CN101721782B - 一种消防水炮的水力自摆控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种消防水炮的水力自摆控制系统，包括水液压缸、水道垫板、水力换向阀及机械反馈装置，其中水液压缸由缸体、活塞、活塞杆及缸体端盖等组成，水力换向阀由阀芯、阀体、定位端盖、端盖垫片等组成，机械反馈装置由碰头、碰撞块、调节手柄及传动支架等组成。当阀芯位于阀体左位时，缸体左腔进水，活塞杆向右运动，当活塞杆运动到一定位置时，位于左边的碰撞块压住碰头堵住出水口，阀体左腔压力升高，推动阀芯向右运动，当阀芯运动到阀体右位时，缸体右腔进水，活塞杆向左运动。在水力作用下该控制系统可驱动活塞杆来回运动，从而带动炮头以一定的角度和摆动频率进行喷射，覆盖范围广，特别适合大空间及消防人员难以接近的场合。
Description
技术领域
本发明涉及一种消防水炮，尤其涉及一种消防水炮的水力自摆控制系统。
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，它一般由炮座、炮身及炮头组成。在火灾场所通常要求消防水炮能大范围覆盖火场区域，传统的消防水炮常采用手柄或手轮转动炮身来进行大范围的灭火操作，此时炮头相对炮身固定不动。这类消防水炮具有成本低，容易实现等优点，在消防车和码头等场所使用广泛，但是手动变换方式在消防水炮高架时或者消防作战人员不能接近的场合(如有毒、易爆、火势太大等场所)无法实施，结果必然造成扑救不力甚至造成严重事故。
此外，改变消防水炮炮头喷射方向也是扩大水柱覆盖区域的一种有效方法。目前常用于水炮炮头方向改变的控制方法一般有两种：一种是水轮机带动换向阀式，即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。该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，只适合于在固定灭火系统中使用。第二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主通道或旁通道的水轮机，然后带动蜗轮副和曲柄连杆机构，实现消防水炮的自摆。这种自摆结构的特点是炮头水平摆动角度较大，但消防水炮整理结构较为笨重，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水炮自摆控制装置中存在的问题及满足消防灭火的实际使用要求，本发明提供一种消防水炮的水力自摆控制系统，利用水力换向阀带动水液压缸作来回运动，通过机械反馈装置实现消防水炮炮头的左右摆动，使射流出去的压力水形成扇形区域，扩大灭火覆盖区域。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案包括：水液压缸、水道垫板、水力换向阀及机械反馈装置，其中水液压缸由缸体、活塞密封圈、活塞、端盖密封圈、活塞杆密封圈、缸体端盖及活塞杆组成，水力换向阀由碰头、压板、定位端盖、螺塞、端盖垫片、活塞销轴、阀体、阀芯及阀芯密封圈组成，机械反馈装置由碰撞块、调节手柄、传动支架及直销组成；活塞杆安装在活塞中心孔内，并在活塞中心孔两端用弹簧挡圈固定，活塞杆和活塞均安装在缸体内，缸体端盖通过螺栓连接安装在缸体两端；阀芯安装在阀体通孔内，定位端盖通过螺栓连接安装在阀体两端，端盖垫片固定安装在定位端盖和阀体之间，螺塞安装在定位端盖侧面，碰头固定安装在定位端盖和压板之间，压板通过螺栓连接安装在定位端盖两端，并压住碰头；缸体与阀体通过内六角螺栓连接在一起，水道垫板安装在阀体与缸体之间；碰撞块与调节手柄螺纹连接，并与传动支架连接在一起，传动支架与活塞杆通过直销连接。活塞和缸体之间配有两组活塞密封圈；缸体和缸体端盖之间配有两组端盖密封圈；活塞杆和缸体端盖之间配有两组活塞杆密封圈；阀芯和阀体之间配有四组阀芯密封圈。阀体上的工作口通过水道垫板与缸体上的进出水口相连通，其中A1口与B1口相连通，A2口与B2口相连通，T1口与O1口相连通，T2口与O2口连相通；O1口和O2口通过阀体中的通孔与O口相连通。阀芯轴向开通孔，中间段孔径略小，与径向进水孔及轴向两端较大通孔相连形成阻尼孔。
本发明与背景技术相比，具有的有益效果是：
(1)通过水炮自身水压力来驱动水力换向阀阀芯左右运动，从而带动水液压缸活塞杆作来回运动，并通过机械反馈装置中的碰撞块挤压碰头堵住出水口实现自动换向，采用该自摆控制系统的水炮炮头摆动角度和摆动频率均可在一定范围内调节。
(2)该水力自摆控制系统驱动形式简单，操作机动灵活。安装此控制系统的消防水炮适用于大空间易燃易爆场合或消防员无法靠近或不能长时间停留的现场，可实现无人操作灭火。
附图说明
图1是本发明的结构原理示意图。
图2是水力换向阀阀芯结构示意图。
图3是水力换向阀阀块结构示意图。
图4是水道垫板上各水道连接示意图。
图5是水液压缸缸体结构示意图。
图6是本发明应用于消防水炮的结构示意图。
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、图3、图4和图5所示，本发明包括：水液压缸2、水道垫板9、水力换向阀3及机械反馈装置1，其中水液压缸2由缸体4、活塞密封圈5、活塞6、端盖密封圈7、活塞杆密封圈8、缸体端盖10及活塞杆11组成，水力换向阀3由碰头12、压板13、定位端盖14、螺塞15、端盖垫片16、活塞销轴17、阀体19、阀芯20及阀芯密封圈21组成，机械反馈装置1由碰撞块22、调节手柄23、传动支架24及直销25组成；活塞杆11安装在活塞6中心孔内，并在活塞6中心孔两端用弹簧挡圈固定，活塞杆11和活塞6均安装在缸体4内，缸体端盖10通过螺栓连接安装在缸体4两端；阀芯20安装在阀体19通孔内，定位端盖14通过螺栓连接安装在阀体19两端，端盖垫片16固定安装在定位端盖14和阀体19之间，螺塞15安装在定位端盖14侧面，碰头12固定安装在定位端盖14和压板13之间，压板13通过螺栓连接安装在定位端盖14两端，并压住碰头12；缸体4与阀体19通过内六角螺栓18连接在一起，水道垫板9安装在阀体19与缸体4之间；碰撞块22与调节手柄23螺纹连接，并与传动支架24连接在一起，传动支架24与活塞杆11通过直销25连接。活塞6和缸体4之间配有两组活塞密封圈5；缸体4和缸体端盖10之间配有两组端盖密封圈7；活塞杆11和缸体端盖10之间配有两组活塞杆密封圈8；阀芯20和阀体19之间配有四组阀芯密封圈21。阀体19上的工作口通过水道垫板9与缸体4上的进出水口相连通，其中A1口与B1口相连通，A2口与B2口相连通，T1口与O1口相连通，T2口与O2口连相通；O1口和O2口通过阀体(19)中的通孔与O口相连通。阀芯20轴向开通孔，中间段孔径略小，与径向进水孔及轴向两端较大通孔相连形成阻尼孔26和阻尼孔27。
本发明的工作原理如下：
当阀芯20位于水力换向阀3左位时，压力水从P口进入，阀芯20与阀体19构成的中间空腔充满压力水，A1口与P口接连通，压力水通过水道垫板9从A1口进入B1口，水液压缸2左腔进水；同时B2口通过水道垫板9与A2口接通，A2口通过阀芯20与阀体19构成的空腔与T2口相连，T2口通过水道垫板(9)与O2口连接，此时水液压缸2的右腔排水，推动活塞6向右运动，从而带动活塞杆11向右运动；当活塞杆11运动到一定位置时，位于左边的碰撞块22会压住碰头12堵住出水口，通过阀芯20内阻尼孔26的水流量减少，压力损失降低，这时水力换向阀3左腔压力升高，推动阀芯20向右运动，当阀芯20运动到水力换向阀3右位时，水液压缸2右腔进水，活塞杆11向左运动，在水力作用下该控制系统可驱动活塞杆11来回运动，实现自动换向，从而带动炮头以一定摆动角度和摆动频率进行喷射。若需要改变炮头的摆动角度，可松开机械反馈装置1中的调节手柄23，将碰撞块22在传动支架24上所开滑槽中移动，然后拧紧调节手柄23即可。当不需要自摆控制系统自动换向时，按下活塞销轴17，活塞销轴17下降时完全堵住出水道，O口被堵住，这时水力换向阀3出水腔的水无法流走，活塞6停止运动，整个自摆控制系统也就停止工作。
水力自摆控制系统在消防水炮中的连接关系如图6所示，其中28为炮身固定部分，29为中空球关节，30为本发明的水力自摆控制系统，31为炮身转动部分，32为炮头。水力自摆控制系统30固定安装在炮身固定部分28上，水力自摆控制系统30中的传动支架24固定安装在炮身转动部分31上。当水力自摆控制系统工作时，传动支架24就会带动炮头32以一定的摆动角度和摆动频率在水平方向摆动。
Claims (3)
1.一种消防水炮的水力自摆控制系统，其特征在于包括：水液压缸(2)、水道垫板(9)、水力换向阀(3)及机械反馈装置(1)，其中水液压缸(2)由缸体(4)、活塞密封圈(5)、活塞(6)、端盖密封圈(7)、活塞杆密封圈(8)、缸体端盖(10)及活塞杆(11)组成，水力换向阀(3)由碰头(12)、压板(13)、定位端盖(14)、螺塞(15)、端盖垫片(16)、活塞销轴(17)、阀体(19)、阀芯(20)及阀芯密封圈(21)组成，机械反馈装置(1)由碰撞块(22)、调节手柄(23)、传动支架(24)及直销(25)组成；活塞杆(11)安装在活塞(6)中心孔内，并在活塞(6)中心孔两端用弹簧挡圈固定，活塞杆(11)和活塞(6)均安装在缸体(4)内，缸体端盖(10)通过螺栓连接安装在缸体(4)两端；阀芯(20)安装在阀体(19)通孔内，定位端盖(14)通过螺栓连接安装在阀体(19)两端，端盖垫片(16)固定安装在定位端盖(14)和阀体(19)之间，螺塞(15)安装在定位端盖(14)侧面，碰头(12)固定安装在定位端盖(14)和压板(13)之间，压板(13)通过螺栓连接安装在定位端盖(14)两端，并压住碰头(12)；缸体(4)与阀体(19)通过内六角螺栓(18)连接在一起，水道垫板(9)安装在阀体(19)与缸体(4)之间；碰撞块(22)与调节手柄(23)螺纹连接，并与传动支架(24)连接在一起，传动支架(24)与活塞杆(11)通过直销(25)连接。
2.根据权利要求1所述的一种消防水炮的水力自摆控制系统，其特征在于：活塞(6)和缸体(4)之间配有两组活塞密封圈(5)；缸体(4)和缸体端盖(10)之间配有两组端盖密封圈(7)；活塞杆(11)和缸体端盖(10)之间配有两组活塞杆密封圈(8)；阀芯(20)和阀体(19)之间配有四组阀芯密封圈(21)。
3.根据权利要求1所述的一种消防水炮的水力自摆控制系统，其特征在于：阀芯(20)轴向开通孔，中间段孔径略小，与径向进水孔及轴向两端较大通孔相连形成第一阻尼孔和第二阻尼孔。
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