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专利号: 2017110598034
申请人: 琪舰消防工程有限责任公司
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 工程元件或部件;为产生和保持机器或设备的有效运行的一般措施;一般绝热
更新日期:2024-10-29
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.基于伯努利原理的消防栓的自伸缩控制方法,其步骤在于:

(一)伸展出水;

S1:开启消防栓,消防栓包括壳体,壳体内设置有开合机构、高压管网、伸缩出水机构,壳体内设置有用于容纳开合机构、高压管网、伸缩出水机构的空腔,壳体可整体安装或者可拆卸的设置于地面开设的缺口内,所述的伸缩出水机构用于向消防设备提供水源,且设置成可在伸展出水状态和收缩驻水状态之间切换,所述的开合机构用于控制伸缩出水机构在伸展状态和收缩状态之间切换,且设置成可在打开状态和闭合状态之间切换,所述的高压管网设置于开合机构和伸缩出水机构之间,高压管网一端与开合机构连接接通、另一端与伸缩出水机构连接接通,高压管网用于导通水流且高压管网用于开合机构对伸缩出水机构的控制;

所述的伸缩出水机构包括第二阀门和伸缩出水水管,所述的伸缩出水水管可在伸展状态和收缩状态之间切换,所述的第二阀门用于控制伸缩出水水管在伸展状态下的出水与驻水;

所述的开合机构包括第一阀门,第一阀门包括端盖、第一阀芯、壳体二,所述的壳体二为一端开口、另一端封闭的圆形筒体,壳体二的开口端匹配安装有端盖,壳体二与端盖配合形成容纳第一阀芯的空腔,壳体二的外圆面上设置有连接口一、连接口二,所述的连接口一靠近壳体二的开口端,连接口二靠近壳体二的封闭端,且连接口一、连接口二均与壳体二的内腔接通;连接口一、连接口二呈交错布置,所述壳体二的封闭端还设置有连接口三、连接口四,且连接口三、连接口四均与壳体二的内腔接通;

所述的高压管网包括第一高压管、第二高压管、第三高压管、第四高压管、第五高压管、储水机构,其中第一高压管包括高压出水端一、高压进水端一,高压出水端一、高压进水端一之间设置有自吸连接管,所述的自吸连接管为两端开口的圆管,自吸连接管一端与高压出水端一的一端连接接通、另一端与高压进水端一的一端连接接通,自吸连接管的外圆面上设置有连接口五,连接口五与自吸连接管内腔接通,所述的第二高压管包括高压出水端二、高压进水端二,高压出水端二、高压进水端二之间设置有流体单向阀,流体单向阀一端与高压出水端二的一端连接接通、另一端与高压进水端二的一端连接接通,且流体单向阀只允许水流由高压进水端二流向高压出水端二;

所述的储水机构包括储水罐,储水罐上开设有用于导进水流的进水口以及用于排水的出水口,所述的储水罐上还开设有用于排出气体的排气孔,所述的排气孔匹配安装有盖体,且盖体上还开设有透气孔;

所述的伸缩出水水管包括高压出水管一、高压出水管二,其中高压出水管二同轴活动套接于高压出水管一中,且高压出水管二可在高压出水管一内沿高压出水管一的中心轴线运动,高压出水管二的外径小于高压出水管一的内径,高压出水管一与高压出水管二之间形成有容水空腔,高压出水管一与高压出水管二之间还设置有限位装置,限位装置用于阻止高压出水管二在运动过程中脱离高压出水管一,且当高压出水管二运动至限位装置时,高压出水管一与高压出水管二接通,所述的高压出水管一的进水端处安装有用于水流进入伸缩出水水管的连接口六,连接口六与高压出水管一的内腔接通,高压出水管一的外圆面上靠近出水端的壁部设置有连接口七,连接口七与高压出水管一的内腔接通;

上述的高压出水端一的另一端与连接口二连接接通,高压进水端一的另一端与供水管道连接;

高压出水端二的另一端与连接口五连接接通,高压进水端二的另一端与出水口连接接通;第三高压管一端与连接口三连接接通、另一端与连接口六连接接通;第四高压管一端与连接口一连接接通、另一端与进水口连接接通;第五高压管一端与连接口七连接接通、另一端与连接口四连接接通;

开合机构处于打开状态时,伸缩出水机构由收缩驻水状态向伸展出水状态切换,此时,第三高压管与第一高压管接通,第五高压管与第四高压管接通,水流由供水管道进入第一高压管的高压进水端一随之进入自吸连接管,水流通过自吸连接管时使得储水机构中的水通过第二高压管的高压进水端二进入流体单向阀随之进入高压出水端二,通过连接口五进入自吸连接管的内腔,混合后的水流通过高压出水端一进入开合机构随之由第三高压管通过连接口六进入伸缩出水机构的进水端,水流产生的水压推动高压出水管二沿高压出水管一的中心轴线方向由高压出水管一的进水端向高压出水管一的出水端运动,在此过程中,容水空腔逐渐减小,容水空腔中的气体和/或水在高压出水管二的推动下由连接口七通过第五高压管流入开合机构并通过第四高压管流入储水机构;当高压出水管二运动至限位装置时,高压出水管一和高压出水管二接通,水流进入高压出水管二,打开第二阀门,水流通过第二阀门排出;

开合机构由打开状态向闭合状态切换时,第三高压管与第一高压管断开,第一高压管停止向第三高压管供水,此时,第一高压管的出水端处于密封状态,第三高压管的进水端处于密封状态,高压出水管二仍处于伸展状态,但停止出水;

当开合机构完成过渡处于闭合状态时,此时,第一高压管与第五高压管接通,第四高压管与第三高压管接通,水流由供水管道进入第一高压管,并通过开合机构进入第五高压管,水流通过与第五高压管连接的连接口七进入高压出水管一与高压出水管二之间的容水空腔,在水压作用下,水流推动高压出水管二沿高压出水管一的中心轴线由高压出水管一的出水端向高压出水管一的进水端运动直至完全收缩;在此过程中,高压出水管一与高压出水管二底部之间形成的过渡空腔逐渐减小,过渡空腔内的气体和/或水在高压出水管二的推动下由伸缩出水机构的进水端处的连接口六排出并通过第三高压管进入开合机构,通过第四高压管进入储水机构;

所述的壳体包括主壳体、上壳体、封闭壳体,所述的主壳体为两端开口的矩形筒体,上壳体设置于主壳体朝向地表的开口端,且上壳体与地面保持水平,封闭壳体设置于主壳体位于地表以下的开口端,主壳体、上壳体、封闭壳体配合形成容纳开合机构、高压管网、伸缩出水机构的空腔,所述的上壳体上开设有用于打开或者关闭开合机构的锁孔,上壳体上还开设有用于伸缩出水机构伸出的避让孔;

所述的第一阀芯包括连轴、第一阀芯本体,所述的连轴与第一阀芯本体固定连接且同心布置,所述的第一阀芯本体为与壳体二中内腔匹配的圆柱体,连轴一端与第一阀芯本体连接、另一端通过开设于端盖上的通孔伸出并与驱动机构连接,连轴用于接收驱动机构的驱动力并将该驱动力传递至第一阀芯本体,该驱动力可驱动第一阀芯本体在壳体内绕自身轴线转动从而实现第一阀门在打开状态和关闭状态之间的切换,所述的端盖与第一阀芯本体上表面之间设置有容水间隙,所述的第一阀芯本体外圆面上开设有环槽一,环槽一与第一阀芯本体同轴布置且环槽一的槽深方向垂直于第一阀芯本体的中心轴线,连接口一与容水间隙接通,第一阀芯本体厚度方向上的端面上开设有贯穿其厚度的导水孔一、导水孔二,导水孔一、导水孔二分置于第一阀芯本体直径一侧,上述的环槽一槽底还开设有导水孔四,导水孔四的深度延伸方向与第一阀芯本体的中心轴线垂直,所述第一阀芯本体厚度方向上远离连轴的端面上还开设有导水孔三,且导水口三与导水孔四接通,导水孔三位于导水孔一、导水孔二之间,且导水孔一、导水孔二、导水孔三呈三点不共线布置;

所述的第一阀门上还设置有限位机构,限位机构用于控制第一阀门在打开状态与关闭状态之间切换,所述的限位机构包括限位环、限位弧形槽、限位槽,限位槽开设于连轴的外圆面,限位槽的长度延伸方向与连轴的轴线方向一致,且限位槽的槽深方向垂直于连轴的轴线,所述的限位弧形槽开设于端盖上通孔的内壁,限位弧形槽的延伸方向与通孔的圆周方向一致,且限位弧形槽的槽深方向垂直于通孔的中心轴线,所述的限位环设置于连轴与通孔之间,限位环用于与限位槽以及限位弧形槽配合限制第一阀芯的转动角度,所述的限位环同轴套接于连轴外部,限位环与连轴配合的内圆面上设置有朝向限位环中心凸出的限位凸块三,限位凸块三与限位槽相匹配,限位凸块三与限位槽配合使得限位环只能沿连轴的轴向运动,所述的限位环与通孔配合的外圆面上安装有背离限位环中心向外凸出的限位凸块四,限位凸块四与限位弧形槽相匹配,限位凸块四可在限位弧形槽沿限位弧形槽的导向方向滑动且可终止运动于限位弧形槽的起点或者终点,从而带动第一阀芯沿限位弧形槽的导向方向在限位弧形槽的起点与终点之间往复运动,且当第一阀芯运动至限位弧形槽的起点或者终点时,第一阀门处于打开状态或者关闭状态;

所述的自吸连接管包括锥形进水口、锥形出水口,锥形进水口、锥形出水口之间设置有中间导水管,中间导水管一端与锥形进水口接通、另一端与锥形出水口接通,所述的锥形进水口的开口大小沿自吸连接管的中心轴线由中间导水管指向锥形进水口逐渐增大,锥形出水口的开口大小沿自吸连接管的中心轴线由中间导水管指向锥形出水口逐渐增大,所述的连接口五与中间导水管连接接通;

所述的高压出水管二包括出水管体、定位导通机构,出水管体与定位导通机构连接接通且同轴布置,所述的高压出水管一内腔壁部开设有环槽三,环槽三位于限位装置的下方且靠近高压出水管一的出水端,所述的环槽三与高压出水管一同轴布置且环槽三的槽深方向与高压出水管一的中心轴线垂直,上述的连接口七与环槽三内腔接通,高压出水管二运动至限位装置时,定位导通机构与环槽三配合实现高压出水管一与高压出水管二的导通,所述的定位导通机构包括套筒,所述套筒的内腔直径与出水管体的内腔直径相匹配,套筒的外径与高压出水管一的内腔直径相匹配,套筒、高压出水管一、出水管体之间形成上述的容水空腔,所述的套筒内设置有隔水板,隔水板沿套筒中心轴线方向将套筒分隔为相互断开的两部分,套筒外圆面上开设有导水孔,导水孔与套筒的内腔接通,导水孔分别为靠近出水管体的且位于隔水板上方的第一导水孔以及位于隔水板下方的第二导水孔,且第一导水孔和第二导水孔可通过环槽三接通;

所述的第二阀门包括壳体三、锁紧衬套、螺纹杆、第三阀芯,壳体三为两端开口的圆形柱状筒体,壳体三的外圆面上开设有排水连接口,排水连接口与壳体三的内腔接通,排水连接口用于消防设备与第二阀门的连接,壳体三的一端开口处匹配固结有锁紧衬套,锁紧衬套的中心处开设有螺纹孔,且在螺纹孔内匹配有螺纹杆,螺纹杆延伸至壳体三内部的端侧安装有第三阀芯,螺纹杆与壳体三同轴线布置,且螺纹杆通过在螺纹孔内的旋转可实现螺纹杆沿壳体三中心轴线的运动,所述的壳体三另一开口端与高压出水管二匹配连接,所述的排水连接口设置有多个且沿壳体三的圆周均匀间隔分布,所述的螺纹杆包括驱动段和连动段,连动段上设置有螺纹,驱动段为多边形柱体,且驱动段匹配有用于驱动螺纹杆绕自身轴线转动的开启手柄,所述的开启手柄上开设有与多边形柱体相对应的多边形凹槽,通过多边形凹槽与多边形柱体的配合实现力矩的传输从而驱动螺纹杆的转动,完成第二阀门在打开状态和闭合状态之间的切换;

操作人员可通过开启手柄向第一阀芯输出动力,从而使得第一阀门中的第一阀芯顺时针转动,且当限位凸块四运动至限位弧形槽的终点时,第一阀门处于打开状态,导水孔三与连接口三接通,导水孔二与连接口四接通;

S2:水流由供水管道进入高压进水端一,随之,水流经自吸连接管进入高压出水端一,在此过程中,储水罐中的水通过第二高压管流入自吸连接管并随之一起汇入高压出水端一,水流由高压出水端一通过连接口二进入容水通道,随之水流通过导水孔四进入导水孔三,水流进入连接口三并随之流入第三高压管并通过连接口六进入高压出水管一;

S3:水流与隔水板接触,在水压的作用下,水流对隔水板施加沿高压出水管一中心轴线由高压出水管一的进水端指向高压出水管一的出水端的推力,该推力推动高压出水管二沿高压出水管一的轴线由高压出水管一的进水端向高压出水管一的出水端运动,在此过程中,容水空腔逐渐减小,容水空腔中的水和/或空气在高压出水管二的推动下由连接口七进入第五高压管,水流由第五高压管通过连接口四进入开合机构,水流通过导水孔二进入容水间隙,水流由容水间隙进入连接口一,随后,水流由连接口一进入第四高压管并通过进水口进入储水机构,如此循环反复,直至高压出水管二运动至限位装置时,此时,高压出水管二处于完全伸出状态,高压出水管一与高压出水管二接通,水流由高压出水管一通过第二导水孔进入环槽三,水流由环槽三通过第一导水孔进入高压出水管二;

S4:打开第二阀门,水流由高压出水管二通过第二阀门排出,此时,容水空腔中的水和/或空气被完全排出;

(二)过渡阶段;

S5:开合机构处于打开状态和闭合状态之间的过渡状态时,连接口三、连接口四均处于断开状态,伸缩出水水管仍处于伸展状态但伸缩出水水管停止出水,此时,无论第二阀门处于何种状态,都没有水流排出;

(三)收缩驻水;

S6:操作人员可通过开启手柄向第一阀门施加作用力,并使得第一阀门中的第一阀芯逆时针转动,且当限位凸块四运动至限位弧形槽的起点时,第一阀门处于闭合状态,导水孔三与连接口四接通,导水孔一与连接口三接通;

S7:水流由供水管道进入高压进水端一,随之,水流经自吸连接管进入高压出水端一,在此过程中,储水罐中的水通过第二高压管流入自吸连接管并随之一起汇入高压出水端一,水流由高压出水端一通过连接口二进入容水通道,随之水流通过导水孔四进入导水孔三,随后,水流进入连接口四并随之进入第五高压管,水流由第五高压管通过连接口七进入容水空腔;

S8:水流与套筒壁部接触,在水压的作用下,水流对套筒施加沿高压出水管一中心轴线由高压出水管一的出水端指向高压出水管一的进水端的推力,该推力推动高压出水管二沿高压出水管一的轴线由高压出水管一的出水端向高压出水管一的进水端运动,高压出水管一与高压出水管二断开接通,高压出水管二停止出水,在此过程中,高压出水管一与高压出水管二底部之间形成的过渡空腔逐渐减小,过渡空腔中的水和/或空气由连接口六进入第三高压管,水流由第三高压管通过连接口三进入开合机构,水流通过导水孔一进入容水间隙,水流由容水间隙进入连接口一并随之流入第四高压管,最终由第四高压管通过进水口进入储水机构,直至高压出水管二完全收缩入高压出水管一中,此时,过渡空腔中的水和/或空气被完全排出,容水空腔中充满水和/或空气;

S9:操作人员将第二阀门关闭。