[發(fā)明專利]消防炮典型水液壓系統(tǒng)

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• 申請日: 2020-10-13
• 公開（公告）號: CN112090011A
• 公開（公告）日: 2020-12-18
• 發(fā)明（設計）人: 何旺成
• 申請（專利權）人: 何旺成
• 主分類號: A62C31/03
• 分類號: A62C31/03;A62C31/05;A62C31/28;A62C37/00;A62C99/00;A62C35/64
• 代理公司: 福州智理專利代理有限公司 35208
• 代理人: 王義星

1.一種消防炮典型水液壓系統(tǒng)，其特征在于，包括一個增壓器回路丁和一個消防炮裝置甲；消防炮裝置甲包括消防炮、1號儀器設備、姿態(tài)回路、滅火作業(yè)回路和細水霧保護回路各一個，以及兩個以上的驅動回路；上述消防炮安裝在支座上，支座搭載在載體消防無人機/消防機器人上；消防炮包括1號霧炮、2號霧炮、3號霧炮、4號霧炮、柱炮、拉桿、加固環(huán)、前法蘭盤、后法蘭盤和緊固件；1號霧炮、2號霧炮、3號霧炮、4號霧炮這四個霧炮和柱炮之間，采用同軸線疊加裝配結構；

增壓器回路丁包括兩個20號水液壓泵、兩個21號水液壓泵、四個水液壓泵數字控制功能閥組二丙以及六個單作用增壓缸，六個單作用增壓缸為：37號單作用增壓缸、38號單作用增壓缸、39號單作用增壓缸、40號單作用增壓缸、41號單作用增壓缸和42號單作用增壓缸；來自20號水液壓泵的中/低壓水，經20號進水管，并由4號吸水管分流送入上述37號單作用增壓缸、38號單作用增壓缸、39號單作用增壓缸、40號單作用增壓缸、41號單作用增壓缸和42號單作用增壓缸這六個單作用增壓缸連續(xù)增壓為高壓-超高壓水或中壓/中高壓水，然后匯流入4號排水管；4號排水管連接下游的48號管；48號管的下游有六個分支；第一支經42號管進入姿態(tài)回路的33號單向閥，并連接其俯仰角分回路；第二支經41號管進入姿態(tài)回路的32號單向閥，并連接其水平回轉角分回路；第三支經47號管進入滅火作業(yè)回路的35號單向閥，并連接其柱炮分回路；第四支經40號管進入滅火作業(yè)回路的31號單向閥，并連接其霧炮分回路，40號管的數量與霧炮分回路的數量相等；第五支經44號管連接細水霧保護回路的36號單向閥；第六支經43號管連接驅動回路的34號單向閥，43號管的數量與驅動回路的數量相等；在增壓器回路丁中，兩個20號水液壓泵中有一個作為備用泵，與該泵連接的水液壓泵數字控制功能閥組二丙則為備用閥組；兩個21號水液壓泵中也有一個作為備用泵，與該泵連接的水液壓泵數字控制功能閥組二丙則為備用閥組；

在消防炮裝置甲中，姿態(tài)回路包括俯仰角分回路和水平回轉角分回路；俯仰角分回路和水平回轉角分回路分別用于控制消防炮的俯仰角和水平回轉角；俯仰角分回路的配置和構造是這樣的：由48號管引出的42號管，先后經姿態(tài)回路的33號單向閥、90號數字閥和91號數字閥，連接92號數字閥的進水口，92號數字閥的左工作水口經54號左水管，與17號水液壓馬達的下側水口連通，17號水液壓馬達的上側水口經45號管與16號水液壓馬達的上側水口連通；16號水液壓馬達的下側水口經54號右水管，與92號數字閥右工作水口連通；92號數字閥的回水口經93號數字閥與23號回水管連通；93號數字閥為背壓閥,在93號數字閥的進水口外側配置有33號壓力傳感器；在45號管靠17號水液壓馬達的上側水口的一端，在54號右水管靠16號水液壓馬達的下側水口的一端，分別配置25號壓力傳感器和26號壓力傳感器；16號水液壓馬達和17號水液壓馬達的輸出軸，分別配置9號編碼器和7號編碼器；90號數字閥和93號數字閥均為二位二通常閉式水液壓數字閥；91號數字閥為二位二通常開式水液壓數字閥；92號數字閥為三位四通先導式水液壓數字閥，其滑閥機能采用具有抗沖擊和緩沖作用的機能一、機能五、機能八、機能九或機能十一中的一種；90號數字閥、91號數字閥、92號數字閥和93號數字閥分別由90號控制電機、91號控制電機、92號控制電機和93號控制電機，按照輸入的脈沖信號進行控制；90號數字閥的出水口外側有36號流量傳感器；91號數字閥出水口外側有28號壓力傳感器；16號水液壓馬達和17號水液壓馬達同步驅動兩個9號蝸桿機構帶動消防炮進行俯仰角的姿態(tài)調整；在23號回水管靠水箱一端的內孔，安裝有帶銷釘的分流套筒；水平回轉角分回路的配置和構造是這樣的：由48號管引出的41號管，先后經姿態(tài)回路的32號單向閥、86號數字閥和87號數字閥，連接88號數字閥的進水口，88號數字閥的左工作水口經50號左水管，與15號水液壓馬達的上側水口連通；15號水液壓馬達的下側水口經50號右水管，與88號數字閥右工作水口連通；88號數字閥的回水口經89號數字閥與22號回水管連通；89號數字閥為背壓閥,在89號數字閥的進水口外側配置有19號壓力傳感器；在50號左水管靠15號水液壓馬達的上側水口的一端，在50號右水管靠15號水液壓馬達的下側水口的一端，分別配置23號壓力傳感器和24號壓力傳感器；15號水液壓馬達的輸出軸，配置8號編碼器；86號數字閥和89號數字閥均為二位二通常閉式水液壓數字閥；87號數字閥為二位二通常開式水液壓數字閥；88號數字閥為三位四通先導式水液壓數字閥，其滑閥機能采用具有抗沖擊和緩沖作用的機能一、機能五、機能八、機能九或機能十一中的一種；86號數字閥、87號數字閥、88號數字閥和89號數字閥分別由86號控制電機、87號控制電機、88號控制電機和89號控制電機，按照輸入的脈沖信號進行控制；86號數字閥的出水口外側有35號流量傳感器；87號數字閥出水口外側有27號壓力傳感器；15號水液壓馬達驅動10號蝸桿機構帶動消防炮進行水平回轉角的姿態(tài)調整；在22號回水管靠水箱一端的內孔，安裝有帶銷釘的分流套筒；在姿態(tài)回路中，50號左水管、50號右水管、54號左水管和54號右水管采用軟管接頭；

在消防炮裝置甲中，滅火作業(yè)回路包括柱炮分回路和霧炮分回路；柱炮分回路和霧炮分回路分別用于控制柱炮和霧炮的滅火作業(yè)；柱炮有水炮、貯罐壓力式泡沫炮和平衡壓力式泡沫炮三個類別，柱炮分回路也有水炮分回路、貯罐壓力式泡沫炮分回路和平衡壓力式泡沫炮分回路三個類別；水炮分回路、貯罐壓力式泡沫炮分回路和平衡壓力式泡沫炮分回路均配置有35號單向閥、81號數字閥、82號數字閥和46號管，且在81號數字閥出水口外側均有39號流量傳感器，在82號數字閥出水口外側均有21號壓力傳感器，在柱炮滅火劑輸入口外側均有38號流量傳感器和32號壓力傳感器；81號數字閥和82號數字閥均為二位二通常閉式水液壓數字閥；81號數字閥和82號數字閥分別由81號控制電機和82號控制電機，按照輸入的脈沖信號進行控制；水炮分回路的配置和構造是這樣的：由48號管引出的47號管，先后經滅火作業(yè)回路的35號單向閥、81號數字閥和82號數字閥，以及46號管和30號單向閥，與水炮管連通，水炮管連接柱炮滅火劑輸入口；貯罐壓力式泡沫炮分回路的配置和構造是這樣的：由48號管引出的47號管，先后經滅火作業(yè)回路的35號單向閥、81號數字閥和82號數字閥，以及46號管，與貯罐壓力式泡沫比例混合裝置的進水端連通；貯罐壓力式泡沫比例混合裝置的出液端經30號單向閥和2號泡沫管連接柱炮滅火劑輸入口；貯罐壓力式泡沫比例混合裝置的加液端連接1號泡沫管；平衡壓力式泡沫炮分回路的配置和構造是這樣的：由48號管引出的47號管，先后經滅火作業(yè)回路的35號單向閥、81號數字閥和82號數字閥，以及46號管，與平衡壓力式泡沫比例混合裝置的進水端連通；平衡壓力式泡沫比例混合裝置的出液端經30號單向閥和2號泡沫管連接柱炮滅火劑輸入口；平衡壓力式泡沫比例混合裝置的加液端連接1號泡沫管；霧炮的數量與霧炮分回路的數量相等；霧炮分回路有四個；每個霧炮分回路的配置和構造是這樣的：由48號管引出的40號管，先后經滅火作業(yè)回路的31號單向閥、84號數字閥和85號數字閥以及29號單向閥，連接39號管；39號管的數量與霧炮分回路的數量均為四個；四個39號管分別連接1號霧炮的1號進水口、2號霧炮的2號進水口、3號霧炮的3號進水口和4號霧炮的4號進水口；在84號數字閥出水口外側有34號流量傳感器；在85號數字閥出水口外側有22號壓力傳感器；在1號霧炮、2號霧炮、3號霧炮、4號霧炮這四個霧炮各自的進水口外側均有各自的38號流量傳感器和32號壓力傳感器；84號數字閥和85號數字閥均為二位二通常閉式水液壓數字閥；84號數字閥和85號數字閥分別由84號控制電機和85號控制電機，按照輸入的脈沖信號進行控制；由于配置了四個霧炮，且有各自的霧炮分回路，因此能通過各自的84號數字閥的84號控制電機和85號數字閥的85號控制電機進行控制，選擇四個/三個/兩個霧炮動作組合，或者一個霧炮動作，進而能進行八種水霧噴射；

在消防炮裝置甲中，細水霧保護回路的配置和構造是這樣的：由48號管引出的44號管，連接細水霧保護回路的36號單向閥，36號單向閥的出水口連接79號數字閥的進水口，79號數字閥的出水口并聯78號數字閥的進水口和80號數字閥的進水口；78號數字閥的出水口連接泄放管，78號數字閥作為細水霧保護回路的泄放試驗控制閥，在系統(tǒng)維護或試驗時打開，或用于排空管網；80號數字閥的出水口依次連接35號管和36號管，36號管上安裝有多個開式噴頭；79號數字閥出水口外側配置有33號流量傳感器；80號數字閥出水口外側配置有20號壓力傳感器；80號數字閥、79號數字閥和78號數字閥均為二位二通常閉式水液壓數字閥；80號數字閥、79號數字閥和78號數字閥分別由80號控制電機、79號控制電機和78號控制電機，按照輸入的脈沖信號進行控制；

在消防炮裝置甲中，所述的驅動回路有兩個以上，且在驅動回路的總數中有四分之一以上的回路作為備用回路；備用的驅動回路至少兩個；驅動回路的配置和構造是這樣的：由48號管引出的43號管，先后經驅動回路的34號單向閥和94號數字閥，連接95號數字閥的進水口，95號數字閥的左工作水口經數字控制雙向安全閥組三甲的12號水口和10號水口、49號左水管，與14號水液壓馬達的上側水口連通；14號水液壓馬達的下側水口經49號右水管、數字控制雙向安全閥組三甲的11號水口和13號水口，與95號數字閥右工作水口連通；95號數字閥的回水口經96號數字閥與21號回水管連通；96號數字閥為背壓閥；在49號左水管靠14號水液壓馬達的上側水口的一端，在49號右水管靠14號水液壓馬達的下側水口的一端，分別配置29號壓力傳感器和30號壓力傳感器；每個14號水液壓馬達的輸出軸獨立驅動消防無人機的一個旋翼/消防機器人的一個驅動輪；消防無人機的每個旋翼/消防機器人的每個驅動輪均配置有4號線速度傳感器；14號水液壓馬達在額定轉速范圍內，能無級調速；14號水液壓馬達能雙向轉動；每個14號水液壓馬達的輸出軸，均配置10號編碼器和4號扭矩傳感器；每個14號水液壓馬達的輸出軸與各自連接的旋翼軸/驅動輪軸之間均配置有1號離合器，1號離合器外側配置有10號位移傳感器；95號數字閥為三位四通先導式水液壓數字閥，由95號控制電機按照輸入的脈沖信號進行控制；95號數字閥的滑閥機能能選擇具有抗沖擊和緩沖作用的機能一、機能五、機能八、機能九或機能十一中的一種；在同一架消防無人機/同一臺消防機器人的消防炮裝置甲的驅動回路中，所述的各個95號數字閥的結構形狀尺寸完全一樣，所選滑閥機能一致，以保持同一架消防無人機各旋翼飛行協調/同一臺消防機器人各驅動輪行走協調；94號數字閥和96號數字閥均為二位二通常閉式水液壓數字閥；94號數字閥和96號數字閥分別由94號控制電機和96號控制電機，按照輸入的脈沖信號進行控制；在94號數字閥出水口外側有37號流量傳感器，在96號數字閥進水口外側有31號壓力傳感器；在21號回水管靠水箱一端的內孔，安裝有帶銷釘的分流套筒；

在消防炮裝置甲中，所述的1號儀器設備包括夜視儀、傾斜相機和/或高清攝像頭和/或攝像頭傳感器、光線強度傳感器、火焰光譜/光電傳感器、紅外熱像儀、煙霧傳感器、燃氣濃度傳感器和/或氣體分析儀和/或復合式氣體檢測儀、溫/濕度傳感器、輻射熱傳感器、風速/風向傳感器、紅外線距離傳感器、mic傳感器、防爆傳感器、聲光報警傳感器、導航傳感器和/或陀螺儀和/或數字羅盤、避障傳感器、高度計和/或加速度計和/或磁場強度霍爾傳感器和/或RFID地標傳感器和/或尋跡傳感器；

在消防炮裝置甲中，支座包括底盤、水平回轉盤和支架；底盤安裝在消防無人機/消防機器人上；在消防無人機/消防機器人上，均配置有消防炮的俯角的限位傳感器、仰角的限位傳感器、兩個水平回轉角的限位傳感器以及1號姿態(tài)傳感器和2號姿態(tài)傳感器；10號蝸桿機構安裝在底盤上并連接水平回轉盤；10號蝸桿機構由姿態(tài)回路的15號水液壓馬達驅動；支架安裝在水平回轉盤上；在水平回轉盤的兩側，兩個支架上各安裝一個9號蝸桿機構，兩個9號蝸桿機構的輸出軸對稱安裝在消防炮的加固環(huán)的兩側，并與該加固環(huán)緊固連接，且兩個9號蝸桿機構的輸出軸的公共軸線與消防炮的軸線及加固環(huán)的軸線垂直；兩個9號蝸桿機構由姿態(tài)回路的16號水液壓馬達和17號水液壓馬達同步驅動；在柱炮的外側和后法蘭盤的前面依次疊加4號霧炮、3號霧炮、2號霧炮、1號霧炮和前法蘭盤；在1號霧炮、2號霧炮、3號霧炮、4號霧炮這四個霧炮和柱炮的同軸線疊加裝配結構的兩端，分別安裝有前法蘭盤和后法蘭盤，然后通過四條拉桿和四組緊固件，將1號霧炮、2號霧炮、3號霧炮和4號霧炮這四個霧炮，柱炮以及前法蘭盤和后法蘭盤緊固在一起；從各霧炮和柱炮的噴嘴出口往各自的滅火劑輸入口方向，各霧炮和柱炮的流道布局分別依次如下：1號霧炮的順序為，1號噴嘴出口、1號圓錐形環(huán)縫、1號圓柱形環(huán)縫和1號水環(huán)，在1號水環(huán)一側有1號進水口；2號霧炮的順序為，2號噴嘴出口、2號圓錐形環(huán)縫、2號圓柱形環(huán)縫和2號水環(huán)，在2號水環(huán)一側有2號進水口；3號霧炮的順序為，3號噴嘴出口、3號圓錐形環(huán)縫、3號圓柱形環(huán)縫和3號水環(huán)，在3號水環(huán)一側有3號進水口；4號霧炮的順序為，4號噴嘴出口、4號圓錐形環(huán)縫、4號圓柱形環(huán)縫和4號水環(huán)，在4號水環(huán)一側有4號進水口；柱炮的順序為，柱炮噴嘴出口、炮頭圓柱孔、炮身圓錐孔、炮身圓柱孔和柱炮滅火劑輸入口；炮身圓錐孔是收縮管；在每個消防炮中，霧炮至少配置兩個，其中一個霧炮的圓錐形環(huán)縫是收縮管，另一個霧炮的圓錐形環(huán)縫是擴張管；當霧炮的數量為四個時，在四個霧炮中，兩個霧炮的圓錐形環(huán)縫是收縮管，另兩個霧炮的圓錐形環(huán)縫是擴張管；1號進水口、2號進水口、3號進水口和4號進水口均采用55°密封管螺紋連接，1號進水口、2號進水口、3號進水口和4號進水口與各自上游連接的39號管采用軟管接頭；柱炮滅火劑輸入口采用55°密封管螺紋連接，柱炮滅火劑輸入口與上游連接的水炮管/2號泡沫炮管采用軟管接頭；或者柱炮滅火劑輸入口采用旋轉接頭法蘭與上游連接；當采用旋轉接頭法蘭連接時，在后法蘭盤的端面密封面，應安裝帶骨架橡膠/塑料O形密封圈和帶骨架超強吸水劑O形密封圈各一個；在后法蘭盤的內孔密封面的位于柱炮的炮身右端外圓一側，也應安裝帶骨架橡膠/塑料O形密封圈和帶骨架超強吸水劑O形密封圈各一個；2號進水口的內螺紋底孔與2號水環(huán)的內孔相切，3號進水口的內螺紋底孔與3號水環(huán)的內孔相切，4號進水口的內螺紋底孔與4號水環(huán)的內孔相切；1號進水口的內螺紋底孔與1號水環(huán)的內孔相切，且在1號水環(huán)的外側安裝有加固環(huán)；各霧炮的進水口的內螺紋底孔與各自的水環(huán)的內孔相切，各個相切部位呈離心結構。