CN102029037A - 举高喷射消防车及其罐顶消防水炮升降装置和伸缩缸 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种伸缩缸和举高喷射消防车的罐顶消防水炮升降装置，伸缩缸包括缸体和活塞杆，缸体具有轴向通孔，且壁部具有由内壁、外壁和底壁围成的腔室；活塞杆呈套筒状，其一端设有活塞且插装在腔室内，另一端伸出腔室且端部固定有用于安装罐顶消防水炮的法兰盘，活塞将腔室分隔成密封的无杆腔和有杆腔，缸体上分别设有与无杆腔和有杆腔相通的第一、第二接口。本发明提供的伸缩缸，活塞杆的伸缩不影响灭火介质的输出，可以在工作时，将罐顶消防水炮升至举升臂架的顶面以上，实现360度全方位喷射灭火；在行驶时，将罐顶消防水炮降至举升臂架的顶面以下，从而不影响车辆的通过性。在此基础上，还提供了一种举高喷射消防车。

Description

举高喷射消防车及其罐顶消防水炮升降装置和伸缩缸

技术领域

本发明涉及举高喷射消防车，具体涉及一种举高喷射消防车及其罐顶消防水炮升降装置和伸缩缸。

背景技术

随着经济与社会的飞速发展，城市规模不断扩大，人员密集场所、高层建筑、公共娱乐等场所等不断增多，因此，消防保卫任务、灭火救援任务日趋繁重，以水罐消防车为主要装备的消防器材配置形式需要已经不能满足目前城市消防的需求。为进一步有效地提升消防部队的整体灭火救援作战水平，越来越多地消防部队装备了举高喷射消防车。

举高喷射消防车一般由专用或通用汽车底盘、举升臂架以及可以随举升臂架升降的消防系统组成。举升臂架由2节或2节以上箱型臂套叠，并通过伸缩系统实现同步或异步伸缩；或者由2节或2节以上箱型臂折叠组成，由变幅机构或变幅油缸驱动其变幅，从而实现举升臂架的展开和收回。臂顶消防水炮设置在举升臂架的顶端部，消防人员可在地面遥控臂顶消防水炮喷射出高压水流或灭火剂泡沫来扑灭油罐、大型石化企业、高架仓库以及高层建筑等地方发生的火灾。

由举高喷射消防车的设计要求可知，其臂顶消防水炮只有在消防车辆的支腿伸展、调平，并且举升臂架升起后才能进行喷射灭火。因此，对于火灾现场中较低位置的火灾，举高喷射消防车不能够方便快捷的进行消防作业。为了提高举高喷射消防车的应用灵活性，市场上出现了一种同时装备有臂顶消防水炮和罐顶消防水炮的举高喷射消防车，其中罐顶消防水炮设置在举高喷射消防车的水罐上，用于对火场中较低位置的火灾进行扑救，同时也可以在行驶过程中使用。

然而，众所周知，由于举升臂架设置在举高喷射消防车的上部，而且其顶面高度接近国家标准GB7956-1998(《消防车消防性能要求和试验方法)》)规定的高度限值4米，因此，罐顶消防水炮的上端不能高出举升臂架的顶面，否则整车就会超高，影响车辆的通过性。为此，现有的装备有罐顶消防水炮的举高喷射消防车一般具有两种结构形式：

(1)为了不影响消防车辆的通过性，罐顶消防水炮设置在举升臂架的一侧并且高度低于举升臂架的顶面，但是，这种结构形式，使得罐顶消防水炮的旋转工作角度会受举升臂架的制约，不能进行水平360度旋转，无法实现全方位的喷射灭火。

(2)罐顶消防水炮采用拆装式结构，使用时人工将罐顶消防水炮安装在消防车辆的水罐顶面上的出水口上，开启阀门喷射消防介质执行灭火任务；而在行驶状态下，由于罐顶消防水炮的高度超出了举升臂架的顶面，因此需要将罐顶消防水炮拆下，放置于旁边位置较低的罐顶消防水炮支架上。由此可见，这种结构形式虽然可以实现工作时360度全方位喷射灭火，但是操作太复杂。在火灾现场时间紧迫的情况下，消防队员登上罐顶安装罐顶消防水炮会耗费宝贵的时间。

有鉴于此，亟待针对现有装备了罐顶消防水炮的举高喷射消防车进行优化设计，以满足举高喷射消防车在工作状态下可以360度全方位喷射灭火，在满足行驶状态通过性的基础上，提高可操作性。

发明内容

针对上述缺陷，本发明解决的技术问题在于，提供一种伸缩缸和举高喷射消防车的罐顶消防水炮升降装置，使得举高喷射消防车在工作状态下能够实现360度全方位喷射灭火；在满足行驶状态通过性的基础上，提高可操作性。在此基础上，本发明还提供了一种安装有上述罐顶消防水炮升降装置的举高喷射消防车。

本发明提供的伸缩缸，包括缸体和活塞杆，所述缸体具有轴向通孔，且所述缸体的壁部具有由内壁、外壁和底壁围成的腔室，所述腔室的一端敞口形成敞口部；所述活塞杆呈套筒状，其一端设有活塞且经所述敞口部插装在所述腔室内，另一端伸出所述腔室且端部固定有用于安装罐顶消防水炮的法兰盘，所述敞口部与所述活塞杆的外圆周面之间设有密封装置，所述活塞将所述腔室分隔成密封的无杆腔和有杆腔，所述缸体上分别设有与所述无杆腔和所述有杆腔相通的第一、第二接口。

优选地，所述外壁上套设有外套筒且所述外套筒的一端与所述法兰盘固定，所述外套筒上沿轴向设有条形通槽，所述第二接口上固定有限位块，所述限位块置于所述条形通槽内。

优选地，所述外套筒上设有用于获知所述活塞杆处于全部伸出或全部缩回状态的检测装置，所述检测装置在获知所述活塞杆处于全部伸出或全部缩回状态时发出控制信号点亮相应的指示灯。

本发明提供的举高喷射消防车的罐顶消防水炮升降装置，包括上述结构的伸缩缸以及控制系统，所述控制系统包括换向阀，所述第一、第二接口分别与所述换向阀的输出口连接，所述换向阀的输入口连接到举高喷射消防车的气压系统管路或液压系统管路上。

优选地，所述第一、第二接口上分别设有节流阀。

优选地，所述第一、第二接口与所述换向阀输出口连接的管路上分别设有节流阀。

优选地，所述换向阀为电磁换向阀，且所述电磁换向阀的控制开关设置在电气控制箱内。

优选地，所述检测装置包括第一、第二接近开关，所述第一、第二接近开关分别根据所述外壁朝向所述法兰盘的端部是否与其接近，从而获知所述活塞杆是否处于全部伸出或全部缩回状态。

本发明提供的举高喷射消防车，包括上述结构的举高喷射消防车的罐顶消防水炮升降装置。

本发明提供的伸缩缸，缸体具有轴向通孔，且其壁部具有由内壁、外壁和底壁围成的腔室，活塞杆呈套筒状并插装在所述腔室内，活塞杆端部的活塞将所述腔室分隔成密封的无杆腔和有杆腔。这样，当无杆腔进气、有杆腔排气时，活塞杆伸出；当有杆腔进气、无杆腔排气时，活塞杆缩回，并且，活塞杆的伸缩不影响灭火介质从缸体的轴向通孔以及活塞杆的轴孔中流动，因此，实现了举高喷射消防车在工作状态下，通过将伸缩缸的活塞杆伸出，将罐顶消防水炮的旋转部分向上升至举升臂架的顶面以上，实现360度全方位喷射灭火；在行驶状态下，通过将伸缩缸的活塞杆缩回，将罐顶消防水炮向下降至举升臂架的顶面以下，从而不影响车辆的通过性。

在发明提供的伸缩缸的一种优选的技术方案中，缸体的外壁上套设有外套筒，外套筒上沿轴向设有条形通槽，第二接口上固定有限位块且限位块置于条形通槽内。这样，限位块由条形通槽的两个侧壁限位，因此，外套筒只能沿条形通槽作轴向移动，而不能产生旋转，从而限制了活塞杆只能作轴向移动，而不能旋转。

在发明提供的伸缩缸的另一种优选的技术方案中，外套筒上设有用于获知所述活塞杆处于全部伸出或全部缩回状态的检测装置，所述检测装置在获知所述活塞杆处于全部伸出或全部缩回状态时发出控制信号点亮相应的指示灯。从而使得操作人员可以获知活塞杆的状态，避免产生误操作，比如，活塞杆未完全伸出时，旋转罐顶消防水炮，损坏伸缩缸。

本发明提供的举高喷射消防车的罐顶消防水炮升降装置，包括上述结构的伸缩缸以及控制系统，通过控制系统实现罐顶消防水炮的升降，这样，在举高喷射消防车到达火灾现场后，消防队员可以根据火情选择臂顶消防水炮或者罐顶消防水炮进行灭火，拓展了举高喷射消防车的应用范围。

在上述举高喷射消防车的罐顶消防水炮升降装置的一种优选的技术方案中，所述第一、第二接口上分别设有节流阀，从而使得伸缩缸的伸缩速度平稳，保证系统的工作稳定。

附图说明

图1是具体实施方式中所述的伸缩缸结构示意图；

图2是图1中所示的A部放大图；

图3是图1中所示的B部放大图；

图4是图1所示的伸缩缸活塞杆全部伸出状态的示意图；

图5是具体实施方式中所述举高喷射消防车的罐顶消防水炮升降装置控制系统原理图；

图6是具体实施方式中所述举高喷射消防车工作状态示意图；

图7是具体实施方式中所述举高喷射消防车行驶状态示意图。

图中：

缸体1、轴向通孔10、内壁11、外壁12、底壁13、左端法兰盘14、第一接口15、第二接口16、限位块17、外壁的右端部121；

活塞杆2、活塞杆的轴向内孔20、活塞21、法兰盘22、密封装置23、无杆腔24、有杆腔25；

外套筒3、紧固螺钉31、条形通槽32、第一接近开关33、第二接近开关34；

换向阀41、节流阀42；

伸缩缸100、罐顶消防水炮200、举升臂架300。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种伸缩缸，用于实现举高喷射消防车的罐顶消防水炮的升降，即举高喷射消防车在工作状态下，通过将伸缩缸的活塞杆伸出，可以将罐顶消防水炮的旋转部分向上升至举升臂架的顶面以上，实现360度全方位喷射灭火；在行驶状态下，通过将伸缩缸的活塞杆缩回，可以将罐顶消防水炮向下降至举升臂架的顶面以下，从而不影响车辆的通过性。下面结合说明书附图具体说明本实施方式。

图1是具体实施方式中所述的伸缩缸结构示意图，图2是图1中所示的A部放大图，图3是图1中所示的B部放大图。如图1、图2和图3所示，伸缩缸包括缸体1和活塞杆2。缸体1具有轴向通孔10，轴向通孔10用来输送灭火介质，缸体1的壁部具有由内壁11、外壁12和底壁13围成的腔室，腔室的右端敞口形成敞口部。缸体1的这种结构可以采取机械加工、铸造或焊接等方式实现。在本具体实施方式中，缸体1采用了焊接结构，其底壁13由一圆环形钢板形成，内壁11和外壁12分别由钢制套筒形成，其中，内壁11的左端部焊接有左端法兰盘14，内壁11自左向右插装在圆环形底壁13的内孔中，并通过左端法兰盘14与底壁13固定，左端法兰盘14用于与举高喷射消防车的水罐上的出水口连接。外壁12与圆环形底壁13的外圆周面焊接固定，内壁11、外壁12和底壁13所夹间隙形成腔室14。

活塞杆2呈套筒状，其轴向内孔20用来输送灭火介质，活塞杆2的左端设有活塞21，右端伸出腔室，并且右端部焊接有用于安装罐顶消防水炮的法兰盘22，活塞杆2上的活塞21经腔室的敞口部插装在腔室内。腔室的敞口部与活塞杆2的外圆周面之间设有密封装置23，因此，腔室为一密封结构，并且，活塞21将腔室分隔成密封的无杆腔24和有杆腔25，缸体1的外壁12上分别设有与无杆腔24和有杆腔25相通的第一、第二接口15、16。

通过上述伸缩缸的结构可知，罐顶消防水炮可以通过缸体1的轴向通孔10和活塞杆2的轴向内孔20将灭火介质从水箱中吸出并喷射出去，同时活塞杆2的伸缩并不会影响灭火介质的输送，因此，可以通过活塞杆的伸缩来实现罐顶消防水炮的升降。

再参见图1，缸体1的外壁12上套设有外套筒3，外套筒3的右端套装在法兰盘22的外圆周面上，并通过多个紧固螺钉31固定。外套筒3上沿轴向设有条形通槽32，第二接口16上固定有限位块17，限位块17置于外套筒3上的条形通槽32内。此种结构，限位块17由条形通槽32的两个侧壁限位，因此，外套筒3只能沿条形通槽3作轴向移动，而不能产生旋转，从而限制了活塞杆2只能作轴向移动，而不能旋转。同时，该条形通槽32的轴向尺寸可基于活塞杆的行程设计，可对活塞杆伸出及收回的极限工作位置作进一步的限位。

外套筒3上设有用于获知活塞杆2处于全部伸出或全部缩回状态的检测装置，检测装置在获知所述活塞杆处于全部伸出或全部缩回状态时发出控制信号点亮相应的指示灯。检测装置可以是接近开关、行程开关或其他光电型传感器。例如，在本具体实施方式中，检测装置包括第一、第二接近开关33、34，第一接近开关33设置在外套筒3的左部，第二接近开关34设置在外套筒3的右部，二者之间的间距等于活塞杆2的行程。第一接近开关33和第二接近开关34分别根据外壁12的右端部121(朝向法兰盘22的一端)是否与其接近，从而获知活塞杆2是否处于全部伸出或全部缩回状态。下面对第一接近开关33和第二接近开关34的工作过程进行简单的描述。图1所示的为活塞杆处于全部缩回状态的示意图，在此状态下，外壁12的右端部121靠近第二接近开关34而远离第一接近开关33，于是第二接近开关34输出控制信号点亮活塞杆全部缩回指示灯。当操作人员下达活塞杆伸出指令后，无杆腔24进气，有杆腔25排气，于是活塞21向右移动，同时带动外套筒3向右移动，此时，第二接近开关34向右移动离开外壁12的右端部121，当活塞杆全部伸出，如图4所示时，图4示出了活塞杆处于全部伸出状态的示意图，外壁12的右端部121靠近第一接近开关33，于是第一接近开关33输出控制信号点亮活塞杆全部伸出指示灯。

本发明还提供了一种举高喷射消防车的罐顶消防水炮升降装置，包括上述结构的伸缩缸和控制系统，如图5所示，图5示出了具体实施方式中所述的举高喷射消防车的罐顶消防水炮升降装置控制系统的原理图。

控制系统主要由换向阀41控制伸缩缸的伸缩，伸缩缸可以采用气动控制伸缩，也可以采用液压控制其伸缩，当采用气动控制时，换向阀41的输入口连接到举高喷射消防车的气压系统管路；当采用液压控制时，换向阀41的输入口连接到举高喷射消防车的液压系统管路上。由于罐顶消防水炮的重量并不是很大，因此，一般情况下，采用气动控制就可以实现罐顶消防水炮的升降，并且气动控制反应速度更快，没有污染，为首要的选择。换向阀41的输出口分别连接到伸缩缸的第一、第二接口15、16上，与无杆腔24和有杆腔25相通，其中，换向阀41为电磁换向阀，并且电磁换向阀的控制开关设置在电气控制箱内。通过控制开关使电磁换向阀的阀芯分别处于第一、第二工作位置上，当阀芯处于第一工作位置时，无杆腔24进气，有杆腔25排气，活塞杆2向外伸出；当阀芯处于第二工作位置时，有杆腔25进气，无杆腔24排气，活塞杆2向内缩回，如图5所示。

为了使伸缩缸的活塞杆在伸出或缩回时运动平稳，缸体1的第一、第二接口15、16上分别设置节流阀42，或者将节流阀42分别设置在第一、第二接口15、16与换向阀41输出口连接的管路上。

在上述举高喷射消防车的罐顶消防水炮升降装置技术方案的基础上，本发明还提供了一种采用了该升降装置的举高喷射消防车，在工作状态下，通过将伸缩缸100的活塞杆伸出，可以将罐顶消防水炮200向上升至举升臂架300的顶面以上，实现360度全方位喷射灭火，如图6所示；在行驶状态下，通过将伸缩缸100的活塞杆缩回，可以将罐顶消防水炮200向下降至举升臂架300的顶面以下，从而不影响车辆的通过性，如图7所示。

需要说明的是，该举高喷射消防车的底盘、水罐、臂架及动力系统等主要功能部件与现有技术相同，本领域的技术人员基于现有技术完全可以实现，故本文不再赘述。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.伸缩缸，包括缸体和活塞杆，其特征在于，

所述缸体具有轴向通孔，且所述缸体的壁部具有由内壁、外壁和底壁围成的腔室，所述腔室的一端敞口形成敞口部；

所述活塞杆呈套筒状，其一端设有活塞且经所述敞口部插装在所述腔室内，另一端伸出所述腔室且端部固定有用于安装罐顶消防水炮的法兰盘，所述敞口部与所述活塞杆的外圆周面之间设有密封装置，所述活塞将所述腔室分隔成密封的无杆腔和有杆腔，所述缸体上分别设有与所述无杆腔和所述有杆腔相通的第一、第二接口。

2.根据权利要求1所述的伸缩缸，其特征在于，所述外壁上套设有外套筒且所述外套筒的一端与所述法兰盘固定，所述外套筒上沿轴向设有条形通槽，所述第二接口上固定有限位块，所述限位块置于所述条形通槽内。

3.根据权利要求2所述的伸缩缸，其特征在于，所述外套筒上设有用于获知所述活塞杆处于全部伸出或全部缩回状态的检测装置，所述检测装置在获知所述活塞杆处于全部伸出或全部缩回状态时发出控制信号点亮相应的指示灯。

4.举高喷射消防车的罐顶消防水炮升降装置，其特征在于，包括如权利要求1至3中任一项所述的伸缩缸以及控制系统，所述控制系统包括换向阀，所述第一、第二接口分别与所述换向阀的输出口连接，所述换向阀的输入口连接到举高喷射消防车的气压系统管路或液压系统管路上。

5.根据权利要求4所述的举高喷射消防车的罐顶消防水炮升降装置，其特征在于，所述第一、第二接口上分别设有节流阀。

6.根据权利要求4所述的举高喷射消防车的罐顶消防水炮升降装置，其特征在于，所述第一、第二接口与所述换向阀输出口连接的管路上分别设有节流阀。

7.根据权利要求4所述的举高喷射消防车的罐顶消防水炮升降装置，其特征在于，所述换向阀为电磁换向阀，且所述电磁换向阀的控制开关设置在电气控制箱内。

8.根据权利要求4所述的举高喷射消防车的罐顶消防水炮升降装置，其特征在于，所述检测装置包括第一、第二接近开关，所述第一、第二接近开关分别根据所述外壁朝向所述法兰盘的端部是否与其接近，从而获知所述活塞杆是否处于全部伸出或全部缩回状态。

9.举高喷射消防车，其特征在于，包括如权利要求4至8项任一项所述的举高喷射消防车的罐顶消防水炮升降装置。

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