专利名称：一种可缩短寻的时间的室内大空间自动灭火装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种室内大空间灭火装置，尤其涉及一种可縮短寻的时间的室 内大空间自动灭火装置。
背景技术：
室内大空间建筑早期火灾的探测与扑救一直是一个国际性难题。由于室内 大空间建筑结构与功能的特殊性，其消防不同于常规建筑。随着大空间建筑的 迅速发展，其消防问题日益突现。
现有的室内大空间灭火装置多为自动喷水灭火系统及消防水炮。自动喷水 灭火系统设备比较庞杂，喷头固定不具备搜索起火点位置的功能，开始喷水时 火灾己较大，而且不能自动停止喷水，在一次灭火后需要重新更换喷头才能继 续承担保护任务。另外，普通喷淋系统一般安装在顶部，依靠喷头附近的烟气 温度启动，然而在大空间火灾中，顶部烟气温度常常不足以启动喷头，即使启 动普通喷淋系统喷出来的水滴直径和流速都较小， 一般粒径的水滴还来不及到 达火焰面，就己经被烟气羽流冲散并迅速蒸发，起不到灭火作用。
大空间灭火的消防水炮需要在人的控制下进行，在火灾被人或火灾探测器 发现后，人工启动按钮进行喷水灭火，火灾扑灭后也是在人手动控制下停止运 行。消防水炮的定位也是在人的遥控下完成的，在无人看守的场所不方便应用。 国内现有的小型智能消防水炮灭火系统也能自动识别火焰并进行定位灭火，但 该系统所用的探测器较多， 一般有4 8个，系统综合成本比较高，控制复杂； 而且自动寻的时间相对偏长，影响灭火效率。
发明内容
为了克服背景技术所述的室内大空间灭火装置中存在的问题及满足消防灭 火的实际使用要求，本发明提供一种可縮短寻的时间的室内大空间自动灭火装 置，针对室内大空间灭火的固有特点，在该装置水平方向和垂直方向上各自设 有两个独立驱动的电机和两个火焰探测器，使其具有主动跟踪及主动喷射功能， 能准确进行火源空间定位，计算圆形保护面积，定点扑灭救火，并且采用辅助 机械定位装置来縮短寻的时间，提高灭火效率。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案包括底板、外壳I、进水管道、 联结水管、水平大齿轮、联结弯管、俯仰电机、外壳II、俯仰小齿轮、出水弯 管、喷嘴、俯仰探测器、水平探测器、移动罩、螺杆、俯仰大齿轮、螺杆齿轮、 水平小齿轮、水平电机。水平探测器检测到室内大空间有火灾发生时，通过控
4制柜内的单片机驱动水平电机的驱动模块，使得水平电机转动，从而带动水平 小齿轮转动，与之相啮合的水平大齿轮也跟随转动，使得通过键与水平大齿轮 连接的联结水管水平转动，从而带动联结弯管、出水弯管以及喷嘴也在水平方 向上转动。与此同时，与水平小齿轮相啮合的螺杆齿轮也水平转动，使得螺杆 也作水平旋转运动，限制了水平转动的移动罩只能在螺杆的丝杆上朝下运动， 从而可逐步縮小水平探测器的水平寻的面积。水平方向检测到火源信号后，水 平探测器将火源在水平方向上的位置参数传递至单片机，单片机进行储存，同 时驱动俯仰电机的驱动模块进行俯仰运动。俯仰扫描时，俯仰小齿轮带动俯仰 大齿轮转动，此时，通过键与俯仰大齿轮相连的出水弯管可在联结弯管的垂直 面内俯仰转动，带动固定在喷嘴上的俯仰探测器在垂直方向进行俯仰扫描。俯 仰探测器检测到火源信号后，将火源在垂直方向上的位置参数传递至单片机， 单片机进行储存，与此同时，俯仰步进电机停转，实现了垂直方向的定位。此 时火源的空间位置已快速确定，完成了寻的任务。在单片机控制下开启电磁水 阀，喷嘴对准火源进行喷水灭火。进水管道通过螺钉连接固定在底板上，内设 有供水流动的通道，进水管道内表面中间开有一台肩，其出水口处内表面开有 一道环形槽。联结水管紧靠在进水管道的台肩上，其内也有供水流动的通道， 通过进水管道出口处内表面的环形槽、槽内钢球以及联结水管进水口处外表面 的环形槽与进水管道实现水平方向的转动连接。联结水管与联结水管通过联结 螺管刚性连接在一起，内有供水流动的通道，其出口处内表面开有一道环形槽。 出水弯管通过联结弯管出口处内表面的环形槽、槽内钢球以及出水弯管进水口 处外表面的环形槽与联结弯管实现竖直方向的转动连接。出水弯管内有供水流 动的通道，出口处攻外螺纹与喷嘴刚性连接。水平电机通过螺钉固定在底板上， 并通过联轴器将动力传给水平小齿轮，与水平小齿轮相啮合的水平大齿轮通过 键固定在联结水管上，另外，与水平小齿轮相啮合的螺杆齿轮通过键固定在螺 杆上。俯仰步进电机通过电机支板固定在联结弯管的底部，俯仰电机通过联轴 器将动力传给俯仰小齿轮，与俯仰小齿轮相啮合的俯仰大齿轮通过键固定在出 水弯管上。俯仰探测器固定在喷嘴进水口处的外表面上，水平探测器固定在螺 杆的丝杆部分的最下端，可最大范围监测室内大空间区域。外壳I用螺钉固定 在底板上，外壳II通过螺栓固定在俯仰电机的支撑板上，可随联结水管在水平 方向上转动。
本发明与背景技术相比，具有的有益效果是 (1)由挡柱、丝杆和移动罩组成的辅助机械定位装置可遮挡水平探测器的 寻的面积，大大縮短了水平寻的时间。(2)该自动灭火装置具有主动跟踪火焰和主动喷射功能，能准确快速进行 空间定位，定点扑灭早期火灾，灭火效率高，并且系统综合成本较低。
图1是本发明的结构原理示意图。
图2是图1的右视图。
图3是辅助机械定位装置结构示意图。
图4是辅助机械定位装置工作示意图。
具体实施例方式
下面结合附图对本发明作进一步说明
如图所示，本发明包括底板(1)、外壳I (2)、进水管道(3)、联结水管 (4)、水平大齿轮(5)、联结弯管(6)、俯仰电机(7)、外壳II (8)、俯仰小 齿轮(9)、出水弯管(10)、喷嘴(11)、俯仰探测器(12)、水平探测器(13)、 移动罩(14)、螺杆(15)、俯仰大齿轮(16)、螺杆齿轮(17)、水平小齿轮(18)、 水平电机(19)。
本发明工作原理如下
如图1所示，水平寻的机构和俯仰寻的机构由两个电机驱动，这两个电机 都在水平方向上旋转，但它们的旋转中心轴互相垂直，通过两个电机相互联动 可以让火焰探测器进行水平方向扫描和垂直方向扫描，用以快速寻找火源空间 位置。当水平电机19转动时，电机通过联轴器带动水平小齿轮18旋转，进而 带动与之相啮合的水平大齿轮5转动，使得通过键与水平大齿轮连接的联结水 管4水平转动，从而带动联结弯管6、出水弯管10以及喷嘴11也在水平方向上 转动。与此同时，与水平小齿轮18相啮合的螺杆齿轮17也水平旋转。当水平 方向检测到火源，水平探测器13将火源在水平方向上的位置参数传递至单片机， 单片机进行储存，同时启动俯仰电机7进行俯仰扫描。俯仰扫描时，俯仰传动 小齿轮9带动俯仰大齿轮16旋转，此时，与俯仰大齿轮16相连的出水弯管10 可在联结弯管6的垂直面内俯仰旋转，从而带动附着在喷嘴11上的俯仰探测器 12进行俯仰扫描。俯仰探测器12检测到垂直方向的火源信号时，俯仰电机7停 转，实现了垂直方向的定位。此时火源的空间位置已快速确定，完成了自动寻 的任务。由于俯仰探测器12和喷嘴11固连在一起，固喷嘴11此时也瞄准了火 源并且定位，在单片机控制下开启电磁水阀，喷嘴(ll)对准火源进行喷水灭火。
图3所示为辅助机械定位装置结构示意图，它主要包括挡柱1、移动罩2及 丝杆3。图1中所示的螺杆齿轮带动螺杆转动时，由于移动罩2水平方向的转动 被挡柱1限制，因此移动罩2只能在螺杆下端部分的丝杆3上作垂直方向的移动。由于图1所示的水平探测器安装在丝杆3的最下端，初始状态下，水平探 测器能最大范围地监测室内大空间的水平方向的圆形区域。但随着移动罩2上 下移动，探测器的水平探测范围会不断发生变化。如图4所示，如果水平探测 器在移动罩3位置1限定的范围内感应到火焰信号，而在位置2没有感应到火 焰信号，则可以推断火焰必定在图4阴影的圆环形区域内，通过移动移动罩使 水平探测器扫描范围大大减少，可快速縮短水平定位寻的时间，定位灭火效率 得到提高。
权利要求
1、一种可缩短寻的时间的室内大空间自动灭火装置，其特征在于包括底板(1)、外壳I(2)、进水管道(3)、联结水管(4)、水平大齿轮(5)、联结弯管(6)、俯仰电机(7)、外壳II(8)、俯仰小齿轮(9)、出水弯管(10)、喷嘴(11)、俯仰探测器(12)、水平探测器(13)、移动罩(14)、螺杆(15)、俯仰大齿轮(16)、螺杆齿轮(17)、水平小齿轮(18)、水平电机(19)。水平探测器(13)检测到室内大空间有火灾发生时，通过控制柜内的单片机驱动水平电机(19)的驱动模块，使得水平电机(19)转动，从而带动水平小齿轮(18)转动，与之相啮合的水平大齿轮(5)也跟随转动，使得通过键与水平大齿轮(5)连接的联结水管(4)水平转动，从而带动联结弯管(6)、出水弯管(10)以及喷嘴(11)也在水平方向上转动。与此同时，与水平小齿轮(18)相啮合的螺杆齿轮(17)也水平转动，使得螺杆(15)也作水平旋转运动，限制了水平转动的移动罩(14)只能在螺杆(15)的丝杆上朝下运动，从而可逐步缩小水平探测器(13)的水平寻的面积。水平方向检测到火源信号后，水平探测器(13)将火源在水平方向上的位置参数传递至单片机，单片机进行储存，同时驱动俯仰电机(7)的驱动模块进行俯仰运动。俯仰扫描时，俯仰小齿轮(9)带动俯仰大齿轮(16)转动，此时，通过键与俯仰大齿轮(16)相连的出水弯管(10)可在联结弯管(6)的垂直面内俯仰转动，带动固定在喷嘴(11)上的俯仰探测器(12)在垂直方向进行俯仰扫描。俯仰探测器(12)检测到火源信号后，将火源在垂直方向上的位置参数传递至单片机，单片机进行储存，与此同时，俯仰步进电机(7)停转，实现了垂直方向的定位。此时火源的空间位置已快速确定，完成了寻的任务。在单片机控制下开启电磁水阀，喷嘴(11)对准火源进行喷水灭火。
2、 根据权利要求1所述的一种可縮短寻的时间的室内大空间自动灭火装置， 其特征在于进水管道(3)通过螺钉连接固定在底板(1)上，内设有供水流动的通 道，进水管道(3)内表面中间开有一台肩，其出水口处内表面开有一道环形槽。 联结水管(4)紧靠在进水管道(3)的台肩上，其内也有供水流动的通道，通过进水 管道(3)出口处内表面的环形槽、槽内钢球以及联结水管(4)进水口处外表面的环 形槽与进水管道(3)实现水平方向的转动连接。联结水管(6)与联结水管(4)通过联 结螺管刚性连接在一起，内有供水流动的通道，其出口处内表面开有一道环形 槽。出水弯管(10)通过联结弯管(6)出口处内表面的环形槽、槽内钢球以及出水弯 管(10)进水口处外表面的环形槽与联结弯管(6)实现竖直方向的转动连接。出水弯 管(10)内有供水流动的通道，出口处攻外螺纹与喷嘴(ll)刚性连接。
3、 根据权利要求1所述的一种可縮短寻的时间的室内大空间自动灭火装置， 其特征在于水平电机(19)通过螺钉固定在底板(1)上，并通过联轴器将动力传给 水平小齿轮(18)，与水平小齿轮(18)相啮合的水平大齿轮(5)通过键固定在联结水管(4)上，另外，与水平小齿轮(18滩啮合的螺杆齿轮(17)通过键固定在螺杆(15) 上。俯仰步进电机(7)通过电机支板固定在联结弯管(6)的底部，俯仰电机(7)通过 联轴器将动力传给俯仰小齿轮(9)，与俯仰小齿轮(9)相啮合的俯仰大齿轮(16)通 过键固定在出水弯管(10)上。
4、 根据权利要求1所述的一种可縮短寻的时间的室内大空间自动灭火装置， 其特征在于俯仰探测器(12)固定在喷嘴(11)进水口处的外表面上，水平探测器 (13)固定在螺杆(15)的丝杆部分的最下端，可最大范围监测室内大空间区域。
5、 根据权利要求1所述的一种可縮短寻的时间的室内大空间自动灭火装置， 其特征在于外壳I (2)用螺钉固定在底板(1)上，外壳II(8)通过螺栓固定在俯仰 电机(7)的支撑板上，可随联结水管(4)在水平方向上转动。
全文摘要
本发明公开了一种可缩短寻的时间的室内大空间自动灭火装置，包括底板、外壳I、进水管道、联结水管、水平大齿轮、联结弯管、俯仰电机、外壳II、俯仰小齿轮、出水弯管、喷嘴、俯仰探测器、水平探测器、移动罩、螺杆、俯仰大齿轮、螺杆齿轮、水平小齿轮、水平电机。水平探测器检测到火源后，启动水平电机，通过水平传动机构带动螺杆转动，进而使得移动罩移动，遮挡水平探测器的探测范围，快速实现火源水平定位；俯仰电机通过齿轮传动驱动固定在喷嘴上的俯仰探测器在垂直方向摆动，确定火源的垂直位置，从而驱动喷嘴进行主动喷射。该装置能准确进行火源空间定位；辅助机械定位装置可快速缩短寻的时间，提高灭火效率。特别适用于室内大空间建筑。
文档编号A62C35/15GK101670158SQ20091018620
公开日2010年3月17日 申请日期2009年10月13日 优先权日2009年10月13日
发明者胡国良 申请人:华东交通大学