一种公共安全用可调节水流喷出距离的消防水枪的制作方法

本发明涉及消防设备技术领域，特别涉及一种公共安全用可调节水流喷出距离的消防水枪。

背景技术：

消防水枪是消防领域内常见的器械，用于将水喷向远处，水枪内射程决定水枪的适用范围，射程越远适用范围越大。现有技术中的消防水枪其射程的远近与水压、水枪喷口至今以及管道连接长度有关，通常进行灭火时，消防水枪的水枪喷口是固定不变的，同时泵入水枪的水压调节不变，也是相对固定的。

现有的设备调节距离不便，资源浪费较大，无法在公共场合使用，使用周期不长，易堵塞枪体，过于接近火源，造成了不必要的伤亡。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于提供一种公共安全用可调节水流喷出距离的消防水枪，可以有效改善背景技术中阐述的调节距离不便，资源浪费较大，无法在公共场合使用，使用周期不长，易堵塞枪体，过于接近火源，造成了不必要的伤亡等问题。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种公共安全用可调节水流喷出距离的消防水枪，包括消防水枪枪身，所述消防水枪枪身后端设置有进水阀体，所述消防水枪枪身的一端靠近进水阀体设置有管道，所述消防水枪枪身前端设置有消防水枪枪头，所述消防水枪枪身内部设置有定位架，所述定位架内部贯穿设置有导杆，所述导杆的一端靠近消防水枪枪头的一侧设置有锁固螺母，所述导杆的另一端设置有蜗杆，所述蜗杆顶部设置有蜗轮，所述蜗轮上端设置有调速阀手轮，所述调速阀手轮的两侧靠近消防水枪枪身设置有密封圈，所述管道的一端靠近消防水枪枪身设置有过滤网板，所述锁固螺母的一端远离消防水枪枪身设置有调速阀芯，所述调速阀芯内部设置有急流通道，所述调速阀芯的前端设置有调速阀座，所述调速阀座的内部设置有缓流通道，所述消防水枪枪头的前端设置有耐磨喷嘴，所述耐磨喷嘴内部设置有喷水口，所述进水阀体内部设置有进水阀芯，所述进水阀体底部焊接有进水阀座，所述进水阀座底部开设有进水口，所述进水阀芯的顶部设置有进水阀手轮。

优选的，所述消防水枪枪身通过管道与进水阀体固定连接，所述消防水枪枪身与进水阀体之间夹紧固定有过滤网板。

优选的，所述导杆通过定位架与消防水枪枪身固定连接，所述锁固螺母通过导杆与调速阀芯固定连接，所述调速阀手轮通过蜗杆与导杆的活动连接对调速阀芯进行操控调节。

优选的，所述蜗轮焊接在调速阀手轮的阀杆底部，所述调速阀手轮阀杆穿过消防水枪枪身与蜗轮固定连接，所述消防水枪枪身与调速阀手轮的阀杆之间设置有密封圈。

优选的，所述调速阀座固定在消防水枪枪头内壁上，所述喷水口的孔径大于急流通道前端的孔径。

优选的，所述进水阀手轮安装在进水阀体的顶部，所述进水阀手轮阀杆穿过进水阀体上通孔与进水阀芯固定连接，所述进水阀体上通孔内部安装有密封圈，所述进水阀芯为橡胶材料。

优选的，所述消防水枪枪身上还设置有射程播报装置：

所述射程播报装置包括角度传感器、高度探测器、流速传感器、控制器、语音合成芯片和扬声器；其中，

所述角度传感器、高度探测器、流速传感器、语音合成芯片分别与所述控制器电连接；

所述语音合成芯片的输出端和所述扬声器电连接；

所述角度传感器和高度探测器设置于所述防水枪枪头,所述流速传感器设置于所述进水阀体上；

所述控制器、语音合成芯片和扬声器设置于所述消防水枪枪身的下表面。

优选的，所述角度传感器用于在所述防水枪枪头射出水流时，确定所述防水枪枪头的枪头仰角；

所述高度探测器用于在所述防水枪枪头射出水流时，确定所述防水枪枪头距离地面的高度；

所述流速传感器用于确定所述进水阀体的进水速度；

所述控制器用于根据所述防水枪枪头的枪头仰角、所述防水枪枪头距离地面的高度和所述进水阀体的进水速度，确定所述防水枪枪头射出的水流的射程；

所述语音合成芯片用于将所述防水枪枪头射出的水流的射程数据转换为语音数据，并通过所述扬声器对射程进行播报。

优选的，所述射程播报装置通过以下步骤对射程进行播报：

步骤1：获取所述防水枪枪头的进水速度vj，枪头仰角θ和枪头距离地面的高度l，确定所述枪头射出的水流在空中的时间t：

其中，所述g代表重力；

步骤2：根据所述枪头射出的水流在空中的时间t，构建所述枪头射出的水流在空中的轨迹模型h：

其中，所述y表示竖直方向线程方程，所述x表示水平方向上的线性方程；

步骤3：基于所述轨迹模型h，确定所述枪头的射程调节模型s：

所述δ表示调速阀手轮旋转的圈数；

步骤4：根据所述射程调节模型s，确定所述枪头在工作时的射程，并根据预设的单位时间对所述射程进行播报。

优选地：所述控制器还设置有可编程逻辑接口；

所述可编程逻辑接口包括异步触发接口和时钟接口，所述异步接口与所述角度传感器、高度探测器、流速传感器连接；所述异步触发接口通过预先配置的触发策略分别与所述角度传感器、高度探测器、流速传感器连通；其中，

所述流速传感器的接口被触发后，生成触发响应至所述控制器，所述控制器根据所述触发响应，生成复位触脉冲信号至所述角度传感器的接口和高度探测器的接口，所述控制器与所述度传感器的接口和高度探测器的接口连通，并将所述角度传感器和所述高度探测器进行复位，当所述异步接口全部被连通时，控制所述语音合成芯片进行播报；

所述时钟接口与所述语音合成芯片电连接，所述时钟接口预先配置有播报时段间隔指令，间隔播报所述防水枪枪头水流射出的射程。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：该公共安全用可调节水流喷出距离的消防水枪，通过旋转调速阀手轮，调速阀芯与调速阀座分离，消防水枪枪身内水从缓流通道流入喷水口并喷出，盘水口喷出的水流速度较慢，水喷出的距离较短；调速阀芯抵紧调速阀座，消防水枪枪身内水从急流通道流入并喷出，水流速度较快，水喷出的距离较远，能够实现更加便捷的喷出距离的远近调节。适用于消防灭火过程中不同位置火苗的扑灭，无需过度接近火源，造成人员上的伤亡，使得使用者无法拖拽消防水枪来回移动，省时省力、方便快捷，更加适用于公共场合，通过进水阀体内部进水阀芯以及进水阀座的接触或远离，根据火情决定其水的用量，节省了资源，通过设置在枪头部位的耐磨喷嘴，增加了设备主体的使用寿命，通过设置在末端的过滤网板，对水质进行过滤，有效避免消防枪枪身堵塞。

附图说明

图1为本发明一种公共安全用可调节水流喷出距离的消防水枪的结构示意图；

图2为本发明一种公共安全用可调节水流喷出距离的消防水枪的消防水枪枪头剖析图；

图3为本发明一种公共安全用可调节水流喷出距离的消防水枪的进水阀体结构示意图；

图4为本发明一种公共安全用可调节水流喷出距离的消防水枪的射程播报装置的组成图。

图中：1、消防水枪枪身；2、进水阀体；3、管道；4、消防水枪枪头；5、定位架；6、锁固螺母；7、导杆；8、蜗杆；9、蜗轮；10、调速阀手轮；11、密封圈；12、过滤网板；13、调速阀座；14、耐磨喷嘴；15、喷水口；16、调速阀芯；17、缓流通道；18、急流通道；19、进水阀芯；20、进水阀座；21、进水口；22、进水阀手轮。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面对本发明的技术方案进行进一步详细的阐述。

如图1-4所示，本实施例中一种公共安全用可调节水流喷出距离的消防水枪，包括消防水枪枪身1，消防水枪枪身1后端设置有进水阀体2，消防水枪枪身1的一端靠近进水阀体2设置有管道3，消防水枪枪身1前端设置有消防水枪枪头4，消防水枪枪身1内部设置有定位架5，定位架5内部贯穿设置有导杆7，导杆7的一端靠近消防水枪枪头4的一侧设置有锁固螺母6，导杆7的另一端设置有蜗杆8，蜗杆8顶部设置有蜗轮9，蜗轮9上端设置有调速阀手轮10，调速阀手轮10的两侧靠近消防水枪枪身1设置有密封圈11，管道3的一端靠近消防水枪枪身1设置有过滤网板12，锁固螺母6的一端远离消防水枪枪身1设置有调速阀芯16，调速阀芯16内部设置有急流通道18，调速阀芯16的前端设置有调速阀座13，调速阀座13的内部设置有缓流通道17，消防水枪枪头4的前端设置有耐磨喷嘴14，耐磨喷嘴14内部设置有喷水口15，进水阀体2内部设置有进水阀芯19，进水阀体2底部焊接有进水阀座20，进水阀座20底部开设有进水口21，进水阀芯19的顶部设置有进水阀手轮22。

本实施例中，消防水枪枪身1通过管道3与进水阀体2固定连接，消防水枪身1与管道3以及进水阀体2之间为可拆卸设置，消防水枪枪身1与进水阀体2之间夹紧固定有过滤网板12，过滤网板12可以对水进行过滤，防止杂物进入消防水枪枪身1，造成堵塞；导杆7通过定位架5与消防水枪枪身1固定连接，锁固螺母6通过导杆7与调速阀芯16固定连接，调速阀手轮10通过蜗杆8与导杆7的活动连接对调速阀芯16进行操控调节；蜗轮9焊接在调速阀手轮10的阀杆底部，调速阀手轮10阀杆穿过消防水枪枪身1与蜗轮9固定连接，消防水枪枪身1与调速阀手轮10的阀杆之间设置有密封圈11；调速阀座13固定在消防水枪枪头4内壁上，喷水口15的孔径大于急流通道18前端的孔径；进水阀手轮22安装在进水阀体2的顶部，进水阀手轮22阀杆穿过进水阀体2上通孔与进水阀芯19固定连接，进水阀体2上通孔内部安装有密封圈11，进水阀芯19为橡胶材料，进水阀芯19的底部尺寸与进水阀座20顶部内劲一致。

需要说明的是，本发明为一种公共安全用可调节水流喷出距离的消防水枪，在使用时，使用者将消防枪枪身1与进水阀门2通过管道3相连接，转动进水阀手轮22得进水阀芯19与进水阀座20分离，方便水从进水口21流入进水阀2中，然后水流由管道3流入并经过过滤网板12后进入消防水枪枪身1；在进水口21进入。进水阀体2内水流量不变的情况下，顺时针旋转调速阀手轮10，蜗轮9带动蜗杆8和导杆7向后方运动，导杆7前端设置的调速阀芯16与调速阀座13分离，消防水枪枪身1内部的水从缓流通道17流入并由喷水口15喷出，由于喷水口15孔径较大，其水流速度较慢，水喷出的速度较慢，逆时针转动调速阀手轮10，蜗轮9带动蜗杆8好导杆7向前运动，导杆7前端设置的调速阀芯16与调速阀座13抵紧，消防枪枪身1内部水流从急流通道18流入并喷出，水从急流通道18喷出速度较快，水能喷出的距离更远，能够实现水流喷射距离的远近调节，适用于消防灭火过程中不同位置火源的扑灭，避免了过度接触火源所造成的人员伤亡，操作方便，更加适用于公共场合。

优选的，如图4所示，所述消防水枪枪身1上还设置有射程播报装置：

所述射程播报装置包括角度传感器、高度探测器、流速传感器、控制器、语音合成芯片和扬声器；其中，

所述角度传感器、高度探测器、流速传感器、语音合成芯片分别与所述控制器电连接；

所述语音合成芯片的输出端和所述扬声器电连接；

所述角度传感器和高度探测器设置于所述防水枪枪头4,所述流速传感器设置于所述进水阀体2上；

所述控制器、语音合成芯片和扬声器设置于所述消防水枪枪身1的下表面。

本发明的原理和有益效果在于：本发明在消防员进行灭火时，消防员只能凭借直觉确定水流的射程，也是凭感觉来控制防水枪灭火。但是，这样虽然能够灭火，但是，特别消耗水量，而且容易伤人。本发明的射程播报装置，通过计算水流的枪头的角度、高度流速，进而能够确定水流射程，然后通过语音合成芯片将射程信息通过扬声器播报给消防人员，消防人员能够根据播报的语音实时调节水流射程，使得水流能够进行灭火且不伤人，也能尽量减少水资源的浪费。

优选的，所述角度传感器用于在所述防水枪枪头4射出水流时，确定所述防水枪枪头4的枪头仰角；

所述高度探测器用于在所述防水枪枪头4射出水流时，确定所述防水枪枪头4距离地面的高度；

所述流速传感器用于确定所述进水阀体2的进水速度；

所述控制器用于根据所述防水枪枪头4的枪头仰角、所述防水枪枪头4距离地面的高度和所述进水阀体2的进水速度，确定所述防水枪枪头4射出的水流的射程；

所述语音合成芯片用于将所述防水枪枪头4射出的水流的射程数据转换为语音数据，并通过所述扬声器进行播报。

本发明的原理和有益效果在于：本发明的角度传感器以水平角度为基准，通过防水枪枪头4的扬起程度，确定仰角。所述高度探测器，优选通过垂直向地面的超声波的回波确定防水枪枪头和地面的距离，在一些特殊场合入反光比较强的地点也可以通过垂直向地面的激光活红外线确定防水枪枪头和地面的距离。进水速度，即进水阀阀体的进水速度，语音合成芯片的语音合成是一个数字信号转化的过程。通过本发明的方式能够精确的确定防水枪枪头4射出的水流的射程。

优选的，所述射程播报装置通过以下步骤确定射程：

步骤1：获取所述防水枪枪头4的进水速度vj，枪头仰角θ和枪头距离地面的高度l，确定所述枪头射出的水流在空中的时间t：

其中，所述g代表重力；

步骤2：根据所述枪头射出的水流在空中的时间t，构建所述枪头射出的水流在空中的轨迹模型h：

其中，所述y表示竖直方向线程方程，所述x表示水平方向上的线性方程；

步骤3：基于所述轨迹模型h，确定所述枪头的射程调节模型s：

所述δ表示调速阀手轮10旋转的圈数；所述表示水平方向上出现的枪头仰角θ的累加值；所述表示竖直方向上出现的枪头仰角θ的累加值。

步骤4：根据所述射程调节模型s，确定所述枪头在工作时的射程，并根据预设的单位时间对所述射程进行播报。

本发明的原理和有益效果在于：本发明射程播报装置在确定射程，进行播报包括4个步骤，本发明首先通过防水枪枪头4的进水速度，枪头仰角和枪头距离地面的高度得出防水枪枪头4在重力作用下空中运行的时间，然后通过构建轨迹模型确定水流在空中的轨迹状态，最后基于轨迹状态确定射程调节模型，通过调节调速阀手轮10旋转的圈数调节射程。进而控制防水枪头射出的水流不伤人，且能够节约水量。

优选地：优选地：所述控制器还设置有可编程逻辑接口；

所述可编程逻辑接口包括异步触发接口和时钟接口，所述异步接口与所述角度传感器、高度探测器、流速传感器连接；所述异步触发接口通过预先配置的触发策略分别与所述角度传感器、高度探测器、流速传感器连通；其中，

所述流速传感器的接口被触发后，生成触发响应至所述控制器，所述控制器根据所述触发响应，生成复位触脉冲信号至所述角度传感器的接口和高度探测器的接口，所述控制器与所述度传感器的接口和高度探测器的接口连通，并将所述角度传感器和所述高度探测器进行复位，当所述异步接口全部被连通时，控制所述语音合成芯片进行播报；

所述时钟接口与所述语音合成芯片电连接，所述时钟接口预先配置有播报时段间隔指令，间隔播报所述防水枪枪头4水流射出的射程。

本发明的原理和有益效果在于：本发明通过将控制器的接口配置为可编程逻辑接口，分别对所述可编程逻辑接口时钟接口和异步接口进行定义，使得语音播报的时间时分时间段的阶段性语音播报。使得流速传感器被触发接通后，再通过触发所述角度传感器和高度探测器接口，并将所述角度传感器和高度探测器复位，使得所述角度传感器和高度探测器不会因为有预留的监测信息，导致监测的数据混乱。本发明的可编程逻辑接口使得本发明监测的枪头仰角和枪头与地面的高度数据更加精确，进而使得本发明在进行射程调解时更加精确。以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

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