高压细水雾灭火系统的制作方法

专利名称：高压细水雾灭火系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种灭火系统，特别涉及一种高压细水雾灭火系统。
背景技术：
现代高层建筑(民宅10层，其它建筑物24米以上)采用的传统自动灭 火系统的供水压力一般在1.2Mpa以下，所生成的灭火水是喷淋式的。用水 量大，水渍损失大，灾后现场处理难度大。一般的建筑物因不设自动灭火系统，常采用卤代垸系列，灭火效果好， 但产生毒气，污染环境，1987年国际蒙特利尔公约已规定2010年后在世界 上停止使用。传统的低压二氧化碳系统、快速喷水灭火系统和混合气体系统 等灭火技术，不仅对消防人员有很大的危害，而且存在灭火用水量大、水渍 损失大、误动作后果严重等问题。高压细水雾灭火系统在扑灭火灾时经特殊喷头喷射的是细水雾，用水量 可减少70~80%，细水雾弥散在空间能产生大的覆盖面积与空气隔绝，切断 氧气供应，灭火效果显著，灾后水渍损失少、火灾损失少、现场易于清理。 对油库、塑料易燃物、板材叠垛、计算机房、图书、档案、资料室、电台、 电话交换中心、综合控制中心等场合有独特的优越性，用于一般的火灾初期 阶段显现出非凡的作用。采用高压细水雾灭火系统的技术关键是需要有高压水泵供水。目前高压 细水雾灭火系统普遍采用的BD泵是离心式水泵，即使多级串联，也不能达 到容积式泵出口压力12~16MPa的技术要求，况且BD泵有体积庞大，容积 效率低、能耗大、造价高、维护困难等缺点，已难以满足现代消防作业的要 求。发明内容本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种采用容积式高压齿轮水泵为供水动力源、喷水扬程远、喷头结构形式多样、装卸方便的高压细水 雾灭火系统。为实现本发明的目的采用的技术方案 一种高压细水雾灭火系统，包括 依次串接的储水箱、截止阀、高压水泵、高压输水管、节流阀、喷水管和喷 头，所述高压水泵为高压齿轮水泵，其入水口位于所述储水箱的最低工作水 位以下，以保证工作时储水箱中的水在大气压力下能灌入高压齿轮水泵中。为了更好地实现本发明，所述高压齿轮水泵包括泵体，在泵体的两端分 别设置前端盖和后端盖，泵体和前、后端盖组成一个密闭空间；在泵体的中央设置有驱动主轴和从动轴，在两个轴上分别带有一对相互啮合的主动齿轮 和从动齿轮，在主动齿轮和从动齿轮的两侧分别安装有浮动的前侧板和后侧 板，在前、后侧板与一对相互啮合的主动齿轮和从动齿轮接触的端面和前、后侧板的外表面及其两个内孔壁上均有陶瓷层； 一对相互啮合的主动齿轮和 从动齿轮、驱动主轴及从动轴的工作表面上均有一层氮化层；主动齿轮和从 动齿轮的轮齿非受力的一侧齿腹是经过修缘处理的齿腹。在所述前侧板的两个内孔中每个内孔朝向所述高压齿轮水泵的吸液口 一侧的壁上均设有两个凹槽，在所述前侧板上开有连通所述凹槽与所述高压 齿轮水泵排液口的输水通道；在所述后侧板的两个内孔中每个内孔朝向所述 高压齿轮水泵的吸液口一侧的壁上均设有两个凹槽，所述后侧板上开有连通 所述凹槽与所述高压齿轮水泵排液口的输水通道。所述高压齿轮水泵的出水口与高压输水管之间并联有溢流阀和压力表。 所述高压输水管为高压输液软管，其外表面按一定间距安装有防胀不锈 钢环。所述喷水管为多层可伸縮的喷水管，各层之间设有O型密封圈；所述 喷水管的前端部设有手持式把柄；所述喷水管在与所述喷头连接处设有一段 带旋紧螺母的凸肩。所述喷头包括周向式细水雾喷头或横排式细水雾喷头。所述周向式细水雾喷头在360。的圆周上均布24~48个喷水孔，所述每 个喷水孔的孔径0.5mm，孔道长度〈2mm。所述横排式细水雾喷头包括单排式细水雾喷头和双排式细水雾喷头；所 述喷头中每个喷水孔的孔径0.5mm，孔道长度〈2mm;喷水孔之间的间距为20~100mm，喷水孔的数量为20~50个。所述双排式细水雾喷头上下喷水孔的位置平行交错。本发明相对于现有技术的优点和效果是1、 本发明的高压齿轮水泵属于容积式泵，通常的容积式泵(齿轮泵、 叶片泵、注塞泵等)都以油液为介质，用在纯水传动中需解决泵的容水性(耐 蚀、耐磨、能生成自润滑膜等)及泄漏严重的问题(水的粘度是油粘度的1/30~1/50)。本发明的高压齿轮水泵通过在泵体内设置前、后浮动侧板、在 两个相互啮合的齿轮及其传动轴的工作表面上设置一层氮化层等结构和材质 选择方面的改进，解决了高压齿轮水泵用在纯水传动中的容水性和泄露的问 题。将该高压齿轮水泵应用在本发明高压细水雾灭火系统中，由于高压齿轮 水泵体积小，出口压力高，其扬程可达千米以上，可以解决目前采用离心式 水泵无法进行高层建筑物灭火或某些燃烧物引起的火灾灭火的难题。2、 在高压齿轮水泵中，前、后侧板的两个内孔中每个内孔朝向所述高 压齿轮水泵的吸液口一侧的壁上均设有两个凹槽，高压水流入上述八个凹槽 内对驱动主轴和从动轴起支撑作用，可以减少因出水口压力大而引起的不平 衡径向力，相当于液体静压轴承的作用，它减轻了对轴承的磨损，提高了齿 轮传动的质量，降低了高压齿轮水泵工作的噪音。3、 采用的塑料高压输液软管，价格仅为一般高压橡胶软管的1/3~1/2， 降低了成本。4、 由于采用了高压齿轮水泵，喷水孔的出口压力可实现大于12MPa, 因此所形成的细水雾作用面积大，雾化效果好，是一般灭火方式无法比拟的。5、 由于喷水管为可伸縮式喷水管，各层之间设有O型密封圈，收縮后 喷水管的长度不大于2米，全伸长度不大于10米，而且喷水管的前端部设 有手持式把柄，极大地方便了消防人员的操作。6、 伸縮式喷水管的终端安装的细水雾喷头，可以根据火灾的类型和需 要，选择单排的、多排的、周向的多种结构型式；由于喷水管的终端管口处 焊有一段带有旋紧螺母的凸肩，因此，能实现喷头的快速装卸和锁紧，更换 方便、连接可靠。


图1是本发明高压细水雾灭火系统的高压齿轮水泵的结构示意图；图2是图1的A-A剖面图；图3是图1的高压齿轮水泵的前侧板的结构示意图；图4是图1的高压齿轮水泵的前侧板的局部剖视图；图5是本发明高压细水雾灭火系统的一种周向式喷头的结构示意图；图6是图5的B-B剖视图；图7是本发明高压细水雾灭火系统的一种横排式喷头的结构示意图；图8是图7的C-C剖视图；图9是本发明高压细水雾灭火系统的工作原理图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施 方式不限于此。本发明高压细水雾灭火系统中高压齿轮水泵的具体结构如图1~图4所 示高压齿轮水泵的组成包括驱动主轴1，在该轴上带有主动齿轮5，驱动 主轴1与前端盖2接触处有密封环15，前端盖2的后端面带有密封圈3，前 端盖2和泵体4、后端盖7组成一个封闭的空间；在泵体中设有从动轴14 及其上的从动齿轮43;在主动齿轮5和从动齿轮43的两侧分别安装有浮动 的前侧板13和后侧板6，前侧板13和后侧板6具有相同的结构；在前侧板 13、后侧板6与主动齿轮5和从动齿轮43接触的端面上有陶瓷层11和10; 前侧板13和后侧板6的外表面上分别有陶瓷层12和8，前侧板13和后侧 板6的四个内孔壁上均有一层陶瓷层9;所述陶瓷层8、 9、 10、 11、 12与 现有技术比较，在生成Al203陶瓷层的工艺过程中，嵌入了纳米超硬超细 (<20nm)陶瓷粉末，形成新的复合陶瓷层，与一般Al203陶瓷层比较有较 高的硬度和耐磨性。 一对相互啮合的主动齿轮5和从动齿轮43、驱动主轴1 及从动轴14的工作表面上均有一层合金钢氮化层；在前侧板13的两个内孔 中每个内孔朝向高压齿轮水泵的吸液口一侧的壁上均设有两个凹槽17;在后 侧板6的两个内孔中每个内孔朝向高压齿轮水泵的吸液口一侧的壁上均设有 两个凹槽17。当高压齿轮水泵工作时，高压液流从高压齿轮水泵的排液口经 过通道16流入矩形凹槽17，高压水流入该凹槽17内对驱动主轴1和从动 轴14起支撑作用，以减少因出口压力大而引起的不平衡径向力，相当于液7体静压轴承的作用，它减轻了对轴承的磨损，提高齿轮传动的质量，降低噪 音。同时，为了提高高压齿轮水泵中齿轮的啮合质量，减少传动噪音，改善动态特性，对受载会产生弯曲变形的相互啮合的主动齿轮5和从动齿轮43 的轮齿，可在其非受力的一侧齿腹部位进行修缘处理，从而避免两相互啮合 的轮齿工作时产生冲击。本发明高压细水雾灭火系统中周向式喷头的具体结构如图5~图6所示 其中23是可伸縮的喷水管的终端，所述终端23通过与旋紧螺母21的配合， 与周向式喷头相连，22是密封垫，20是喷头本体，19是喷水管的终端23 与喷头本体20连接的防漏密封垫圈，18是周向式喷嘴。图6是周向式喷嘴 18的剖视图，其中24为一个喷水孔的结构示意图，在一个周向式喷嘴18 的360°圆周上均布24~48个喷水孔，每个喷水孔的孔径0.5mm，孔道长度 <2mm，采用马氏体不锈钢制作并经淬火处理以获得较高的硬度及耐磨性。 周向式喷嘴18的形状为六方形，便于装卸。本发明高压细水雾灭火系统中横排式喷头的具体结构如图7~图8所示 图7中25为喷头本体27两端的密封丝堵，26是密封垫圈。图8是图7的 径向剖视图，28表示其中一个喷水孔，所述横排式喷头通过外螺纹29与旋 紧螺母21的配合与所述喷水管的终端23连接。横排式喷头中喷水孔的孔径 <0.5mm，孔道长度〈2mm，其布局分为单排式及平行双排式两种，喷水孔之 间的间距为20 100mm，喷水孔数量为20~50个，双排式的上、下喷水孔 的位置平行交错。该喷头所选用的材质及热处理工艺与周向式喷头的相同。本发明的工作原理如图9所示，图9中高压齿轮水泵和喷头采用图1~ 图8所示结构，高压齿轮水泵的入水口安装在储水箱的最低工作水位以下， 以便工作时储水箱中的水在大气压力下能灌入高压齿轮水泵中。本发明的高 压细水雾灭火系统根据应用的场合可分为固定式和移动式两种。固定式适用 于高层建筑物设有自动消防系统的场合，移动式则适用于其它一些无自动消 防系统的场合。实施例1本发明的高压细水雾灭火系统应用于自动消防场合如图9所示固定 储水箱30 —般应安装在地下室，可采用水泥砌筑而成；也可安装在其它楼 层或顶层上(一般采用不锈钢焊接)，此时的储水箱30为压力灌，其工作压力在12 14Mpa，并设有自动开启阀、自动控制的注水加压装置、安全阀。 当烟、温、光监测器发出灭火信号，此时自控系统打开细水雾喷头42，在高 压供水状态下实现灭火。此种系统的工作程序是由监测器传来的信号打开 驱动机(变频调速电动机)，带动高压齿轮水泵33旋转(此时截至阀32处 于常开状态)，经空气滤水器31从固定储水箱30中将水经固定管路系统直 接送到细水雾喷头中，其流量的控制在安装时经节流阀39已调定，各细水 雾喷头均为并联连接，由各支管汇总到主干线管路上。灭火结束后，由人工 切断电源，泵33停止工作，各自动控制系统及元件恢复到原来状态。实施例2本发明的高压细水雾灭火系统应用于移动消防场合此时的储水箱30 为一安装在消防车上的固定水箱，考虑到使用环境的影响，该水箱的上盖为 封闭式留有一个人体孔，便于清洗用，并在该水箱顶部安装有空气滤清式的 水过滤器41，以隔绝空气中及水中的大颗粒污染物。截止阀32是在泵停止 工作或需检修、更换时用来切断水箱供水的。驱动机34采用单独的发电机 —电动机组或由燃油发动机、汽车发动机直接驱动。在驱动机34可调速情 况下，泵33属于变量泵，可视火灾现场的灾情调节流量的大小。泵33的出 口处并联一个安全溢流阀36及压力表35，是为防止系统过载和调定泵的出 口工作压力用的。在泵33出口处串联的塑料高压输液软管37，其长度较长， 在消防车上配备有绞盘装置，可储纳几十米长的软管，使用时放管灵活、迅 速、自如。在塑料高压输液软管37的末端连接一段缓冲管及其支架38，用 来抵消喷头工作时产生的较大的后坐力，并起到对喷水管41的支撑作用， 在支架38的腿部安装有滚轮以便于挪动，不需要时可将其收起，支架38为 桁架结构由高强度铝合金制做以减轻重量。节流阀39是用来调节细水雾喷 头喷射的雾状水束的工作压力及流量以期达到最佳的工作状态。40是手持把 柄，将其固定在可伸縮的喷水管41的最外层上，可伸縮的喷水管41各层之 间设有O型橡胶密封圈，42是喷头。上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实 施例的限制，任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、 组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种高压细水雾灭火系统，包括依次串接的储水箱、截止阀、高压水泵、高压输水管、节流阀、喷水管和喷头，其特征是，所述高压水泵为高压齿轮水泵，其入水口位于所述储水箱的最低工作水位以下。
2. 根据权利要求1所述高压细水雾灭火系统，其特征是，所述高压齿轮水 泵包括泵体，在泵体的两端分别设置前端盖和后端盖，泵体和前、后端盖组成 一个密闭空间；在泵体的中央设置有驱动主轴和从动轴，在两个轴上分别带有 一对相互啮合的主动齿轮和从动齿轮，在主动齿轮和从动齿轮的两侧分别安装 有浮动的前侧板和后侧板，在前、后侧板与一对相互啮合的主动齿轮和从动齿 轮接触的端面和前、后侧板的外表面及其两个内孔壁上均设有陶瓷层； 一对相 互啮合的主动齿轮和从动齿轮、驱动主轴及从动轴的工作表面上均有一层氮化 层；主动齿轮和从动齿轮的轮齿非受力的一侧齿腹是经过修缘处理的齿腹。
3. 根据权利要求2所述高压细水雾灭火系统，其特征是，在所述前侧板的 两个内孔中每个内孔朝向所述高压齿轮水泵的吸液口一侧的壁上均设有两个凹 槽，在所述前侧板上开有连通所述凹槽与所述高压齿轮水泵排液口的输水通道； 在所述后侧板的两个内孔中每个内孔朝向所述高压齿轮水泵的吸液口一侧的壁 上均设有两个凹槽，所述后侧板上开有连通所述凹槽与所述高压齿轮水泵排液 口的输水通道。
4. 根据权利要求1或2所述高压细水雾灭火系统，其特征是，所述高压齿 轮水泵的出水口与高压输水管之间并联有溢流阀和压力表。
5. 根据权利要求1所述高压细水雾灭火系统，其特征是，所述高压输水管 为高压输液软管，其外表面按一定间距安装有防胀不锈钢环。
6. 根据权利要求1所述高压细水雾灭火系统，其特征是，所述喷水管为多 层可伸縮的喷水管，各层之间设有O型密封圈；所述喷水管的前端部设有手持 式把柄；所述喷水管在与所述喷头连接处设有一段带旋紧螺母的凸肩。
7. 根据权利要求1所述高压细水雾灭火系统，其特征是，所述喷头包括周 向式细水雾喷头或横排式细水雾喷头。
8. 根据权利要求7所述高压细水雾灭火系统，其特征是，所述周向式细水 雾喷头在360。的圆周上均布24~48个喷水孔，所述每个喷水孔的孔径0.5mm, 孔道长度《mm。
9. 根据权利要求7所述高压细水雾灭火系统，其特征是，所述横排式细水 雾喷头包括单排式细水雾喷头和双排式细水雾喷头；所述喷头中每个喷水孔的 孔径0.5mm，孔道长度〈mm;喷水孔之间的间距为20~100mm，喷水孔的数 量为20~50个。
10. 根据权利要求9所述高压细水雾灭火系统，其特征是，所述双排式细 水雾喷头上下喷水孔的位置平行交错。
全文摘要
本发明公开了一种高压细水雾灭火系统，包括依次串接的储水箱、截止阀、高压水泵、高压输水管、节流阀、喷水管和喷头，所述高压水泵为高压齿轮水泵，其入水口位于所述储水箱的最低工作水位以下。本发明将高压齿轮水泵应用在高压细水雾灭火系统中，由于高压齿轮水泵体积小，出口压力高，其扬程可达千米以上，可以解决目前采用离心式水泵无法进行高层建筑物灭火或某些燃烧物引起的火灾灭火的难题。
文档编号A62C2/08GK101327362SQ20081002959
公开日2008年12月24日 申请日期2008年7月21日 优先权日2008年7月21日
发明者平 白 申请人:广东轻工职业技术学院