CN109173117B - 一种地下深坑电缆隧道移动式气体灭火设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种地下深坑电缆隧道移动式气体灭火设备，包括两个金属导轨、移动式气体灭火装置和和驱动电源控制器，移动式气体灭火装置包括安放平台、气体灭火机构、往复行进驱动机构和摄像机构；气体灭火机构安装在安放平台上用于喷射气体灭火剂进行灭火；往复行进驱动机构用于驱动安放平台在金属导轨上做往复运动；摄像机构包括摄像组件和监控显示器，摄像组件用于拍摄隧道两侧壁目标区域电缆运行图像并将图像传输给监控显示器，监控显示器为摄像组件供电并实时显示拍摄组件所拍摄的图像。本发明既可以对地下深坑电缆隧道发生的火情进行快速、有效和定点灭火，又可以做到大量节约灭火剂并达到灭火过程无死角。
Description
技术领域
本发明涉及消防及火灾安全技术领域，尤其涉及一种地下深坑电缆隧道移动式气体灭火设备。
背景技术
近年来，我国城市基础设施快速向地下发展，很多城市的供电线缆在深度达到五、六十米以上的地下深坑隧道内成排布置，这些隧道长度能够达到几公里甚至十几公里，虽然布置了干粉灭火装置，但由于地下深坑电缆隧道所出的恶劣高潮湿环境，造成灭火剂的有效期和一次更换的灭火装置的火灾防护周期都大大缩短，一次更换的灭火装置内的灭火剂一般2～3年内甚至更短时间就会失效，为达到对地下深坑电缆隧道内电缆有效防火的目的需要频繁更换新的灭火剂储罐，既增加维护人员劳动强度，也带来不必要的经济损失，而失效的灭火剂的倾倒造成环境污染，且高湿环境也易造成灭火装置的严重腐蚀。
发明内容
基于背景技术中存在的技术问题，本发明提出了一种地下深坑电缆隧道移动式气体灭火设备。
本发明提出的一种地下深坑电缆隧道移动式气体灭火设备，包括两个平行且水平布置的金属导轨和移动式气体灭火装置，其中：
移动式气体灭火装置包括安放平台以及安装在安放平台上的气体灭火机构、往复行进驱动机构、摄像机构；
气体灭火机构包括气体灭火剂储罐、储罐支架、喷放控制按钮和喷放控制电源，气体灭火剂储罐放置在安放平台上，气体灭火剂储罐上设有与其内部连通的瓶头阀，瓶头阀连接有连管，连管两端均连接有水平管，水平管上设有多个气体灭火剂喷嘴，储罐支架包括套装在气体灭火剂储罐外部的圆环箍，圆环箍底部设有多个固定在安放平台上的支脚，喷放控制按钮一端通过线缆与喷放控制电源连接，喷放控制按钮另一端通过线缆与瓶头阀连接用于控制瓶头阀的开启或关闭；
往复行进驱动机构用于驱动安放平台在两个金属导轨上做往复运动；
摄像机构包括摄像组件和监控显示器，摄像组件用于拍摄隧道两侧壁目标区域电缆运行图像并将图像传输给监控显示器，监控显示器为摄像组件供电并实时显示摄像组件所拍摄的图像；
在工作状态下，将往复行进驱动机构、监控显示器与外部电源接通，往复行进驱动机构工作驱动安放平台在两个金属导轨上做往复运动，同时摄像组件工作进行拍摄隧道两侧壁电缆运行图像，摄像组件将电缆运行状况的图像传回至监控显示器并在监控显示器上实时显示，当发现电缆起火时，通过监控显示器控制往复行进驱动机构驱动安放平台移动至起火电缆附近后断开往复行进驱动机构与外部电源的连接，往复行进驱动机构停止工作，启动喷放控制按钮以开启瓶头阀，带有压力的灭火剂储罐释放灭火剂，经瓶头阀、连管到达气体灭火剂喷嘴后，气体灭火剂喷嘴喷射气体灭火剂并在燃烧或出现电火花电缆的附近区域扩散实施灭火。
优选的，往复行进驱动机构包括驱动电机、主驱动轮、驱动轴、从驱动轮、驱动带、两个行进驱动轮、两个行进从动轮、两个驱动电源杆、驱动电源控制器和电刷，驱动电机安装在安放平台上，驱动电机与主驱动轮连接用于驱动主驱动轮转动，两个行进驱动轮转动安装在安放平台底部一端两角位置且两个行进驱动轮分别滑动安装在两个金属导轨上，两个行进从动轮转动安装在安放平台底部另一端两角位置且两个行进从动轮分别滑动安装在两个金属导轨上，驱动轴两端分别与两个行进驱动轮连接，从驱动轮安装在驱动轴上，从驱动轮与主驱动轮通过驱动带传动连接；两个电刷安装在安放平台底部且电刷与驱动电机连接，两个电刷分别与两个驱动电源杆活动接触并可沿驱动电源杆延伸方向移动，两个驱动电源杆设置在两个金属导轨之间且驱动电源杆的延伸方向与金属导轨的延伸方向一致，驱动电源杆通过线缆与驱动电源控制器连接，驱动电源控制器与外部电源连接。
优选的，往复行进驱动机构还包括四个限位轮，四个限位轮通过限位架安装在安放平台底部四角位置，限位轮水平布置并且限位轮紧贴金属导轨。
优选的，连管由固定在安放平台上的喷嘴支架进行支撑。
优选的，电刷包括电刷杆和电刷头，电刷杆一端通过电刷固定头固定安装在安放平台底部，电刷杆另一端设有电刷头弹性罩，电刷头弹性罩通过连杆连接有与驱动电源杆表面活动式压紧接触的电刷头；优选的，驱动电源杆两端设有阻挡电刷移动的杆头。
优选的，两个金属导轨之间设有两个护罩，两个护罩底部设有固定在地面上的固定架，护罩通过固定扣夹固定在固定架上，两个驱动电源杆分别设置在两个护罩内。
优选的，两个护罩之间设有固定在地面上的线缆槽。
优选的，金属导轨底部沿其延伸方向间隔布置有多个固定在地面上的导轨支架，导轨支架通过固定夹与金属导轨连接；优选的，金属导轨两端均设有两个限位杆，移动式气体灭火装置在两个限位杆之间做往复运动。
优选的，摄像支架、多个摄像头、多个照明灯，摄像支架安装在安放平台上，多个摄像头均安装在摄像支架上用于拍摄隧道两侧壁目标区域电缆运行图像，多个照明灯均安装在摄像支架上。
优选的，安放平台四周设有围栏。
本发明提出的一种地下深坑电缆隧道移动式气体灭火设备，工作时，将往复行进驱动机构、监控显示器与外部电源接通，往复行进驱动机构工作驱动安放平台在两个金属导轨上做往复运动，同时多个摄像头工作进行拍摄隧道两侧壁电缆运行图像，同时将电缆运行状况的图像传回至监控显示器并在监控显示器上实时显示，当发现电缆起火时，通过监控显示器控制往复行进驱动机构驱动安放平台移动至起火电缆附近后断开往复行进驱动机构与外部电源的连接，往复行进驱动机构停止工作，同时启动气体灭火机构工作向起火电缆喷射气体灭火剂进行灭火。
本发明一种地下深坑电缆隧道移动式气体灭火装置，既可以对地下深坑电缆隧道发生的火情进行快速、有效和定点灭火，又可以做到大量节约灭火剂并达到灭火过程无“死角”，克服了传统的地下深坑电缆隧道内固定灭火设置只能间断布置而无法实施全方位灭火的缺点，满足了对地下深坑电缆隧道控制火灾的目的和技术要求，还可以大量减少固定灭火装置的设置；既可以实现对地下深坑电缆隧道控制火灾的目的，又能够对地下深坑电缆隧道的运行状况实施来回巡查，并可以做到定点跟踪查看的技术要求；既保证了快速、有效灭火的目的，又达到了体积小，经济适用，安装、改造、维修、起吊和运输方便的特点；本发明还可以有效降低设备维护人员的劳动强度。
附图说明
图1为本发明提出的一种地下深坑电缆隧道移动式气体灭火设备的结构示意图；
图2为为本发明提出的一种地下深坑电缆隧道移动式气体灭火设备中移动式气体灭火装置的结构示意图；
图3为本发明提出的一种地下深坑电缆隧道移动式气体灭火设备中限位轮的结构示意图；
图4为本发明提出的一种地下深坑电缆隧道移动式气体灭火设备中金属导轨的结构示意图；
图5为本发明提出的一种地下深坑电缆隧道移动式气体灭火设备中驱动电源杆的结构示意图；
图6为本发明提出的一种地下深坑电缆隧道移动式气体灭火设备中电刷的结构示意图；
图7为本发明提出的一种地下深坑电缆隧道移动式气体灭火设备中线缆槽的结构示意图；
图8为本发明提出的一种地下深坑电缆隧道移动式气体灭火设备中储罐支架的结构示意图；
图9为本发明提出的一种地下深坑电缆隧道移动式气体灭火设备中驱动电机控制电路图。
具体实施方式
参照图1-图9，本发明提出一种地下深坑电缆隧道移动式气体灭火设备，包括两个金属导轨1和移动式气体灭火装置，其中：
两个金属导轨平行且水平布置，金属导轨1上设有两个限位杆35，金属导轨1底部沿其延伸方向间隔布置有多个固定在地面上的导轨支架34，导轨支架34通过固定夹45与金属导轨1连接。两个金属导轨1之间设有两个护罩29，两个护罩29底部设有固定在地面上的固定架30，护罩29通过固定扣夹31固定在固定架30上，两个护罩29之间设有固定在地面上的线缆槽33，线缆槽33由厚度为0.5～1.0mm的有机玻璃板加工制成，整体宽度为0.35～0.40米，高度为100～150mm，沿金属导轨1纵向敷设在两根金属导轨1之间，底部呈“V”形，两侧栏板高度为30～40mm，上部敞开，一端的端口封闭，另一端也敞开，在底部沿纵向设有均匀交错的通孔41，通孔41直径为15～20mm，沿纵向间隔为500～600mm，下底部沿纵向每间隔3～5米设置一个线缆槽支架42。
移动式气体灭火装置在两个限位杆35之间做往复运动，移动式气体灭火装置包括四周设有围栏36的安放平台2、气体灭火机构、往复行进驱动机构和摄像机构。
气体灭火机构安装在安放平台2上用于喷射气体灭火剂进行灭火，气体灭火机构包括气体灭火剂储罐3、储罐支架、喷放控制按钮38和喷放控制电源39。气体灭火剂储罐3为普通的气体灭火剂钢瓶，直径为300～500mm，容积为120～180升，内部盛装液化的七氟丙烷约120～180千克，储罐内充氮气，压力为约2.5MPa，气体灭火剂储罐3竖直放置在安放平台2上部。气体灭火剂储罐3上设有与其内部连通的瓶头阀5，瓶头阀5连接有连管6，连管6为不锈钢管，直径为32～40mm，形状为“T”形，下部通过一根直径为32～40mm的金属耐压软弯管与瓶头阀5连通，“T”形上部横梁的两端各连通一根与横梁垂直、长度为30～40mm相同直径的水平管7，并在每根水平管7的中部及距离两端50mm处均匀设置三个喷口朝外的气体灭火剂喷嘴8；为减小喷放时连管6的震动，在“T”形横梁中部的一侧设置一根喷嘴支架24。储罐支架包括套装在气体灭火剂储罐3外部的圆环箍4，圆环箍4底部设有多个固定在安放平台2上的支脚9，储罐支架可以防止灭火剂喷射时灭火剂储罐3的倾覆。喷放控制按钮38一端通过线缆与喷放控制电源39连接，喷放控制按钮38另一端通过线缆与瓶头阀5连接用于控制瓶头阀5的开启或关闭，喷放控制电源39为蓄电池，输出电压为0～110V，输出电流0～10A，平时与附近的交流电源连通充电。
往复行进驱动机构与安放平台2连接用于驱动安放平台2在两个金属导轨1上做往复运动。往复行进驱动机构包括驱动电机14、主驱动轮15、驱动轴16、从驱动轮17、驱动带18、两个行进驱动轮19、两个行进从动轮20、四个限位轮23、驱动电源控制器21、两个驱动电源杆22和两个电刷。驱动电机14安装在安放平台2上，驱动电机14与主驱动轮15连接用于驱动主驱动轮15转动，两个行进驱动轮19转动安装在安放平台2底部一端两角位置且两个行进驱动轮19分别滑动安装在两个金属导轨1上，两个行进从动轮20转动安装在安放平台2底部另一端两角位置且两个行进从动轮20分别滑动安装在两个金属导轨1上，驱动轴16两端分别与两个行进驱动轮19连接，从驱动轮17安装在驱动轴16上，从驱动轮17与主驱动轮15通过驱动带18传动连接。四个限位轮23通过限位架44安装在安放平台2底部四角位置，限位轮23水平布置并且限位轮23紧贴金属导轨1。两个电刷安装在安放平台2底部且电刷与驱动电机14连接，两个电刷分别与两个驱动电源杆22活动接触并可沿驱动电源杆22延伸方向移动，电刷包括电刷杆25和电刷头26，电刷杆25一端通过电刷固定头27固定安装在安放平台2底部，电刷杆25另一端设有弹性罩28，弹性罩28通过连杆37连接有与驱动电源杆22表面活动式压紧接触的电刷头26。两个驱动电源杆22分别设置在两个护罩29内，驱动电源杆22两端设有阻挡电刷移动的杆头32，且驱动电源杆22的延伸方向与金属导轨1的延伸方向一致，驱动电源杆22通过线缆与驱动电源控制器21连接，驱动电源控制器21与外部电源连接，驱动电源控制器21采用分路设置接触式按钮和接触器对驱动电机14轴的转动方向实施控制，控制模式有“正向转动”、“停止”和“反向转动”三种。
摄像机构包括摄像支架10、多个摄像头11、多个照明灯12和监控显示器13，摄像支架10安装在安放平台2上，多个摄像头11均安装在摄像支架10上用于拍摄隧道两侧壁目标区域电缆运行图像，多个照明灯12均安装在摄像支架10上，监控显示器13与多个摄像头11、多个照明灯12连接并为多个摄像头11、多个照明灯12供电。
本发明工作过程如下：闭合驱动电源控制器21的开关K1，主电源接通，再并按下SB1和SB2，接触器KM1动作并闭合，驱动电机14经其连接动力线缆、电机配电盒、电刷、驱动电源杆22和驱动电源线缆与外部的220V交流电源接通，驱动电机14正向转动并带动主驱动轮15同步同向转动，并经驱动带18带动从驱动轮17正向转动，从驱动轮17带动同轴的行进驱动轮19同向同角速度转动，驱动移动式气体灭火装置整体沿金属导轨1向前行进，安放平台2上固定设置的灭火剂储罐3和摄像机构同时向前行进。按下监控显示器13的电源按钮，两个照明灯12同时点亮，监控显示器13启动后将摄像机构行进过程沿途拍摄的监控图像传回并在监控显示器13上双屏显示，实时监控地下深坑电缆隧道内电缆43的运行状况及火情。当移动式气体灭火装置行进到接近地下深坑电缆隧道端部时，受到设置在金属导轨1上方的限位杆35阻挡停止行进，按下按钮SB3，按钮SB2和接触器KM1自动断开，接触器KM2动作并闭合再次接通电源，驱动电机14反向转动，带动移动式气体灭火装置整体沿金属导轨1反向行进；当移动式气体灭火装置行进到金属导轨1另一端附近时，同样受到金属导轨1上方限位杆阻挡再次停止行进，再按下按钮SB2，接触器KM1又动作并闭合，驱动电机14又正向转动，驱动移动式气体灭火装置重新向前行进；如此反复，可以实现对整个隧道内的电缆43运行状况和火情进行实时监控。一旦发现电缆43燃烧或出现电火花，利用监控显示器13将移动式气体灭火装置行进到发生燃烧或出现电火花电缆的附近时再次按下按钮SB1，驱动电机14断电并停止转动，移动式气体灭火装置停放在发生燃烧或出现电火花电缆附近，启动喷放控制按钮38，瓶头阀5上的电动驱动装置动作并打开瓶头阀5，带有压力的灭火剂储罐3释放灭火剂，经瓶头阀5、连管到达气体灭火剂喷嘴8后，气体灭火剂喷嘴8喷射气体灭火剂并在燃烧或出现电火花电缆的附近区域扩散实施灭火。
在移动式气体灭火装置的往复行进过程中，电刷头26始终呈活动式弹性表面接触压紧在驱动电源杆22表面且可以自由地沿驱动电源杆22往复运动，为驱动电机14提供动力电源。由于驱动电源杆22的两端长度各超出金属导轨1端部600～800mm，并在驱动电源杆22两端各设有一个半球形杆头32，可以有效以防止电刷头26与驱动电源杆22脱扣。在移动式气体灭火装置的往返过程中，设置在安放平台2下部的所有线缆随移动式气体灭火装置一起运动并整齐地铺设在线缆槽33内，可以有效地保证移动式气体灭火装置的正常运行。
本发明一种地下深坑电缆隧道移动式气体灭火装置，既可以对地下深坑电缆隧道发生的火情进行快速、有效和定点灭火，又可以做到大量节约灭火剂并达到灭火过程无“死角”，克服了传统的地下深坑电缆隧道内固定灭火设置只能间断布置而无法实施全方位灭火的缺点，满足了对地下深坑电缆隧道控制火灾的目的和技术要求，还可以大量减少固定灭火装置的设置；既可以实现对地下深坑电缆隧道控制火灾的目的，又能够对地下深坑电缆隧道的运行状况实施来回巡查，并可以做到定点跟踪查看的技术要求；既保证了快速、有效灭火的目的，又达到了体积小，经济适用，安装、改造、维修、起吊和运输方便的特点；本发明还可以有效降低设备维护人员的劳动强度。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种地下深坑电缆隧道移动式气体灭火设备，其特征在于，包括两个平行且水平布置的金属导轨（1）和移动式气体灭火装置，其中：
移动式气体灭火装置包括安放平台（2）以及安装在安放平台（2）上的气体灭火机构、往复行进驱动机构、摄像机构；
气体灭火机构包括气体灭火剂储罐（3）、储罐支架、喷放控制按钮（38）和喷放控制电源（39），气体灭火剂储罐（3）放置在安放平台（2）上，气体灭火剂储罐（3）上设有与其内部连通的瓶头阀（5），瓶头阀（5）连接有连管（6），连管（6）两端均连接有水平管（7），水平管（7）上设有多个气体灭火剂喷嘴（8），储罐支架包括套装在气体灭火剂储罐（3）外部的圆环箍（4），圆环箍（4）底部设有多个固定在安放平台（2）上的支脚（9），喷放控制按钮（38）一端通过线缆与喷放控制电源（39）连接，喷放控制按钮（38）另一端通过线缆与瓶头阀（5）连接用于控制瓶头阀（5）的开启或关闭；
往复行进驱动机构用于驱动安放平台（2）在两个金属导轨（1）上做往复运动；
摄像机构包括摄像组件和监控显示器（13），摄像组件用于拍摄隧道两侧壁目标区域电缆运行图像并将图像传输给监控显示器（13），监控显示器（13）为摄像组件供电并实时显示拍摄组件所拍摄的图像；
在工作状态下，将往复行进驱动机构、监控显示器（13）与外部电源接通，往复行进驱动机构工作驱动安放平台（2）在两个金属导轨（1）上做往复运动，同时摄像组件工作进行拍摄隧道两侧壁电缆运行图像，摄像组件将电缆运行状况的图像传回至监控显示器（13）并在监控显示器（13）上实时显示，当发现电缆起火时，通过监控显示器（13）控制往复行进驱动机构驱动安放平台（2）移动至起火电缆附近后断开往复行进驱动机构与外部电源的连接，往复行进驱动机构停止工作，启动喷放控制按钮（38）以开启瓶头阀（5），带有压力的灭火剂储罐（3）释放灭火剂，经瓶头阀（5）、连管（6）到达气体灭火剂喷嘴（8）后，气体灭火剂喷嘴（8）喷射气体灭火剂并在燃烧或出现电火花电缆的附近区域扩散实施灭火；
往复行进驱动机构包括驱动电机（14）、主驱动轮（15）、驱动轴（16）、从驱动轮（17）、驱动带（18）、两个行进驱动轮（19）、两个行进从动轮（20）、驱动电源控制器（21）、两个驱动电源杆（22）和两个电刷，驱动电机（14）安装在安放平台（2）上，驱动电机（14）与主驱动轮（15）连接用于驱动主驱动轮（15）转动，两个行进驱动轮（19）转动安装在安放平台（2）底部一端两角位置且两个行进驱动轮（19）分别滑动安装在两个金属导轨（1）上，两个行进从动轮（20）转动安装在安放平台（2）底部另一端两角位置且两个行进从动轮（20）分别滑动安装在两个金属导轨（1）上，驱动轴（16）两端分别与两个行进驱动轮（19）连接，从驱动轮（17）安装在驱动轴（16）上，从驱动轮（17）与主驱动轮（15）通过驱动带（18）传动连接；两个电刷安装在安放平台（2）底部且电刷与驱动电机（14）连接，两个电刷分别与两个驱动电源杆（22）活动接触并可沿驱动电源杆（22）延伸方向移动，两个驱动电源杆（22）设置在两个金属导轨（1）之间且驱动电源杆（22）的延伸方向与金属导轨（1）的延伸方向一致，驱动电源杆（22）通过线缆与驱动电源控制器（21）连接，驱动电源控制器（21）与外部电源连接；
两个金属导轨（1）之间设有两个护罩（29），两个护罩（29）底部设有固定在地面上的固定架（30），护罩（29）通过固定扣夹（31）固定在固定架（30）上，两个驱动电源杆（22）分别设置在两个护罩（29）内；
两个护罩（29）之间设有固定在地面上的线缆槽（33）；
电刷包括电刷杆（25）和电刷头（26），电刷杆（25）一端通过电刷固定头（27）固定安装在安放平台（2）底部，电刷杆（25）另一端设有弹性罩（28），弹性罩（28）通过连杆（37）连接有与驱动电源杆（22）表面活动式压紧接触的电刷头（26）；驱动电源杆（22）两端设有阻挡电刷移动的杆头（32）。
2.根据权利要求1所述的地下深坑电缆隧道移动式气体灭火设备，其特征在于，往复行进驱动机构还包括四个限位轮（23），四个限位轮（23）通过限位架（44）安装在安放平台（2）底部四角位置，限位轮（23）水平布置并且限位轮（23）紧贴金属导轨（1）。
3.根据权利要求1或2所述的地下深坑电缆隧道移动式气体灭火设备，其特征在于，连管（6）由固定在安放平台（2）上的喷嘴支架（24）进行支撑。
4.根据权利要求1或2所述的地下深坑电缆隧道移动式气体灭火设备，其特征在于，金属导轨（1）底部沿其延伸方向间隔布置有多个固定在地面上的导轨支架（34），导轨支架（34）通过固定夹与金属导轨（1）连接；金属导轨（1）两端均设有两个限位杆（35），移动式气体灭火装置在两个限位杆（35）之间做往复运动。
5.根据权利要求1或2所述的地下深坑电缆隧道移动式气体灭火设备，其特征在于，摄像组件包括摄像支架（10）、多个摄像头（11）、多个照明灯（12），摄像支架（10）安装在安放平台（2）上，多个摄像头（11）均安装在摄像支架（10）上用于拍摄隧道两侧壁目标区域电缆运行图像，多个照明灯（12）均安装在摄像支架（10）上。
6.根据权利要求1或2所述的地下深坑电缆隧道移动式气体灭火设备，其特征在于，安放平台（2）四周设有围栏（36）。
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