CN215523617U - 一种大型公共建筑火灾应急逃生检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型适用于消防技术领域，提供了一种大型公共建筑火灾应急逃生检测装置，包括：基座，用于支撑和安装；蜗轮，通过连接杆固定连接在基座上；进气筒，侧壁开设有开口，并滑动嵌套的蜗轮上，用于形成空气通道；风扇，安装在进气筒的内部，用于驱动空气流经到进气筒内部；检测模块，安装在进气筒的内部，用于对进入到进气筒内部的空气进行检测，并输出检测信号；蜗杆，与风扇连接并与蜗轮啮合，通过风扇带动蜗杆转动并使蜗杆相对蜗轮转动，促进进气筒围绕蜗轮周向转动进行气流全方向检测。本实用新型优点：结构简单，检测能力强，节约能源，反应快速。

Description

一种大型公共建筑火灾应急逃生检测装置

技术领域

本实用新型属于消防技术领域，尤其涉及一种大型公共建筑火灾应急逃生检测装置。

背景技术

随着人类社会的不断推进，城市化速率越来越快，城市人口剧增，城市建筑与城市结构也随之不断变得复杂。发展的同时也面临着危险，公共安全问题是值得我们去关注的重点问题。大型公共建筑与普通建筑物相比，结构更为复杂、人员更为密集、财富更为集中。发生在大型公共建筑内的突发事件会带来更严重、更为广泛的影响。而相对于其他的突发性事件而言，火灾在大型公共建筑突发事件中具有代表性，且火灾的爆发率较高，国内外近些年火灾发生率不断上升，火灾给人类造成的经济损失和人员伤亡已经引起了社会广泛的关注。

大型公共建筑一般空间较大，当发生火灾时，空气自然扩散使火灾产生的烟雾等飘散到感应器处进行感应，由于扩散速度慢造成检测时效性差。

实用新型内容

本实用新型实施例的目的在于提供一种大型公共建筑火灾应急逃生检测装置，旨在解决检测时效性差的问题。

本实用新型是这样实现的，一种大型公共建筑火灾应急逃生检测装置，所述大型公共建筑火灾应急逃生检测装置包括：

基座，用于支撑和安装；

蜗轮，通过连接杆固定连接在基座上；

进气筒，侧壁开设有开口，并滑动嵌套的蜗轮上，用于形成空气通道；

风扇，安装在进气筒的内部，用于驱动空气流经到进气筒内部；

检测模块，安装在进气筒的内部，用于对进入到进气筒内部的空气进行检测，并输出检测信号；

蜗杆，与风扇连接并与蜗轮啮合，通过风扇带动蜗杆转动并使蜗杆相对蜗轮转动，促进进气筒围绕蜗轮周向转动进行气流全方向检测。

作为上述方案的进一步改进，所述检测模块安装在风扇的进气侧。

作为上述方案的进一步改进，所述进气筒的进气端设置为喇叭状结构。

作为上述方案的进一步改进，所述进气筒的排气端为弯曲结构且弯曲方向与进气筒的转动面形成交叉。

进一步地，所述蜗轮至少一面和进气筒之间设置有滑动结构。

再进一步地，所述滑动结构设置两个并处于蜗轮的两个面上。

优选地，所述滑动结构包括与蜗轮同心设置的导向结构和至少一个滚动结构，滚动结构设置在进气筒侧壁开口的处，滚动结构和导向结构配合进行进气筒周向滑动。

作为上述方案的进一步改进，所述风扇包括双轴电机、安装架和扇叶，双轴电机通过安装架安装在进气筒的内部，扇叶和蜗杆分别连接在安装架的两端输出轴上。

作为上述方案的进一步改进，所述检测模块包括温度传感器、烟雾浓度传感器和可燃气体浓度传感器中的一种或者多种组合。

作为上述方案的进一步改进，所述温度传感器包括电源模块、微控制器模块、传感器模块和射频模块。

本实用新型提供的一种大型公共建筑火灾应急逃生检测装置，与传统的应急逃生检测装置对比：

1、通过风扇进行强制驱动气流，检测模块对气流进行检测，避免了气流扩散流动造成的气流流动速度慢和检测迟缓，提高了检测的实效性，增加了对策反应时间，提高了救援速度。

2、风扇带动蜗杆转动，由于蜗杆和蜗轮啮合，蜗杆转动会导致蜗杆相对蜗轮转动。由于蜗轮是固定安装，蜗轮无法转动从而促进进气筒围绕蜗轮周向转动进行气流全方向检测。

3、通过进气筒转动对各个方向的气流进行检测，增加了检测能力，避免了检测方向不对造成的检测迟缓，通过蜗轮和蜗杆啮合，从而通过风扇带动进气筒转动，避免了另外安装驱动设备，使装置结构简单化，缩减了生产制造成本，并且实现了一力多用，节约能源。

4、通过蜗轮和蜗杆进行传动，实现了转动速度减速传动，使进气筒转动速度适宜，避免了转动速度过快造成的检测难度大的问题。本实用新型优点：结构简单，检测能力强，节约能源，反应快速。

附图说明

图1为本实用新型实施例的主视结构示意图。

图2为图1中A截面的剖视结构示意图。

图3为图1中A截面去除涡轮的剖视结构示意图。

图4为本实用新型实施例中温度传感器的结构示意图。

图5为本实用新型实施例中烟雾浓度传感器的原理框图。

图6为本实用新型实施例中可燃气体浓度传感器的结构示意图；

附图中：安装板1，安装孔2，连接杆3，进气筒4，蜗轮5，蜗杆6，双轴电机7，安装架8，扇叶9，检测件10，滑动环槽11，风扇12，滚珠13。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

以下结合具体实施例对本实用新型的具体实现进行详细描述。

如图1、2所示，为本实用新型实施例提供的一种大型公共建筑火灾应急逃生检测装置的结构图，包括：蜗轮5、进气筒4、检测模块10、风扇12和蜗杆6。

蜗轮5，通过连接杆3连接在基座上，连接杆3可以固定连接在蜗轮5的中心位置，当然也可以进行偏心连接，其中以中心位置连接为宜，基座可以是板状结构的安装板1也可以是支撑座结构，从而便于将所述的大型公共建筑火灾应急逃生检测装置安装在大型公共建筑物的空间内部。具体可以安装在大型空间、走道等的顶部，基座上可以开设有安装孔2，使用螺钉穿过安装孔2对基座进行安装，安装方便快捷。当然，基座的安装面上还可以粘附层，通过粘附层将基座粘附在建筑物上。当然基座还可以是支架结构，通过放置在地面上或者其他支撑结构上进行安装。蜗轮5的外沿设置有与蜗杆6啮合的齿，从而可以进行传动，并相对转动。

如图3所示，蜗轮5至少一面和进气筒4之间设置有滑动结构，通过滑动结构对蜗轮5和进气筒4之间进行滑动导向和减少摩擦力，从而避免了蜗轮5和进气筒4进行磨损，增加了进气筒4转动的稳定性。滑动结构可以设置两个并处于蜗轮5的两个面上，从而从蜗轮5的两个面上进行夹持，从而增加了进气筒4和蜗轮5连接的稳定性。滑动结构包括与蜗轮5同心设置的导向结构，和至少一个滚动结构，滚动结构设置在进气筒4侧壁开口的处，滚动结构和导向结构配合进行滑动，从而对进气筒4转动进行导向。导向结构可以是滑动环槽11、滑动环轨等，滚动结构可以是滚珠13、滑块、滚筒等，在此不做赘述。

作为本实用新型的一种优选实施例，进气筒4可以是圆筒结构，便于气流与外界空气对流，进气筒4的侧壁开设的开口，便于蜗轮5的滑动嵌套，蜗轮5外沿的齿并不形成滑动阻碍。当进气筒4进行水平安装时，此时的蜗轮5可以是水平状态，当然，蜗轮5状态可以根据实际安装和检测的需要进行调整，从而决定进气筒4转动平面及检测方向。

在进气筒4中，可以通过蓄电池为检测模块10和风扇12提供电能，当然还可以通过电线穿过连接杆3，并使电线连接蜗轮5上的供电线圈，蜗杆6上设置供电片，供电片与电线圈滑动接触(附图中未给出)进行供电，检测模块10的电信号输出原理可以同样类似，当然检测模块10信号输出可以通过无线输出，在此不做赘述。

进气筒4的进气端设置为喇叭状结构，从而便于增加进气筒4的进气端的进气能力，避免了因为进气筒4转动造成进气筒4气流方向误差，提高了检测方向的能力。进气筒4的排气端为弯曲结构且弯曲方向与进气筒4的转动面形成交叉为不重合结构。假设进气筒4的转动平面为水平结构，进气筒4的端部可以向上或者向下，从而将排除的气体排除进气筒4的转动平面，避免检测的气流重新进入到进气筒4的内部进行检测，保证检测能力的充分应用。

作为本实用新型的一种优选实施例，风扇12可以包括双轴电机7、安装架8和扇叶9，双轴电机7通过安装架8安装在进气筒4的内部，扇叶9和蜗杆6分别连接在安装架8的两端输出轴上，从而使扇叶9和蜗杆6分开设置，避免了传动相互干扰。当然风扇12还可以是传统的风扇结构，采用一端输出轴进行动力输出。扇叶9和蜗杆6连接在风扇电机的一侧，但是这种连接方式相互干扰性强。

作为本实用新型的一种优选实施例，蜗杆6同轴固定连接在风扇12的动力输出轴上，蜗杆6可以通过销轴、焊接、多棱柱磁吸连接等方式进行连接，从而保证蜗杆6和风扇12同心进行传动。蜗杆6和蜗轮5啮合传动，蜗杆6相对蜗轮5转动。

作为本实用新型的一种优选实施例，检测模块10安装在风扇12的进气侧，从而使检测模块10对进入进气筒4的空气进行检测，检测后的空气再经过风扇12，从而保证了检测空气不受风扇12污染，当风扇12进行工作时，本身会散发一定的热量和摩擦产生移动的杂物，会对检测的空气影响，从而造成检测失真。检测模块10安装在风扇12的进气侧，避免了空气污染，保证了检测数据的准确性。

检测模块10包括温度传感器、烟雾浓度传感器和可燃气体浓度传感器中的一种或者多种组合，可以统一安装在一个元件板上，当然检测模块10还可以设置其他的传感器等，在此不做赘述。温度传感器即测量周围环境的实时温度，该温度传感器的原理框图，如图4所示，主要包括电源模块、微控制器模块、传感器模块、射频模块共四个部分。电源模块由于考虑安装方便，不受电源供电的限制，节点可以采用电池供电。由于大多数微控制器模块采用3.3V供电，故电源模块均选取3.6V的供电电压为标准，考虑到孚特ER14505型号的电池容量适中、体积合适，供电稳定而且价格最低，故本文选用孚特ER14505型号的电池。

在数微控制器模块选取的过程中首先要考虑的是LoRaWAN协议栈，能很好的利用LoRaWAN协议在低功耗、大容量等方面的优势，同时有开源库可供参考。STM32L073RZT6在运行LoRaWAN协议下的休眠电流最小，且价格最低，同时可以提供多个通信接口，故选择STM32L073RZT6作为LoRa检测节点的主控芯片。

传感器模块：由于火灾态势对传感器的测量精度有较高的要求，同时为了延长电池的使用寿命，传感器的休眠电流应尽可能低。故采用DS18B20温度传感器。外围电路设计简单，对环境变化响应迅速，抗干扰能力强。

射频模块:射频模块的选取，主要考虑扩频因子、带宽、接受灵敏度等特性。SX1276覆盖整个可用频段，而且提供6-12的扩频音字，性能更好，故选取SX1276芯片。其与数据指挥中心采用SPI通信，其射频部分的滤波、阻抗匹配以及PCB的布线是本设计增加通信距离的关键。

烟雾浓度传感器能将空气中的异常的气体浓度或者火焰光强度转换成电信号进行检测。传统的烟雾报警器只能当地报警，不能远距离传输，存在很大的局限性。然而大部分火灾的发生是由于在火灾初期没能及时采取有效防火措施，如果在检测到气体浓度或者火苗异常时立即报警，就能大大降低火灾的危害性。

目前烟雾浓度传感器主要有光电式和离子式两种类型。光电式烟雾报警器包括红外发光管、红外感应管、暗室三部分。可以选用泰和安JTY-GF-TX6190，其监视电流小，功耗低，有预留的接口与网络进行通信。

烟雾浓度传感器原理框图如图5所示，烟雾浓度传感器包括：烟雾报警器、红外管、运算放大器、烟雾单片机等，首先烟雾报警器将红外管接收到的感应光转换成电信号，然后将电信号通过运算放大器进行放大，接着由烟雾单片机对放大后的电信号进行AD采样。若超过阈值表明有烟，烟雾单片机则通过I/0口输出高电平至微控制器，若未超过阈值则表明无烟，烟雾单片机则输出低电平。最后微控制器通过I/O终端检测上升沿下降沿即可判断是否有烟，在将数据通过SX1276收发器进行发送，烟雾检测节点其余部分与温度检测节点一致。单片机可以采用单片机MSP430，微控制器可以选用微控制器STM32L073RZT6。收发器可以选用SX1276收发器。

可燃气体浓度传感器优选MP-4可燃气体传感器，MP-4可燃气体传感器采用多层厚膜制造工艺，当环境空气中有被检测气体存在时，MP-4可燃气体传感器电导率发生变化，该气体的浓度越高，MP-4可燃气体传感器的电导率就越高，电信号越强烈。由于空气中物体的不完全燃烧可能产生co、甲烷、乙烷等可燃气体，对甲烷有着极高的灵敏度。其基本电路如图6。MP-4可燃气体传感器需要施加2个电压:加热器电压(VG:5V±0.1V AC or DC)和测试电压(Vcc:≤24VDC)。其中VG用于为传感器提供特定的工作温度，VRL是传感器串联的负载电阻(RL)上的电压。Vcc是为负载电阻RL提供测试的电压，须用直流电源。

在本实用新型实施例中，对所述的大型公共建筑火灾应急逃生检测装置进行组装，使蜗轮5嵌入到进气筒4的侧壁开口，并使蜗杆6和蜗轮5啮合，且进气筒4滑动连接在蜗轮5上，通过基座将所述的大型公共建筑火灾应急逃生检测装置安装到大型的公共建筑火灾区域内部。当需要进行检测时，启动检测模块10和风扇12，在风扇12的作用下，进气筒4的内部形成气流，气流从进气筒4的进气端进入并从排气端排出，从而使气流经过检测模块10，检测模块10对气流进行检测，避免了气流扩散流动造成的气流流动速度慢和检测迟缓，提高了检测的实效性，增加了对策反应时间，提高了救援速度。风扇12带动蜗杆6转动，由于蜗杆6和蜗轮5啮合，蜗杆6转动会导致蜗杆6相对蜗轮5转动。由于蜗轮5是固定安装，蜗轮5无法转动从而促进进气筒4围绕蜗轮5周向转动进行气流全方向检测。通过进气筒4转动对各个方向的气流进行检测，增加了检测能力，避免了检测方向不对造成的检测迟缓，通过蜗轮5和蜗杆6啮合，从而通过风扇12带动进气筒4转动，避免了另外安装驱动设备，使装置结构简单化，缩减了生产制造成本，并且实现了一力多用，节约能源。通过蜗轮5和蜗杆6进行传动，实现了转动速度减速传动，使进气筒4转动速度适宜，避免了转动速度过快造成的检测难度大的问题。通过滑动结构进行滑动导向，避免了磨损和增加滑动的顺畅性。通过滑动结构从蜗轮5的两个面上进行夹持，从而增加了进气筒4和蜗轮5连接的稳定性。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种大型公共建筑火灾应急逃生检测装置，其特征在于，所述大型公共建筑火灾应急逃生检测装置包括：

基座，其用于支撑和安装；

蜗轮，其通过连接杆固定连接在基座上；

进气筒，其侧壁开设有开口，并滑动嵌套的蜗轮上，用于形成空气通道；

风扇，其安装在进气筒的内部，用于驱动空气流经到进气筒内部；

检测模块，其安装在进气筒的内部，用于对进入到进气筒内部的空气进行检测；

蜗杆，其与风扇连接并与蜗轮啮合，通过风扇带动蜗杆转动并使蜗杆相对蜗轮转动，使进气筒围绕蜗轮周向转动进行气流全方向检测。

2.根据权利要求1所述的一种大型公共建筑火灾应急逃生检测装置，其特征在于，所述检测模块安装在风扇的进气侧。

3.根据权利要求1所述的一种大型公共建筑火灾应急逃生检测装置，其特征在于，所述进气筒的进气端设置为喇叭状结构。

4.根据权利要求1所述的一种大型公共建筑火灾应急逃生检测装置，其特征在于，所述进气筒的排气端为弯曲结构且弯曲方向与进气筒的转动面形成交叉。

5.根据权利要求1所述的一种大型公共建筑火灾应急逃生检测装置，其特征在于，所述蜗轮至少一面和进气筒之间设置有滑动结构。

6.根据权利要求5所述的一种大型公共建筑火灾应急逃生检测装置，其特征在于，所述滑动结构设置两个并处于蜗轮的两个面上。

7.根据权利要求6所述的一种大型公共建筑火灾应急逃生检测装置，其特征在于，所述滑动结构包括与蜗轮同心设置的导向结构和至少一个滚动结构，滚动结构设置在进气筒侧壁开口的处，滚动结构和导向结构配合进行进气筒周向滑动导向。

8.根据权利要求1所述的一种大型公共建筑火灾应急逃生检测装置，其特征在于，所述风扇包括双轴电机、安装架和扇叶，双轴电机通过安装架安装在进气筒的内部，扇叶和蜗杆分别连接在安装架的两端输出轴上。

9.根据权利要求1所述的一种大型公共建筑火灾应急逃生检测装置，其特征在于，所述检测模块包括温度传感器、烟雾浓度传感器和可燃气体浓度传感器中的一种或者多种组合。

10.根据权利要求9所述的一种大型公共建筑火灾应急逃生检测装置，其特征在于，所述温度传感器包括电源模块、微控制器模块、传感器模块和射频模块。

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