专利名称：防喷涌消防栓及流量信息消防终端的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种消防设备，具体涉及一种防喷涌消防栓及流量信息消防终端，包括消防栓防喷涌阀门、消防栓流量计量装置，以及信息消防栓终端，三者结合在一起时也可简称信息消防栓终端。
背景技术：
消防栓是现代城市不可缺少的基础设施之一，其结构是在栓体顶部设有阀门螺栓，通过阀门螺栓杆连接设在栓体下部的水管阀门。几十年来消防栓的功能及外形基本没变，在很多方面已经显露出不能适应现代城市建设需要的现象。例如，随着城市机动车辆的迅猛增加，加上驾驶员驾驶水平的参差不齐，造成我国各城市消防栓被车辆撞坏的事件屡屡发生。消防栓被撞断造成“泉”水喷涌，不仅损毁了消防设施；还造成水源的大量浪费、交通的阻断，以及附近商店、居民水淹造成的财产损失。计划经济转向为商品经济也给消防栓的管理带来新的问题传统的消防栓上没有水流的计量装置，也没有对其各种状态的检测装置或通讯装置，随着自来水从福利性产品变为商品，消防队、城市绿化队等单位的取水、用水也有了计量要求，这是传统消防栓结构无法实现的。另外，一些利欲熏心的人看到消防栓容易打开，便不顾法规法纪，盗取消防水，传统消防栓结构不仅无法及时发现和计量水流被盗的具体情况。各城市非法偷用消防水的报道不断见诸报端，其损失令人心痛。传统消防栓的另一个不足是许多消防栓处于水源中断或水压不足的状态，而平时难以发现；直到发生火灾才发现没有水源，耽误了宝贵的救火时间。
传统的消防栓需要在结构和功能上进行技术改造，但目前还没有利用现代技术改造消防栓的理想方案。
中国第03132268.9号发明专利申请提供了一种“直流供电现场总线网络(DCPL网络)”，已经应用在家庭水、电、气表的“网络智能表计量终端”与“DCPL现场总线及网络预收费网桥”领域。经检索，目前尚未出现过将这种网络现场总线与防喷涌及流量计量信息消防栓终端联系起来的创意。
发明内容
针对传统消防栓的上述不足，本发明的任务是提供一种防喷涌消防栓，当消防栓被各种外力撞断时，消防栓自身的结构可以自动切断水流，防止水流喷涌，避免水源损失。本申请的第二发明目的是对消防栓输出水量进行计量；再进一步的发明目的是使消防栓能够将该计量数据，以及消防栓阀门的开闭状态传输到信息中心，并通过DCPL现场总线与信息消防栓终端组成网络，可以对信息消防栓终端进行消防栓网络监管，防喷涌、取水计量、水压检测等多重作用，以及时发现水源中断或水压不足等问题，使消防栓成为一个消防栓流量计量信息终端装置。
为了完成上述发明任务，本发明采用的技术方案主题是防喷涌消防栓，即消防栓内设有防喷涌阀门；其优化方案是消防栓内设有流量计量装置。进一步改进，还可以设有微处理器电路，并设置有通讯装置和DCPL现场总线。
以上各主题分别说明如下防喷涌消防栓，栓体内设有阀门螺栓和阀门螺栓杆，阀门螺栓杆下端联结有阀门，其特征在于，所述的阀门为防喷涌阀门，该防喷涌阀门由漏空阀座与锥形阀瓣构成，锥形阀瓣上连接有阀瓣杆，阀瓣杆上设有弹簧；阀瓣杆与阀门螺栓杆通过半球关节连接。
防喷涌单向阀门主要特征是锥形阀瓣与漏空阀座在弹簧力的作用下，构成常闭单向阀门。打开阀门时是通过阀螺杆逆时针旋转，阀螺杆与半球关节往下位移推动阀瓣杆压缩弹簧，并将锥形阀瓣与漏空阀座分离，水流通过漏空阀座两侧流动，形成阀门打开状态。阀螺杆顺时针旋转是关阀状态。当消防栓受到撞击时地面栓体在断裂面分离，由于阀螺杆与阀瓣杆的半球关节脱开，保护地下栓体。上述的常闭单向阀门在无任何外力作用时，锥形阀瓣与漏空阀座在弹簧力的作用下，所形成单向阀门的关闭状态，能够有效地防止喷涌。
这种消防栓防喷涌阀门有以下优化方案1、所述的连接阀螺杆与阀瓣杆的半球关节，设置在消防栓与地平面平齐的部位或略高于该平面的部位。
2、消防栓的外壳分设为上栓体、下栓体，上、下栓体之间以螺栓或螺钉连接，该连接部位设置在与地平面平齐的部位或略高于该平面的部位；所述的连接阀螺杆与阀瓣杆的半球关节，设置在上、下栓体的连接平面处。
防喷涌消防栓进一步的优化方案是，设有流量计量装置，该装置的结构是在阀瓣杆上安装有计量叶轮，该计量叶轮可在阀螺杆上自由旋转，叶轮上固定有小磁铁，栓体的相应位置上固定有磁传感器，磁传感器的输出接微处理器。
所述的栓体的相应位置是指叶轮上小磁铁的磁场范围内的位置，即，当叶轮旋转到该位置时，可以接受该小磁铁磁力信号的位置；所述的磁传感器，是指干簧管、霍尔器件等可以把磁信号转换成电信号的器件；所述的微处理器，可以是微处理芯片或其他单片机，单板机，也可以是后文所述的信息终端中的微处理器的一部分，或其他微处理电路。
通过上栓体、下栓体所形成的直线内管道空间，安装叶轮及小磁铁、磁传感器；叶轮在阀瓣杆、阀螺杆之间定位，并可在阀螺杆上自由旋转。当消防栓取水过程中，水流冲击叶轮旋转，叶轮上的小磁铁与阀螺杆上磁传感器之间感受叶轮每旋转一周的磁脉冲，磁传感器输出的电脉冲经微处理器电路采集、计算、存储获得流量数据。
以上所述的设有流量计量装置的防喷涌消防栓，还可以进一步优化，其方案是在消防栓的水路上设有阀门状态传感器和水压传感器，同时设置有微处理器；该微处理器上连接有DCPL网络通讯接口电路，以及流量数据采集电路、阀门状态采集电路、水压检测数据采集电路，其中的流量数据采集电路、阀门状态采集电路、水压检测数据采集电路，分别与消防栓内的流量计量装置、阀门状态传感器和水压传感器连接。
这种防喷涌消防栓的技术方案，已经把消防栓改造构成了一种消防栓流量计量信息终端装置。
以上方案中的微处理器中还可以设置有存储电路。
消防栓信息终端可通过DCPL网络与网桥进行数字通讯，而消防网桥通过无线(GSM)通讯与消防指挥中心进行通讯，同时消防网桥通过太阳能板进行长期供电，每一个消防网桥通过DCPL网络可为多个信息消防栓终端进行通讯与供电。
图1为实施例1-1、图1-2为实施例1的结构装配图；图2为实施例1的电路原理图；图3为实施例2中“消防网桥”的电路原理图；图4为城市消防指挥中心监管消防栓终端系统图。
具体实施例方式
实施例1，参照图1～图2防喷涌消防栓，其外壳分设为上栓体8、下栓体16，上、下栓体之间以螺栓或螺钉连接，该连接部位设置在与地平面平齐的部位或略高于该平面的部位。上栓体8内设有阀门螺栓和阀门螺栓杆1，阀门螺栓杆下端联结有防喷涌阀门该防喷涌阀门由漏空阀座14与锥形阀瓣15构成，锥形阀瓣15上连接有阀瓣杆12，阀瓣杆12上设有弹簧13；阀瓣杆与阀门螺栓杆通过半球关节17连接。连接阀螺杆与阀瓣杆的半球关节17，设置在上、下栓体的连接平面处，即，半球关节设置在消防栓与地平面平齐的部位或略高于该平面的部位。在阀瓣杆上安装有计量叶轮11，该计量叶轮可在阀螺杆上自由旋转，叶轮上固定有小磁铁10，栓体的相应位置上固定有磁传感器9，本实施例的磁传感器采用霍尔器件。磁传感器的输出通过传感器线3连接到含有微处理器的的电路板2上。电路板2安装在消防栓帽4的下面。消防栓帽4上还开有显示器窗18。图中5为密封套管、6为内螺套、7为密封螺母。
平时，锥形阀瓣与漏空阀座在弹簧力的作用下，构成常闭单向阀门。打开阀门时是通过阀螺杆逆时针旋转，阀螺杆与半球关节往下位移推动阀瓣杆压缩弹簧，并将锥形阀瓣与漏空阀座分离，水流通过漏空阀座两侧流动，形成阀门打开状态。阀螺杆顺时针旋转是关阀状态。
当消防栓受到撞击时，地面以上的栓体在断裂面分离，由于阀螺杆与阀瓣杆的半球关节脱开，保护地下栓体；常闭单向阀门在任何外力作用，锥形阀瓣与漏空阀座在弹簧力的作用下，形成关闭状态，能够有效地防止喷涌。
以上结构中含有“防喷涌及流量计量信息消防栓终端装置”，消防栓取水计量是在栓体1、栓体2所形成的直线内管道空间安装叶轮11，叶轮11上装有小磁铁10，叶轮在阀瓣杆12、阀螺杆1之间定位，并可在阀螺杆1上自由旋转。当消防栓取水过程中，水流冲击叶轮旋转，叶轮11上的小磁铁10与阀螺杆上磁传感器9之间感受叶轮每旋转一周的磁脉冲，磁传感器输出的电脉冲经微处理器电路采集、计算、存储等获得流量计量。
电路板中设有消防栓微处理器电路、采集、存储电路及数字通讯电路等，形成网络信息化管理的消防栓信息终端产品。
参照图2防喷涌及流量计量信息消防栓终端装置的电路原理中，是由DCPL网络通讯电路IC1、微处理器电路IC2、数字压力传感器电路IC3、磁传感器IC4、显示器电路IC5、红外通讯电路单元及外围器件所组成等。其中，DCPL网络通讯电路IC1是信息消防栓终端与消防网桥进行数字通讯及消防网桥给信息消防栓终端供电的现场总线通讯电路；微处理器电路IC2是采集、数据处理、通讯等核心管理的CUP器件；数字压力传感器电路IC3是测水压的传感器；磁传感器IC4是测量流量时，感受叶轮磁脉冲的磁传感器；红外通讯电路单元是与手持机近距离进行数字通讯来设定参数。
所述的“消防网桥”实施例2电路原理中，是指消防网桥主机利用DCPL网络与信息消防栓终端从机通讯，以及通过GSM无线网或RS485与上位管理计算机，进行物理链路及通讯协议的桥接。
实施例2，与实施例1基本相同，但是在消防栓的水路上设有阀门状态传感器和水压传感器，同时设置有微处理器；该微处理器上连接有DCPL网络通讯接口电路，以及流量数据采集电路、阀门状态采集电路、水压检测数据采集电路，其中的流量数据采集电路、阀门状态采集电路、水压检测数据采集电路，分别与消防栓内的流量计量装置、阀门状态传感器和水压传感器连接，并通过通讯接口与网络连接，构成流量计量信息消防栓终端装置。所有的防喷涌消防栓以及流量计量信息消防栓终端装置，连接在网络中，便于监测和管理。
参看图3、图4所示消防网桥主机是一种智能电子装置，主机电路中主要设有微处理芯片CPU；通讯调制解调芯片；GSM无线网通讯模块；RS485接口电路；LCD显示电路；太阳能稳压电路等。其主要特征在于主机中CPU微处理芯片U2通过调制解调芯片U1连接放大器IC1A、IC1B及外围电路组成DCPL网络通讯电路，并通过DCPL网络与信息消防栓终端从机进行数据通讯管理，主机的CPU微处理芯片U2连接GSM无线网模块、RS485接口与上位管理计算机进行远程数据通讯管理。主机中U4为存储芯片，并设计有太阳能电池板供主机稳压电路供电，而消防网桥主机通过DCPL网络间歇式给信息消防栓终端从机供电及数字通讯。消防网桥电路原理图。
权利要求
1.一种防喷涌消防栓，栓体内设有阀门螺栓和阀门螺栓杆，阀门螺栓杆下端联结有阀门，其特征在于，所述的阀门为防喷涌阀门，该防喷涌阀门由漏空阀座与锥形阀瓣构成，锥形阀瓣上连接有阀瓣杆，阀瓣杆上设有弹簧；阀瓣杆与阀门螺栓杆通过半球关节连接。
2.按照权利要求1所述的防喷涌消防栓，其特征在于，所述的连接阀螺杆与阀瓣杆的半球关节，设置在消防栓与地平面平齐的部位或略高于该平面的部位。
3.按照权利要求2所述的防喷涌消防栓，其特征在于，消防栓的外壳分设为上栓体、下栓体，上、下栓体之间以螺栓或螺钉连接，该连接部位设置在与地平面平齐的部位或略高于该平面的部位；所述的连接阀螺杆与阀瓣杆的半球关节，设置在上、下栓体的连接平面处。
4.按照权利要求1或2或3所述的防喷涌消防栓，其特征在于，在阀瓣杆上安装有计量叶轮，该计量叶轮可在阀螺杆上自由旋转，叶轮上固定有小磁铁，栓体的相应位置上固定有磁传感器，磁传感器的输出接微处理器。
5.按照权利要求4所述的防喷涌消防栓，其特征在于，在消防栓的水路上设有阀门状态传感器和水压传感器，同时设置有微处理器；该微处理器上连接有DCPL网络通讯接口电路，以及流量数据采集电路、阀门状态采集电路、水压检测数据采集电路，其中的流量数据采集电路、阀门状态采集电路、水压检测数据采集电路，分别与消防栓内的流量计量装置、阀门状态传感器和水压传感器连接。
6.按照权利要求5所述的防喷涌消防栓，其特征在于，所述的的微处理器中设置有存储电路。
全文摘要
防喷涌消防栓设有阀门螺栓和阀门螺栓杆，阀门螺栓杆下端联结有阀门，特征是阀门为防喷涌阀门，由漏空阀座与锥形阀瓣构成，锥形阀瓣上连接有阀瓣杆，阀瓣杆上设有弹簧；阀瓣杆与阀门螺栓杆通过半球关节连接。消防栓受到撞击时，栓体在断裂面分离，由于阀螺杆与阀瓣杆的半球关节脱开，保护地下栓体；常闭单向阀门在任何外力作用，锥形阀瓣与漏空阀座在弹簧力的作用下，形成关闭状态，能够有效地防止喷涌。优化方案设有流量计量装置阀瓣杆上有计量叶轮，叶轮上固定有小磁铁，栓体相应位置固定有磁传感器，磁传感器的输出接微处理器。水路上还可设阀门状态传感器和水压传感器及网络通讯接口，构成消防栓流量计量信息终端装置，形成网络。
文档编号E03B9/02GK1687540SQ20051003868
公开日2005年10月26日 申请日期2005年4月5日 优先权日2005年4月5日
发明者郭建国, 黄安宁 申请人:郭建国, 黄安宁