CN103055446A - 全自动森林灭火工程设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种全自动森林灭火工程设备，将林区分成多个片区，每个片区内设置有多个灭火隔离带，灭火隔离带将每个片区分成多个小区区域，每个小区区域四面均设置有灭火隔离带，每个灭火隔离带内设置有上下组合喷水系统，上下组合喷水系统包括上部喷水管、下部喷水管和连接两者的供水管，上部喷水管、下部喷水管上均设置喷头，每个储水池分别与多个片区主水管连接，片区主水管与该片区支水管连接，片区支水管与上下组合喷水系统连接，片区支水管与上下组合喷水系统的连接处设置有电子自动阀，每个小区区域内均设置有红外传感器和监控摄像头，红外传感器、监控摄像头和电子自动阀均与控制系统连接。本发明能及时发现火情并能自动快速灭火。

Description

全自动森林灭火工程设备
技术领域
本发明涉及一种全自动森林灭火工程设备，适用于森林、草原、山林等地区。
背景技术
目前对于野外灭火，国际上还没有找到可以快速扑灭森林火情的方法技术和设备，一般是在火情发生之后，采用人工的灭火方式，由于野外地势复杂、环境空旷，林区树木稠密；尤其森林的甲烷气体使火情燃烧了更为凶猛，蔓延速度之快，往往就地没有充足的灭火介质，因此火情难以控制，常常耗时耗财也无法及时控制扑灭大火，造成自然资源严重的损失。同时人工灭火存在一定的危险性，对于参加灭火人员的人身安全无法保证。2012年美国一起雷电引起一处火情，结果蔓延了9个州，美国政府派了1000名消防员，14架直升机，花了7~8周时间未能全部扑灭。2013年1月澳大利亚也是一起雷电引起的森林火灾，烧毁了5个州的森林，百余人失踪。
专利号为：201110305305.X，发明名称为“森林灭火浇灌系统”的中国专利中公开了一种森林灭火浇灌系统，包括设置在山林地势高处用于收集天然降水并储存起来的最少一个储水装置和与所述储水装置连接的用于消防和浇灌的最少一套输水管网组成；所述储水装置环山腰设置，并且根据地势分级设置；同级储水装置设置于同一海拔高度或者同一地势高度处，上下相邻的各级储水装置之间通过输水装置连接。上述现有技术主要解决了森林火灾中存水源不足，提供一种根据现场环境建造并收集灭火用水的装置，然后通过管网将灭火用水输送到森林各个角落。充足的灭火用水仅仅是解决森林灭火的第一步，有了灭火用水，如果没有科学合理的使用，仍然难以快速彻底的灭火。同时上述现有技术中没有预警设备，因此无法在火灾的初始阶段及时发现火情，延误了灭火的最佳时间，增加了灭火难度和危险性。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术中的不足而提供一种带有预警装置，能及时发现火情并能上下组合全方位立体灭火的全自动森林灭火工程设备。
本发明解决上述技术问题采用的技术方案是：该全自动森林灭火工程设备，包括至少一个储水装置，所述的储水池设置在林区地势最高处，其特征在于：将林区分成多个片区，每个片区内设置有多个灭火隔离带，灭火隔离带将每个片区分成多个小区区域，每个小区区域四面均设置有灭火隔离带，每个灭火隔离带内设置有上下组合喷水系统，所述的上下组合喷水系统包括上部喷水管、下部喷水管以及连接两者的供水管，上部喷水管和下部喷水管上均设置喷头，所述的每个储水池分别与多个片区主水管连接，片区主水管与该片区支水管连接，片区支水管与上下组合喷水系统连接，支水管与上下组合喷水系统的连接处设置有电子自动阀，每个小区区域内均设置有红外传感器和监控摄像头，所有的红外传感器、监控摄像头和电子自动阀均与控制系统连接。如用于平原灭火时，本发明中所述的储水装置优选为储水塔，如用于山区灭火时，储水装置优选为储水池。将储水装置设置在地势最高处，其目的和好处是提高储水水压，提高水流传输速度，增加水流喷射范围。通过灭火隔离带将整个林区分成多个小区区域，每个小区区域四周均设置有灭火隔离带，其目的和好处是能有效控制火情，防止火势蔓延，有利于尽快灭火。本发明设置有上下组合喷水系统，其好处是上部喷水管喷射覆盖范围大，可以从上至下的覆盖各个角度，以致扑灭树木各部位的燃火，下部喷水管主要用于扑灭近地面火势。每个小区区域内设置有红外传感器，其作用和好处是通过温度监控，有效报警，但是红外传感器有检测距离限制此，因此还设置有监控摄像头，作为对红外传感器的一个补充，检测范围无距离限制，可以及早发现火情。当某一小区区域的红外传感器或监控摄像头发现有火灾时，通过控制系统自动打开该小区区域周边灭火隔离带内上部、下部喷水管上的电子自动阀，喷头出水，上下组合的喷水系统喷水密度更密集、水流量更大，形成的自上而下多角度的、全方位立体型水流能快速有效及时的扑灭林区燃火，通过红外传感器或监控摄像头确认燃火全部被扑灭后，再通过控制系统自动关闭上述电子自动阀，喷头关闭，节约水源。通过控制系统，本发明能实现区域定点灭火，整个过程全自动化操作，节约了大量人力，保障了人身安全，也保护森林资源。
本发明所述的上部喷水管高于树木顶部，下部喷水管距离地面80~150公分。上部喷水管要求高于树木最顶端，具体高度可以根据实际情况调节，一般常规高于树木顶部50~120公分，这样设置的目的和好处是获得最大的水流覆盖范围，有利于灭火，防止空间火势蔓延。下部喷水管距离地面80~150公分，这样设置的目的和好处是能有效扑灭地面火势，有效防止地面火势蔓延。
本发明所述的上部喷水管纵向、横向组合，互相垂直交叉安装。这样使得上部喷水管向下喷射的水流密度更大，水流量更多，形成多角度、全方位、立体形的喷水隔离带。
本发明所述的每根上部喷水管以及下部喷水管上均设置有三排喷头，居中那排的喷头垂直向下，两侧的两排喷头倾斜向下，倾斜角度分别为10度和170度。上述喷头结构的效果和好处是增大喷射角度，提高水流覆盖范围。
本发明所述的每个灭火隔离带内的上下组合喷水系统其喷水宽度为5~50米。上下组合喷水系统在每个小区区域四面筑起四道5~50米宽的喷水隔离带，上述喷水宽度可以有效隔离、控制火情蔓延，有利于快速灭火。
本发明所述的每个小区区域内四周分别设置有一个红外传感器，每个小区区域内中间设置有一个监控摄像头。
本发明所述的储水装置通过抽水泵、抽水管与水源连接，抽水泵与控制系统连接。储水装置既可以承接天然雨水作为灭火水源，还可以通过抽水泵、抽水管抽取附近水源的水。抽水泵与控制系统连接，可以根据使用量及时打开抽水泵进行抽水补充储水量。
本发明所述的片区主水管通过加压泵与储水装置连接，加压泵与控制系统连接。加压泵的作用是增加水流压力，使喷射距离更远，加压泵与控制系统连接，当发生火灾时自动打开加压泵，抽水作业。
本发明所述的连接上部喷水管和下部喷水管的供水管可伸缩。可伸缩的供水管使得上部喷水管的高度可调节，随着树木的生长变化可以调节上部喷水管的高度，操作方便。
本发明所述的喷头为螺旋喷头。螺旋喷头的好处是增大喷射角度，提高喷射流量。
本发明与现有技术相比具有以下优点：本发明将林区分隔多个片区，在多个片区内分隔多个小区，在小区与小区、片区与片区之间四面安装上下组合喷水系统，一旦森林发生火情，上下组合喷水系统从树顶部向下密集喷水，在区域四面筑起四道5~50米宽喷水隔离带，使得火情无法从地面或树木上部通过喷水隔离带，蔓延到其他区域，将火情最大程度的控制在原始发生区域被被扑灭。本发明采用抽水泵将江、河的水抽入储水池，及时补充储水池，为扑灭森林火情提供充足的储水量。储水池中安装有加压泵，能让灭火的供水喷射有力，增加射程，灭火效果好，灭火速度快。本发明的森林灭火用水中还添加有甲烷中和剂，有利于控制火情，减少灭火难度，加快灭火速度。本发明在每个小区区域内安装红外线传感器与监控摄像头组合的火灾报警系统，对林区实时监控，结合控制系统可以做到自动化灭火，一般情况下无需相关人员进入火灾现场，减少了灭火的风险。一旦森林发生火情，不管发生在哪个区域，该区域内四面上下组合喷水系统从树顶部向下密集喷射水流从而筑起四面5~50米宽喷水隔离带，以致火情无法从地面或树木上部通过喷水隔离带，从而蔓延到其他区域，火情即在所发生的区域内被区域内四面的上下组合喷水系统密集喷水扑灭。
附图说明
图1为本发明结构示意图。
图2为本发明上下组合喷水系统结构侧视图。
图3为本发明上下组合喷水系统结构俯视图。
图4为本发明上部喷水管及下部喷水管中喷头分布示意图。
图5图4中A-A向视图。
图6为本发明喷水宽度示意图。
图7为本发明喷水效果示意图。
具体实施方式
实施例1
参见图1，本实施例中设置有一个储水装置1，该储水装置1设置在林区地势最高处。储水装置1通过抽水泵2、抽水管3与水源Ⅰ连接。整个林区分成A、B、C、D四个片区，每个片区内设置分别设置有一个片区主水管4，各片区主水管4通过加压泵5与储水装置1连接，片区主水管4又与该片区支水管6连接。
A、B、C、D各片区内间隔设置有多个灭火隔离带7，灭火隔离带7将每个片区分成多个小区区域8，每个小区区域8四周均设置有灭火隔离带7。灭火隔离带7之间的距离具体可以根据林区树木密度、不同树种等情况调节。每个灭火隔离带7内设置有上下组合喷水系统9，上下组合喷水系统9与片区支水管6连接，其连接处设置有电子自动阀。参见图2，上下组合喷水系统9包括上部喷水管91、下部喷水管92以及连接两者的供水管93。上部喷水管91高于树木顶部，一般优选高于树顶50~120公分。下部喷水管92优选距离地面80~150公分。连接两者的供水管93上设置有一端伸缩管931，使得供水管93长度可以调节，以适应不同的树种以及树木的生长。参见图3，为了获得更加密集和立体的灭火水流，可以将上部喷水管91纵向、横向互相垂直交叉安装。参见图4，每根上部喷水管91上设置有三排喷头10，喷头10优选螺旋喷头。参见图5，居中那排的喷头10垂直向下，两侧的两排喷头10倾斜向下，倾斜角度分别为10度和170度。下部喷水管92上喷头10的结构与上部喷水管91上的喷头10结构相同。参见图6，上下组合喷水系统9的喷水宽度D优选为5米~50米。
每个小区区域8的四周分别设置有一个红外传感器11，红外传感器11具体可以安装在树木中部。每个小区区域8的中间还设置有一个监控摄像头12，监控摄像头12高于树顶安装。林区管理处设置有控制系统，可以采用PLC控制器，所有的红外传感器11、监控摄像头12、电子自动阀、抽水泵2和加压泵5均与控制系统连接。
本发明的使用过程为：储水装置1内通过承接天然雨水或通过抽水泵2补充水量，优选在储水装置1内添加中和甲烷的试剂，上述试剂有助于消除林区产生的甲烷。当红外传感器11监测到所在的小区区域8内温度异常，或者是监控摄像头12监测到所在的小区区域8内有燃火产生的烟雾，上述信号传给控制系统，控制系统确定火灾发生位置，然后打开该区域片区主水管4对应的加压泵5以及电子自动阀，使储水装置1内的水通过片区主水管4、片区支水管6进入相应的灭火隔离区7内的上下组合喷水系统9，水流从上部喷水管91和下部喷水管92中的喷头10中喷出，形成从上而下全方位立体的灭火水流，使得着火区域能被迅速的扑灭，参见图7。同时由于灭火隔离带7将林区分成多个小区区域8，有效的阻断了火灾的蔓延，便于火情的控制和扑灭。当储水装置1内水位下降到一定程度时，可以通过控制系统打开抽水泵2，及时向储水装置1内补充水量。
本发明灭火效果实例：林区面积130亩，种植树种为松树，本实例中小区区域8大小为80米*80米，上部、下部喷水管的喷水宽度为12米。起火点为林区中央，当通过监控摄像头12发现上述小区区域内有冒烟，随后红外传感器也报警，通过控制系统打开上述区域片区主水管4对应的加压泵5，使储水装置1内的水通过片区主水管4、片区支水管6进入相应的灭火隔离区7内的上下组合喷水系统9，水流从上部喷水管91和下部喷水管92的喷头10中喷出，形成从上而下全方位立体的灭火水流，灭火时间约为半小时，所有的火情均被扑灭。
虽然本发明已以实施例公开如上，但其并非用以限定本发明的保护范围，任何熟悉该项技术的技术人员，在不脱离本发明的构思和范围内所作的更动与润饰，均应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种全自动森林灭火工程设备，包括至少一个储水装置，所述的储水池设置在林区地势最高处，其特征在于：将林区分成多个片区，每个片区内设置有多个灭火隔离带，灭火隔离带将每个片区分成多个小区区域，每个小区区域四面均设置有灭火隔离带，每个灭火隔离带内设置有上下组合喷水系统，所述的上下组合喷水系统包括上部喷水管、下部喷水管以及连接两者的供水管，上部喷水管和下部喷水管上均设置喷头，所述的每个储水池分别与多个片区主水管连接，片区主水管与该片区支水管连接，片区支水管与上下组合喷水系统连接，片区支水管与上下组合喷水系统的连接处设置有电子自动阀，每个小区区域内均设置有红外传感器和监控摄像头，所有的红外传感器、监控摄像头和电子自动阀均与控制系统连接。
2.根据权利要求1所述的全自动森林灭火工程设备，其特征在于：所述的上部喷水管高于树木顶部，下部喷水管距离地面80~150公分。
3.根据权利要求2所述的全自动森林灭火工程设备，其特征在于：所述的上部喷水管纵向、横向组合，互相垂直交叉安装。
4.根据权利要求2所述的全自动森林灭火工程设备，其特征在于：所述的每根上部喷水管以及下部喷水管上均设置有三排喷头，居中那排的喷头垂直向下，两侧的两排喷头倾斜向下，倾斜角度分别为10度和170度。
5.根据权利要求1所述的全自动森林灭火工程设备，其特征在于：所述的每个灭火隔离带内的上下组合喷水系统其喷水宽度为5~50米。
6.根据权利要求1所述的全自动森林灭火工程设备，其特征在于：所述的每个小区区域内四周分别设置有一个红外传感器，每个小区区域内中间设置有一个监控摄像头。
7.根据权利要求1所述的全自动森林灭火工程设备，其特征在于：所述的储水池通过抽水泵、抽水管与水源连接，抽水泵与控制系统连接。
8.根据权利要求1所述的全自动森林灭火工程设备，其特征在于：所述的片区主水管通过加压泵与储水池连接，加压泵与控制系统连接。
9.根据权利要求1所述的全自动森林灭火工程设备，其特征在于：所述的连接上部喷水管和下部喷水管的供水管可伸缩。
10.根据权利要求4所述的全自动森林灭火工程设备，其特征在于：所述的喷头为螺旋喷头。
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