CN102587456A

CN102587456A - 两级调压多功能型室外消火栓

Info

Publication number: CN102587456A
Application number: CN2012100812414A
Authority: CN
Inventors: 胡国良; 龙铭; 李志刚
Original assignee: East China Jiaotong University
Current assignee: East China Jiaotong University
Priority date: 2012-03-26
Filing date: 2012-03-26
Publication date: 2012-07-18

Abstract

本发明公开了一种两级调压多功能型室外消火栓，由调压结构、防盗结构、防撞结构、防冻结构及水炮接口组成。调压结构包括活塞、铜体圈、密封垫、密封垫座等；防盗结构包括开闭阀杆、栓帽、防盗链等；防撞结构包括断裂法兰、防撞小轴等；防冻结构由泄水阀组成。调压结构通过旋转开闭阀杆控制活塞轴向位移实现两级调压；开闭阀杆通过专用扳手开启，水带接口封盖通过防盗链与栓座相连，可防止盗水和封盖被盗；撞击时断裂法兰与防撞小轴首先发生断裂，可避免消火栓整体报废及断裂后喷水浪费；泄水阀可排出消火栓内多余水，避免水结冰破坏消防栓；水炮接口有利于消防水炮快速连接。该消火栓两级压力可调，功能齐全，可适应复杂条件下的消防作战要求。

Description

两级调压多功能型室外消火栓

技术领域

本发明涉及一种消防设备，尤其涉及一种两级调压多功能型室外消火栓。。

背景技术

室外消火栓是一种最常见的喷水灭火设备，其造价便宜、维护简单、且对火灾初期的控制和扑救十分有效，因而在扑灭火灾过程中得到了广泛的应用。

目前常用的室外消火栓使用时其压力一般不能调节，使用过程中容易发生超压事故。在水流量要求较小的场合，其压力太高会导致水流量损失，消防用水可能在较短时间内就会被用完，对扑救初期火灾极为不利。

室外消火栓常采用板闸或球阀作为水流控制器件，在不使用的情况下，消火栓很容易发生漏水现象，导致水资源浪费。另外，消火栓接头通常采用有色金属制造，其价格偏贵，容易被盗，造成紧急情况下消火栓不能正常使用。

室外消火栓一般都安装在人流车辆较多的建筑物或马路旁边，车辆停靠、倒车以及各种施工时很容易将消火栓撞断。由于消火栓锁紧机构位于消火栓栓体上部且阀瓣关闭方向与水流方向相反。当消火栓由于意外原因被撞断后，自来水不可避免地会大量向外涌，造成消火栓撞断后，阀芯机构连同上栓体都会被水冲走，整个消火栓将报废，修复十分困难，只能更换新的消火栓。

室外消火栓使用后，其内部通常会残留积水。在严寒地区、地下水位较高的情况下容易导致栓体冻坏。

发明内容

为了克服背景技术所述室外消火栓存在的问题及满足消防灭火的实际使用要求，本发明提供一种两级调压多功能型室外消火栓。该消火栓调压结构通过旋转开闭阀杆控制活塞轴向位移实现两级调压；其特制的开闭阀杆通过专用扳手才能开启，水带接口封盖通过防盗链与栓座连接在一起，可有效避免盗水和封盖被盗情况发生；消火栓中断裂法兰的强度比栓座要低，被撞击时，断裂法兰与防撞小轴发生断裂，可避免消火栓整体报废和消火栓断裂后喷水浪费；防冻结构可以使得消火栓在关闭时消火栓内的多余水全部流出，避免积水在栓体内结冰冻坏消火栓，同时也避免了消火栓发生锈蚀；水炮接口的设置有利于现场灭火时消防水炮灭火装置的快速连接。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案包括：调压结构、防盗结构、防撞结构、防冻结构及水炮接口；其中调压结构包括导向阀杆、螺栓Ⅵ、沉孔螺钉、导向键、铜体圈、十字槽圆柱头螺钉、卡板、密封垫Ⅰ、弹簧垫圈、活塞、六角头螺母、密封圈Ⅳ、栓体、密封垫座、压板、密封垫Ⅱ及密封圈Ⅴ；防盗结构包括开闭阀杆、密封圈Ⅰ、圆螺母、减磨垫圈、密封圈Ⅱ、螺栓Ⅱ、铜衬套、密封圈Ⅲ、栓帽、螺栓Ⅲ、栓座、水带接口封盖及防盗链；防撞结构包括断裂法兰、螺栓Ⅳ、连接管、螺栓Ⅴ、梯形螺母、梯形螺杆、防撞小轴及轴肩螺钉；防冻结构包括泄水阀；水炮接口包括球阀、螺栓Ⅰ、炮座弯管及螺栓Ⅶ。球阀一侧的法兰通过螺栓Ⅰ与炮座弯管一侧的法兰固定连接；炮座弯管另一侧的法兰通过螺栓Ⅶ与栓座的法兰固定连接。开闭阀杆的端部为正五边形，开闭阀杆与栓帽顶部处于同一水平面；减磨垫圈通过圆螺母固定在铜衬套端面上；铜衬套通过螺栓Ⅱ与栓座固定连接；栓帽与栓座通过螺栓Ⅲ固定连接；水带接口封盖与栓座螺纹连接，并通过防盗链连接在一起。栓座与断裂法兰螺纹连接；断裂法兰通过螺栓Ⅳ与连接管固定连接；开闭阀杆通过轴肩螺钉与防撞小轴固定连接；防撞小轴中部内凹成易折槽；防撞小轴通过轴肩螺钉与梯形形螺杆固定连接；梯形螺杆与梯形螺母螺纹连接；梯形螺母与导向阀杆通过螺栓Ⅴ固定连接。栓体顶面上开有一导向孔，导向孔中设计有一键槽，导向键与键槽间隙配合；导向阀杆与导向键通过沉孔螺钉固定连接；铜体圈与栓体螺纹连接；导向阀杆下端依次装配有活塞、密封垫Ⅰ、卡板及弹簧垫圈，并通过六角头螺母固定在一起；活塞上套有密封垫座，两者间隙配合；密封垫座上装有密封垫Ⅱ，密封垫Ⅱ、密封垫座及压板通过十字槽圆柱头螺钉固定在一起。密封垫座可以在活塞上轴向移动，在活塞的顶端设置台阶防止密封垫座滑出活塞外。泄水阀与栓体螺纹连接；栓体的顶面与连接管通过螺栓Ⅵ固定连接；栓体的底面加工有螺栓孔，可与给水管网通过螺栓相连接；栓体侧面上下部位各设计有四个筋板。开闭阀杆和栓帽之间配有密封圈Ⅰ；开闭阀杆和铜衬套之间配有两组密封圈Ⅱ；铜衬套和栓座之间配有密封圈Ⅲ；活塞和密封垫座之间配有密封圈Ⅳ；铜体圈和栓体之间配有密封圈Ⅴ。

本发明与背景技术相比，具有的有益效果是：

（1）通过旋转开闭阀杆控制活塞轴向位移可实现消火栓两级调压。在水压力作用下可使消火栓内部的调压结构分级开启，首先一部分水先通过活塞由栓体内流入消火栓连接管内；待活塞移动一段距离后，栓体内的压力水可直接从密封垫Ⅱ和铜体圈之间的环形间隙流入消火栓连接管内，从而达到两级调压的目的。

（2）该消火栓特制的开闭阀杆只能通过专用的扳手才能开启；另外，水带接口封盖通过防盗链与栓座连接在一起。这种结构设计可有效避免发生盗水和封盖被盗的情况。

（3）所设计的消火栓断裂法兰的强度比栓座的强度要低，被撞击时，断裂法兰与防撞小轴首先发生断裂，可避免被撞后消火栓整体报废以及消火栓断裂后喷水浪费的现象发生。

（4）所设计的消火栓栓体上连接有一个泄水阀，可使得消火栓关闭时候消火栓内的多余水全部排出，避免水在消火栓内结冰冻坏消火栓。

（5）所设置的水炮接口有利于灭火时消防水炮的快速连接，提高了现场灭火时消防作战设备的便利性。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是调压结构示意图。

图3是调压结构中活塞结构示意图。

图4是调压结构一级压力开启原理示意图。

图5是调压结构二级压力开启原理示意图。

图6是防盗结构示意图。

图7是防撞结构示意图。

图8是泄水阀的结构示意图。

图9是泄水阀的阀芯结构图。

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、图5、图6和图7所示，本发明公开一种两级调压多功能型室外消火栓，其特征在于包括：调压结构、防盗结构、防撞结构、防冻结构及水炮接口；其中调压结构包括导向阀杆21、螺栓Ⅵ22、沉孔螺钉23、导向键24、铜体圈25、十字槽圆柱头螺钉26、卡板27、密封垫Ⅰ28、弹簧垫圈29、活塞30、六角头螺母31、密封圈Ⅳ32、栓体33、密封垫座34、压板35、密封垫Ⅱ36及密封圈Ⅴ37；防盗结构包括开闭阀杆4、密封圈Ⅰ5、圆螺母6、减磨垫圈7、密封圈Ⅱ8、螺栓Ⅱ9、铜衬套10、密封圈Ⅲ11、栓帽12、螺栓Ⅲ13、栓座14、水带接口封盖15及防盗链16；防撞结构包括断裂法兰17、螺栓Ⅳ18、连接管19、螺栓Ⅴ20、梯形螺母39、梯形螺杆40、防撞小轴41及轴肩螺钉42；防冻结构包括泄水阀38；水炮接口包括球阀1、螺栓Ⅰ2、炮座弯管3及螺栓Ⅶ43。球阀1一侧的法兰通过螺栓Ⅰ2与炮座弯管3一侧的法兰固定连接；炮座弯管3另一侧的法兰通过螺栓Ⅶ43与栓座14的法兰固定连接。开闭阀杆4的端部为正五边形，开闭阀杆4与栓帽12顶部处于同一水平面；减磨垫圈7通过圆螺母6固定在铜衬套10端面上；铜衬套10通过螺栓Ⅱ9与栓座14固定连接；栓帽12与栓座14通过螺栓Ⅲ13固定连接；水带接口封盖15与栓座14螺纹连接，并通过防盗链16连接在一起。栓座14与断裂法兰17螺纹连接；断裂法兰17通过螺栓Ⅳ18与连接管19固定连接；开闭阀杆4通过轴肩螺钉42与防撞小轴41固定连接；防撞小轴41中部内凹成易折槽；防撞小轴41通过轴肩螺钉与梯形形螺杆40固定连接；梯形螺杆40与梯形螺母39螺纹连接；梯形螺母39与导向阀杆21通过螺栓Ⅴ20固定连接。栓体33顶面上开有一导向孔，导向孔中设计有一键槽，导向键24与键槽间隙配合；导向阀杆21与导向键24通过沉孔螺钉23固定连接；铜体圈25与栓体33螺纹连接；导向阀杆21下端依次装配有活塞30、密封垫Ⅰ28、卡板27及弹簧垫圈29，并通过六角头螺母31固定在一起；活塞30上套有密封垫座34，两者间隙配合；密封垫座34上装有密封垫Ⅱ36，密封垫Ⅱ36、密封垫座34及压板35通过十字槽圆柱头螺钉26固定在一起。密封垫座34可以在活塞30上轴向移动，在活塞30的顶端设置台阶防止密封垫座34滑出活塞30外。泄水阀38与栓体33螺纹连接；栓体33的顶面与连接管19通过螺栓Ⅵ22固定连接；栓体33的底面加工有螺栓孔，可与给水管网通过螺栓相连接；栓体33侧面上下部位各设计有四个筋板。开闭阀杆4和栓帽12之间配有密封圈Ⅰ5；开闭阀杆4和铜衬套10之间配有两组密封圈Ⅱ8；铜衬套10和栓座14之间配有密封圈Ⅲ11；活塞30和密封垫座34之间配有密封圈Ⅳ32；铜体圈25和栓体33之间配有密封圈Ⅴ37。

如图8和图9所示，泄水阀38由阀芯44、阀芯密封圈45、橡胶密封圈46、阀体47、弹簧48、紧定螺钉49、弹簧座50以及弯头51组成。阀芯44上设计有出水槽，阀芯44和阀体47通过紧定螺钉49连接；弹簧座50与阀体47螺纹连接；弹簧座50上设计有出水孔；弯头51与阀体47螺纹连接。

本发明的工作原理如下：

现场消防灭火时需要及时开启和关闭消火栓。如图1和图2所示，开闭阀杆4在轴向通过铜衬套10固定，开闭阀杆4与梯形螺杆40之间连接有防撞小轴41，防撞小轴41与开闭阀杆4、梯形螺杆40之间通过轴肩螺钉42固定连接在一起。梯形螺母39与导向阀杆21通过螺栓Ⅴ20固定连接在一起。导向阀杆21上安装有导向键24，导向阀杆21的末端安装有调压结构组件。开启消火栓时，顺时针转动开闭阀杆4，由于开闭阀杆4在轴向固定，故只能转动。开闭阀杆4带动防撞小轴41转动，从而带动梯形螺杆40转动。由于导向阀杆21上安装有导向键24，导向阀杆21只能轴向移动，不能转动，梯形螺杆40和梯形螺母39之间的螺纹转动转化为导向阀杆21的轴向移动。活塞30在导向阀杆21的作用下也轴向移动，而活塞30外面套着的密封垫座34在水压力作用下不动。在活塞30侧面设计有如图3所示的进水孔A，此时水从活塞30侧面的进水孔A进入活塞30内部，从活塞30的顶面出水孔B处流入连接管19内，此为消火栓的一级压力开启阶段（如图4所示）。活塞30进水口露出密封垫座34的面积大小起着一级调压的作用，露出的面积大则消火栓内的压力大。消火栓的一级压力开启为消火栓密封垫Ⅱ36的二级压力开启降低了系统的进出口压力差。

当活塞30的轴肩卡到密封垫座34时，活塞30可带动密封垫座34轴向运动，密封垫Ⅱ36离开铜体圈25，此时压力水除了从活塞内部进入消火栓连接管19内部外，还可以直接通过密封垫Ⅱ36和铜体圈25之间的环形间隙进入消火栓内，此时为消火栓的二级压力开启阶段（如图5所示）。随着密封垫Ⅱ36和铜体圈25之间轴向距离的增大，消火栓内的水压力也在逐渐增加。

由上可知，通过旋转开闭阀杆4控制活塞30轴向移动的距离大小，可达到两级调压的目的，并可方便地根据消防灭火现场需要及时调节消火栓内的水压力。

栓座14上安装有栓帽12、炮座弯管3、水带接口封盖15、铜衬套10等，水带接口封盖15与栓座14螺纹连接，并通过防盗链16与栓座14连接在一起，可有效防止水带接口封盖15被盗。同时，设计时开闭阀杆4与栓帽12顶部处于同一水平面，开闭阀杆4必须用专用扳手才能开启，可避免盗水现象发生。

栓座14与连接管19之间通过断裂法兰17连接，开闭阀杆4与梯形螺杆40通过防撞小轴41连接。防撞小轴41中部内凹成易折槽。断裂法兰17在设计时保证它的强度小于栓座14和连接管19的强度，断裂法兰17与栓座14采用螺纹连接。当受到外力撞击时，断裂法兰17吸收冲击力首先断裂，保护了栓座14，防撞小轴41同时吸收冲击力断裂，保护了开闭阀杆4和梯形螺杆40不受破坏。当消火栓被撞断后，在水压的作用下调压结构组件自锁，使得水不会流出来。更换时，只需更换断裂法兰17和防撞小轴41。

如图8和图9所示，泄水阀阀芯44上设计有出水槽，阀芯44和阀体47通过紧定螺钉49连接，阀芯44只能在轴向一定距离内移动。弹簧座50和阀体47螺纹连接，弹簧座50上设计有出水孔。消火栓开启时，阀芯44在水压和弹簧压力差的作用下，压紧弹簧48，此时阀芯44与阀体47压紧阀芯密封圈45，泄水阀38关闭，消火栓内的水不会通过泄水阀38流出。当消火栓关闭时，弹簧48要复位，在弹簧力的作用，阀芯44被顶开，消火栓内的残余水通过阀芯44上的出水槽排出，保护了消火栓不被冻坏。同时可保持消火栓内部干燥，避免消火栓内部的零件长时间受消防用水的腐蚀。

如图1所示，炮座弯管3一侧的法兰通过螺栓Ⅶ43与栓座14的法兰固定连接，炮座弯管3另一侧的法兰与球阀1的法兰通过螺栓Ⅰ2固定连接。现场灭火时如需要安装消防水炮，只需要把消防水炮进水口连接端口与球阀1出水口的法兰相连接即可。如要关闭消火栓，则只需要关闭球阀1。在消火栓上设置水炮接口，有利于灭火时消防水炮的快速连接，可进一步提高现场灭火时消防作战设备的便利性。

Claims

1.一种两级调压多功能型室外消火栓，其特征在于包括：调压结构、防盗结构、防撞结构、防冻结构及水炮接口；其中调压结构包括导向阀杆(21)、螺栓Ⅵ(22)、沉孔螺钉(23)、导向键(24)、铜体圈(25)、十字槽圆柱头螺钉(26)、卡板(27)、密封垫Ⅰ(28)、弹簧垫圈(29)、活塞(30)、六角头螺母(31)、密封圈Ⅳ(32)、栓体(33)、密封垫座(34)、压板(35)、密封垫Ⅱ(36)及密封圈Ⅴ(37)；防盗结构包括开闭阀杆(4)、密封圈Ⅰ(5)、圆螺母(6)、减磨垫圈(7)、密封圈Ⅱ(8)、螺栓Ⅱ(9)、铜衬套(10)、密封圈Ⅲ(11)、栓帽(12)、螺栓Ⅲ(13)、栓座(14)、水带接口封盖(15)及防盗链(16)；防撞结构包括断裂法兰(17)、螺栓Ⅳ(18)、连接管(19)、螺栓Ⅴ(20)、梯形螺母(39)、梯形螺杆(40)、防撞小轴(41)及轴肩螺钉(42)；防冻结构包括泄水阀(38)；水炮接口包括球阀(1)、螺栓Ⅰ(2)、炮座弯管(3)及螺栓Ⅶ(43)。

2.根据权利要求1所述的一种两级调压多功能型室外消火栓，其特征在于：球阀(1)一侧的法兰通过螺栓Ⅰ(2)与炮座弯管(3)一侧的法兰固定连接；炮座弯管(3)另一侧的法兰通过螺栓Ⅶ(43)与栓座(14)的法兰固定连接。

3.根据权利要求1所述的一种两级调压多功能型室外消火栓，其特征在于：开闭阀杆(4)的端部为正五边形，开闭阀杆(4)与栓帽(12)顶部处于同一水平面；减磨垫圈(7)通过圆螺母(6)固定在铜衬套(10)端面上；铜衬套(10)通过螺栓Ⅱ(9)与栓座(14)固定连接；栓帽(12)与栓座(14)通过螺栓Ⅲ(13)固定连接；水带接口封盖(15)与栓座(14)螺纹连接，并通过防盗链(16)连接在一起。

4.根据权利要求1所述的一种两级调压多功能型室外消火栓，其特征在于：栓座(14)与断裂法兰(17)螺纹连接；断裂法兰(17)通过螺栓Ⅳ(18)与连接管(19)固定连接；开闭阀杆(4)通过轴肩螺钉(42)与防撞小轴(41)固定连接；防撞小轴(41)中部内凹成易折槽；防撞小轴(41)通过轴肩螺钉与梯形螺杆(40)固定连接；梯形形螺杆(40)与梯形螺母(39)螺纹连接；梯形螺母(39)与导向阀杆(21)通过螺栓Ⅴ(20)固定连接。

5.根据权利要求1所述的一种两级调压多功能型室外消火栓，其特征在于：栓体(33)顶面上开有一导向孔，导向孔中设计有一键槽，导向键(24)与键槽间隙配合；导向阀杆(21)与导向键(24)通过沉孔螺钉(23)固定连接；铜体圈(25)与栓体(33)螺纹连接；导向阀杆(21)下端依次装配有活塞(30)、密封垫Ⅰ(28)、卡板(27)及弹簧垫圈(29)，并通过六角头螺母(31)固定连接在一起；活塞(30)上套有密封垫座(34)，两者间隙配合；密封垫座(34)上装有密封垫Ⅱ(36)，密封垫Ⅱ(36)、密封垫座(34)及压板(35)通过十字槽圆柱头螺钉(26)固定连接在一起；密封垫座(34)可以在活塞(30)上轴向移动，在活塞(30)的顶端设置台阶防止密封垫座(34)滑出活塞(30)外。

6.根据权利要求1所述的一种两级调压多功能型室外消火栓，其特征在于：泄水阀(38)与栓体(33)螺纹连接；栓体(33)的顶面与连接管(19)通过螺栓Ⅵ(22)固定连接；栓体(33)的底面加工有螺栓孔，可与给水管网通过螺栓相连接；栓体(33)侧面上下部位各设计有四个筋板。

7.根据权利要求1所述的一种两级调压多功能型室外消火栓，其特征在于：开闭阀杆(4)和栓帽(12)之间配有密封圈Ⅰ(5)；开闭阀杆(4)和铜衬套(10)之间配有两组密封圈Ⅱ(8)；铜衬套(10)和栓座(14)之间配有密封圈Ⅲ(11)；活塞(30)和密封垫座(34)之间配有密封圈Ⅳ(32)；铜体圈(25)和栓体(33)之间配有密封圈Ⅴ(37)。