第一部分52。
限制构件36可为碟形以大体上对应于球体26和/或水管球体50的内表面，且其可包括接箍(collar)来以滑动的方式接纳杆40的部分或以其它方式连接到或安装到杆40上。
当移除喷嘴盖22并且将毒素引入喷嘴、或者使用截止阀来切断水流将毒素引入柱内，并且消防栓阀16开启时，限制构件36防止或基本上防止毒素或其它液体、固体或材料倾倒入柱12内并与供水混合。由于根据本发明的优选实施例所形成的限制构件36，道德败坏者、歹人、坏人或其他有卑劣企图的人将不能下压或刺破限制构件36来打开柱12，这对于用螺丝刀、撬棒或由具有不良企图或其它目的之人有时所采用的其它工具造成的变形或破坏起到合适的耐受作用。由于在除了水从供水总管流动和/或流经柱12的情况之外的所有情况下，限制构件36都封闭柱12或水管15，从而防止了这些犯罪行为。
凸缘可便利将球体26或水管球体50作为改进装设到消防栓10或水管15内。在某些实施例中，凸缘可选自多种开口凸缘(split flange)使得球体26或水管球体50可用于具有各种凸缘配置的各种消火栓。
如下在表格1中示出用于操作图7至图9所示的第二阀32的逻辑表，其中“O”表示“开启”且“C”表示关闭：
表1
  消防栓   O   C   O   C
  喷嘴   O   C   C   O
  第二阀   O   C   C   C
  从供水总管经过柱和/或水管的流动   是   否   否   否
  从消防栓到供水的流动   否.   否   否   否
可运用任何所需物理结构来实现符合逻辑表1的目的以产生或排除不希望的材料到消火栓内的引入。根据本发明的实施例的构件优选地为耐用材料，但也可为任何所需材料。常规地，消火栓的许多构件为青铜，且根据本发明的各种实施例的结构的至少某些或全部金属构件可由青铜或其它常规或甚至非常规的材料制成。举例而言，在某些实施例中，至少某些构件，诸如限制构件和/或支座，可由铁形成并浸渍于液态材料(诸如橡胶或塑料)中以涂覆这些构件。或者，在某些实施例中，铁构件可封装于SBR橡胶中，这个过程可防止铁构件被腐蚀或其它类型的侵蚀。这些过程也可便利限制构件与支座之间的密封，潜在地消除了对于单独垫圈的需要。在本发明的某些实施例中，限制构件、杆和连接构件可由塑料制成。
O形环可由在消火栓中使用的常规材料或非常规材料形成。弹簧可以是由具有必需的弹性、耐久性、成本和其它属性的任何所需材料形成的任何合适的弹性结构。
图9至图11示出球体100的一个实施例，球体100可容置第二阀120并与消防栓或水管集成或连接在一起。第二阀120可包括限制构件122和”O”形环124。”O”形环124和限制构件122可与支座126形成密封，支座126由球体100形成。球体100可包括阀杆102，阀杆102由连接构件104、106连接到球体100。连接构件104、106可通过在球体100的一端或两端处连接所述杆102，使得杆102保持处于相对于球体100的所需位置。球体100可包括凸缘以利用通过开口112、114的螺栓110、116而与柱或水管连接。举例而言，开口112、114中的一个或更多个可与连接到柱或水管的、或者与连接到部分柱或水管的凸缘上的开口相对准。一个或更多个螺栓110、112或其它结构可将球体100连接到柱或水管凸缘。
在不偏离本发明的范畴或精神的情况下，可对本发明的各种实施例做出修改、适应、变化、删除和添加。

Claims (27)

1.一种湿柱式消火栓系统，包括：
水管，其适于允许水流经水管；
柱，其适于至少间接地与水管相连通，柱包括分离结构；
喷嘴，其从柱延伸并与柱相连通；
消防栓阀，其适于可控制地限制喷嘴与柱之间的连通；
阀致动器，其适于允许致动消防栓阀，所述致动器包括致动器杆；以及
球体，其包括第二阀，第二阀包括：
杆，其包括扩大直径部分，扩大直径部分具有至少大于杆的其它部分的直径；
弹簧；以及，
限制构件，其适于与杆、弹簧和支座协同工作以基本上防止液体在第一方向上流动并且允许液体在第二方向上流动。
2.根据权利要求1所述的湿柱式消火栓，其特征在于，支座是球体的下部。
3.根据权利要求1所述的湿柱式消火栓，其特征在于，支座连接到柱。
4.根据权利要求1所述的湿柱式消火栓，其特征在于，限制构件基本上为碟形。
5.根据权利要求1所述的湿柱式消火栓，其特征在于，弹簧适于下推限制构件。
6.根据权利要求1所述的湿柱式消火栓，其特征在于，杆扩大直径部分限制着限制构件的移动。
7.根据权利要求1所述的湿柱式消火栓，其特征在于，第二阀还包括连接构件，用于将杆连接到球体。
8.根据权利要求1所述的湿柱式消火栓，其特征在于，球体适于作为改进而装设到消火栓内。
9.根据权利要求1所述的湿柱式消火栓，其特征在于，分离结构包括流量特征件。
10.根据权利要求1所述的湿柱式消火栓，其特征在于，第二阀至少部分地位于水管内。
11.根据权利要求1所述的湿柱式消火栓，其特征在于，水管包括球体且第二阀至少部分地位于球体内。
12.根据权利要求1所述的湿柱式消火栓，其特征在于，第二阀还包括插置在支座与限制构件之间的“O”形环。
13.根据权利要求1所述的湿柱式消火栓，其特征在于，
柱还包括在分离结构处或上方的上部柱部分和在分离结构处或下方的下部柱部分；以及，
球体位于上部柱部分与柱部分之间。
14.一种湿柱式消火栓，包括：
a.水管，其适于允许水从供水总管流经水管；
b.柱，其适于与水管连通，柱包括分离结构和球体；
c.喷嘴，其从柱延伸并与柱连通；
d.消防栓阀，其适于可控制地限制柱与喷嘴之间的连通；
e.阀致动器，其适于允许致动消防栓阀，所述致动器包括致动器杆；
f.操作螺母，其与致动器杆连通并位于与喷嘴基本上相对处，用于开启和关闭消防栓阀；以及，
g.第二阀，其位于球体中且适于在消防栓阀关闭时关闭，但在消防栓阀至少部分地开启且喷嘴至少部分地开启时允许水从供水总管流到喷嘴。
15.根据权利要求14所述的湿柱式消火栓，其特征在于，分离结构包括流量特征件。
16.根据权利要求14所述的湿柱式消火栓，其特征在于，第二阀适于在消防栓阀关闭时关闭，但在消防栓阀开启时并不必然是开启的。
17.根据权利要求14所述的湿柱式消火栓，其特征在于，第二阀包括：
杆，其包括扩大直径部分，扩大直径部分具有大于杆的其它部分的直径；
弹簧；以及
限制构件，其适于与杆、弹簧和支座协同工作来防止液体或其它材料在第一方向上流动并且允许液体在第二方向上流动。
18.根据权利要求17所述的湿柱式消火栓，其特征在于，第二阀还包括插置在支座与限制构件之间的”O”形环。
19.根据权利要求17所述的湿柱式消火栓，其特征在于，支座是球体的下部。
20.根据权利要求17所述的湿柱式消火栓，其特征在于，支座连接到柱。
21.根据权利要求17所述的湿柱式消火栓，其特征在于，第二阀还包括连接构件，用于将杆连接到球体。
22.根据权利要求17所述的湿柱式消火栓，其特征在于，弹簧适于下推限制构件。
23.根据权利要求14所述的湿柱式消火栓，其特征在于，
柱还包括在分离结构处或上方的上部柱部分和在分离结构处或下方的下部柱部分；以及
球体位于上部柱部分与所述下部柱部分之间。
24.一种湿柱式消火栓系统，包括：
a.水管，其适于允许水从供水总管流经水管，水管包括球体；
b.柱，其适于与水管连通，柱包括分离结构；
c.喷嘴，其从柱延伸并与柱连通；
d.消防栓阀，其适于可控制地限制柱与喷嘴之间的连通；
e.阀致动器，其适于允许致动消防栓阀，所述致动器包括致动器杆；
f.操作螺母，其与致动器杆连通并位于与喷嘴基本上相对处，用于开启和关闭消防栓阀；以及，
g.第二阀，其位于球体中且适于在消防栓阀关闭时关闭，但在消防栓阀至少部分地开启且所述喷嘴至少部分地开启时允许水从供水总管流到喷嘴。
25.根据权利要求24所述的湿柱式消火栓系统，其特征在于，第二阀还包括连接构件，用于将杆连接到球体。
26.根据权利要求24所述的湿柱式消火栓系统，其特征在于，球体适于作为改进而装设到消火栓内。
27.一种湿柱式消火栓，包括：
水管，其适于允许水流经水管；
柱，其适于与水管连通，柱包括分离结构；
喷嘴，其从柱延伸并与柱连通；
消防栓阀，其适于可控制地限制柱与喷嘴之间的连通；
阀致动器，其适于允许致动消防栓阀，所述致动器包括致动器杆；以及，
球体，其包括第二阀，第二阀包括：
杆，其包括扩大直径部分，扩大直径部分具有至少大于杆的其它部分的直径；
弹簧；以及
限制构件，其适于与杆、弹簧和支座协同工作来基本上防止液体朝向供水总管流动并允许液体从供水总管向喷嘴流动。
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PB01 Publication
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SE01 Entry into force of request for substantive examination
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WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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