专利名称：一种消防设备用输水系统及消防设备的制作方法
技术领域：
本实用新型主要涉及消防设备领域，特指一种消防设备用输水系统及消防设备。
背景技术：
随着经济建设的快速发展，城市中高层(10层以上)及超高层(100米以上)建筑的数量急剧增加，超高层建筑的消防救援问题越来越受到人们关注。现有超高层建筑的内部一般都设有消防供水系统，这种预防性消防设施仅适于扑灭小范围火灾。若超高层建筑一旦形成规模性火灾，整个内部消防水源供给系统将完全被火场包围，其内部消防系统的控制线路、电力供给线路以及消防水箱或其它消防管线均容易被火势损坏，从而导致高楼层的消防水源供给中断，内部消防灭火系统失效。鉴于内部消防供水系统的局限性，超高层建筑的消防作业同样要依赖消防车等外部消防设备。长期以来，消防车等消防设备多采用离心泵提供高压水源，由于离心泵出口压力和流量有限，其出水压力一般在I. 5 2MPa左右，有效扬程最大在100米左右，不能够将水输送至100米以上的建筑物高度，无法满足超高层建筑的消防要求，先进的双级离心泵的出水压力虽然可达4MPa，但在此压力条件下，水流量相对较小，无法提供足够的水量进行消防作业。针对现有技术中消防设备所用的离心泵的缺陷，本领域技术人员采用双活塞柱塞式水泵提供高压水源，以输出满足超高层建筑消防需要的高压、大流量用水。但是，采用双活塞柱塞式水泵进行泵水时存在以下不足1、泵送能力不够，无法满足高压、高层火场等需求；2、泵送作业的连续性不够，无法对火场实施长时间有效的控制。
实用新型内容本实用新型要解决的技术问题在于针对现有技术存在的技术问题，本实用新型提供一种可以更好的适应高压小排量和低压大排量两种不同工况的消防设备用输水系统。本实用新型进一步提供一种适用性强、控制方便可靠的具有上述输水系统的消防设备。为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案一种消防设备用输水系统，所述消防设备采用双活塞式水泵，所述输水系统包括连接在双活塞式水泵出口的输水通道，在所述输水通道上连接有补水装置，以及根据消防设备的工作压力和/或排量控制补水装置向输水通道补水的控制机构。作为本实用新型输水系统的进一步改进在输水通道的进水口与补水装置之间设有用来防止水回流的通断阀。所述补水装置包括用于消防设备低压大排量工况的第一补水机构，以及用于消防设备高压小排量工况的第二补水机构。所述第一补水机构包括第一补水缸以及驱动第一补水缸的第一执行油缸，所述第二补水机构包括第二补水缸以及驱动第二补水缸的第二执行油缸，所述第一补水缸和第二补水缸均与输水通道连通，所述第一补水缸的缸径大于第二补水缸的缸径。所述控制机构包括用来控制第一执行油缸和第二执行油缸动作的控制阀组，压力油源通过控制阀组分别与第一执行油缸和第二执行油缸相连。所述控制阀组设有一个进油口、一个出油口以及两个控制油口，所述进油口与所述压力油源连通，所述出油口通过一可调节通油速度的调节组件与所述压力油源连通，所述两个控制油口中的一个与所述第一执行油缸的无杆腔连通，另一个与所述第二执行油缸的无杆腔连通。所述控制阀组内设有第一阀控单元和两个第二阀控单元，所述第一阀控单元用来可选择的使进油口与两个控制油口中一个相连通，所述第二阀控单元用来可选择的使控制油口与第一阀控单元和出油口中一个相连通。所述第一阀控单元和所述第二阀控单元均为由插装阀和电磁阀构成的组合阀。所述调节组件为电比例调速阀，所述电比例调速阀设于所述控制阀组的出油口与所述压力油源相连通的油路上。所述第一执行油缸的缸径小于所述第二执行油缸的缸径。所述压力油源包括油箱和油泵，所述油泵与控制阀组之间相连通的油路上沿供油方向依次设有溢流阀、单向阀以及蓄能器。本实用新型进一步提供的消防设备，包括双活塞式水泵和输水系统，所述输水系统为上述的输水系统。与现有技术相比，本实用新型的优点在于I、本实用新型的消防设备用输水系统，通过控制机构对补水装置进行控制，可以根据消防设备的工作压力和/或排量使补水装置向输水通道补水，进而可以适应消防设备高压小排量和低压大排量的不同泵送工况。2、本实用新型中补水装置采用两个补水机构，且两个补水机构的补水缸缸径不相同并分别对应两种不同工况，其结构简单，实施方便。3、本实用新型中控制机构通过控制阀组对第一执行油缸和第二执行油缸进行控制，通过调节各执行油缸活塞的回程距离，进而可以调节各补水机构每次的补水量，可调性强。4、本实用新型中控制阀组的调节组件采用电比例调速阀，通过电比例调速阀控制各执行油缸的回程速度，进而控制在泵送系统固定不变的换向时间间隔内执行油缸的回程距离，以调节补水机构不同的补水量，采用电比例调速阀可以提高系统的可调控性，且易于建立反馈控制。5、本实用新型中的第一阀控单元和第二阀控单元均为插装阀和电磁阀的组合阀， 可直接在阀块上集成制造，生产制作方便、成本低廉、控制准确可靠。6、本实用新型中的两执行油缸的缸径不相等，大缸径执行油缸控制小缸径补水缸，可提供更大的补水压力，而小缸径执行油缸控制大缸径补水缸，可提供更大的补水量。7、本实用新型的消防设备中输水系统由于采用了上述输水系统，其适用性更强， 控制方便可靠。
图I为本实用新型补水装置的主剖视结构示意图。图2为本实用新型中控制机构的原理图。图3为本实用新型消防设备的结构示意图。图例说明I、输水通道；2、第一补水机构；21、第一补水缸；3、通断阀；4、第二补水机构；41、 第二补水缸；5、压力油源；51、油箱；52、油泵；53、溢流阀；54、单向阀；55、蓄能器；7、第一执行油缸；8、第二执行油缸；9、控制阀组；91、进油口 ；92、出油口 ；93、控制油口 ；901、第一插装阀；902、第二插装阀；903、第三插装阀；904、第四插装阀；905、第五插装阀；906、第六插装阀；907、第一电磁阀；908、第二电磁阀；909、第三电磁阀；10、电比例调速阀；101、双活塞式水栗。
具体实施方式
以下将结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。如图I所示，本实用新型消防设备用输水系统，消防设备采用双活塞式水泵101， 该输水系统包括连接在双活塞式水泵101出口的输水通道I,在输水通道I上连接有补水装置，以及根据消防设备工作压力和/或排量控制补水装置向输水通道I补水的控制机构。 在输水通道I的进水口与补水装置之间设有用来防止水回流的通断阀3，如图I所示，补水装置包括与输水通道I连通的第一补水机构2和第二补水机构4，通断阀3设置在输水通道 I的进料口与第一补水机构2之间，第二补水机构4设在第一补水机构2和输水通道I的出料口之间，则在双活塞式水泵101的换向时间内，第一补水机构2或第二补水机构4向输水通道I中补水时，通断阀3可以避免水回流。该控制机构可以根据消防设备的工作压力和/或排量控制第一补水机构2或第二补水机构4向输水通道I中进行补水，合理设置第一补水机构2及第二补水机构4的参数，进而可以适应消防设备的高压小排量和低压大排量两种不同泵送工况。本实施例中，设置第一补水机构2适用于消防设备处于低压大排量工况，设置第二补水机构4适用于消防设备处于高压小排量工况。第一补水机构2包括第一补水缸21 以及驱动第一补水缸21的第一执行油缸7，第二补水机构4包括第二补水缸41以及驱动第二补水缸41的第二执行油缸8，第一补水缸21和第二补水缸41均与输水通道I连通，且第一补水缸21的缸径大于第二补水缸41的缸径。当消防设备处于高压小排量工况时，通过控制机构控制补水缸缸径较小的第二补水机构4进行补水，这样可以将第二执行油缸8的缸径设计得较小，液压系统的压力可设置的较低，有利于液压系统的保护；当消防设备处于低压大排量工况时，通过控制机构控制补水缸缸径较大的第一补水机构2进行补水，此时出口压力较低，在第一执行油缸7的缸径较小情况下也不至于导致液压系统压力过高。如图2所示，本实施例中控制机构包括压力油源5以及控制第一执行油缸7和第二执行油缸8中活塞回程距离的控制阀组9，压力油源5包括油箱51和油泵52，油泵52通过控制阀组9分别与第一执行油缸7和第二执行油缸8相连，通过控制执行油缸的回程距离，进而可以调节补水机构每次的补水量，保证消防设备的不同工况下补水的适量性，可调性强。[0040]本实施例中，控制阀组9设有一个进油口 91、一个出油口 92以及两个控制油口 93，进油口 91与压力油源5连通，出油口 92通过一可调节通油速度的调节组件与油箱51 连通，两个控制油口 93中的一个与第一执行油缸7的无杆腔连通，另一个与第二执行油缸8 的无杆腔连通，该控制阀组9具有四个工作状态，在第一工作状态下，压力油源5向第一执行油缸7供油；在第二工作状态下，第一执行油缸7与油箱51连通；在第三工作状态下，压力油源5向第二执行油缸8供油；在第四工作状态下，第二执行油缸8与油箱51连通。本实施例中，控制阀组9内设有第一阀控单元和两个第二阀控单元，第一阀控单元用来可选择的使进油口 91仅与两个控制油口 93中一个相连通，第二阀控单元用来可选择的使控制油口 93仅与第一阀控单元和出油口 92中一个相连通，每个第二阀控单元分别对应一个控制油口 93，即进油口 91 二选一向两个第二阀控单元中的一个供油，而第二阀控单元二选一使控制油口 93与第一阀控单元和油箱51中一个连通，以使控制油口 93具有进油和回油两个状态。本实施例中，第一阀控单元和第二阀控单元均为由插装阀和电磁阀构成的组合阀，电磁阀用于控制插装阀的启闭，该组合阀可直接在阀块上集成制造，生产制作方便、成本低廉、控制准确可靠。参见图3，本实施例中，第一阀控单元包括第一插装阀901、第二插装阀902以及第一电磁阀907，第一电磁阀907控制并使第一插装阀901和第二插装阀902 始终保持一个开启，另一个关闭的状态，与第一执行油缸7相连的第二阀控单元包括第三插装阀903、第四插装阀904及第二电磁阀908，第二电磁阀908控制并使第三插装阀903 和第四插装阀904始终保持一个开启，另一个关闭的状态，与第二执行油缸8相连的第二阀控单元包括第五插装阀905、第六插装阀906及第三电磁阀909，第三电磁阀909控制并使第五插装阀905和第六插装阀906始终保持一个开启，另一个关闭的状态。本实施例中，调节组件为电比例调速阀10，电比例调速阀10设于控制阀组9的出油口 92与压力油源5相连通的油路上，由于泵送系统换向间隔的时间固定不变，通过电比例调速阀10控制各执行油缸的回油量，可以控制各执行油缸的回程速度，进而控制在泵送系统固定不变的换向时间间隔内执行油缸的回程距离，以调节补水机构不同的补水量，采用电比例调速阀10可以提高系统的可调控性，且易于建立反馈控制。此外，还可以在补水机构的补水缸或执行油缸上设置位移传感器，同时通过电磁阀控制回油的通断，进而控制补水缸的回程距离，达到控制补水量的目的。本实施例中，第一执行油缸7的缸径小于第二执行油缸8的缸径，这样第一补水机构2以缸径小的执行油缸驱动缸径大的补水缸，可以提供更大的补水量，而第二补水机构4 以缸径大的执行油缸驱动缸径小的补水缸，可提供更高的补水压力，可以更好的适应消防设备的两种不同工况。本实施例中，压力油源5包括油箱51和油泵52，油泵52与控制阀组9之间相连通的油路上沿供油方向依次设有溢流阀53、单向阀54以及蓄能器55，压力油源5为现有成熟技术，其液压元器件的选择及组合形式具有多种，在此不再赘述，本实施例中，油泵52可以采用齿轮泵及柱塞泵等提供压力油的液压泵，当采用电比例调节恒压泵时，可根据消防设备出水口压力随时调节液压系统压力。液压系统的工作原理本实用新型的液压系统用来控制本实用新型中补水装置的两个执行油缸做伸缩动作，参见图3,其中第一执行油缸7的缸径小于第二执行油缸8的缸径,第一补水机构2 的补水缸的缸径大于第二补水机构4补水缸的缸径，由此可见，第一补水机构2用于低压大排量的工况，第二补水机构4用于高压小排量的工况。处于低压大排量工况时,控制第一电磁阀907得电，使第一插装阀901开启，第二插装阀902关闭，蓄能器55向第一执行油缸7 供油，在泵送系统换向的瞬间，消防设备控制系统(设在泵送系统两泵送油缸上的压差发讯器)发出信号，使第二电磁阀908得电，第三插装阀903开启，第四插装阀904关闭，压力油进入第一执行油缸7的无杆腔，快速推动油缸使第一补水机构2补水，第二电磁阀908得电一段时间(O. 5s)后失电，第三插装阀903关闭，第四插装阀904开启，压力油与第一执行油缸7无杆腔之间的油路被切断，此时第一执行油缸7无杆腔内的液压油在输水通道I中水压的作用下经第四插装阀904回油箱51，同时完成补偿吸水，再循环以上动作可进行下一次补水。处于高压小排量工况时，控制第一电磁阀907失电,使第一插装阀901关闭，第二插装阀902开启，蓄能器55向第二执行油缸8供油，在泵送系统换向的瞬间，消防设备控制系统(设在泵送系统两泵送油缸上的压差发讯器)发出信号，使第三电磁阀909得电，第六插装阀906开启，第五插装阀905关闭，压力油进入第二执行油缸8的无杆腔，快速推动油缸使第二补水机构4补水,第三电磁阀909得电一段时间(O. 5s)后失电,第六插装阀906关闭，第五插装阀905开启，压力油与第二执行油缸8无杆腔之间的油路被切断，此时第二执行油缸8无杆腔内的液压油在输水通道I中水压的作用下经第五插装阀905回油箱51，同时完成补偿吸水，再循环以上动作可进行下一次补水。如图3所示，本实用新型消防设备的一种实施例，包括双活塞式水泵101和输水系统，该输水系统为上述的输水系统，其适用性更强，控制方便可靠。具体的，上述消防设备可以为消防车。以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应该提出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的改进和润饰， 这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
权利要求1.一种消防设备用输水系统，所述消防设备采用双活塞式水泵(101)，其特征在于所述输水系统包括连接在双活塞式水泵(101)出口的输水通道(I )，在所述输水通道(I)上连接有补水装置，以及根据消防设备的工作压力和/或排量控制补水装置向输水通道(I)补水的控制机构。
2.根据权利要求I所述的消防设备用输水系统，其特征在于在输水通道(I)的进水口与补水装置之间设有用来防止水回流的通断阀(3)。
3.根据权利要求I或2所述的消防设备用输水系统，其特征在于所述补水装置包括用于消防设备低压大排量工况的第一补水机构(2)，以及用于消防设备高压小排量工况的第二补水机构(4)。
4.根据权利要求3所述的消防设备用输水系统，其特征在于所述第一补水机构(2)包括第一补水缸(21)以及驱动第一补水缸(21)的第一执行油缸(7),所述第二补水机构(4) 包括第二补水缸(41)以及驱动第二补水缸(41)的第二执行油缸(8)，所述第一补水缸(21) 和第二补水缸(41)均与输水通道(I)连通，所述第一补水缸(21)的缸径大于第二补水缸(41)的缸径。
5.根据权利要求4所述的消防设备用输水系统，其特征在于所述控制机构包括用来控制第一执行油缸(7)和第二执行油缸(8)中活塞回程距离的控制阀组(9)，压力油源(5) 通过控制阀组(9)分别与第一执行油缸(7)和第二执行油缸(8)相连。
6.根据权利要求5所述的消防设备用输水系统，其特征在于所述控制阀组(9)设有一个进油口(91)、一个出油口(92)以及两个控制油口(93)，所述进油口(91)与所述压力油源(5)连通，所述出油口(92)通过一可调节通油速度的调节组件与所述压力油源(5)连通，所述两个控制油口(93)中的一个与所述第一执行油缸(7)的无杆腔连通，另一个与所述第二执行油缸(8)的无杆腔连通。
7.根据权利要求6所述的消防设备用输水系统，其特征在于所述控制阀组(9)内设有第一阀控单元和两个第二阀控单元，所述第一阀控单元用来可选择的使进油口(91)与两个控制油口(93)中一个相连通，所述第二阀控单元用来可选择的使控制油口(93)与第一阀控单元和出油口(92)中一个相连通。
8.根据权利要求7所述的消防设备用输水系统，其特征在于所述第一阀控单元和所述第二阀控单元均为由插装阀和电磁阀构成的组合阀。
9.根据权利要求6所述的消防设备用输水系统，其特征在于所述调节组件为电比例调速阀(10)，所述电比例调速阀(10)设于所述控制阀组(9)的出油口(92)与所述压力油源(5)相连通的油路上。
10.根据权利要求4至9中任意一项所述的消防设备用输水系统，其特征在于所述第一执行油缸(7)的缸径小于所述第二执行油缸(8)的缸径。
11.根据权利要求5至9中任意一项所述的消防设备用输水系统，其特征在于所述压力油源(5)包括油箱(51)和油泵(52)，所述油泵(52)与控制阀组(9)之间相连通的油路上沿供油方向依次设有溢流阀(53)、单向阀(54)以及蓄能器(55)。
12.一种消防设备，包括双活塞式水泵(101)和输水系统，其特征在于所述输水系统为上述权利要求I至11任一项所述的输水系统。
专利摘要一种消防设备用输水系统及消防设备，所述消防设备采用双活塞式水泵，该输水系统包括连接在双活塞式水泵出口的输水通道，在所述输水通道上连接有补水装置，以及根据消防设备的工作压力和/或排量控制补水装置向输水通道补水的控制机构。本实用新型具有可以更好的适应高压小排量和低压大排量两种不同工况等优点。该消防设备包括双活塞式水泵和输水系统，输水系统为上述输水系统。
文档编号A62C31/00GK202342727SQ20112047270
公开日2012年7月25日 申请日期2011年11月24日 优先权日2011年11月24日
发明者刘可可, 杨波, 杨鑫 申请人:三一重工股份有限公司