CN202086988U - 多级组合式排风装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多级组合式排风装置，包括载体，载体上设置有旋转升降机构，旋转升降机构上固定安装有组合式排风机组，载体上还设置有2个风管自动连接机构，载体上还设置有控制系统，控制系统与组合式排风机组相连接，组合式排风机组是由不少于2个排风机组合固定安装在一起，每排设置不少于壹个排风机集合组成，所有排风机安装共用外罩风筒、供水管路以及细水雾喷嘴。本实用新型多级组合式排风装置，在排风装置体积一定的情况下，排风量大。

Description

多级组合式排风装置

技术领域

本实用新型属于消防装置技术领域，涉及一种多级组合式排风装置。

背景技术

由于城市化进程以及现代化工业革命的不断加快，各种大型火灾及危险化学品的泄漏事故时有发生。而这一类事故往往伴随大量的易燃、易爆及有毒气体和烟雾，对现场人员及周围环境造成巨大的危害，并给火灾扑救及现场救援带来极大的困难和风险。据统计，火灾中有85%以上的人员是因吸入有毒烟雾而死亡的，远多于火灾烧死的人。目前最有效的扑救措施是采用带细水雾的正压或负压排风设备。而对于特大型火灾，特别是石化火灾，如井喷、天然气泄漏等大型事故，现有的各型排风机都因其排风量不够，使得效果不佳。

众所周知，为了增加排风机的排风量，就必须加大排风机的驱动功率，因而使得驱动排风机的动力装置的功率也必须随之加大，但是随着功率的加大其动力装置的体积和重量也成倍增加，而目前所有的排风机均安装一个动力装置，并将风扇安装在动力装置的输出轴上，这样就会使动力装置阻碍进风，因而就不得不增大排风机风筒的直径，但是由于移动式排风装置的高度和宽度是受国家法规限制的，其高度不得超过4米，宽度不得超过2.5米，因而极大地限制了排风机的排风量。

另外目前驱动排风机的动力装置普遍采用液压马达、各种发动机和常规电机，而随着功率的增大，液压马达、发动机或常规电机的重量和体积也成倍增加，乃至一辆重型车辆都无法装下。

因此纵观目前国内外生产的各型车载式消防排风装备，包括目前号称当今世界上排风量最大的排烟消防车MVU280型法国产排烟消防车，其排风量也超不过280000m³/h，难以满足特大型火灾以及石化重大事故的快速有效的通风、排烟、降温、除尘以及改变火场方向等需要。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种多级组合式排风装置，在排风装置体积一定的情况下，排风量大。

本实用新型采用的技术方案是，一种多级组合式排风装置，包括载体，载体上设置有旋转升降机构，旋转升降机构上固定安装有组合式排风机组，载体上还设置有一个或多个风管自动连接机构，风管自动连接机构一端固定于载体的固定管道上，风管自动连接机构的另一端与组合式排风机组上的排风机活动相连，载体上还设置有控制系统，控制系统与组合式排风机组相连接；

组合式排风机组是由不少于两个的排风机组合固定安装在一起，且每排不少于一个排风机集合组成，所有的排风机设置共用的外罩风筒、供水管路以及细水雾喷嘴；外罩风筒排风口处设置有与供水管路相连的细水雾喷嘴；每个排风机包括不少于两个的电机、风筒、不少于两个的支架、不少于两个的风扇、整流机构、不少于两个的叶片安装盘、不少于两个的圆锥大齿轮、不少于两个的扇叶换向机构；具体来说，电机通过支架固定安装在风筒轴心位置，风扇由不少于3个扇叶组成，扇叶包括叶片、叶片柄、固定销，叶片通过固定销与叶片柄连成一体，并通过叶片安装盘将扇叶固定在电机的输出轴上，且叶片柄尾部的锥形齿与固定在电机输出轴上的圆锥大齿轮相互啮合；风筒的排风口处安装整流机构，扇叶换向机构安装在相邻两个电机的输出轴上； 

控制系统包括无线控制器与接收装置，接收装置与组合式排风机组中的每个电机相连。

细水雾喷嘴与排风机的轴线成10°～20°角度。

风管自动连接机构包括滑动支架、执行机构或动力传动机构、固定支架、前部接头、压缩弹簧、环形密封圈、止动套、伸缩回位杆、接头软管、后部接头和可伸缩通风管；风管自动连接机构前部接头上安装有环形密封圈，并通过压缩弹簧、止动套、伸缩回位杆、接头软管和后部接头连成一体，后部接头通过可伸缩通风管与载体上的固定管道相连，滑动支架分别与后部接头、固定支架、执行机构或动力传动机构相连；执行机构或动力传动机构是执行气缸或油缸或电动机带动齿条结构。

前部接头的前端是一个圆锥形，环形密封圈设置在前部接头中间部位。

扇叶换向机构由摩擦盘、固定支架轴、推拉杆、2个水平电动推杆、垂直电动推杆组成，具体来说，垂直电动推杆与推拉杆铰接相连，推拉杆与固定支架轴滑动相连，摩擦盘与固定支架轴滑动相连并与圆锥大齿轮尾部保持距离， 2个水平电动推杆与摩擦盘相连，固定支架轴与风筒固定连接，固定支架轴轴心线与相邻两个电机的中心线重合，并且固定支架轴的两端与相邻两个电机输出轴端面具有间隙。

摩擦盘的结构为齿或摩擦片。 

本实用新型与现有技术相比，其显著优点：（1）小型装置组合大功率化，将体积小，重量轻，功率小，安全性好，可靠性高的不少于2个特种高速交流或直流电机分别安装在同一排风机的风筒内，同时驱动不少于二个风扇，产生显著的增压效果，更重要的是排风机的出口风速大大增加，这样可使排风机的排风量得到极大地提高，实验数据证明能增加30%以上的排风量，而排风机体积不增加。（2）将不少于2个排风机集成后，即可满足车载的需要和几何尺寸的法规要求，同时也形成了超大功率排风装置。如风筒直径为800mm的单一排风机，当采用一个电机工作时（电压220伏、转速6500转/分，功率10KW），排风量不到8万米³/小时。采用本实用新型，使用相同参数电机，单一排风机的排风量迅速增至10-20万米³/小时。又如在满足车载设备国家法规要求下（整车外形尺寸不超过宽2.5米，高4米），采用直径800mm的排风机，按每排两个排风机，上下集成组合四个排风机，构成四级十六核（十六个电机，四级风扇组）驱动的多级组合式排风装置，其排风量可达到80万-100万米³/小时以上，是全世界目前最大的排烟车的排风量3倍多，可最大限度满足各种大型火灾和应急救援不同环境下对强气流的需要，如大面积通风，排烟、降温、特别是改变火场的风向等。（3）控制更简单，效率更高：即便同样的体积，排风量更大。同时由于常规排风机使用的动力装置如液压马达，各种发动机（包括航空发动机）以及常规电机，其自身体积和重量随着排风量的增大而增大，并且效率低，难以满足小型高效的要求。而本实用新型采用的多级组合式排风装置其原理和结构形式则具有上述动力装置所不具备的优点。加之其本身也为电驱动，所以将其用于直接驱动排风机风扇时即可大大地简化控制系统，使之操作更简单和安全可靠。并且比采用其它动力的同功率排风机体积更小，功率更大，为大功率强风排风装备的研制和应用提供了有效的新途径。（4）解决了快速大面积化学洗消的难题。（5）同一排风装置可同时实现不同的功能：将不少于2个的独立排风机集成组合成一个大功率排风装置，实现了小型装置大功率化的功能，并能根据火场的实际情况全部或部分快速调整风扇叶片角度和电流方向，同时或分别运转不同的排风机，因而在同一排风装置上可实现同时或分别正压通风和负压抽风的功能，从而充分满足各种大型火灾以及油气泄漏现场的排烟、降温、通风、除尘，大面积洗消，甚至改变风向等各种不同环境下消防灭火和应急救援的需要。

附图说明

图1为本实用新型多级组合式排风装置的结构示意图。

图2为本实用新型多级组合式排风装置中单个排风机的结果示意图。

图3为本实用新型多级组合式排风装置中四级、四个排风机组合示意图。

图4为本实用新型多级组合式排风装置中组合式排风机组的结构示意图。

图5为本实用新型多级组合式排风装置中扇叶的结构示意图。

图6为本实用新型多级组合式排风装置风管自动连接机构的结构示意图。

图7为本实用新型多级组合式排风装置扇叶换向机构示意图。

图中，1.组合式排风装置，2.组合式排风机组，3.旋转升降机构，4.控制系统，5.载体，6.排风机，7.外罩风筒，8.供水管路，9.细水雾喷嘴，10.电机，11.风扇，12.风筒，13.支架，14.整流机构，15.叶片安装盘，16.无线控制器，17.接收装置，18.风管自动连接机构、19. 固定管道，20.滑动支架，21.执行机构或动力传动机构，22.固定支架，23.前部接头，24.压缩弹簧，25.接头软管，26后部接头，27.可伸缩通风管，28.固定销，29.扇叶换向机构，30.叶片柄，31.圆锥大齿轮，32.摩擦盘，33.固定支架轴，34.推拉杆，35.水平电动推杆，36.垂直电动推杆，37.环形密封圈，38.伸缩回位杆，39.止动套，40.叶片。

具体实施方式

下面以四个排风机组合并且每个排风机中安装4个电机为例，结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。

本实用新型组合式排风装置的整体结构，如图1所述，组合式排风装置1包括在载体5上的组合式排风机组2、旋转升降机构3、风管自动连接机构18和控制系统4。具体来说，组合式排风机组2固定安装在旋转升降机构3上，且旋转升降机构3上部与组合式排风机组2铰接，从而使组合式排风机组2可实现旋转、俯仰及升降的功能；旋转升降机构3的底部固定安装在移动式或固定式的载体5上。载体5上还设置有风管自动连接机构18，风管自动连接机构18数量不少于1个，风管自动连接机构18的一端与载体5上的固定管道19固定连接，另一端与排风机6上的风筒12活动相连，从而能够根据需要实现排风机6管道的自动连接。在载体5上还设置有控制系统4，控制系统4可以是无线控制亦可是有线控制系统，本实用新型采用无线控制系统，它包括无线控制器16与接收装置17。其中，接收装置17与组合式排风机组2连接、并控制组合式排风机组2。

结合图1-图5，组合式排风机组2包括相互固定安装在一起的4个排风机6、外罩风筒7、供水管路8以及细水雾喷嘴9；其中，4个排风机6的设置是采用每排设置2个排风机6，上下两排集合组成。集成在一起的4个排风机6的出风口处设置有外罩风筒7。结合图2、图5与图7，每个排风机6包括四个电机10、一个风筒12、四个支架13、四个风扇11、整流机构14、扇叶换向机构29、四个圆锥大齿轮31以及四个叶片安装盘15。详细的说，四个电机10分别通过四个支架13分别固定安装在风筒12的轴心线的前后位置上，且各个电机10与接收装置17相连接，四个支架13则固定安装在风筒12的内壁上；风扇11包括叶片40、叶片柄30和固定销28，详细的说，叶片40通过固定销28与叶片柄30连成一体，并通过4个叶片安装盘15分别将叶片40固定在四个电机10的输出轴上，而且叶片柄30尾部的锥形齿与固定在四个电机10输出轴上的圆锥大齿轮31相互啮合，因此可通过调整风扇11的叶片40的角度从而使排风机6具有正压吹风和负压抽风之功能。每个扇叶换向机构29的结构如图7所示，包括摩擦盘32、固定支架轴33、推拉杆34、水平电动推杆35、垂直电动推杆36，详细的说，固定支架轴33安装在风筒12的内壁上，且固定支架轴33轴心线与相邻电机10的中心线重合，固定支架轴33两端分别与相邻电机10输出轴端面相距一定距离，垂直电动推杆36一端固定在固定支架轴33上，另一端与推拉杆34铰接，推拉杆34的另一端与固定支架轴33滑动相连，摩擦盘32分别安装在固定支架轴33的两端并能沿固定支架轴33滑动，圆锥大齿轮31安装在电机10的输出轴上，并与叶片柄30上的齿相啮合，水平电动推杆35与摩擦盘32固定相连。结合图2，风筒12的排风口处固定安装有整流机构14，整流机构14与风筒12的内壁固定相连；结合图4，供水管路8的一端与压力水相通，另一端则与细水雾喷嘴9相连，供水管路8固定安装于风筒12出口处的外壁上，而细水雾喷嘴9则伸入风筒12内部，并与风筒12的轴线成12°～20°。

结合图1和图6，风管自动连接机构18包括滑动支架20、执行机构或动力传动机构21、固定支架22、前部接头23、压缩弹簧24、环形密封圈37、止动套39、伸缩回位杆38，接头软管25，后部接头26和可伸缩通风软管27；其中执行机构或动力传动机构21可以是执行气缸、油缸或电动机带动齿条结构。而前部接头23的前端是一个圆锥形，并在其中间部位设置有一环形密封圈37，使得前部接头23可通过压缩弹簧24沿伸缩回位杆38后移一定距离，并由止动套39限位。详细的说，前部接头23上安装有环形密封圈37，并通过压缩弹簧24、止动套39、伸缩回位杆38、接头软管25与后部接头26连成一体；后部接头26的另一端与可伸缩通风管27固定相接，后部接头26下部与滑动支架20固定相连；可伸缩通风管27的另一端与载体5上的固定管道19固定相接；滑动支架20与固定在载体5上的固定支架22滑动相连；执行机构或动力传动机构21的动力驱动部分安装在固定支架22上，而传动部分安装在滑动支架20上。

在同一排风机6的风筒12内的的四组风扇11旋向相反，排风方向一致，

在组合式排风机组2中，相邻排风机6的首级风扇11旋向均为相反，但排风方向一致。

本实用新型的多级组合式排风装置的使用过程是，通过按下控制系统4上无线控制器16的相应按钮，接收装置17收到信号，并使安装于支架13上的电机10工作，从而通过叶片安装盘15使得固定在电机10输出端上的风扇11运转，从而将空气吸入风筒12并形成逐级增压的高速气流，再通过每个排风机6上的整流机构14进入外罩风筒7内；同时外供压力水通过供水管路8进入细水雾喷嘴9并喷入外罩风筒7内，且与高速气流碰撞切割形成细水雾射流，最后由外罩风筒7的喷口喷出；通过按下无线控制器16相关按钮，即可通过旋转升降机构3控制组合式排风机组2的俯仰、旋转和升降。

当需要进行负压抽风情况时，分别按下两个风管自动连接机构18的操作按钮，执行机构或动力传动机构21驱动滑动支架20并带动可伸缩通风管27向风机处运动，当前部接头23与风筒12端口接触时，前部接头23沿着伸缩回位杆38的轴线方向逐渐将压缩弹簧24压缩，从而使前部接头23上的环形密封圈37与风筒12端口密封相接，并且由于前部接头23与伸缩回位杆38空套连接，其间有一定的间隙，因此前部接头23能够自动调整与风筒12端口的连接角度，使其与风筒12端口密封良好，当前部接头23与止动套39接触后，此时会自动停止执行机构或动力传动机构21的动力，从而保证前部接头23与风筒12端口的密封连接；当需要反向运动时，只需按下风管自动连接机构的回位按钮即可。

如果需要改变排风机6的风向，首先按下垂直电动推杆36的操作按钮，垂直电动推杆36驱使推拉杆34运动，并带动摩擦盘32沿着固定支架轴33轴线分别向两边滑动，从而使摩擦盘32与装于电机10输出轴端上的摩擦件紧密接触，然后按下水平电动推杆35的操作按钮，水平电动推杆35驱动摩擦盘32并驱动电机10输出轴绕自身轴线旋转一定角度，并使固定在电机10输出轴上的圆锥大齿轮31相应的旋转一定角度，同时通过齿轮间的传动使每个叶片柄30旋转180度，而安装在叶片安装盘15上的每个叶片柄30通过固定销28使叶片40相应旋转180度，从而实现叶片40的换向操作。回位时只需按下反向按钮即可。

通过试验证明本实用新型组合式排风装置在下列情况下效果最好：

工作角度：上下俯仰-5°～+35°，水平旋转0°～360°，

喷嘴与排风机轴线成12°～20°，

压力水流量：4～7 （l/s）。

Claims (6)

1.一种多级组合式排风装置，其特征在于，包括载体（5），载体（5）上设置有旋转升降机构（3），旋转升降机构（3）上固定安装有组合式排风机组（2），所述载体（5）上还设置有一个或多个风管自动连接机构（18），所述风管自动连接机构（18）一端固定于载体（5）的固定管道（19）上，所述风管自动连接机构（18）的另一端与组合式排风机组（2）上的排风机（6）活动相连，载体（5）上还设置有控制系统（4），控制系统（4）与组合式排风机组（2）相连接；

所述的组合式排风机组（2）是由不少于两个的排风机（6）组合固定安装在一起，且每排不少于一个排风机（6）集合组成，所有的排风机（6）设置共用的外罩风筒（7）、供水管路（8）以及细水雾喷嘴（9）；所述外罩风筒（7）排风口处设置有与供水管路（8）相连的细水雾喷嘴（9）；每个所述的排风机（6）包括不少于两个的电机（10）、风筒（12）、不少于两个的支架（13）、不少于两个的风扇（11）、整流机构（14）、不少于两个的叶片安装盘（15）、不少于两个的圆锥大齿轮（31）、不少于两个的扇叶换向机构（29）；具体来说，所述的电机（10）通过支架（13）固定安装在风筒（12）轴心位置，所述风扇（11）由不少于3个扇叶组成，扇叶包括叶片（40）、叶片柄（30）、固定销（28），所述叶片（40）通过固定销（28）与叶片柄（30）连成一体，并通过叶片安装盘（15）将扇叶固定在电机（10）的输出轴上，且叶片柄（30）尾部的锥形齿与固定在电机（10）输出轴上的圆锥大齿轮（31）相互啮合；所述风筒（12）的排风口处安装整流机构（14），所述的扇叶换向机构（29）安装在相邻两个电机（10）的输出轴上； 

所述控制系统（4）包括无线控制器（16）与接收装置（17），所述接收装置（17）与组合式排风机组（2）中的每个电机（10）相连。

2.根据权利要求1所述的多级组合式排风装置，其特征在于，所述细水雾喷嘴（9）与排风机（6）的轴线成10°～20°角度。

3.根据权利要求1所述的多级组合式排风装置，其特征在于，所述风管自动连接机构（18）包括滑动支架（20）、执行机构或动力传动机构（21）、固定支架（22）、前部接头（23）、压缩弹簧（24）、环形密封圈（37）、止动套（39）、伸缩回位杆（38）、接头软管（25）、后部接头（26）和可伸缩通风管（27）；所述风管自动连接机构（18）前部接头（23）上安装有环形密封圈（37），并通过压缩弹簧（24）、止动套（39）、伸缩回位杆（38）、接头软管（25）和后部接头（26）连成一体，所述后部接头（26）通过可伸缩通风管（27）与载体（5）上的固定管道（19）相连，所述的滑动支架（20）分别与后部接头（26）、固定支架（22）、执行机构或动力传动机构（21）相连；所述执行机构或动力传动机构（21）是执行气缸或油缸或电动机带动齿条结构。

4.根据权利要求3所述的多级组合式排风装置，其特征在于，所述前部接头（23）的前端是一个圆锥形，所述环形密封圈（37）设置在前部接头（23）中间部位。

5.根据权利要求1所述的多级组合式排风装置，其特征在于，所述的扇叶换向机构（29）由摩擦盘（32）、固定支架轴（33）、推拉杆（34）、2个水平电动推杆（35）、垂直电动推杆（36）组成，具体来说，所述的垂直电动推杆（36）与推拉杆（34）铰接相连，所述的推拉杆（34）与固定支架轴（33）滑动相连，所述的摩擦盘（32）与固定支架轴（33）滑动相连并与所述圆锥大齿轮（31）尾部保持距离，所述的2个水平电动推杆（35）与摩擦盘（32）相连，所述的固定支架轴（33）与风筒（12）固定连接，固定支架轴（33）轴心线与相邻两个电机（10）的中心线重合，并且固定支架轴（33）的两端与相邻两个电机（10）输出轴端面具有间隙。

6.据权利要求5所述的多级组合式排风装置，其特征在于，所述的摩擦盘（32）的结构为齿或摩擦片。

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