CN114470597A - 消防水压监测系统及其工作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开消防水压监测系统及其工作方法。消防水压监测系统,包括有传感器、传输设备和平台服务器;传感器用于将水压、气压、液位信号变换成数字信号;传输设备用于接收传感器的信号,并通过4G网络无线发送给平台服务器;平台服务器用于接收、储存消防水压数据,以实现压力异常报警、远程访问以及水压数据分析。本发明利用物联网技术自动监测消防管网水压,当管网压力异常时,系统发送报警信息到工程经理和暖通主管,根据整改情况逐渐提高发送级别,督办排查整改,直至系统恢复正常,有利于实现大范围的消防管网的水压监测管理。
Description
技术领域
本发明属于消防设备技术领域,具体涉及消防水压监测系统及其工作方法。
背景技术
城市消防供水管网和楼宇消防供水管网是城市基础设施和楼宇消防安全的重要组成部分,人们往往缺乏消防安全意识,忽视了对消防供水管网的管理与维护,导致部分消防设施长期处于故障或瘫痪状态而不能正常使用,等到火灾发生时,消防系统不能做到及时联动,无法发挥其应有作用。
当前,物联网技术兴起,如何通过物联网技术对消防管网进行技术升级,能否实时监测管网压力变化,如何提高消防设备的维保能力成为本领域技术人员的研发方向。
另外,消防供水管网的末端一般是连接消防栓或消防喷淋头,现有技术中的消防喷淋头多采用装有热敏感液体玻璃管控制的有机液体感温喷头,通过有机液体感应到周围环境温度升高时,液体膨胀破裂接通消防水源抑制火情,但是这种喷头一旦玻璃球外壳破碎后,喷头就会报废,无法再次投入使用,而且由于不能及时的关闭水源,即使火情被扑灭后,破裂的玻璃球仍然会喷出水,造成水资源的大量浪费。
发明内容
本发明的目的在于提供消防水压监测系统及其工作方法,以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:消防水压监测系统,包括有传感器、传输设备和平台服务器;
传感器用于将水压、气压、液位信号变换成数字信号;
传输设备用于接收传感器的信号,并通过4G网络无线发送给平台服务器;
平台服务器用于接收、储存消防水压数据,以实现压力异常报警、远程访问以及水压数据分析。
优选的,还包括有储水箱,储水箱的一侧底部固定连接有连接管,连接管的末端安装有喷头,连接管的内部沿其轴向依次固定连接有第一固定板和第二固定板,第一固定板和第二固定板上分别开设有第一通孔和第二通孔,第一通孔与第二通孔同心设置,第一固定板和第二固定板的夹层中固定连接有两个连接块,两个连接块之间形成一条供球阀沿水平方向移动的活动通道,第一通孔和第二通孔的半径均小于球阀,连接管的两侧沿活动通道的长度方向分别固定连接有第一活塞筒和第二活塞筒,第一活塞筒和第二活塞筒的内部均滑动连接有活塞,活塞的中心处固定连接有作用于球阀的推杆,并且第二活塞筒的内部的推杆的长度大于第一活塞筒内部的推杆;还包括有设置于连接管外部的液压管路组件,第一活塞筒的外侧端和第二活塞筒的外侧端分别与液压管路组件的两端相连,液压管路组件的内部注有热敏流体,通过热敏流体的体积变化来驱动第一活塞筒、第二活塞筒内部的推杆沿水平方向同步移动,以使球阀导通或阻断第一通孔和第二通孔。
优选的,液压管路组件包括有设置于连接管外部的第一弧形管道和第二弧形管道,第一弧形管道和第二弧形管道沿连接管的轴向平行并列设置且两者的半径相同,第一活塞筒的外侧端与第一弧形管道的首端相连通,第二活塞筒的外侧端与第二弧形管道的首端相连通,第一弧形管道的尾端端口处滑动连接有第一弧形活塞,第二弧形管道的尾端端口处滑动连接有第三弧形活塞,第一弧形活塞和第三弧形活塞通过连接板固定连接,第二弧形管道的内部滑动连接有第二弧形活塞,第一弧形管道、第一弧形活塞与第一活塞筒内部的活塞所形成的空间内注有挤压液,第二弧形管道、第二弧形活塞与第二活塞筒内部的活塞所形成的空间内中注有挤压液,第二弧形管道、第三弧形活塞与第二弧形活塞所形成的空间内注有热敏流体。
优选的,第一活塞筒和第二活塞筒的内壁上远离球阀的一端均固定连接有限位环。
优选的,两个推杆的末端均滚动安装有滚珠。
优选的,连接管的外部套接有防护壳,第一弧形管道和第二弧形管道位于防护壳内。
优选的,储水箱的一侧顶部固定连接有进水口,进水口与外部的泵组件和水源相连接,储水箱的一侧底部固定连接有出水口。
优选的,储水箱的内部顶端固定连接有压力探测器,出水口的内部安装有与压力探测器电连接的电磁阀,储水箱的内部设有与压力探测器相配合的浮球。
优选的,浮球的顶端固定连接有安装板,安装板的顶端两侧均固定连接有伸缩杆,伸缩杆的顶端与储水箱固定连接,伸缩杆的外侧套设有弹簧,安装板的顶端位于两个伸缩杆之间固定连接有固定杆,固定杆的顶端延伸至压力探测器的受力面。
本发明还提出一种上述提及的消防水压监测系统的工作方法,方法如下:
发生火灾时:室内温度升高,热敏流体感知到温度变化,体积膨胀变大,第二活塞筒内部的推杆伸出作用于球阀,与此同时,第一活塞筒内部的推杆缩回,球阀在两个推杆的作用下向第一活塞筒一侧移动,直至第一活塞筒内部的活塞滑动至其最外侧端,此时球阀脱离第一通孔,水流可通过第二通孔、第一通孔、喷头喷到外部,进行灭火;
火灾控制扑灭后:室内温度下降,热敏流体的体积变小,第二活塞筒内部的推杆缩回至初始位置,与此同时,第一活塞筒内部的推杆伸出作用与球阀,球阀在两个推杆的作用下向第二活塞筒一侧移动,直至第二活塞筒内部的活塞滑动至其最外侧端,此时球阀在水压向上的冲击下封堵在第一通孔内。
与现有技术相比,本发明提供了消防水压监测系统及其工作方法,具备以下有益效果:
(1)本发明利用物联网技术自动监测消防管网水压,当管网压力异常时,系统发送报警信息到工程经理和暖通主管,根据整改情况逐渐提高发送级别,督办排查整改,直至系统恢复正常,有利于实现大范围的消防管网的水压监测管理。
(2)本发明中的储水箱的腔体内顶部设置有浮球和压力探测器,并且压力探测器和外部的泵组件以及出水口的电磁阀电连接,当储水箱内部的水注满后,通过压力探测器向泵组件发送电信号控制泵组件使其停止动作,从而实现了储水箱自助控制储水。
(3)本发明通过液压管路组件中热敏流体的体积变化来驱动第一活塞筒、第二活塞筒内部的推杆作用于球阀,两个推杆共同配合推动球阀在活动通道内往复的移动,从而达到控制喷头通断的目的。本发明中的消防监测系统能够快速抑制早期火情,实现喷头的温控自动重复启闭,实现消防喷头的重复使用,有利于保证消防系统的安全可靠运行,并降低能源消耗。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与本发明的实施例一起用于解释本发明,并不构成对本发明的限制,在附图中:
图1为本发明实施例中整个系统的三维结构示意图;
图2为储水箱内部浮球与储水箱的连接示意图;
图3为实施例中连接管和喷头的连接三维示意图;
图4为实施例中连接管和喷头的主视剖面示意图;
图5为图4中A处的局部放大结构示意图;
图6为连接管的第一局部三维剖面示意图;
图7为连接管的第二局部三维剖面示意图;
图8为第一弧形管道和第二弧形管道与连接管装配三维示意图。
图中:1、储水箱;2、进水口;3、出水口;4、浮球;5、安装板;6、伸缩杆;7、弹簧;8、固定杆;9、压力探测器;10、连接管;11、喷头;12、防护壳;13、第一固定板;14、第一通孔;15、第二固定板;16、第二通孔;17、连接块;18、球阀;19、第一活塞筒;20、第二活塞筒;21、推杆;22、滚珠;23、活塞;24、限位环;25、第一弧形管道;26、第一弧形活塞;27、第二弧形管道;28、第二弧形活塞;29、第三弧形活塞;30、连接板。
具体实施方式
下面将结合本发明的实施例中附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此,以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围,而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例,本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
在本发明的实施例的描述中,需要理解的是,术语“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明的实施方式和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的实施方式的限制。
请参阅图1-图8,本实施例提出消防水压监测系统,包括有传感器、传输设备和平台服务器;
传感器用于将水压、气压、液位信号变换成数字信号;
传输设备用于接收传感器的信号,并通过4G网络无线发送给平台服务器;
平台服务器用于接收、储存消防水压数据,以实现压力异常报警、远程访问以及水压数据分析。
利用物联网技术,自动监测消防管网水压,当消防管网水压异常时,通过接入平台服务器的信息推送系统向相关人员,如工程经理、暖通主管等,推送报警信息,根据出现的警情以及整改情况,逐级提高发送级别,督办排查整改,直至系统恢复正常。
传感器可单独选用压力传感器、液位传感器、气压传感器,也可选用功能集成式压力、液位、气压传感器。传感器安装于消防管网末端、消防水池以及消防用储水箱1中,采集水压、气压、液位等信号并转换为数字信号,通过通信网络发送至平台服务器。具体应用情况,将传感器安装于每个消防管网的末端,如试水装置、试水阀、报警阀前环网等喷水系统中,以及室内消防栓、消防水池、高位的储水箱1中。
传输设备根据实际情况设置,现有传输设备可配接1-5台传感器,同一房间存在多个末端试水装置,配置多个压力传感器是,可仅配置1台传输设备。
本发明中的消防水压监测系统还包括有储水箱1,储水箱1的一侧底部固定连接有连接管10,连接管10的末端安装有喷头11,连接管10的内部沿其轴向依次固定连接有第一固定板13和第二固定板15,第一固定板13和第二固定板15上分别开设有第一通孔14和第二通孔16,第一通孔14与第二通孔16同心设置,第一固定板13和第二固定板15的夹层中固定连接有两个连接块17,两个连接块17之间形成一条供球阀18沿水平方向移动的活动通道,第一通孔14和第二通孔16的半径均小于球阀18,保证球阀18始终在第一固定板13和第二固定板15之间活动,另外,为了使球阀18能够从第一通孔14中脱离并在活动通道内水平移动,本实施例中第一固定板13和第二固定板15的间距略微大于球阀18的直径,可以为球阀18提供竖直方向上的活动余量。
连接管10的两侧沿活动通道的长度方向分别固定连接有第一活塞筒19和第二活塞筒20,第一活塞筒19和第二活塞筒20的内部均滑动连接有活塞23,活塞23的中心处固定连接有作用于球阀18的推杆21,两个推杆21的末端均滚动安装有滚珠22,推杆21作用于球阀18表面时,滚珠22与球阀18相接触,可减小球阀18的磨损,而推杆21的作用方向始终在球阀18的球心上,并且第二活塞筒20的内部的推杆21的长度大于第一活塞筒19内部的推杆21,第一活塞筒19和第二活塞筒20的内壁上远离球阀18的一端均固定连接有限位环24,限位环24可对活塞23在水平方向的移动形成限制。
还包括有设置于连接管10外部的液压管路组件,第一活塞筒19的外侧端和第二活塞筒20的外侧端分别与液压管路组件的两端相连,液压管路组件的内部注有热敏流体,通过热敏流体的体积变化来驱动第一活塞筒19、第二活塞筒20内部的推杆21沿水平方向同步移动,以使球阀18导通或阻断第一通孔14和第二通孔16。
具体的,液压管路组件包括有设置于连接管10外部的第一弧形管道25和第二弧形管道27,连接管10的外部套接有防护壳12,第一弧形管道25和第二弧形管道27位于防护壳12内,第一弧形管道25和第二弧形管道27沿连接管10的轴向平行并列设置且两者的半径相同,第一活塞筒19的外侧端与第一弧形管道25的首端相连通,第二活塞筒20的外侧端与第二弧形管道27的首端相连通,第一弧形管道25的尾端端口处滑动连接有第一弧形活塞26,第二弧形管道27的尾端端口处滑动连接有第三弧形活塞29,第一弧形活塞26和第三弧形活塞29通过连接板30固定连接,第二弧形管道27的内部滑动连接有第二弧形活塞28,第一弧形管道25、第一弧形活塞26与第一活塞筒19内部的活塞23所形成的空间内注有挤压液,第二弧形管道27、第二弧形活塞28与第二活塞筒20内部的活塞23所形成的空间内中注有挤压液,第二弧形管道27、第三弧形活塞29与第二弧形活塞28所形成的空间内注有热敏流体。
储水箱1的一侧顶部固定连接有进水口2,进水口2与外部的泵组件和水源相连接,储水箱1的一侧底部固定连接有出水口3,储水箱1的内部顶端固定连接有压力探测器9,出水口3的内部安装有与压力探测器9电连接的电磁阀,储水箱1的内部设有与压力探测器9相配合的浮球4,浮球4的顶端固定连接有安装板5,安装板5的顶端两侧均固定连接有伸缩杆6,伸缩杆6的顶端与储水箱1固定连接,伸缩杆6的外侧套设有弹簧7,安装板5的顶端位于两个伸缩杆6之间固定连接有固定杆8,固定杆8的顶端延伸至压力探测器9的受力面。外部的泵组件向储水箱1的内部加水,水位不断上升,浮球4在浮力的作用下向上移动,浮球4带动固定杆8向上移动并抵压压力探测器9,压力探测器9在受到一定的压力后会发出电信号控制外部的泵组件停止工作,此时停止加水。在泵组件关闭的过程中,可能仍有多出的水注入到储水箱1内,导致储水箱1的水压升高,此时压力探测器9所受的压力偏高,此时压力探测器9会发出电信号控制出水口3内部的电磁阀打开,水通过出水口3流向外部。水位下降,浮球4在弹簧7的弹性下也会下降,浮球4带动固定杆8下降,使压力探测器9所受的压力减少,在压力探测器9所受的压力下降到一定值时,压力探测器9会发出电信号控制出水口3内部的电磁阀关闭,此时储水箱1内的水压为正常值。
本发明提出一种消防水压监测系统,附图4-7中所示的均为该系统的初始状态。其中球阀18在水压向上的冲击下封堵在第一通孔14内;两个滚珠22与球阀18的外壁接触,并且两个滚珠22所连成的直线为球阀18的直径;第二活塞筒20内部的活塞23与限位环24相抵触,第一活塞筒19内部的活塞23与第一活塞筒19的侧壁相抵触。
当发生火灾时,室内温度升高,第二弧形管道27内的热敏流体感知到温度变化,体积膨胀变大。此时热敏流体会推动两侧的第二弧形活塞28和第三弧形活塞29移动。第三弧形活塞29通过连接板30带动第一弧形活塞26移动,第一弧形活塞26向外侧移动,此时第一弧形活塞26会在挤压液的作用下带动第一活塞筒19内部的活塞23向远离球阀18的一侧移动,活塞23带动推杆21和滚珠22移动,在活塞23与限位环24相接触时,第一活塞筒19内部的活塞23不再移动。与此同时,第二弧形活塞28会在挤压液的作用下推动第二活塞筒20内部的活塞23向球阀18方向移动,活塞23带动推杆21和滚珠22移动,推杆21通过滚珠22推动球阀18向第一活塞筒19方向移动,使球阀18脱离第一通孔14,在活塞23与第二活塞筒20的侧壁相接触时,活塞23不再移动。此时水流可通过第二通孔16、第一通孔14、喷头11喷到外部,进行灭火。
当火灾得到控制被扑灭之后,温度下降,第二弧形管道27内的热敏流体感知到温度变化,体积缩小。此时热敏流体会带动两侧的第二弧形活塞28和第三弧形活塞29移动。第二弧形活塞28会在挤压液的作用下带动第二活塞筒20内部的活塞23向远离球阀18的方向移动,活塞23带动推杆21和滚珠22移动,在活塞23与限位环24相接触时,活塞23不再移动,即初始位置。第三弧形活塞29通过连接板30带动第一弧形活塞26移动,第一弧形活塞26向内侧移动,此时第一弧形活塞26会在挤压液的作用下推动第一活塞筒19内部的活塞23向靠近球阀18的方向移动,活塞23带动推杆21和滚珠22移动,推杆21通过滚珠22推动球阀18向第一通孔14方向移动,在活塞23与第二活塞筒20的侧壁相接触时,活塞23不再移动,即初始位置。此时球阀18在水压向上的冲击下封堵在第一通孔14内。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,本领域的普通技术人员可以理解:在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.消防水压监测系统,其特征在于:包括有传感器、传输设备和平台服务器;
传感器用于将水压、气压、液位信号变换成数字信号;
传输设备用于接收传感器的信号,并通过4G网络无线发送给平台服务器;
平台服务器用于接收、储存消防水压数据,以实现压力异常报警、远程访问以及水压数据分析。
2.根据权利要求1所述的消防水压监测系统,其特征在于:还包括有储水箱(1),储水箱(1)的一侧底部固定连接有连接管(10),连接管(10)的末端安装有喷头(11),连接管(10)的内部沿其轴向依次固定连接有第一固定板(13)和第二固定板(15),第一固定板(13)和第二固定板(15)上分别开设有第一通孔(14)和第二通孔(16),第一通孔(14)与第二通孔(16)同心设置,其特征在于:第一固定板(13)和第二固定板(15)的夹层中固定连接有两个连接块(17),两个连接块(17)之间形成一条供球阀(18)沿水平方向移动的活动通道,第一通孔(14)和第二通孔(16)的半径均小于球阀(18),连接管(10)的两侧沿活动通道的长度方向分别固定连接有第一活塞筒(19)和第二活塞筒(20),第一活塞筒(19)和第二活塞筒(20)的内部均滑动连接有活塞(23),活塞(23)的中心处固定连接有作用于球阀(18)的推杆(21),并且第二活塞筒(20)的内部的推杆(21)的长度大于第一活塞筒(19)内部的推杆(21);还包括有设置于连接管(10)外部的液压管路组件,第一活塞筒(19)的外侧端和第二活塞筒(20)的外侧端分别与液压管路组件的两端相连,液压管路组件的内部注有热敏流体,通过热敏流体的体积变化来驱动第一活塞筒(19)、第二活塞筒(20)内部的推杆(21)沿水平方向同步移动,以使球阀(18)导通或阻断第一通孔(14)和第二通孔(16)。
3.根据权利要求1所述的消防水压监测系统,其特征在于:液压管路组件包括有设置于连接管(10)外部的第一弧形管道(25)和第二弧形管道(27),第一弧形管道(25)和第二弧形管道(27)沿连接管(10)的轴向平行并列设置且两者的半径相同,第一活塞筒(19)的外侧端与第一弧形管道(25)的首端相连通,第二活塞筒(20)的外侧端与第二弧形管道(27)的首端相连通,第一弧形管道(25)的尾端端口处滑动连接有第一弧形活塞(26),第二弧形管道(27)的尾端端口处滑动连接有第三弧形活塞(29),第一弧形活塞(26)和第三弧形活塞(29)通过连接板(30)固定连接,第二弧形管道(27)的内部滑动连接有第二弧形活塞(28),第一弧形管道(25)、第一弧形活塞(26)与第一活塞筒(19)内部的活塞(23)所形成的空间内注有挤压液,第二弧形管道(27)、第二弧形活塞(28)与第二活塞筒(20)内部的活塞(23)所形成的空间内中注有挤压液,第二弧形管道(27)、第三弧形活塞(29)与第二弧形活塞(28)所形成的空间内注有热敏流体。
4.根据权利要求3所述的消防水压监测系统,其特征在于:第一活塞筒(19)和第二活塞筒(20)的内壁上远离球阀(18)的一端均固定连接有限位环(24)。
5.根据权利要求3所述的消防水压监测系统,其特征在于:两个推杆(21)的末端均滚动安装有滚珠(22)。
6.根据权利要求3所述的消防水压监测系统,其特征在于:连接管(10)的外部套接有防护壳(12),第一弧形管道(25)和第二弧形管道(27)位于防护壳(12)内。
7.根据权利要求2所述的消防水压监测系统,其特征在于:储水箱(1)的一侧顶部固定连接有进水口(2),进水口(2)与外部的泵组件和水源相连接,储水箱(1)的一侧底部固定连接有出水口(3)。
8.根据权利要求7所述的消防水压监测系统,其特征在于:储水箱(1)的内部顶端固定连接有压力探测器(9),出水口(3)的内部安装有与压力探测器(9)电连接的电磁阀,储水箱(1)的内部设有与压力探测器(9)相配合的浮球(4)。
9.根据权利要求8所述的消防水压监测系统,其特征在于:浮球(4)的顶端固定连接有安装板(5),安装板(5)的顶端两侧均固定连接有伸缩杆(6),伸缩杆(6)的顶端与储水箱(1)固定连接,伸缩杆(6)的外侧套设有弹簧(7),安装板(5)的顶端位于两个伸缩杆(6)之间固定连接有固定杆(8),固定杆(8)的顶端延伸至压力探测器(9)的受力面。
10.如权利要求2-9任一所述的消防水压监测系统的工作方法,其特征在于,方法如下:
发生火灾时:室内温度升高,热敏流体感知到温度变化,体积膨胀变大,第二活塞筒(20)内部的推杆(21)伸出作用于球阀(18),与此同时,第一活塞筒(19)内部的推杆(21)缩回,球阀(18)在两个推杆(21)的作用下向第一活塞筒(19)一侧移动,直至第一活塞筒(19)内部的活塞(23)滑动至其最外侧端,此时球阀(18)脱离第一通孔(14),水流可通过第二通孔(16)、第一通孔(14)、喷头(11)喷到外部,进行灭火;
火灾控制扑灭后:室内温度下降,热敏流体的体积变小,第二活塞筒(20)内部的推杆(21)缩回至初始位置,与此同时,第一活塞筒(19)内部的推杆(21)伸出作用与球阀(18),球阀(18)在两个推杆(21)的作用下向第二活塞筒(20)一侧移动,直至第二活塞筒(20)内部的活塞(23)滑动至其最外侧端,此时球阀(18)在水压向上的冲击下封堵在第一通孔(14)内。
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