CN220202845U - 一种地下消防栓管网加热设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种地下消防栓管网加热设备，包括主消防管、光伏发电模块、风力发电模块、蓄电池与消防井，所述风力发电模块与光伏发电模块的输出端均与蓄电池的输出端电性连接。本实用新型由主消防管、弯角连接管、立消防管、顶消防管和消防栓构成的立体消防管网，光伏发电模块与风力发电模块产生电能储存使用，有效的利用高原的日照强风力充足的特点，节能减排，温度传感器实时进行监测，控制第一电热器与第二电热器对消防用水进行加热，经由热胀冷缩的作用，对管网内部消防用水进行加热处理，促使冷热水相互循环交互，避免因温度过低产生冷冻，且有效精确的控制加热时间和加热温度，节约不必要的电能损耗。

Description

一种地下消防栓管网加热设备

技术领域

本实用新型涉及消防栓管网加热技术领域，具体为一种地下消防栓管网加热设备。

背景技术

位于海拔3700以上的高原机场，具有显著气温低、昼夜温差大、年均气温零下4摄氏、冻土层距地面较平原地区高度高等典型的高原特点，地下消防管网及地下消火栓等极易出现漏水、冻裂等情况，设施老化速度快，传统保温措施维护难度大，运行保障工作量增加，浪费资源成本费用，维护效果不佳，自果洛机场投运至今每年因室外地下消火栓冬季寒冷天气冻裂需更换阀门13个，预估备品备件成本采购费用约1万元，同时对机场整体消防管网运行具有较大安全隐患。高寒地区室外消火栓的运行维护面临着更加恶劣的气候环境，如何解决室外消火栓的防冻保温和快速及时启用的问题，是当前消火栓面临的主要问题。

一是飞行区室外地面消火栓冻裂现象严重，这类室外消火栓虽然采取了严密的防冻措施，但由于消防管网平时较少启用，管网内和消火栓内的存水为常年不动的死水，在高寒地区低温的环境下，虽然采取保温措施但室外消防栓由于不经常使用，消防管网内部的死水冻结，最终导致消防栓冻报废，影响消防栓的正常运行。

二是地下消防栓渗漏冻死现象严重，消防栓的连接部位常常会因结冰冻裂出现渗漏滴水的现象，造成消防栓井内出现积水，高寒地区的早晚温度极低，积水结冰导致消火栓和消火栓井被冻死，严重影响了消防设备的正常使用。

三是消火栓井被深埋在地下，不便于火灾发生时使用，深埋虽然是针对高寒地区采取的一种有效防冻手段但是由于高寒地区温度较低，冰冻的深度很大，管线必须要埋到冰冻线以下，因此消火栓井就被埋得很深，消火栓接口距离地表的距离较长，从而造成了开启阀门和连接水的困难。

四是为了保温和防冻，许多消火栓被包裹的很严实，地下消火栓井为了防冻也使用保温材料填死，一旦火场紧急需要的时候，很难及时启用。

因此急需一种利用高原光照强、地势开阔的优势，采用光伏电板、风力发电结合蓄电池形式的地下消防栓管网加热设备。

实用新型内容

本实用新型为了解决现有技术的问题，提供了一种地下消防栓管网加热设备。

为了解决上述技术问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的：一种地下消防栓管网加热设备，包括主消防管、光伏发电模块、风力发电模块、蓄电池与消防井，所述风力发电模块与光伏发电模块的输出端均与蓄电池的输出端电性连接，所述主消防管的顶端固定连接有弯角连接管，所述弯角连接管的顶端固定连接有立消防管，所述立消防管的一端通过弯角连接管固定连接有顶消防管，所述顶消防管的一端固定连接有消防栓底管，所述消防栓底管的顶端固定连接有消防栓，所述消防井的内壁固定连接有连接管体，所述连接管体的两端均与主消防管通过法兰固定连接，所述连接管体的顶端固定连接有电磁阀，所述连接管体的一侧外壁固定连接有第一电热器，所述连接管体的另一侧外壁固定连接有第二电热器。

优选的，所述消防井的一侧设有第一连通孔，所述消防井的另一侧设有第二连通孔所述主消防管位于第一连通孔与第二连通孔的内侧。

优选的，所述消防栓的顶端一侧设有连接孔，所述连接孔的内部固定连接有连接头，所述连接头的内部固定连接有温度传感器，所述连接头的内部固定连接有压力传感器。

优选的，所述消防井的内部固定连接有PLC控制器，所述PLC控制器的输入端电性连接有输入模块，所述PLC控制器的输出端电性连接有输出模块，所述输入模块的内部包括有压力传感器与温度传感器。

优选的，所述输出模块的内部包括有第一电热器、第二电热器与电磁阀，所述蓄电池的输出端分别与PLC控制器、输出模块、输入模块进行电性连接。

优选的，所述第一电热器与第二电热器的内部固定连接有电热块，所述电热块的内侧固定连接有热传导板，所述主消防管的外壁固定连接有隔热层板，所述热传导板与主消防管固定连接。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型由主消防管、弯角连接管、立消防管、顶消防管和消防栓构成的立体消防管网，通过消防栓对水进行输出使用，光伏发电模块与风力发电模块进行工作产生电能储存使用，有效的利用高原的日照强风力充足的特点，节能减排，压力传感器与温度传感器实时对消防栓内部的温度进行和压力进行监测，控制第一电热器与第二电热器对消防用水进行加热，经由热胀冷缩的作用，有效的对管网内部消防用水进行加热处理，促使冷热水相互循环交互，避免因温度过低产生冷冻，有效精确的控制加热时间和加热温度，节约不必要的电能损耗，同时通过PLC控制器远程控制电磁阀的关闭，有效的提升对消防管网开关的控制效率，压力传感器的设置，实时监测消防管网某处发生破裂或使用情况，可进行实时抢修或救援。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构示意图。

图2是本实用新型的消防栓结构示意图。

图3是本实用新型的消防井剖面内部结构示意图。

图4是本实用新型的第一电热器剖面结构示意图。

图5是本实用新型的电力系统连接结构示意图。

图6是本实用新型的PLC控制器控制系统结构示意图。

图7是本实用新型的监测模块内部结构示意图。

图8是本实用新型的输出模块内部结构示意图。

图1-8中：1、主消防管；2、光伏发电模块；3、风力发电模块；4、蓄电池；5、消防井；6、弯角连接管；7、立消防管；8、顶消防管；9、消防栓底管；10、消防栓；11、连接孔；12、连接头；13、压力传感器；14、温度传感器；15、连接管体；16、第一连通孔；17、第二连通孔；18、电磁阀；19、第一电热器；20、第二电热器；21、隔热层板；22、电热块；23、热传导板；24、PLC控制器；25、输出模块；26、输入模块。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1-8所示的一种地下消防栓管网加热设备，包括主消防管1、光伏发电模块2、风力发电模块3、蓄电池4与消防井5，风力发电模块3与光伏发电模块2的输出端均与蓄电池4的输出端电性连接，主消防管1的顶端固定连接有弯角连接管6，弯角连接管6的顶端固定连接有立消防管7，立消防管7的一端通过弯角连接管6固定连接有顶消防管8，顶消防管8的一端固定连接有消防栓底管9，消防栓底管9的顶端固定连接有消防栓10，消防井5的内壁固定连接有连接管体15，连接管体15的两端均与主消防管1通过法兰固定连接，连接管体15的顶端固定连接有电磁阀18，连接管体15的一侧外壁固定连接有第一电热器19，连接管体15的另一侧外壁固定连接有第二电热器20，在使用时，该设备由主消防管1、弯角连接管6、立消防管7、顶消防管8和消防栓10构成的立体消防管网，通过消防栓10对水进行输出使用，同时光伏发电模块2与风力发电模块3进行工作，光伏发电模块2将太阳能转化为电能输送至蓄电池4转变为化学能进行储存使用，同时风力发电模块3将机械能转变为电能输送至蓄电池4内部转化为化学能进行储存使用，位于连接头12内部的压力传感器13与温度传感器14实时对消防栓10内部的温度进行和压力进行监测，在位于底面处的消防栓10内部的温度降低至预设值时，此时温度传感器14将监测数据传输至PLC控制器24，进而PLC控制器24通过输出模块25控制第一电热器19与第二电热器20进行运作，进一步的通过控制电热块22发热通过热传导板23对主消防管1内部的消防水进行加热，经由热胀冷缩的作用，被加热的热水缓慢上升至消防栓10内部，而消防栓10内部的冷水进行下降，进而促使内部的水进行热量循环，外部的隔热层板21同时也避免了内部热能的流失，进而提升加热效果，从而对上端温度低的冷水进行循环加热，在温度传感器14监测的温度高于预设值时，此时PLC控制器控制第一电热器19与第二电热器20停止加热，有效的对管网内部消防用水进行加热处理，经过热胀冷缩的原理，促使冷热水相互循环交互，避免因温度过低产生冷冻，同时通过温度传感器14的实时监测，有效精确的控制加热时间和加热温度，节约不必要的电能损耗，同时通过PLC控制器远程控制电磁阀18的关闭，有效的提升对消防管网开关的控制效率，同时压力传感器13的设置，实时监测消防管网某处发生破裂或使用情况，可进行实时抢修或救援。

消防井5的一侧设有第一连通孔16，消防井5的另一侧设有第二连通孔17主消防管1位于第一连通孔16与第二连通孔17的内侧，消防栓10的顶端一侧设有连接孔11，连接孔11的内部固定连接有连接头12，连接头12的内部固定连接有温度传感器14，连接头12的内部固定连接有压力传感器13，消防井5的内部固定连接有PLC控制器24，PLC控制器24的输入端电性连接有输入模块26，PLC控制器24的输出端电性连接有输出模块25，输入模块26的内部包括有压力传感器13与温度传感器14。

输出模块25的内部包括有第一电热器19、第二电热器20与电磁阀18，蓄电池4的输出端分别与PLC控制器24、输出模块25、输入模块26进行电性连接，第一电热器19与第二电热器20的内部固定连接有电热块22，电热块22的内侧固定连接有热传导板23，主消防管1的外壁固定连接有隔热层板21，热传导板23与主消防管1固定连接，由于高原紫外线强，日照充足，且冬季以西北风为主的地理优势，机场飞行区地势开阔不利于使用外接电源材料，经过创新研究，采用光伏电池板加蓄电池加风力发电的原理制作室外地下消火栓加热装置用于飞行区室外地下消火栓，解决消防管网因当地地理气候条件导致地下消火栓频繁冻裂的难题，节约维护成本费用，降低维护难度。

综上所述，本实用新型具有以下工作原理：在使用时，该设备由主消防管1、弯角连接管6、立消防管7、顶消防管8和消防栓10构成的立体消防管网，通过消防栓10对水进行输出使用，同时光伏发电模块2与风力发电模块3进行工作，光伏发电模块2将太阳能转化为电能输送至蓄电池4转变为化学能进行储存使用，同时风力发电模块3将机械能转变为电能输送至蓄电池4内部转化为化学能进行储存使用，位于连接头12内部的压力传感器13与温度传感器14实时对消防栓10内部的温度进行和压力进行监测，在位于底面处的消防栓10内部的温度降低至预设值时，此时温度传感器14将监测数据传输至PLC控制器24，进而PLC控制器24通过输出模块25控制第一电热器19与第二电热器20进行运作，进一步的通过控制电热块22发热通过热传导板23对主消防管1内部的消防水进行加热，经由热胀冷缩的作用，被加热的热水缓慢上升至消防栓10内部，而消防栓10内部的冷水进行下降，进而促使内部的水进行热量循环，外部的隔热层板21同时也避免了内部热能的流失，进而提升加热效果，从而对上端温度低的冷水进行循环加热，在温度传感器14监测的温度高于预设值时，此时PLC控制器控制第一电热器19与第二电热器20停止加热，有效的对管网内部消防用水进行加热处理，经过热胀冷缩的原理，促使冷热水相互循环交互，避免因温度过低产生冷冻，同时通过温度传感器14的实时监测，有效精确的控制加热时间和加热温度，节约不必要的电能损耗，同时通过PLC控制器远程控制电磁阀18的关闭，有效的提升对消防管网开关的控制效率，同时压力传感器13的设置，实时监测消防管网某处发生破裂或使用情况，可进行实时抢修或救援。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神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，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种地下消防栓管网加热设备，包括主消防管(1)、光伏发电模块(2)、风力发电模块(3)、蓄电池(4)与消防井(5)，其特征在于：所述风力发电模块(3)与光伏发电模块(2)的输出端均与蓄电池(4)的输出端电性连接，所述主消防管(1)的顶端固定连接有弯角连接管(6)，所述弯角连接管(6)的顶端固定连接有立消防管(7)，所述立消防管(7)的一端通过弯角连接管(6)固定连接有顶消防管(8)，所述顶消防管(8)的一端固定连接有消防栓底管(9)，所述消防栓底管(9)的顶端固定连接有消防栓(10)，所述消防井(5)的内壁固定连接有连接管体(15)，所述连接管体(15)的两端均与主消防管(1)通过法兰固定连接，所述连接管体(15)的顶端固定连接有电磁阀(18)，所述连接管体(15)的一侧外壁固定连接有第一电热器(19)，所述连接管体(15)的另一侧外壁固定连接有第二电热器(20)。

2.根据权利要求1所述的一种地下消防栓管网加热设备，其特征在于：所述消防井(5)的一侧设有第一连通孔(16)，所述消防井(5)的另一侧设有第二连通孔(17)所述主消防管(1)位于第一连通孔(16)与第二连通孔(17)的内侧。

3.根据权利要求2所述的一种地下消防栓管网加热设备，其特征在于：所述消防栓(10)的顶端一侧设有连接孔(11)，所述连接孔(11)的内部固定连接有连接头(12)，所述连接头(12)的内部固定连接有温度传感器(14)，所述连接头(12)的内部固定连接有压力传感器(13)。

4.根据权利要求3所述的一种地下消防栓管网加热设备，其特征在于：所述消防井(5)的内部固定连接有PLC控制器(24)，所述PLC控制器(24)的输入端电性连接有输入模块(26)，所述PLC控制器(24)的输出端电性连接有输出模块(25)，所述输入模块(26)的内部包括有压力传感器(13)与温度传感器(14)。

5.根据权利要求4所述的一种地下消防栓管网加热设备，其特征在于：所述输出模块(25)的内部包括有第一电热器(19)、第二电热器(20)与电磁阀(18)，所述蓄电池(4)的输出端分别与PLC控制器(24)、输出模块(25)、输入模块(26)进行电性连接。

6.根据权利要求5所述的一种地下消防栓管网加热设备，其特征在于：所述第一电热器(19)与第二电热器(20)的内部固定连接有电热块(22)，所述电热块(22)的内侧固定连接有热传导板(23)，所述主消防管(1)的外壁固定连接有隔热层板(21)，所述热传导板(23)与主消防管(1)固定连接。