【技術(shù)領(lǐng)域】

本發(fā)明涉及消防設(shè)備領(lǐng)域，具體地，涉及自動(dòng)化消防炮領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

目前消防炮已經(jīng)廣泛應(yīng)用于執(zhí)行火災(zāi)應(yīng)對(duì)任務(wù)的特殊車(chē)輛中，包括中國(guó)在內(nèi)的大部分國(guó)家消防部門(mén)也會(huì)將其用于其他緊急搶救用途。

消防炮入口處是具有一定壓力的定量水源，水流經(jīng)過(guò)消防炮后壓力能轉(zhuǎn)換成動(dòng)能，以很高的速度從炮頭出口處噴出，形成射流以達(dá)到撲滅一定距離外火災(zāi)的目的?，F(xiàn)有車(chē)載消防炮為提高射程，采取消防車(chē)頂布置方式。若采用人力手動(dòng)操作，存在操作時(shí)間長(zhǎng)、調(diào)整噴射角度慢、出水穩(wěn)定性低等劣勢(shì)，可自動(dòng)調(diào)節(jié)水平旋轉(zhuǎn)和俯仰旋轉(zhuǎn)的自動(dòng)化消防炮可解決上述問(wèn)題。

目前現(xiàn)有技術(shù)中均采用外置電機(jī)蝸桿、內(nèi)置蝸輪固連轉(zhuǎn)動(dòng)件的方式實(shí)現(xiàn)整體運(yùn)動(dòng)，其設(shè)計(jì)方式均為鑄造殼體包裹蝸輪蝸桿等傳動(dòng)件。但是這種設(shè)計(jì)方式帶來(lái)現(xiàn)場(chǎng)緊急狀況下維修性能差，待用狀態(tài)下零部件安裝、拆卸繁瑣，極大地浪費(fèi)了時(shí)間。蝸輪蝸桿能否準(zhǔn)確固定安裝直接決定了自動(dòng)化消防炮的使用性能及壽命，但用于固定蝸輪蝸桿的外殼結(jié)構(gòu)極不規(guī)則且采用鑄造件，導(dǎo)致其本身加工困難以及蝸輪蝸桿間距的固定調(diào)節(jié)性能差。

不同的消防需求及不同的工況下，往往需要不同的消防炮進(jìn)行工作，導(dǎo)致一個(gè)消防單位需要多種型號(hào)的消防裝置以滿(mǎn)足不同的需求，浪費(fèi)了大量的可用消防零部件。如果采用部分可替換的消防裝備，對(duì)某些模塊進(jìn)行替換，可極大的利用壽命較長(zhǎng)的零部件資源，使消防炮在整個(gè)使用周期內(nèi)的經(jīng)濟(jì)性能達(dá)到最優(yōu)。

因此，提供一種在實(shí)際使用過(guò)程中，以模塊化為原則、方便拆卸以及替換零部件的自動(dòng)化消防炮是急需解決的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明是基于模塊化的設(shè)計(jì)原理提出的。

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于，提供一種自動(dòng)化消防炮，采用模塊化設(shè)計(jì)，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于安裝，維修性好，零部件可替換性好，可隨著使用目的不同替換不同配置的零部件以達(dá)到依據(jù)不同的目標(biāo)改變其使用性能(如電機(jī)參數(shù)、蝸輪蝸桿傳動(dòng)比、連接法蘭直徑)的效果。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種供消防車(chē)使用的自動(dòng)化消防炮，其中包括：消防炮體、消防炮管、電動(dòng)球閥以及俯仰旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和水平旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，所述電動(dòng)球閥、水平旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、消防炮體、俯仰旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、消防炮管依次連通，所述電動(dòng)球閥通過(guò)法蘭連接底座固定在消防車(chē)頂出水口，所述水平旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)可以驅(qū)動(dòng)炮體水平旋轉(zhuǎn)，并連接所述消防炮體上，所述俯仰旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)可以驅(qū)動(dòng)消防炮管俯仰旋轉(zhuǎn)，并連接在所述消防炮體上。

作為優(yōu)選的方案，所述電動(dòng)球閥在整體結(jié)構(gòu)的最下端，電動(dòng)球閥的下表面通過(guò)法蘭盤(pán)與消防車(chē)頂連接，上表面與所述水平旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)相連接；所述水平旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)由直流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)蝸桿旋轉(zhuǎn)，通過(guò)蝸輪蝸桿將運(yùn)動(dòng)和力傳遞給消防炮體；所述消防炮體的下表面與電動(dòng)球閥的上表面相連接，所述消防炮體和所述消防炮管通過(guò)所述俯仰旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)相連接；所述消防炮體上部?jī)啥顺鏊谠O(shè)有法蘭連接，所述消防炮管的一端通過(guò)法蘭與消防炮體上部一端出水口相連并且鎖緊密封，所述消防炮管的另一端裝有俯仰旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，所述俯仰旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)與消防炮體上部另一端出水口相連并且鎖緊密封；所述俯仰旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)既驅(qū)動(dòng)消防炮管俯仰運(yùn)動(dòng)又對(duì)消防炮管起支撐作用，所述俯仰旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)由直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)蝸桿旋轉(zhuǎn)，通過(guò)蝸輪蝸桿將運(yùn)動(dòng)和力傳遞給所述消防炮管；所述消防炮管前安裝有各種功能消防炮頭和壓力表。

作為優(yōu)選的方案，所述自動(dòng)消防炮的鎖緊裝置采用蝸輪蝸桿的自鎖特性，當(dāng)直流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)其旋轉(zhuǎn)到指定角度時(shí)，電動(dòng)機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，但是由于蝸輪蝸桿的自鎖特性，與蝸輪連接的所述消防炮體和所述消防炮管不會(huì)因?yàn)樗姆醋饔昧Χl(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)。

作為優(yōu)選的方案，所述自動(dòng)消防炮的轉(zhuǎn)動(dòng)連接處均采用o型圈密封方式，在所述消防炮管與所述俯仰旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和連接法蘭等重要部位采用兩次o型圈密封的方式，以提高其密封性能。

作為優(yōu)選的方案，所述自動(dòng)消防炮的固定連接處均采用螺栓螺母連接或螺釘連接，在所述水平旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和所述俯仰旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的外殼連接處以及電機(jī)的固定均采用螺釘連接，法蘭連接處均采用螺栓螺母連接。

本發(fā)明的工作原理是：

當(dāng)電動(dòng)球閥遙控器發(fā)來(lái)旋轉(zhuǎn)球閥開(kāi)關(guān)的信號(hào)時(shí)，電動(dòng)球閥內(nèi)置電動(dòng)機(jī)開(kāi)始旋轉(zhuǎn)，并通過(guò)減速器之后帶動(dòng)電動(dòng)球閥轉(zhuǎn)動(dòng)，從而打開(kāi)或關(guān)閉電動(dòng)球閥開(kāi)關(guān)。當(dāng)電動(dòng)球閥處于打開(kāi)狀態(tài)時(shí)，消防泵的水流可以流入到此自動(dòng)消防炮中。電動(dòng)球閥機(jī)構(gòu)作為一個(gè)工作單元，與其他各工作單元相互獨(dú)立。水平旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)與電動(dòng)球閥固定連接，相對(duì)于消防車(chē)是靜止的。水平旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)作為一個(gè)單獨(dú)的工作單元，由直流電動(dòng)機(jī)經(jīng)過(guò)減速器驅(qū)動(dòng)蝸桿轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)蝸輪旋轉(zhuǎn)，蝸輪與消防炮體固定連接，從而將蝸輪的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)傳遞給消防炮體的水平旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。水平旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)與電動(dòng)球閥和消防炮體使用法蘭盤(pán)連接，三者工作互不影響。消防炮體既是水流通過(guò)的部件，又作為消防炮管和俯仰旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的支撐件。俯仰旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)相對(duì)于消防炮體靜止，通過(guò)螺栓螺母與消防炮體的一側(cè)固定連接。俯仰旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)與消防炮體僅有此一處連接，從而消防炮體和俯仰旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)之間工作互不影響。消防炮管有兩個(gè)進(jìn)水口，一側(cè)與俯仰旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)連接，另一側(cè)通過(guò)法蘭盤(pán)與消防炮體相連接，從而使消防炮體的水流入到消防炮管中。此自動(dòng)消防炮共由上述五個(gè)模塊組成，相互獨(dú)立工作，每?jī)蓚€(gè)模塊之間的連接采用簡(jiǎn)單的螺栓螺母和法蘭盤(pán)，因此，在此自動(dòng)消防水炮出現(xiàn)故障時(shí)，只會(huì)對(duì)其中一個(gè)模塊產(chǎn)生影響，在維修時(shí)，只需拆卸其中一個(gè)模塊下來(lái)或只需更換其中一個(gè)模塊。

本發(fā)明的有益效果是：

1、本發(fā)明的結(jié)構(gòu)具有高度模塊化的特點(diǎn)，從而提高了各部件的可維修性，縮短了緊急狀態(tài)下故障的排除時(shí)間，避免了待用狀態(tài)下各零部件安裝、拆卸、保養(yǎng)、檢查的繁瑣過(guò)程。

2、本發(fā)明模塊化的結(jié)構(gòu)，使得各零部件及子裝配體具有高度的可替換性，可以針對(duì)不同需求、不同使用工況下的消防場(chǎng)景選取不同參數(shù)的零部件進(jìn)行替換，以最小的系統(tǒng)代價(jià)和最高的可靠性達(dá)到消防指標(biāo)要求。

3、本發(fā)明的模塊化結(jié)構(gòu)，可以重復(fù)利用性能好壽命長(zhǎng)的零部件，只需替換壽命短、已損壞的零部件或子系統(tǒng)，節(jié)省了整個(gè)使用壽命周期內(nèi)的費(fèi)用，最大化利用了零部件資源。

4、本發(fā)明采用了自動(dòng)化模塊的消防炮，轉(zhuǎn)動(dòng)快速、靈活平穩(wěn)，且水平旋轉(zhuǎn)角度不受限制，俯仰旋轉(zhuǎn)角度范圍大，能夠在遠(yuǎn)距離遙控其快速準(zhǔn)確的瞄準(zhǔn)消防目標(biāo)點(diǎn)進(jìn)行滅火，提高了滅火的速度和效果。

5、本發(fā)明的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，最下端的電動(dòng)球閥可通過(guò)不同尺寸的法蘭連接底座與各種消防車(chē)頂?shù)某鏊谙噙B，從而提高了消防炮的通用性。

【附圖說(shuō)明】

圖1本發(fā)明自動(dòng)消防炮主要模塊分解立體示意圖

圖2本發(fā)明中水平旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)模塊立體示意圖

圖3本發(fā)明中俯仰旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)模塊立體示意圖

圖4本發(fā)明控制模塊示意圖

以上附圖僅對(duì)本發(fā)明原理性的技術(shù)描述，附圖中顯示了本發(fā)明基本原理的各個(gè)特征，附圖各結(jié)構(gòu)件并不是完全按比例繪制。

【具體實(shí)施方式】

下面結(jié)合附圖來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。需要說(shuō)明的是，本說(shuō)明書(shū)中并非將本發(fā)明限制在附圖中的示例性實(shí)施里，而是覆蓋了在由所附權(quán)利要求書(shū)所述的本發(fā)明的范圍之內(nèi)的各種替換、修改、等效形式。只要采用了本發(fā)明的方法構(gòu)思和技術(shù)方案進(jìn)行的改進(jìn)或未經(jīng)改進(jìn)直接用于其它場(chǎng)合，均在本發(fā)明保護(hù)的范圍之內(nèi)。

圖1中所示的是本發(fā)明主要組件分解立體示意圖，其包括法蘭連接底座1、電動(dòng)球閥2、連接法蘭3、水平旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)4、水平旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電機(jī)5、消防炮體6、俯仰旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)7、消防炮管8、俯仰旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電機(jī)9以及消防炮體連接法蘭10。

電動(dòng)球閥2與連接法蘭3通過(guò)螺紋相連，并通過(guò)生料帶密封，連接法蘭3與水平旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)4通過(guò)法蘭相連，并通過(guò)法蘭墊片密封，水平旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)4與消防炮體6通過(guò)法蘭相連，并通過(guò)法蘭墊片密封，消防炮體6與俯仰旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)7通過(guò)法蘭相連，并通過(guò)o型圈密封，消防炮管8的一側(cè)水管伸入俯仰旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)7的內(nèi)孔中，并通過(guò)o型圈密封，消防炮管8的另一側(cè)水管伸入消防炮體6的一側(cè)連接法蘭的內(nèi)孔中，并通過(guò)o型圈密封。電動(dòng)球閥2通過(guò)法蘭連接底座1固定在消防車(chē)頂，消防炮管8的出水口設(shè)有螺紋，連接消防炮頭，水平旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)4可實(shí)現(xiàn)360度水平旋轉(zhuǎn)地連接在消防炮體6上，俯仰旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)7可實(shí)現(xiàn)-70°到90°俯仰旋轉(zhuǎn)地連接在消防炮管8上。水平旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電機(jī)5和俯仰旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電機(jī)9，通過(guò)導(dǎo)線和無(wú)線遙控裝置相連，并通過(guò)此無(wú)線遙控裝置控制電機(jī)正反轉(zhuǎn)。本發(fā)明轉(zhuǎn)動(dòng)快速、靈活平穩(wěn)，且轉(zhuǎn)動(dòng)角度不受限，能快速準(zhǔn)確噴射到消防目標(biāo)點(diǎn)，提高了滅火的速度和效果；其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，最下端的電動(dòng)球閥可通過(guò)不同尺寸的法蘭連接底座與各種消防車(chē)頂?shù)某鏊谙噙B，從而提高了消防炮的適用性。其結(jié)構(gòu)具有模塊化的特點(diǎn)，從而提高了各部件的可替換性和可維修性。

圖2中所示的是水平旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(不包括外殼)立體示意圖。水平旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)由第一萬(wàn)向接頭連接法蘭41、萬(wàn)向接頭42、第一蝸桿43、軸承44、端蓋45、第一蝸輪46、第二萬(wàn)向接頭連接法蘭47、水平旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電機(jī)5組成。萬(wàn)向接頭42既具有密封性能又具有沿軸向的旋轉(zhuǎn)功能(此外，萬(wàn)向接頭42與第一蝸輪46之間也可通過(guò)軸承連接，從而使得第一蝸輪46可以轉(zhuǎn)動(dòng))，萬(wàn)向接頭42上下連接有法蘭41和47，萬(wàn)向接頭的第一萬(wàn)向接頭連接法蘭41與水平旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的外殼底面通過(guò)螺栓連接，萬(wàn)向接頭的第二萬(wàn)向接頭連接法蘭47與蝸輪46通過(guò)螺栓連接。蝸輪46中心有通水孔，并與蝸桿43相嚙合，蝸輪上端面與消防炮體的下端面法蘭盤(pán)通過(guò)螺栓連接。蝸桿43靠近電動(dòng)機(jī)一側(cè)與水平旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電機(jī)5的轉(zhuǎn)動(dòng)軸通過(guò)鍵連接，另外一側(cè)通過(guò)第一軸承44和第一端蓋45被水平旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的側(cè)面外殼支撐。

圖3中所示的是俯仰旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(不包括外殼)立體示意圖。俯仰旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)由俯仰旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)電機(jī)9、第二蝸桿72、第二蝸輪73、第二軸承74、第二端蓋75組成。消防炮體6上部為u形。俯仰旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的外殼側(cè)面與消防炮體6的上端一側(cè)法蘭通過(guò)o型圈密封并通過(guò)螺栓進(jìn)行連接，消防炮管8的一側(cè)與俯仰旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的外殼側(cè)面的通水孔通過(guò)o型圈密封連接。消防炮管8上開(kāi)有鍵槽，第二蝸輪73成形有與鍵槽配合的鍵塊；消防炮管8與第二蝸輪73進(jìn)行周向固定，第二蝸輪73兩端通過(guò)彈性擋圈對(duì)第二蝸輪進(jìn)行軸向固定。第二蝸桿72靠近俯仰旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)電機(jī)9一側(cè)與俯仰旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)電機(jī)9的轉(zhuǎn)動(dòng)軸通過(guò)鍵連接，另外一側(cè)通過(guò)第二軸承74和第二端蓋75被俯仰旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的外殼支撐。消防炮管8通過(guò)軸承與消防炮體6旋轉(zhuǎn)連接，第二蝸輪73也通過(guò)軸承實(shí)現(xiàn)與俯仰旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的外殼的旋轉(zhuǎn)連接。

實(shí)施例2

在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，此外，也可消防炮管8上部?jī)啥司c消防炮體6連通，并通過(guò)軸承實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)連接；消防炮體6下部設(shè)置環(huán)形的嚙合齒，與第二蝸桿72直接嚙合。也可過(guò)第二蝸輪73，與消防炮體6徑向嚙合，通過(guò)第二蝸輪73實(shí)現(xiàn)變速調(diào)節(jié)，從而能夠更精確的調(diào)節(jié)消防炮管8的角度。

圖4所示的是控制電路模塊示意圖?？刂齐娐纺K由電源、水平控制電路、俯仰控制電路、遙控器、水平旋轉(zhuǎn)電機(jī)和俯仰旋轉(zhuǎn)電機(jī)組成。電源為控制電路供電，并通過(guò)控制電路間接地為旋轉(zhuǎn)電機(jī)供電。控制電路與旋轉(zhuǎn)電機(jī)通過(guò)導(dǎo)線連接，通過(guò)選擇輸入的電源來(lái)控制旋轉(zhuǎn)電機(jī)的啟停和正反轉(zhuǎn)。遙控器與控制電路之間通過(guò)無(wú)線連接，遙控器可向控制電路發(fā)出啟停和正反轉(zhuǎn)信號(hào)，控制電路接收到遙控器的信號(hào)后可控制旋轉(zhuǎn)電機(jī)的啟停和正反轉(zhuǎn)。

上述僅為本發(fā)明的一個(gè)具體導(dǎo)向?qū)嵤┓绞?，但本發(fā)明的設(shè)計(jì)構(gòu)思并不局限于此，凡利用此構(gòu)思對(duì)本發(fā)明進(jìn)行非實(shí)質(zhì)性的改動(dòng)，均應(yīng)屬于侵犯本發(fā)明的保護(hù)范圍的行為。