CN109807758B - 一种移动便携式超高压冷态水切割救援系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种移动便携式超高压冷态水切割救援系统，包括供电子系统、供水子系统、超高压水发生子系统、磨料供给子系统以及切割器，其中供电子系统通过供电电缆与超高压水发生子系统电连接；供水子系统通过超高压水泵供水管路与超高压水发生子系统水连接，超高压水发生子系统的超高压水经超高压水管路与切割器连接；磨料供给子系统上的磨料管路与切割器上的磨料接口连接，气源供给子系统经压缩空气管路与切割器上的压缩空气接口连接。本发明系统体积小、质量轻，适于便携，切割头超高压水射流的开闭使用双串联气控、反应快、不受干扰、安全性高、节能，切割头关闭后系统自动进入低压运行模式，制造成本和维护成本低，适用于多种作业需求。
Description
技术领域
本发明涉及一种救援系统，具体为一种移动便携式超高压冷态水切割救援系统。
背景技术
现有的救援用超高压水切割系统是集水罐、细水雾、救援器材为一体的大型消防救援车，或是笨重的不便移动的设备，体积大、重量大，不适用于救援需求。切割头喷射的超高压水射流的开闭依赖电控或无线遥控控制，反应慢且遥控信号易受干扰，在复杂的救援环境下可靠性差，一旦失效会导致超高压水射流喷射失控，引发安全事故，难以适用于灵活移动的作业需求。
发明内容
针对现有技术中救援用超高压水切割系统难以适用于救援需要的灵活移动的作业需求等不足，本发明要解决的问题是提供一种反应快、可靠性高、可满足多种复杂作业环境需求的移动便携式超高压冷态水切割救援系统。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
本发明一种移动便携式超高压冷态水切割救援系统，包括供电子系统、供水子系统、超高压水发生子系统、磨料供给子系统以及切割器，其中供电子系统通过供电电缆与超高压水发生子系统电连接；供水子系统通过超高压水泵供水管路与超高压水发生子系统水连接，超高压水发生子系统的超高压水经超高压水管路与切割器连接；磨料供给子系统上的磨料管路与切割器上的磨料接口连接，气源供给子系统经压缩空气管路与切割器上的压缩空气接口连接。
所述超高压水发生子系统以机架为主体，机架底部装有机架脚轮，电动机和超高压水泵均安装在机架上，电动机输出轴上装有电动机皮带轮，超高压水泵的输入轴上装有超高压水泵皮带轮，电动机皮带轮与超高压水泵皮带轮通过驱动皮带传动连接；超高压水泵的超高压水泵进水管与供水子系统连接，超高压水泵的超高压水泵出水管上设有调压溢流阀，其包括高压水出口和溢流口，其中调压溢流阀的高压水出口装有流量传感器。
磨料供给子系统包括磨料罐和压缩空气罐，磨料罐和压缩空气罐均安装在背带上；磨料罐下部通过磨料流量控制阀经磨料管路与切割器连接；压缩空气罐下部经压缩空气调压阀与切割器的压缩空气接口连接。
所述压缩空气调压阀上设有压缩空气调压手柄，磨料流量控制阀上设有磨料流量调节手柄。
所述切割器的切割器本体上设有两个把手、超高压水进水口、压缩空气接口、超高压水切割头以及气动超高压水开关，其中，两个把手上分别安装前开关和后开关，并以串联方式布置在切割器本体内部气管路上；超高压水切割头上安装磨料接口，超高压水从超高压水进水口进入切割器，经过气动超高压水开关，由超高压水切割头以纯水或水、磨料混合射流的形式喷出。
供水子系统以储水箱、消火栓、自来水或车载供水作为水源。
所述超高压水发生子系统还设有溢回流口，其通过溢回流水管路与供水子系统的回流口连接。
本发明具有以下有益效果及优点：
1.本发明系统体积小、质量轻，利于移动，适于便携，切割头超高压水射流的开闭使用双串联气控、反应快、不受干扰、安全性高，节能，切割头关闭后系统自动进入低压运行模式，制造成本和维护成本低，适用于多种作业需求。
2.本发明可用于高铁、动车、普通列车、地铁、公路车辆交通故事、飞机事故处置和灭火抢险救援及储罐、管线的施工维修等场所，可避免在上述各种场所作业时发生辐射热及静电引发的次生灾害。
附图说明
图1为本发明的总体结构框图；
图2为超高压水发生子系统结构示意图(一)；
图3为超高压水发生子系统结构示意图(二)；
图4为超高压水发生子系统结构示意图(三)；
图5为磨料供给子系统结构示意图；
图6为切割器结构示意图。
其中，1为机架，2为电动机皮带轮，3为机架脚轮，4为皮带，5为超高压水泵皮带轮，6为超高压水泵出水管，7为超高压水泵，8为超高压水泵进水过滤器，9为超高压水泵进水管，10为溢回流管，11为溢流阀，12为流量传感器，13为超高压出水口，14为溢回流口，15为进水口，16为电动机，17为供电口，18为电控箱，19为急停按钮，20为停止按钮，21为启动按钮，22为磨料罐，23为压缩空气罐，24为压缩空气调压手柄，25为压缩空气调压阀，26为压缩空气管路，27为磨料管路，28为磨料流量控制阀，29为磨料流量调节手柄，30为背带，31为超高压水进水口，32为切割器本体，33为压缩空气接口，34为气动超高压水开关，35为超高压水切割头，36为磨料接口，37为前开关，38为后开关，39为供电子系统，40为供水子系统，41为超高压水泵供水管路，42为溢回流水管路，43为磨料供给子系统，44为切割器，45为水管路，46为超高压水发生子系统，47为电缆，48为气源供给子系统。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本发明作进一步阐述。
如图1所示，本发明一种移动便携式超高压冷态水切割救援系统，包括供电子系统39、供水子系统40、超高压水发生子系统46、磨料供给子系统43以及切割器44，其中供电子系统39通过供电电缆47与超高压水发生子系统46电连接；供水子系统40通过超高压水泵供水管路41与超高压水发生子系统46连接，超高压水发生子系统46的超高压水经超高压水管路45与切割器44连接；磨料供给子系统43上的磨料管路27与切割器44上的磨料接口36连接，源供给子系统经缩空气管路26与切割器44上的压缩空气接口33连接。
本实施例中，供电子系统39通过供电电缆47与供电口17连接，为超高压水发生子系统46提供电力；供水子系统40通过超高压水泵供水管路41与进水口15连接，为超高压水发生子系统46提供水源；超高压水发生子系统46产生的超高压水通过超高压出水口13与超高压水管路45的一端连接，超高压水管路45的另一端与切割器44上的超高压水进水口31连接，为切割器44提供超高压水；磨料供给子系统43上的磨料管路27与切割器44上的磨料接口36连接，为切割器44提供磨料，源供给子系统经缩空气管路26与切割器44上的压缩空气接口33连接，为切割器44中气动超高压水开关34提供气源；当切割器44关闭时，即流量传感器12探测到调压溢流阀11的高压水出口流量为零时，超高压水发生子系统46产生的高压水经泄压后通过一端与溢回流口14连接、另一端与供水子系统40连接的溢回流水管路42流回供水子系统40。
供水子系统40为超高压水发生子系统46提供水源，可根据实际情况选择普通储水箱、消火栓、自来水、车载供水作为水源。
超高压水发生子系统还设有溢回流口10，其通过溢回流水管路42与供水子系统40的回流口连接。溢流的水回到水源可以有效节约用水，延长作业时间。
如图2～4所示，所述超高压水发生子系统46以机架1为主体，机架1底部装有机架脚轮3，电动机16和超高压水泵7均安装在机架1上，电动机16输出轴上装有电动机皮带轮2，超高压水泵7的输入轴上装有超高压水泵皮带轮5，电动机皮带轮2与超高压水泵皮带轮5通过驱动皮带4传动连接；超高压水泵7的超高压水泵进水管9与供水子系统40连接，超高压水泵7的超高压水泵出水管6上设有调压溢流阀11，其包括高压水出口和溢流口，其中调压溢流阀11的高压水出口装有流量传感器12。
本实施例中，机架1底部装有机架脚轮3以便于设备移动，电动机皮带轮2通过驱动皮带4带动超高压水泵皮带轮5，驱使超高压水泵7运转；超高压水泵进水过滤器8的进出水口与超高压水泵进水管9连接，为超高压水泵7的进水提供过滤，超高压水泵进水管9由进水口15进水；进入超高压水泵7的水经过加压后生成超高压水，并通过超高压水泵出水管6进入调压溢流阀11，调压溢流阀11有两个出水口，即一个高压水出口和一个溢流口，调压溢流阀11的高压水出口装有流量传感器12，当切割器44上的水开关34打开时，会有水流经调压溢流阀11的高压水出口，流量传感器12探测到调压溢流阀11的高压水出口流量不为零时，超高压水发生子系统46进入超高压工作模式，可在超高压出水口13输出超高压水，反之，当切割器44上的水开关34关闭时，流量传感器12探测到调压溢流阀11的高压水出口流量为零时，在经过设定的时间后，超高压水发生子系统46进入低压运行模式，节约能耗，同时超高压水发生系统46产生的高压水经泄压后进入溢回流管10并从溢回流口14流出；电控箱18安装在机架1上，并设有供电口17、急停按钮19、停止按钮20和启动按钮21，为超高压水发生子系统46提供电力和控制。流量传感器12只检测高压水发生子系统流量的有无，而非流量大小，其信号传输至高压水发生子系统自带的控制单元中，再由控制单元发出控制指令至执行继电器，控制高压水发生子系统中水管路上水阀的关断，即可根据流量控制高压水在阀内部的走向，实现了不需要切割器提供远程信号即可切换工作模式的功能。
如图5所示，磨料供给子系统43包括磨料罐22和压缩空气罐23，磨料罐22和压缩空气罐23均安装在背带30上；磨料罐22下部通过磨料流量控制阀28经磨料管路27与切割器44连接；压缩空气罐23下部经压缩空气调压阀25与切割器44的压缩空气接口连接。
本实施例中，磨料供给子系统43以背带30为依托，方便使用人员背负，磨料罐22安装在背带30上，磨料罐22内装有供切割器44使用的磨料，磨料罐22的下部装有磨料流量控制阀28，磨料流量控制阀28设有磨料流量调节手柄29用于控制磨料流量，磨料流量控制阀28下部与27连接，通过重力和负压作用以适当的流速为切割器44提供磨料；压缩空气罐23安装在背带30上，压缩空气罐23内储有压缩空气，压缩空气罐23的下部装有压缩空气调压阀25，压缩空气调压阀25上设有压缩空气调压手柄24、压力表，并通过压缩空气管路26为切割器44提供适当压力的气源，不需要远程供气，可随身携带，为切割器44的气动超高压水开关34提供气源，提高了实用性。
如图6所示，所述切割器44的切割器本体32上设有两个把手、超高压水进水口31、压缩空气接口33、超高压水切割头35以及气动超高压水开关34，其中，两个把手上分别安装前开关37和后开关38，并以串联方式布置在切割器本体32内部气管路上；超高压水切割头35上安装磨料接口36，超高压水从超高压水进水口31进入切割器，经过气动超高压水开关34，由超高压水切割头35以纯水或水、磨料混合射流的形式喷出。压缩空气调压阀25上设有压缩空气调压手柄24，磨料流量控制阀28上设有磨料流量调节手柄29。
本实施例中，切割器44以切割器本体32为主体，使用时须双手同时持握，切割器本体32上有两个把手，所述把手上分别装有前开关37和后开关38，前开关37和后开关38为气控开关，并以串联方式布置，即仅当前开关37和后开关38同时按下时，气动超高压水开关34才能与气源供给子系统48连通被开启，气动超高压水开关34为常闭型，保证气压低或未同时按下两个气控开关时不能喷射出超高压水射流，并安装在切割器本体32上；超高压水进水口31、压缩空气接口33、超高压水切割头35均安装在切割器本体32上，磨料接口36安装在超高压水切割头35上，并在超高压水切割头35内将水射流与磨料混合。超高压水从超高压水进水口31进入切割器，经过气动超高压水开关34，最终由超高压水切割头35以纯水或水、磨料混合射流的形式喷出，实现切割功能。
两个带有开关的把手，只有双手分别握在两个把手上并同时按下开关时，水开关34才可开启，大大提高了安全性，同时切割器本体上装有水开关34，可以实现气控高压水的开闭。
本发明为移动便携式超高压冷态水切割救援系统，可做成推车单体，也可将各子系统分别做成模块单体以减小每个单体的体积和重量满足便携性，配备在抢险救援车上(也可独立设置)。遇有特殊作业环境时，从救援车上取下，推拉到现场直接作业，极大提高了适用性，作业无死角，简化了系统构成，减小体积和重量，切割头使用气控、安全性高、反应快、可靠性高，满足多种作业环境的需求，提高超高压水射流切割救援系统的实用性。
Claims (6)
1.一种移动便携式超高压冷态水切割救援系统，其特征在于：包括供电子系统、供水子系统、超高压水发生子系统、磨料供给子系统以及切割器，其中供电子系统通过供电电缆与超高压水发生子系统电连接；供水子系统通过超高压水泵供水管路与超高压水发生子系统水连接，超高压水发生子系统的超高压水经超高压水管路与切割器连接；磨料供给子系统上的磨料管路与切割器上的磨料接口连接，气源供给子系统经压缩空气管路与切割器上的压缩空气接口连接；
所述超高压水发生子系统以机架为主体，机架底部装有机架脚轮，电动机和超高压水泵均安装在机架上，电动机输出轴上装有电动机皮带轮，超高压水泵的输入轴上装有超高压水泵皮带轮，电动机皮带轮与超高压水泵皮带轮通过驱动皮带传动连接；超高压水泵的超高压水泵进水管与供水子系统连接，超高压水泵的超高压水泵出水管上设有调压溢流阀，其包括高压水出口和溢流口，其中调压溢流阀的高压水出口装有流量传感器。
2.根据权利要求1所述的移动便携式超高压冷态水切割救援系统，其特征在于：磨料供给子系统包括磨料罐和压缩空气罐，磨料罐和压缩空气罐均安装在背带上；磨料罐下部通过磨料流量控制阀经磨料管路与切割器连接；压缩空气罐下部经压缩空气调压阀与切割器的压缩空气接口连接。
3.根据权利要求2所述的移动便携式超高压冷态水切割救援系统，其特征在于：所述压缩空气调压阀上设有压缩空气调压手柄，磨料流量控制阀上设有磨料流量调节手柄。
4.根据权利要求1所述的移动便携式超高压冷态水切割救援系统，其特征在于：所述切割器的切割器本体上设有两个把手、超高压水进水口、压缩空气接口、超高压水切割头以及气动超高压水开关，其中，两个把手上分别安装前开关和后开关，并以串联方式布置在切割器本体内部气管路上；超高压水切割头上安装磨料接口，超高压水从超高压水进水口进入切割器，经过气动超高压水开关，由超高压水切割头以纯水或水、磨料混合射流的形式喷出。
5.根据权利要求1所述的移动便携式超高压冷态水切割救援系统，其特征在于：供水子系统以储水箱、消火栓、自来水或车载供水作为水源。
6.根据权利要求1所述的移动便携式超高压冷态水切割救援系统，其特征在于：所述超高压水发生子系统还设有溢回流口，其通过溢回流水管路与供水子系统的回流口连接。
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