CN108404327A - 具有穿刺功能的高空灭火装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有穿刺功能的高空灭火装置，包括穿刺系统、水路系统、消防炮、转台和臂架系统，臂架系统固定在转台上，随转台一起转动，所述臂架系统包括伸缩一臂和伸缩二臂，伸缩二臂相对伸缩一臂延伸和回缩，穿刺系统和消防炮分别固定在伸缩二臂前端的两侧，穿刺系统通过摆动马达与伸缩二臂固定连接，在水路系统的前端装有换向球阀，换向球阀有三个通道，分别连接水路系统的水管、穿刺系统和消防炮。本发明穿刺系统与消防炮独立作业、独立控制其作业灵活、方便，能提高机舱内部灭火的效率和灭火效果。

Description

具有穿刺功能的高空灭火装置

技术领域

本发明涉及消防装备技术领域，特别涉及一种具有穿刺功能的高空灭火装置。

背景技术

机舱内火灾采用外围破拆救援灭火，其展开作业时间长，作业人员在现场存在救援危险，耗费时间长，机舱内部人员无法承受燃烧产生的浓烟而容易导致窒息伤亡，不利于救援工作开展。带有穿刺臂的灭火装置可解决有效这一问题，机舱内部起火时举升穿刺臂，通过穿刺针刺入机舱内部，进行灭火。目前有穿刺针的灭火装置是将穿刺针固定在消防炮炮身上，穿刺针跟随消防炮的运动同步运动，工作不灵活，受结构限制其作业范围小。同时，采用固定式穿刺结构必须同时变幅和伸缩臂架才能实现穿刺功能，在穿刺过程中臂架结构受力大，操作繁琐，定位相对困难。

发明内容

本发明的目的是克服上述技术缺陷，提供一种具有穿刺功能的高空灭火装置，该装置作业灵活，定位准确、臂架结构受力小。

本发明解决上述问题所采用的技术方案为：一种具有穿刺功能的高空灭火装置，包括穿刺系统、水路系统、消防炮、转台和臂架系统，臂架系统固定在转台上，随转台一起转动，所述臂架系统包括伸缩一臂和伸缩二臂，伸缩二臂相对伸缩一臂延伸和回缩，穿刺系统和消防炮分别固定在伸缩二臂前端的两侧，穿刺系统通过摆动马达与伸缩二臂固定连接，在水路系统的前端装有换向球阀，换向球阀有三个通道，分别连接水路系统的水管、穿刺系统和消防炮。

所述臂架系统还包括下变幅臂，连接架、下变幅油缸和上变幅油缸，下变幅臂一端与转台中位铰点铰接，另一端与连接架连接，下变幅油缸两端分别与转台下铰点和下变幅臂铰点相连接，下变幅油缸驱动下变幅臂变幅运动；连杆两端分别与转台上铰点和连接架铰接，连接架与伸缩一臂铰接，上变幅油缸两端分别与连接架和伸缩一臂连接，由上变幅油缸驱动伸缩一臂变幅运动。

所述消防炮包括炮头和炮身，第一涡轮蜗杆电机驱动炮头左右摆动，第二涡轮电机带动炮头、炮身以及第一涡轮蜗杆电机一起仰俯摆动。

所述穿刺系统通过旋转接头和软胶管与换向球阀连接。

所述穿刺系统为液压弹射式，所述穿刺系统包括液压缸和和液压蓄能器，在液压缸缸杆前端安装喷嘴和穿刺针，由液压缸缸杆带动穿刺针快速弹射或慢速弹射，液压蓄能器通过液压接头固定在液压缸的缸筒上。

所述水路系统包括两节伸缩式圆管和直管，第一节伸缩式圆管的一端通过旋转接头与转台连接，另一端通过旋转接头接连接架，第二节伸缩式圆管的一端固定在连接架上并通过直管与第一节伸缩式圆管接通，另一端与伸缩二臂的前部固定。第一节伸缩式圆管随下变幅臂变幅运动，而第二节伸缩式圆管随伸缩一臂变幅运动以及伸缩二臂伸缩运动，使水路系统及时随臂架系统进行调整，保证穿刺系统及水炮供水供液顺畅。

所述换向球阀的阀口开启由直线电机和连杆控制，直线电机的直线运动缸端部通过销轴与连杆上的滑槽连接，连杆另一端与换向球阀的切换手柄连接。

所述穿刺系统上安装倾角传感器，在伸缩二臂与伸缩一臂之间安装拉线传感器，在消防炮涡轮蜗杆电机上安装旋转编码器，倾角传感器、拉线传感器和旋转编码器与PLC控制系统连接。

在穿刺系统前端安装超声波传感器，防止灭火装置碰撞障碍物。

本发明有益效果是：穿刺系统和消防炮系统是两套独立的作业系统，穿刺系统通过摆动马达独立俯仰运动，消防炮通过两个涡轮蜗杆电机独立实现俯仰运动和左右摆动功能，通过直线电机灵活切换换向球阀实现穿刺系统和消防炮之间的液路切换，使装置的穿刺作业更加灵活，液体喷洒范围更大，使用性能更加优越可靠。穿刺系统采用液压弹射式结构，其定位准确，操作简单，可有效解决穿刺过程中臂架系统受力大的问题。

附图说明

图1是本发明的整体结构主视图。

图2是本发明的整体结构俯视图。

图3是本发明的整体结构左视图。

图4是本发明的穿刺系统和消防炮结构的局部放大视图。

图5是图4的D-D局部剖视图。

图中1穿刺系统，1a液压缸，1b穿刺针，1c液压蓄能器，1d喷嘴，2换向球阀，3软胶管，4旋转接头，5连杆，6下变幅臂，7伸缩油缸，8上变幅油缸，9旋转接头，10连接架，11下变幅油缸，12水路系统，12a第一节伸缩式圆管，12b第二节伸缩式圆管，12c直管，13旋转接头，14转台，15伸缩一臂，16伸缩二臂，17消防炮，18直线电机，19摆动马达，20、22、23、24螺栓，21轴， 25连杆,26第一涡轮蜗杆电机，27第二涡轮蜗杆电机，28销轴，29滚轮，30法兰面A，31法兰面B。

具体实施方式

本发明具有穿刺功能的高空灭火装置主要包括穿刺系统1、水路系统12、消防炮17、转台14和臂架系统，臂架系统固定在转台14上，随转台14一起转动，臂架系统对穿刺系统1、水路系统12和消防炮17进行支撑和举升。转台14底部安装回转支承，当对回转支承外圈进行螺栓固定后，转台14可以进行左右旋转运动。臂架系统主要包括伸缩一臂15、伸缩二臂16、下变幅臂6、连接架10、下变幅油缸11和上变幅油缸8，下变幅臂6一端通过轴与转台14中位铰点连接，另一端通过轴与连接架10连接，下变幅油缸11两端分别与转台14下铰点和下变幅臂6铰点相连接，实现下变幅臂6的变幅运动；连杆5两端通过轴分别与转台14上铰点和连接架10连接，连接架10通过空心轴与伸缩一臂15连接，上变幅油缸8两端分别与连接架10和伸缩一臂15连接，实现伸缩一臂15变幅运动；伸缩油缸7的缸杆通过螺栓20与伸缩一臂15固定连接，伸缩油缸7的缸筒通过两个轴21与伸缩二臂16相连接，伸缩油缸7缸筒前端滚轮29在伸缩二臂16下内臂面上自由滚动。伸缩二臂16通可以相对伸缩一臂15延伸和回缩。连杆5数量为2个，分别同时与转台14和连接架10对称铰接。伸缩一臂15和伸缩二臂16为高强度结构钢焊接件，采用槽型折弯板上下对焊形成矩形截面。下变幅臂6为矩形管型材拼焊而成的结构件。本实施例中转台14、连杆5、下变幅臂6和连接架10共同组成四边形变幅机构，该四边形机构通过下变幅油缸11进行控制，而伸缩一臂15的变幅由上变幅油缸8进行控制，四边形变幅机构和伸缩一臂15的变幅可以独立控制也可同步运行，独立控制可以使臂架系统高空作业位置更加灵活，同步运行可以大大提高举升速度，提高工作效率。

本发明的穿刺系统1和消防炮17分别固定在伸缩二臂16前端的两侧，在水路系统12的前端装有换向球阀2，换向球阀2有三个阀口，形成三个通道分别连接水路系统12的水管、穿刺系统1和消防炮17。穿刺系统1通过摆动马达19与伸缩二臂16固定连接，摆动马达通过螺栓23与伸缩二臂16固定连接，穿刺系统1内腔通过两个旋转接头4和软胶管3与换向球阀2的B出液口连接，换向球阀2通过螺栓24与伸缩一臂15固定连接，直线电机18通过连杆5控制换向球阀2的阀口开启方向，直线电机18的直线运动缸端部通过销轴与连杆5上的滑槽连接，连杆5另一端与换向球阀2的切换手柄连接。当直线电机18的直线运动缸杆直线运动时，带动销轴在连杆5上的滑槽内滑动，此时连杆5如图5所示，由1位移动至2位，实现换向球阀2的阀口切换功能，连杆5处于1位状态时换向球阀2的A口出液口开启，连杆5处于2位状态时换向球阀2的B口出液口开启。当换向球阀2的B口出液口开启时，液体通过水路系统12进入换向球阀2的C口，通过B口和软胶管3进入穿刺系统1，当摆动马达通电后带动穿刺系统1俯仰90°摆动，摆动过程中，通过两个旋转接头和软胶管3实现液体从水路系统12进入穿刺系统1内。

本实施例中穿刺系统1为液压弹射式，穿刺系统1包括液压缸1a和和液压蓄能器1c，在液压缸1a缸杆前端安装喷嘴1d和穿刺针1b，由液压缸1a缸杆带动穿刺针1b快速弹射或慢速弹射，液压蓄能器1c通过液压接头固定在液压缸1a的缸筒上。液压缸1a的缸杆与缸筒之间由密封件密封分成两个油腔，每个油腔都有一个油口，可以进油和出油，当无杆腔进油时，液压油推动活塞杆和缸杆外伸，当有杆腔进油时，液压油推动活塞杆和缸杆回缩。通过启动液压蓄能器1c对穿刺系统进行蓄能，当能量达到弹射状态时，启动弹射系统，穿刺针1b相对穿刺缸筒实现快速弹射、慢速弹射和慢速收回的动作。本实施例中穿刺系统1带有液压蓄能器1c和压力传感器，当蓄能达到压力值时，穿刺针1b自动快速弹射，当不使用蓄能单元时，穿刺针1b可慢速弹出。

消防炮17通过螺栓22与伸缩二臂16固定连接，并与换向球阀2的A出液口相通，当换向球阀2的A口出液口开启时，液体通过水路系统12进入换向球阀2的C口，通过A出液口进入消防炮17内。消防炮17分别通过炮身法兰面A30和炮身法兰面B31与第一涡轮蜗杆电机26法兰面和第二涡轮蜗杆电机27的法兰面螺栓连接，第一涡轮蜗杆电机26通电后带动消防炮17的炮头实现左右摆动，第二涡轮蜗杆电机27通电后带动消防炮17的炮头以及炮身和第一涡轮蜗杆电机26一同实现俯仰摆动。

所述水路系统包括两节伸缩式圆管12a、12b和直管12c，第一节伸缩式圆管12a的一端通过旋转接头13与转台14连接，另一端通过旋转接头9接连接架10，第二节伸缩式圆管12b的一端固定在连接架10上并通过直管12c与第一节伸缩式圆管12a接通，另一端与伸缩二臂16的前部固定。旋转接头4、9、13可360°连续旋转。第一节伸缩式圆管12a随下变幅臂6变幅运动，而第二节伸缩式圆管12b随伸缩一臂15变幅运动以及伸缩二臂16伸缩运动，使水路系统及时随臂架系统进行调整，保证穿刺系统及水炮供水供液顺畅。

本发明的高空灭火装置其转台14带动整个装置左右旋转运动，下变幅臂6通过下变幅油缸11实现变幅运动，伸缩一臂15通过上变幅油缸8实现变幅运动，伸缩二臂16通过伸缩油缸7实现相对于伸缩一臂15的伸缩运动，穿刺系统1通过摆动马达19实现俯仰运动，消防水炮17通过第一涡轮蜗杆电机26和第二涡轮蜗杆电机27实现左右摆动和俯仰运动。本实施例中在下变幅臂6、伸缩一臂15、穿刺系统1上分别安装倾角传感器，在伸缩二臂16与伸缩一臂15之间安装拉线传感器，在消防炮17的涡轮蜗杆电机26和涡轮蜗杆电机27上分别安装旋转编码器，倾角传感器、拉线传感器和旋转编码器与PLC控制器连接并由PLC控制器进行控制，倾角传感器用于感应下变幅臂6、伸缩一臂15、穿刺系统1的倾斜角度，拉线传感器用于感应伸缩二臂16与伸缩一臂15的展开距离，旋转编码器用于感应水炮摆动角度，对下变幅臂6、伸缩一臂15、伸缩二臂16、穿刺系统1以及消防炮17均可进行位置预设，倾角传感器、拉线传感器和旋转编码器将感应到的信息传送给PLC控制器，PLC控制器对下变幅油缸、上变幅油缸、伸缩油缸、摆动马达进行控制实现灭火装置的一键展开功能。在穿刺系统1前端安装超声波传感器，防止灭火装置碰撞障碍物。

本发明高空灭火装置结构设计合理，穿刺更加灵活可靠，只需要将臂架举升至目标位置，弹出穿刺针1b即可，定位准确，操作简单，缓解臂架结构受力较大的情况。穿刺系统1和消防炮17系统独立作业，并通过直线电机18灵活切换换向球阀2实现穿刺系统1和消防炮17之间的液路切换，本发明结构穿刺作业更加灵活，液体喷洒范围更大，使用性能更加优越可靠。

Claims (9)

1.具有穿刺功能的高空灭火装置，包括穿刺系统、水路系统、消防炮、转台和臂架系统，臂架系统固定在转台上，随转台一起转动，其特征是所述臂架系统包括伸缩一臂和伸缩二臂，伸缩二臂相对伸缩一臂延伸和回缩，穿刺系统和消防炮分别固定在伸缩二臂前端的两侧，穿刺系统通过摆动马达与伸缩二臂固定连接，在水路系统的前端装有换向球阀，换向球阀有三个通道，分别连接水路系统的水管、穿刺系统和消防炮。

2.根据权利要求1所述的具有穿刺功能的高空灭火装置，其特征是所述消防炮包括炮头和炮身，第一涡轮蜗杆电机驱动炮头左右摆动，第二涡轮电机带动炮头、炮身以及第一涡轮蜗杆电机一起仰俯摆动。

3.根据权利要求1或2所述的具有穿刺功能的高空灭火装置，其特征是所述穿刺系统包括液压缸和和液压蓄能器，在液压缸缸杆前端安装喷嘴和穿刺针，由液压缸缸杆带动穿刺针快速弹射或慢速弹射，液压蓄能器通过液压接头固定在液压缸的缸筒上。

4.根据权利要求1或2所述的具有穿刺功能的高空灭火装置，其特征是所述穿刺系统通过旋转接头和软胶管与换向球阀连接。

5.根据权利要求1所述的具有穿刺功能的高空灭火装置，其特征是所述水路系统包括两节伸缩式圆管和直管，第一节伸缩式圆管的一端通过旋转接头与转台连接，另一端通过旋转接头接连接架，第二节伸缩式圆管的一端固定在连接架上并通过直管与第一节伸缩式圆管接通，另一端与伸缩二臂的前部固定。

6.根据权利要求1或5所述的具有穿刺功能的高空灭火装置，其特征是所述臂架系统还包括下变幅臂，连接架、下变幅油缸和上变幅油缸，下变幅臂一端与转台中位铰点铰接，另一端与连接架连接，下变幅油缸两端分别与转台下铰点和下变幅臂铰点相连接，下变幅油缸驱动下变幅臂变幅运动；连杆两端分别与转台上铰点和连接架铰接，连接架与伸缩一臂铰接，上变幅油缸两端分别与连接架和伸缩一臂连接，由上变幅油缸驱动伸缩一臂变幅运动。

7.根据权利要求1或5所述的具有穿刺功能的高空灭火装置，其特征是所述换向球阀的阀口开启由直线电机和连杆控制，直线电机的直线运动缸端部通过销轴与连杆上的滑槽连接，连杆另一端与换向球阀的切换手柄连接。

8.根据权利要求1所述的具有穿刺功能的高空灭火装置，其特征是在穿刺系统前端安装超声波传感器。

9.根据权利要求1或2所述的具有穿刺功能的高空灭火装置，其特征是所述穿刺系统上安装倾角传感器，在伸缩二臂与伸缩一臂之间安装拉线传感器，在消防炮涡轮蜗杆电机上安装旋转编码器，倾角传感器、拉线传感器和旋转编码器与PLC控制系统连接。