CN104941093A - 一种预置区域自摆式自动灭火消防炮 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种预置区域自摆式自动灭火消防炮，属于消防设备技术领域，旨在提供一种在火灾发生时实现对预置区域自动自摆灭火的消防炮。它由安装于电机上的位置角度检测旋转编码器对消防炮的水平和俯仰角度以及旋向进行监测。根据预先预置的保护区域所对应的消防炮水平，俯仰角度范围参数，通过MCU控制器控制消防炮喷头的水平、俯仰角度以及旋向，从而实现消防炮来回自动摆动灭火。本发明适用于大空间，环境复杂场所的火灾扑救。
Description
技术领域
本发明属于消防设备技术领域，特别涉及一种实现预置区域自摆式自动灭火的消防炮。
背景技术
火灾依然是当今社会破坏力最大的灾害之一。近年来，随着社会的进步和科技的不断发展，我国在应对火灾方面已经取得长足的进展，但同时伴随着城市化进程的不断加快和人口的持续增长，我国火灾的发生数量，造成的损失依旧呈现上升的趋势。特别是石油化工厂，机库等建筑物空间大，布局复杂，其火灾的扑救依旧具有相当大的难度。
目前，自动消防炮的研究主要多用于室内较小区域，而针对大空间的自动消防炮研究还不多。事实上，大空间自动消防系统的难度之一是：消防炮喷射的水柱因受到重力，风力等外界环境的影响，导致落水点位置不精确，可靠性不高。目前许多常用处理方法是不断的提升检测火源发生位置精确的方法。然而在大空间环境下，着火点的位置与消防炮的距离往往在几十米以上，故该类消防系统也并不适于大空间场所的火灾扑救。
旋转编码器是用来测量位置及旋向的装置，是集光机电技术于一体的速度位移传感器。当旋转编码器轴带动光栅盘旋转时，经发光元件发出的光被光栅盘狭缝切割成断续光线，并被接收元件接收产生初始信号。该信号经处理后输出的脉冲或代码可得到位置及转向信号。
发明内容
针对大空间受保护区域自动灭火的需要，本发明提出一种预置区域自摆式自动灭火
防炮，为大空间智能灭火提供条件。
本发明是通过下面的技术方案来解决上述的技术问题。
一种预置区域自摆式自动灭火消防炮,包括消防炮本体，水平传动机构，俯仰传动机构，喷嘴和外壳。消防炮本体包括水平本体，俯仰本体和端盖。水平本体和俯仰本体通过钢球联接，水平本体和端盖以及外壳均通过螺栓联接。喷嘴安装在俯仰本体上。
水平传动机构由水平直流电机及旋转编码器、涡轮、蜗杆和轴承组成。水平直流电机及旋转编码器安装在水平本体上，蜗杆联接于水平直流电机轴上，蜗轮通过钢球与水平本体联接。蜗轮，俯仰本体与水平本体的联接处装有密封圈。配水支管由蜗轮的空心轴，水平本体空腔和俯仰本体空腔组成。
俯仰传动机构有俯仰直流电机及旋转编码器，主动轴，主动齿轮，主动轴轴套，中间轴，中间齿轮，中间轴轴套，从动轴，从动齿轮，从动轴轴套，输出轴，输出齿轮，输出轴轴套和输出轴轴承组成。俯仰直流电机及编码器安装于俯仰本体上。主动轴与俯仰直流电机的轴联接，中间轴与从动轴均安装在水平本体和端盖之间，输出轴安装在俯仰本体与端盖之间。主动齿轮，中间齿轮，从动齿轮和输出齿轮分别安装在主动轴，中间轴，从动轴和输出轴上。主动齿轮和中间齿轮的大齿轮啮合，中间齿轮的小齿轮与从动轴的大齿轮啮合，从动齿轮的小齿轮与输出齿轮啮合。输出轴与俯仰本体用键联接。
本发明涉及的预置区域自摆式自动灭火消防炮对保护区域的灭火包括以下步骤：
（1）等待火灾报警信号；
（2）在火灾报警信号的触发下，MCU控制器控制电磁阀驱动电路打开电磁水阀；
（3）消防炮水平传动机构在水平直流电机的带动下水平动作至设定位置后水平直流电机上的旋转编码器发送信号至MCU控制器；
（4）MCU控制器控制消防炮水平直流电机停止动作，同时控制俯仰直流电机带动俯仰传动机构运行至设定位置；
（5）MCU控制器根据俯仰直流电机上的旋转编码器发送的信号停止俯仰直流电机动作，再次控制消防炮水平直流电机运行至设定角度；
（6）消防炮在保护区域内由MCU控制器控制根据预先设定的直流电机角度与旋向参数依次重复上述步骤(3)～(5)进行“弓”字动作并灭火；
（7）火灾扑灭或火灾报警信号解除，MCU控制器控制电磁阀驱动电路关闭电磁水阀。
附图说明
图1是本发明预置区域自摆式自动灭火消防炮的俯视图；
图2是图1中的D-D剖视图；
图3是图2中的A-A剖视图；
图4是图2中的B-B断面图；
图5是图2中的C-C断面图；
图6是预置区域自摆式自动灭火消防炮的安装示意图；
图7是预置区域自摆式自动灭火消防炮的灭火轨迹示意图；
图8是控制系统组成示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实例不作为对本发明的限定。
如图1～5所示，本发明预置区域自摆式自动灭火消防炮包括消防炮本体，水平传动机构，俯仰传动机构，配水支管9，喷嘴28和外壳3。消防炮本体包括水平本体6，俯仰本体27和端盖12。水平本体6和俯仰本体27通过钢球1联接，水平本体6和端盖12通过螺栓35联接，外壳3和水平本体6通过螺栓34联接，喷嘴28安装在俯仰本体27上。
如图1～4所示，水平传动机构由水平直流电机及旋转编码器5，蜗杆32，蜗轮7，轴承33组成。水平直流电机及旋转编码器5安装在水平本体6上，蜗杆32联接在水平直流电机及旋转编码器5的轴上，蜗轮7通过钢球8与水平本体6联接，蜗杆32与蜗轮7啮合。
如图2所示，蜗轮7的轴为空心轴，水平本体6和俯仰本体27均没有空心腔体。蜗轮7、俯仰本体27与水平本体6的连接处装有密封圈4和2，配水支管9由蜗轮7的空心轴、水平本体6空腔和俯仰本体27空腔组成。蜗轮7上有连接螺纹10及定位螺纹11。
如图1～5所示，俯仰传动机构由俯仰直流电机及旋转编码器31、从动轴15、从动齿轮13、主动轴轴套14、中间轴18、中间齿轮16、中间轴轴套17和36、从动轴21、从动齿轮19、从动轴轴套20和37、输出轴24、输出齿轮22、输出轴轴套25、输出轴轴承23组成。俯仰直流电机及旋转编码器安装于水平本体6上，主动轴15与俯仰直流电机及旋转编码器31的轴联接，中间轴18和从动轴21均安装在水平本体6和端盖12之间，输出轴24安装在俯仰本体27与端盖12之间。主动齿轮13、中间齿轮16、从动齿轮19和输出齿轮22分别安装在主动轴15、中间轴18、从动轴21和输出轴24上，主动齿轮13与中间齿轮16的大齿轮啮合，中间齿轮16的小齿轮与从动齿轮19的大齿轮啮合，从动齿轮19的小齿轮与输出齿轮22啮合，输出轴24与俯仰本体27用键26联接。
预置区域自摆式自动灭火消防炮的安装示意图如图6所示，消防炮40由支架38固定，消防炮40通过蜗轮7所设的联接螺纹10与法兰39联接，通过定位螺纹11使蜗轮7与法兰39紧固。灭火剂经电磁阀29，法兰39进入由蜗轮7的空心轴，水平本体6空腔和俯仰本体27空腔所组成的配水支管9，最后从喷嘴28流出。当喷嘴28需要水平转动时，水平直流电机及旋转编码器5动作，并由5所带的旋转编码器对电机旋转角度及旋转方向进行测量，水平直流电机及旋转编码器5的输出轴通过蜗杆32带动整个消防炮绕蜗轮7转动，进而带动喷嘴28随之转动。当喷嘴28需俯仰转动时，俯仰直流电机及旋转编码器32动作，并由31所带的旋转编码器对电机旋转角度及旋转方向进行测量，俯仰直流电机经俯仰传动机构减速后，由输出轴24带动俯仰本体27转动，进而带动喷嘴28俯仰转动。
图8为预置区域自摆式自动灭火消防炮控制系统的组成示意图。根据消防炮保护区域，设定消防炮预置自摆的角度，通过程序下载接口写入MCU控制器。保护区域内有火灾发生或有手动报警信号输入时，消防炮控制系统驱动水平直流电机及旋转编码器（5）和俯仰直流电机及旋转编码器（31）动作，并同时控制电磁阀驱动电路驱动电磁水阀（29）。
本发明预置区域自摆式自动灭火消防炮工作过程包括以下步骤：
（1）消防炮等待火灾报警信号，火灾报警可为手动报警或火灾报警器的自动报警；
（2）在火灾报警信号的触发下，MCU控制器控制电磁阀驱动电路打开电磁水阀（29）；
（3）消防炮水平传动机构在水平直流电机的驱动下在水平方向动作，并由水平直流电机上的旋转编码器测量其旋转角度及旋转方向；
（4）水平直流电机旋转到保护区域内的设定角度，水平直流电机上的旋转编码器发送信号至MCU控制器,MCU控制器控制水平直流电机停止动作；
（5） MCU控制器根据保护间隔的预先设定值控制俯仰直流电机带动俯仰传动机构运行，同时俯仰直流电机上的旋转编码器也对该直流电机的旋转角度及旋转方向进行测量；
（6）消防炮俯仰直流电机旋转到保护区域内的设定角度后，俯仰直流电机上的旋转编码器发送信号至MCU控制器,MCU控制器控制俯仰直流电机停止动作；
（7）MCU控制器再次控制消防炮水平直流电机带动水平传动机构做与步骤（3）反方向的动作，至保护区域内的设定位置后水平直流电机再次停止动作；
（8）水平直流电机停止动作后，MCU控制器控制俯仰直流电机带动俯仰传动机构作与步骤（5）相同的动作至保护区域内设定的位置后俯仰直流电机停止动作；
（9）依次重复上述步骤（3）、（4）、（5）、（6）、（7）、（8）MCU控制器按照保护区域内设定的“弓”字形灭火轨迹依次完成灭火；
（10）一个周期的灭火轨迹完成后，水平和俯仰传动机构均回到初始点再次依次运行，直至火警报警解除，然后MCU控制器控制关闭电磁水阀（29），停止喷射灭火剂。
Claims (1)
1.一种预置区域自摆式自动灭火消防炮，其特征在于：对发生火灾的保护区域实现预置位置的自摆式自动灭火，具体实施步骤如下：
（1）消防炮等待火灾报警信号，火灾报警可为手动报警或火灾报警器的自动报警；
（2）在火灾报警信号的触发下，MCU控制器控制电磁阀驱动电路打开电磁水阀（29）；
（3）消防炮水平传动机构在水平直流电机的驱动下在水平方向动作，并由水平直流电机上的旋转编码器测量其旋转角度及旋转方向；
（4）水平直流电机旋转到保护区域内的设定角度，水平直流电机上的旋转编码器发送信号至MCU控制器,MCU控制器控制水平直流电机停止动作；
（5）MCU控制器根据保护间隔的预先设定值控制俯仰直流电机带动俯仰传动机构运行，同时俯仰直流电机上的旋转编码器也对该直流电机的旋转角度及旋转方向进行测量；
（6）消防炮俯仰直流电机旋转到保护区域内的设定角度后，俯仰直流电机上的旋转编码器发送信号至MCU控制器,MCU控制器控制俯仰直流电机停止动作；
（7）MCU控制器再次控制消防炮水平直流电机带动水平传动机构做与步骤（3）反方向的动作，至保护区域内的设定位置后水平直流电机再次停止动作；
（8）MCU控制器控制俯仰直流电机带动俯仰传动机构作与步骤（5）相同的动作至保护区域内设定的位置后俯仰直流电机停止动作；
（9）依次重复上述步骤（3）、（4）、（5）、（6）、（7）、（8）MCU控制器按照保护区域内设定的“弓”字形灭火轨迹依次完成灭火；
（10）一个周期的灭火轨迹完成后，水平和俯仰传动机构均再次回到初始保护点依次运行，直至火警报警解除，然后MCU控制器控制关闭电磁水阀（29），停止喷射灭火剂。
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