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消防炮典型水液压系统的制作方法

2021-01-20 13:01:42|314|起点商标网
消防炮典型水液压系统的制作方法

本发明属于机械装备液压技术领域,尤其是涉及一种消防炮典型水液压系统。



背景技术:

据《消防技术与产品信息》杂志2018年第2期的《“消防灭火无人机”成功立项》报道,无人机虽已被用于消防救援工作,但也仅限于侦查或者拍摄,无人机真正用于消防灭火还是空白。我国真正用于消防灭火的消防无人机已经在2018年初立项研制,该项目包括50kg级燃油动力旋翼无人机(50kg级载荷、120m相对飞行高度)、100kg级大载荷燃油动力旋翼无人机(100kg级载荷、350m相对飞行高度),以及相配套的无人机灭火装置、抢险救援用挂载任务装置等等。目前消防无人机/消防机器人消防炮和室内/外固定消防炮的背景技术还存在以下现象:一是目前尚无真正投入使用的消防灭火无人机,由水液压马达驱动旋翼的消防无人机尚未见报道;二是现有技术的消防机器人的续航、承载和灭火作战能力有待进一步提高;三是现有技术的消防无人机/消防机器人和室内/外固定的消防炮缺乏耐高温自保护功能配置,进而影响消防无人机/消防机器人的耐高温自保护能力、续航能力和灭火作战能力的进一步提高,影响室内/外固定的消防炮的耐高温自保护能力和灭火作战能力的进一步提高;四是现有技术的消防炮都是采用两个90°弯管和一个180°弯管装配结构,由此导致消防炮灭火作业时后座力较大,且受后座力作用的受力部位主要是各个弯管段,在复杂应力状态下,消防炮的工作压力、流量和射程以及灭火作战能力难以提高;五是现有技术的消防炮仅有泡沫炮单独喷射、水炮柱状单独喷射和水炮雾状单独喷射三种喷射工况。国内外大量的火灾事故充分证明,在和平年代,消防指战员灭火作战是最危险的工作。为避免消防指战员的灭火作战减员,其中一项重要措施就是,尽快发明并推广应用包括消防无人机/消防机器人的消防炮典型水液压系统,以及室内/外固定的消防炮典型水液压系统在内的高端机械装备水液压技术。



技术实现要素:

本发明的目的是提供一种消防炮典型水液压系统。消防炮典型水液压系统包括两个方案及其实施例,一个方案及其实施例是消防无人机/消防机器人的消防炮典型水液压系统,另一个方案及其实施例是室内/外固定的消防炮典型水液压系统。

本发明的目的是这样实现的。消防无人机/消防机器人的消防炮典型水液压系统包括一个增压器回路丁和一个消防炮装置甲;消防炮装置甲包括消防炮、1号仪器设备、姿态回路、灭火作业回路和细水雾保护回路各一个,以及两个以上的驱动回路;搭载在消防无人机/消防机器人上的消防炮包括1号、2号、3号和4号雾炮,柱炮,拉杆和前、后法兰盘;四个雾炮和柱炮之间采用同轴线叠加装配结构;增压器回路丁包括两个20号水液压泵、两个21号水液压泵、四个水液压泵数字控制功能阀组二丙以及37号单作用增压缸等六个单作用增压缸;来自20号水液压泵的中/低压水,经37号单作用增压缸等六个单作用增压缸连续增压为高压-超高压水或中压/中高压水,然后汇流入4号排水管;4号排水管经48号管,连接下游六个分支;六个分支及其作用分别是:其一,姿态回路的俯仰角分回路控制消防炮的俯仰角;其二,姿态回路的水平回转角分回路控制消防炮的水平回转角;其三,灭火作业回路的柱炮分回路用于灭火,且有水炮、贮罐压力式泡沫炮和平衡压力式泡沫炮三种类别;其四,灭火作业回路的雾炮分回路用于灭火;其五,细水雾保护回路,用于消防无人机/消防机器人及其搭载的消防炮典型水液压系统在灭火作战中的耐高温自保护;其六,驱动回路用于驱动消防无人机的旋翼/消防机器人的驱动轮;通过消防炮和水液压系统的多项创新技术,提高消防无人机/消防机器人的耐高温自保护、续航、承载和灭火作战能力。

本发明的目的是这样实现的。室内/外固定的消防炮典型水液压系统包括一个增压器回路丁和两个以上的消防炮装置乙;每个消防炮装置乙均包括消防炮、2号仪器设备、姿态回路、灭火作业回路和细水雾保护回路各一个;安装在室内/外平台或基础或梁/板或墙/柱上的消防炮包括1号、2号、3号和4号雾炮,柱炮,拉杆和前、后法兰盘;四个雾炮和柱炮之间采用同轴线叠加装配结构;增压器回路丁包括两个20号水液压泵、两个21号水液压泵、四个水液压泵数字控制功能阀组二丙以及37号单作用增压缸等六个单作用增压缸;来自20号水液压泵的中/低压水,经37号单作用增压缸等六个单作用增压缸连续增压为高压-超高压水或中压/中高压水,然后汇流入4号排水管;4号排水管经48号管,连接下游五个分支;五个分支及其作用分别是:其一,姿态回路的俯仰角分回路控制消防炮的俯仰角;其二,姿态回路的水平回转角分回路控制消防炮的水平回转角;其三,灭火作业回路的柱炮分回路用于灭火,且有水炮、贮罐压力式泡沫炮和平衡压力式泡沫炮三种类别;其四,灭火作业回路的雾炮分回路用于灭火;其五,细水雾保护回路,用于室内/外固定的消防炮典型水液压系统的靠近火场的组件在灭火作战中的耐高温自保护;通过消防炮和水液压系统的多项创新技术,提高室内/外固定的消防炮的耐高温自保护和灭火作战能力。

消防炮的四个雾炮和柱炮之间,采用同轴线叠加装配结构;各雾炮流道布局顺序均为,喷嘴出口、圆锥形环缝、圆柱形环缝和水环,在各自的水环一侧均有各自的进水口;柱炮的流道布局顺序为,柱炮喷嘴出口、炮头圆柱孔、炮身圆锥孔、炮身圆柱孔和柱炮灭火剂输入口;消防炮是由四个雾炮、柱炮、前法兰盘、后法兰盘和拉杆组成的一个力的封闭系统,拉杆为纯拉伸的杆件,进而降低后座力的影响,从而促进消防炮的灭火作战能力的进一步提高;四个雾炮的流道结构、各个雾炮分回路及其工作压力和流量的数字控制,以及扩张管射流与收缩管射流碰撞,促进水雾化;通过四个雾炮的动作组合,进而可以喷射八种水雾;通过泡沫炮/水炮/雾炮单独/组合喷射,具有实施二十六种喷射工况的功能;

增压器回路丁包括20号和21号水液压泵各两个,水液压泵数字控制功能阀组二丙四个,以及单作用增压缸六个,其中备用泵和备用阀组各两个;右侧的两个水液压泵数字控制功能阀组二丙的2号水口均连接19号进水管,19号进水管上并联24号、27号和30号管,24号、27号和30号管分别经26号、27号和28号单向阀连接71号、73号和75号数字阀;71号、73号和75号数字阀分别连接72号、74号和76号数字阀;基于72号数字阀与37号、38号单作用增压缸之间的连接构造,基于74号数字阀与39号、40号单作用增压缸之间的连接构造,基于76号数字阀与41号、42号单作用增压缸之间的连接构造,基于37号单作用增压缸等六个单作用增压缸各自的活塞在活塞缸内的初始位置的尺寸的相关特征,从而通过72号、74号和76号数字阀在各自的右边与左边换向位置之间循环交替切换,保证各组的两个单作用增压缸分别能够同步反向运动,动作协调;保证增压器回路丁的六个单作用增压缸之间动作协调,运行平稳,且实现数字化控制连续增压节能;左侧的两个水液压泵数字控制功能阀组二丙的2号水口均连接20号进水管,20号进水管经4号吸水管,并联37号单作用增压缸等六个单作用增压缸的吸水流道,4号排水管并联37号单作用增压缸等六个单作用增压缸的排水流道;来自20号水液压泵的中/低压水,经上述37号单作用增压缸等六个单作用增压缸连续增压为高压-超高压水或中压/中高压水,然后汇流入4号排水管,进而送进水液压系统下游的水液压执行元件;

所述水液压泵数字控制功能阀组二丙的结构、技术特征和工作机理,详见下述具体实施方式相关说明;上述驱动回路配置有数字控制双向安全阀组三甲,数字控制双向安全阀组三甲的结构、技术特征和工作机理,详见数字控制水液压典型系统回路(申请号201910055362.3/201920096332.2)的实施例公开的技术方案,同时可参阅下述具体实施方式相关说明;

本发明的有益效果如下,本发明消防炮典型水液压系统两个方案及其实施例:消防无人机/消防机器人的消防炮典型水液压系统,以及室内/外固定的消防炮典型水液压系统的有益效果,即本发明的新颖性、创造性和实用性在于,一是本发明的消防炮为四个雾炮和一个柱炮同轴线叠加装配结构,且消防炮是由四个雾炮、柱炮、前后法兰盘和拉杆等组成的一个力的封闭系统,拉杆为纯拉伸的杆件,降低后座力对相关零部件的强度和刚度的影响,降低后座力对搭载消防炮的消防无人机/消防机器人和安装消防炮的室内/外平台或基础或梁/板或墙/柱的影响,因此促进消防炮灭火作战能力的进一步提高;二是四个雾炮的流道结构、各个雾炮分回路及其工作压力和流量的数字化控制,以及扩张管射流与收缩管射流碰撞,促进水雾化;三是本发明通过四个雾炮的动作组合,进而可以喷射一层扩张/两层扩张/一层收缩/两层收缩/一层扩张一层收缩/一层扩张两层收缩/两层扩张一层收缩/两层扩张两层收缩共八种水雾,除一层扩张和一层收缩水雾两种水雾以外,其余六种水雾均为尚未见到任何报道的新型水雾;四是本发明通过泡沫炮/水炮/雾炮单独/组合,具有实施以下二十六种喷射工况的功能:第一种和第二种为,泡沫炮单独喷射,水炮柱状单独喷射;第三种至第十种为,泡沫炮分别与上述八种水雾同时喷射;第十一种至第十八种为,水炮分别与上述八种水雾同时喷射;第十九种至第二十六种为,上述八种水雾分别喷射;现有技术的消防炮仅有泡沫炮单独喷射、水炮柱状单独喷射和水炮雾状单独喷射三种喷射工况,本发明将喷射工况由三种推进至二十六种;当柱炮为贮罐压力式泡沫炮或平衡压力式泡沫炮时,本发明消防炮典型水液压系统,均具有实施第一种、第三种至第十种和第十九种至第二十六种共十七种喷射工况的功能;当柱炮为水炮时,本发明消防炮典型水液压系统,具有实施第二种、第十一种至第二十六种共十七种喷射工况的功能;五是通过消防炮和水液压系统的多项创新技术,提高消防无人机/消防机器人的耐高温自保护能力、续航能力、承载能力和灭火作战能力,以及室内/外固定的消防炮的耐高温自保护能力和灭火作战能力;六是实施例1采用水液压马达驱动的回路,且两个实施例均配置细水雾保护回路和增压器回路丁,分别配置1号仪器设备/2号仪器设备,更加符合安全、节能、防爆和消防灭火作战的相关要求。

附图说明

图1为单作用增压缸的图形符号与尺寸标注示意图;

图2a和图2b分别为水液压泵数字控制功能阀组二丙的回路和动作示意图;

图3为数字控制双向安全阀组三甲的回路示意图;

图4和图5为分流套筒安装并定位在接头为内螺纹/外螺纹的进水管/回水管内孔的结构示意图;

图6a为增压器回路丁示意图;

图6b为采用简化画法的增压器回路丁示意图;

图7a为配置水炮的消防炮典型水液压系统的实施例1示意图;

图7b为配置贮罐压力式泡沫炮的消防炮典型水液压系统的实施例1示意图;

图7c为配置平衡压力式泡沫炮的消防炮典型水液压系统的实施例1示意图;

图8a为配置水炮的消防炮典型水液压系统的实施例2示意图;

图8b为配置贮罐压力式泡沫炮的消防炮典型水液压系统的实施例2示意图;

图8c为配置平衡压力式泡沫炮的消防炮典型水液压系统的实施例2示意图;

图9a为两个实施例通用的配置水炮的灭火作业回路示意图;

图9b为两个实施例通用的配置贮罐压力式泡沫炮的灭火作业回路示意图;

图9c为两个实施例通用的配置平衡压力式泡沫炮的灭火作业回路示意图;

图10为两个实施例通用的姿态回路示意图;

图11为两个实施例通用的细水雾保护回路示意图;

图12为实施例1的用于消防无人机的旋翼/消防机器人的驱动轮的驱动回路示意图;

图13a为采用消防炮位于支座的上方的安装方式时,消防炮及其支座的结构与安装示意图;

图13b为图13a的俯视图和图13c的仰视图;

图13c为采用消防炮位于支座的下方的安装方式时,消防炮及其支座的结构与安装示意图;

图14a和图14b均为配置四个雾炮的消防炮及其组件的结构示意图;

图14c为图14b的a-a截面剖视图;

图14d为图14b的b-b截面剖视图;

图14e为配置两个雾炮的消防炮及其组件的结构示意图;

图15为消防炮的力的封闭系统示意图;

图16为1号仪器设备的汇总示意图;

图17为2号仪器设备的汇总示意图。

具体实施方式

在上述发明内容及下述各实施例中,为区别各实施例的同名组件零件部位或喷射工况起见,在相关同名组件零件部位或喷射工况的名称前/后,分别加上“左”或“右”或“前”或“后”、或“1号”、……、“100号”、“左侧”、“右侧”、“上侧”、“下侧”或“机能一”、……、“机能十一”或“甲”或“乙”或“丙”或“丁”或“第一种”、……、“第二十六种”等字样,凡诸如此类的前缀和后缀,均无特别的顺序含义。

实施例1图7a、图7b和图7c所示分别为配置水炮、贮罐压力式泡沫炮和平衡压力式泡沫炮的本发明消防炮典型水液压系统的实施例1示意图;图7a、图7b和图7c中的增压器回路丁hlj-4的水液压泵数字控制功能阀组二丙2-3、驱动回路hl-qd和灭火作业回路hl-xfzy的雾炮分回路hl-sw,均按照文献:成大先.机械设计手册第六版第1卷〔m〕.北京:化学工业出版社,2016:2-27~2-43所摘编的gb/t16675.1-2012有关“图样画法的简化表示法”绘制;借鉴文献:中华人民共和国公安部.ga892.1-2010消防机器人第1部分:通用技术条件〔s〕.北京:中国标准出版社,2010:1~16所述的消防灭火功能的相关要求,如图7a、7b和图7c以及图13a、图13b和图13c所示,本发明消防炮典型水液压系统的实施例1,其特征在于,该消防炮典型水液压系统包括一个增压器回路丁hlj-4和一个消防炮装置甲xfpq-1;消防炮装置甲xfpq-1包括消防炮xfp、1号仪器设备mk1、姿态回路hl-zt1、灭火作业回路hl-xfzy和细水雾保护回路hl-xsw各一个,以及两个以上的驱动回路hl-qd;该消防炮典型水液压系统为消防无人机/消防机器人的消防炮典型水液压系统;姿态回路hl-zt1的配置和构造如图10所示,且在姿态回路hl-zt1中有具体叙述;灭火作业回路hl-xfzy的配置和构造如图9a、9b和图9c所示,且在灭火作业回路hl-xfzy中有具体叙述;细水雾保护回路hl-xsw的配置和构造如图11所示,且在细水雾保护回路hl-xsw中有具体叙述;驱动回路hl-qd的配置和构造如图12所示,且在驱动回路hl-qd中有具体叙述;增压器回路丁hlj-4的配置和构造如图6a和图6b所示,且在增压器回路丁hlj-4中有具体叙述;消防炮xfp的配置和构造如图13a、图13b、图13c、图14a、图14b、图14c、图14d、图14e和图15所示,且在消防炮xfp中有具体叙述;消防炮xfp安装在支座zz上,支座zz搭载在载体消防无人机/消防机器人上;消防炮xfp包括1号雾炮xfp-1、2号雾炮xfp-2、3号雾炮xfp-3、4号雾炮xfp-4、柱炮xfp-5、拉杆xfp-6、加固环xfp-7、前法兰盘xfp-8、后法兰盘xfp-9和紧固件xfp-10;1号雾炮xfp-1等四个雾炮和柱炮xfp-5之间,采用同轴线叠加装配结构;

增压器回路可以选择现有技术或产品或本发明的增压器回路丁hlj-4,本发明优选增压器回路丁hlj-4;如图7a、图7b和图7c所示,增压器回路丁hlj-4包括两个20号水液压泵b20、两个21号水液压泵b21、四个水液压泵数字控制功能阀组二丙2-3以及六个单作用增压缸,六个单作用增压缸:37号单作用增压缸g37、38号单作用增压缸g38、39号单作用增压缸g39、40号单作用增压缸g40、41号单作用增压缸g41和42号单作用增压缸g42;来自20号水液压泵b20的中/低压水,经20号进水管jg20,并由4号吸水管xg4分流送入上述37号单作用增压缸g37等六个单作用增压缸连续增压为高压-超高压水或中压/中高压水,然后汇流入4号排水管pg4;4号排水管pg4连接下游的48号管gg48;48号管gg48的下游有六个分支;第一支经42号管gg42进入姿态回路hl-zt1的33号单向阀f33,连接俯仰角分回路;第二支经41号管gg41进入姿态回路hl-zt1的32号单向阀f32,连接水平回转角分回路;第三支经47号管gg47进入灭火作业回路hl-xfzy的35号单向阀f35,连接柱炮分回路;第四支经40号管gg40进入灭火作业回路hl-xfzy的31号单向阀f31,连接雾炮分回路hl-sw,40号管gg40的数量与雾炮分回路hl-sw的数量相等;第五支经44号管gg44连接细水雾保护回路hl-xsw的36号单向阀f36;第六支经43号管gg43连接驱动回路hl-qd的34号单向阀f34,43号管gg43的数量与驱动回路hl-qd的数量相等;按照下述四个标准文献,文献一:中华人民共和国公安部.ga892.1-2010消防机器人第1部分:通用技术条件〔s〕.北京:中国标准出版社,2010:1~16,文献二.中华人民共和国建设部.gb50338-2003固定消防炮灭火系统设计规范〔s〕.北京:中国计划出版社,2003:1~19,文献三:中国建筑标准设计研究院.室内固定消防炮选用及安装08s208〔m〕.北京:中国计划出版社,2009:1~56,以及文献四:中国建筑标准设计研究院.消防专用水泵选用及安装04s204〔m〕.北京:中国计划出版社,2007:1~12等文献(以下简称,两部一院四个标准文献)规定,消防炮灭火系统必须配置备用泵;据此,在增压器回路丁hlj-4中,在两个20号水液压泵b20中有一个作为备用泵,与该泵连接的水液压泵数字控制功能阀组二丙2-3则为备用阀组;在两个21号水液压泵b21中也有一个作为备用泵,与该泵连接的水液压泵数字控制功能阀组二丙2-3则为备用阀组;

在消防炮装置甲xfpq-1中,姿态回路可以选择现有技术或产品或本发明的姿态回路hl-zt1,本发明优选姿态回路hl-zt1;如图7a、图7b和图7c以及图10所示,姿态回路hl-zt1包括俯仰角分回路和水平回转角分回路;俯仰角分回路和水平回转角分回路分别用于控制消防炮xfp的俯仰角和水平回转角;俯仰角分回路的配置和构造是这样的:由48号管gg48引出的42号管gg42,先后经姿态回路hl-zt1的33号单向阀f33、90号数字阀f90和91号数字阀f91,连接92号数字阀f92的进水口,92号数字阀f92的左工作水口经54号左水管zg54,与17号水液压马达md17的下侧水口连通,17号水液压马达md17的上侧水口经45号管gg45与16号水液压马达md16的上侧水口连通;16号水液压马达md16的下侧水口经54号右水管yg54,与92号数字阀f92右工作水口连通;92号数字阀f92的回水口经93号数字阀f93与23号回水管hg23连通;93号数字阀f93为背压阀,在93号数字阀f93的进水口外侧配置有33号压力传感器y33;在45号管gg45靠17号水液压马达m17的上侧水口的一端,在54号右水管yg54靠16号水液压马达md16的下侧水口的一端,分别配置25号压力传感器y25和26号压力传感器y26;16号水液压马达md16和17号水液压马达md17的输出轴,分别配置9号编码器bm9和7号编码器bm7;90号数字阀f90和93号数字阀f93均为二位二通常闭式水液压数字阀;91号数字阀f91为二位二通常开式水液压数字阀;92号数字阀f92为三位四通先导式水液压数字阀,其滑阀机能采用具有抗冲击和缓冲作用的机能一、机能五、机能八、机能九或机能十一中的一种,优选机能十一;90号数字阀f90、91号数字阀f91、92号数字阀f92和93号数字阀f93分别由90号控制电机m90、91号控制电机m91、92号控制电机m92和93号控制电机m93,按照输入的脉冲信号进行控制(控制电机为现有技术产品,在下面有叙述;下同);90号数字阀f90的出水口外侧有36号流量传感器ll36;91号数字阀f91出水口外侧有28号压力传感器y28;如图13a、图13b和图13c所示,16号水液压马达md16和17号水液压马达md17同步驱动两个9号蜗杆机构j9带动消防炮xfp进行俯仰角φ的姿态调整;两个9号蜗杆机构j9均为本领域的现有技术,且均具有自锁功能;在23号回水管hg23靠水箱一端的内孔,安装有带销钉的分流套筒xd,以促进执行机构平稳运行;水平回转角分回路的配置和构造是这样的:由48号管gg48引出的41号管gg41,先后经姿态回路hl-zt1的32号单向阀f32、86号数字阀f86和87号数字阀f87,连接88号数字阀f88的进水口,88号数字阀f88的左工作水口经50号左水管zg50,与15号水液压马达md15的上侧水口连通;15号水液压马达md15的下侧水口经50号右水管yg50,与88号数字阀f88右工作水口连通;88号数字阀f88的回水口经89号数字阀f89与22号回水管hg22连通;89号数字阀f89为背压阀,在89号数字阀f89的进水口外侧配置有19号压力传感器y19;在50号左水管zg50靠15号水液压马达m15的上侧水口的一端,在50号右水管yg50靠15号水液压马达md15的下侧水口的一端,分别配置23号压力传感器y23和24号压力传感器y24;15号水液压马达md15的输出轴,配置8号编码器bm8;86号数字阀f86和89号数字阀f89均为二位二通常闭式水液压数字阀;87号数字阀f87为二位二通常开式水液压数字阀;88号数字阀f88为三位四通先导式水液压数字阀,其滑阀机能采用具有抗冲击和缓冲作用的机能一、机能五、机能八、机能九或机能十一中的一种,优选机能十一;86号数字阀f86、87号数字阀f87、88号数字阀f88和89号数字阀f89分别由86号控制电机m86、87号控制电机m87、88号控制电机m88和89号控制电机m89,按照输入的脉冲信号进行控制;86号数字阀f86的出水口外侧有35号流量传感器ll35;87号数字阀f87出水口外侧有27号压力传感器y27;如图13a、图13b和图13c所示,15号水液压马达md15驱动10号蜗杆机构j10带动消防炮xfp进行水平回转角β的姿态调整;10号蜗杆机构j10为本领域的现有技术,且具有自锁功能;在22号回水管hg22靠水箱一端的内孔,安装有带销钉的分流套筒xd,以促进执行机构平稳运行;在姿态回路hl-zt1中,50号左水管zg50、50号右水管yg50、54号左水管zg54和54号右水管yg54优选采用软管接头,且最优选为锥密封钢丝编织软管总成;软管接头和锥密封钢丝编织软管总成均为现有技术产品,详见下述相关文献介绍;

在消防炮装置甲xfpq-1中,灭火作业回路可以选择现有技术或产品或本发明的灭火作业回路hl-xfzy,本发明优选灭火作业回路hl-xfzy;如图7a、图7b和图7c以及图9a、图9b和图9c所示,灭火作业回路hl-xfzy包括柱炮分回路和雾炮分回路hl-sw;柱炮分回路和雾炮分回路hl-sw分别用于控制柱炮和雾炮的灭火作业;柱炮有水炮、贮罐压力式泡沫炮和平衡压力式泡沫炮三个类别,柱炮分回路也有水炮分回路hl-sp、贮罐压力式泡沫炮分回路hl-zp和平衡压力式泡沫炮分回路hl-hp三个类别;水炮分回路hl-sp、贮罐压力式泡沫炮分回路hl-zp和平衡压力式泡沫炮分回路hl-hp均配置有35号单向阀f35、81号数字阀f81、82号数字阀f82和46号管gg46,且在81号数字阀f81出水口外侧均有39号流量传感器ll39,在82号数字阀f82出水口外侧均有21号压力传感器y21,在柱炮灭火剂输入口xfp-5.5外侧均有38号流量传感器ll38和32号压力传感器y32;81号数字阀f81和82号数字阀f82均为二位二通常闭式水液压数字阀;81号数字阀f81和82号数字阀f82分别由81号控制电机m81和82号控制电机m82,按照输入的脉冲信号进行控制;水炮分回路hl-sp的配置和构造是这样的:由48号管gg48引出的47号管gg47,先后经灭火作业回路hl-xfzy的35号单向阀f35、81号数字阀f81和82号数字阀f82,以及46号管gg46和30号单向阀f30,与水炮管spg连通,水炮管spg连接柱炮灭火剂输入口xfp-5.5(参阅图14a和图14b);贮罐压力式泡沫炮分回路hl-zp的配置和构造是这样的:由48号管gg48引出的47号管gg47,先后经灭火作业回路hl-xfzy的35号单向阀f35、81号数字阀f81和82号数字阀f82,以及46号管gg46,与贮罐压力式泡沫比例混合装置zg的进水端连通;贮罐压力式泡沫比例混合装置zg的出液端经30号单向阀f30和2号泡沫管mg2连接柱炮灭火剂输入口xfp-5.5(参阅图14a和图14b);贮罐压力式泡沫比例混合装置zg的加液端连接1号泡沫管mg1;平衡压力式泡沫炮分回路hl-hp的配置和构造是这样的:由48号管gg48引出的47号管gg47,先后经灭火作业回路hl-xfzy的35号单向阀f35、81号数字阀f81和82号数字阀f82,以及46号管gg46,与平衡压力式泡沫比例混合装置phq的进水端连通;平衡压力式泡沫比例混合装置phq的出液端经30号单向阀f30和2号泡沫管mg2连接柱炮灭火剂输入口xfp-5.5(参阅图14a和图14b);平衡压力式泡沫比例混合装置phq的加液端连接1号泡沫管mg1;雾炮的数量与雾炮分回路的数量相等;雾炮分回路hl-sw有四个;每个雾炮分回路hl-sw的配置和构造是这样的:由48号管gg48引出的40号管gg40,先后经灭火作业回路hl-xfzy的31号单向阀f31、84号数字阀f84和85号数字阀f85以及29号单向阀f29,连接39号管gg39;39号管gg39的数量与雾炮分回路hl-sw的数量均为四个;参阅图14a和图14b,四个39号管gg39分别连接1号雾炮xfp-1的1号进水口xfp-1.4、2号雾炮xfp-2的2号进水口xfp-2.4、3号雾炮xfp-3的3号进水口xfp-3.4和4号雾炮xfp-4的4号进水口xfp-4.4;在84号数字阀f84出水口外侧有34号流量传感器ll34;在85号数字阀f85出水口外侧有22号压力传感器y22;在1号雾炮xfp-1等四个雾炮各自的进水口外侧均有各自的38号流量传感器ll38和32号压力传感器y32;84号数字阀f84和85号数字阀f85均为二位二通常闭式水液压数字阀;84号数字阀f84和85号数字阀f85分别由84号控制电机m84和85号控制电机m85,按照输入的脉冲信号进行控制;由于配置了四个雾炮,且有各自的雾炮分回路hl-sw,因此可以通过各自的84号数字阀f84的84号控制电机m84和85号数字阀f85的85号控制电机m85进行控制,选择四个/三个/两个雾炮动作组合,或一个雾炮动作,进而可以进行八种水雾喷射(在前述有益效果和下述消防炮xfp中均有具体叙述);上述有关贮罐压力式泡沫比例混合装置zg和平衡压力式泡沫比例混合装置phq均为现有技术产品,其选用和安装可以参阅文献.中华人民共和国建设部.gb50338-2003固定消防炮灭火系统设计规范〔s〕.北京:中国计划出版社,2003:5~19,以及文献:中国建筑标准设计研究院.室内固定消防炮选用及安装08s208〔m〕.北京:中国计划出版社,2009:57~75等文献;

在消防炮装置甲xfpq-1中,细水雾保护回路可以选择现有技术或产品或本发明的细水雾保护回路hl-xsw,本发明优选细水雾保护回路hl-xsw;本发明实施例1的细水雾保护回路hl-xsw,用于消防无人机/消防机器人及其搭载的消防炮典型水液压系统在灭火作战中的耐高温自保护;如图7a、图7b和图7c以及图11所示,细水雾保护回路hl-xsw的配置和构造是这样的:由48号管gg48引出的44号管gg44,连接细水雾保护回路hl-xsw的36号单向阀f36,36号单向阀f36的出水口连接79号数字阀f79的进水口,79号数字阀f79的出水口并联78号数字阀f78的进水口和80号数字阀f80的进水口;78号数字阀f78的出水口连接泄放管xfg,78号数字阀f78作为细水雾保护回路hl-xsw的泄放试验控制阀,在系统维护或试验时打开,亦可用于排空管网;80号数字阀f80的出水口依次连接35号管gg35和36号管gg36,36号管gg36上安装有多个开式喷头kp;79号数字阀f79出水口外侧配置有33号流量传感器ll33;80号数字阀f80出水口外侧配置有20号压力传感器y20;80号数字阀f80、79号数字阀f79和78号数字阀f78均为二位二通常闭式水液压数字阀;80号数字阀f80、79号数字阀f79和78号数字阀f78分别由80号控制电机m80、79号控制电机m79和78号控制电机m78,按照输入的脉冲信号进行控制;在整个灭火作战过程中,由增压器回路丁hlj-4连续增压的工作压力高达16mpa或16mpa以上的中高压或高压水,进入各个开式喷头kp,并由各个开式喷头kp喷射细水雾,对消防无人机/消防机器人及其所搭载的消防炮典型水液压系统进行全面强制吸热冷却,全面强制阻隔火场的火焰对其的热辐射,降低其工作温度,有效地保障其安全运行,满足其在高温、强热辐射环境下实施作业的要求,进而提高消防无人机/消防机器人及其所搭载的消防炮典型水液压系统的耐高温自保护能力和灭火作战能力;开式喷头kp和泄放管xfg均为现有技术产品,开式喷头kp和泄放管xfg的选用与安装,开式喷头kp的配置数量、型号和规格,可以参阅文献:中华人民共和国住房和城乡建设部.gb50898-2013细水雾灭火系统技术规范〔s〕.北京:中国计划出版社,2015:1~36,文献:中国建筑标准设计研究院.细水雾灭火系统选用与安装12ss209〔m〕.北京:中国计划出版社,2015:1~120等相关标准文献;

在消防炮装置甲xfpq-1中,本发明配置驱动回路,分别用于驱动消防炮典型水液压系统的载体消防无人机的旋翼/消防机器人的驱动轮;驱动回路可以选择现有技术或产品或本发明的驱动回路hl-qd,本发明优选驱动回路hl-qd;如图7a、图7b和图7c以及图12所示,消防无人机/消防机器人的消防炮典型水液压系统,配置有两个以上(含两个)驱动回路hl-qd,驱动回路hl-qd的优选配置数量为四个/六个/八个/十个/十二个/十六个/二十个/二十四个/二十八个/三十二个/三十六个,且在驱动回路hl-qd的总数中应有四分之一以上(含四分之一)的回路作为备用回路,以提高消防无人机/消防机器人的耐高温自保护、续航、承载和灭火作战能力;备用的驱动回路hl-qd至少两个;在现有技术中,尚未见到为消防无人机/消防机器人配置备用驱动回路的报道;其中,根据消防机器人的防倾覆自保护功能要求,消防机器人的消防炮典型水液压系统,其驱动回路hl-qd的优选配置数量为四个/六个/八个/十个/十二个/十六个/二十个/二十四个;根据消防无人机的飞行性能要求,消防无人机的消防炮典型水液压系统,其驱动回路hl-qd的优选配置数量为四个/六个/八个/十个/十二个/十六个/二十个/二十四个/二十八个/三十二个/三十六个;驱动回路hl-qd的配置和构造是这样的:由48号管gg48引出的43号管gg43,先后经驱动回路hl-qd的34号单向阀f34和94号数字阀f94,连接95号数字阀f95的进水口,95号数字阀f95的左工作水口经数字控制双向安全阀组三甲3-1的12号水口k12和10号水口k10、49号左水管zg49,与14号水液压马达md14的上侧水口连通;14号水液压马达md14的下侧水口经49号右水管yg49、数字控制双向安全阀组三甲3-1的11号水口k11和13号水口k13,与95号数字阀f95右工作水口连通;95号数字阀f95的回水口经96号数字阀f96与21号回水管hg21连通;96号数字阀f96为背压阀;在49号左水管zg49靠14号水液压马达md14的上侧水口的一端,在49号右水管yg49靠14号水液压马达md14的下侧水口的一端,分别配置29号压力传感器y29和30号压力传感器y30;每个14号水液压马达md14的输出轴独立驱动消防无人机的一个旋翼/消防机器人的一个驱动轮,即消防无人机的每一个旋翼/消防机器人的每一个驱动轮,分别由一个14号水液压马达md14的输出轴独立驱动;消防无人机的每个旋翼/消防机器人的每个驱动轮均配置有4号线速度传感器xsd4;14号水液压马达md14在额定转速范围内,可以无级调速;14号水液压马达md14可以双向转动;每个14号水液压马达md14的输出轴,均配置10号编码器bm10和4号扭矩传感器nj4;每个14号水液压马达md14的输出轴与各自连接的旋翼轴/驱动轮轴之间均配置有1号离合器lh1,1号离合器lh1外侧配置有10号位移传感器wy10;通过1号离合器lh1控制各个驱动回路hl-qd的工作/备用状态,并由10号位移传感器检测反馈该信息;离合器和位移传感器均为现有技术,位移传感器详见下述文献介绍;95号数字阀f95为三位四通先导式水液压数字阀,由95号控制电机m95按照输入的脉冲信号进行控制;95号数字阀f95的滑阀机能可以选择十一种滑阀机能中任意一种,优选具有抗冲击和缓冲作用的机能一、机能五、机能八、机能九或机能十一中的一种,最优选为机能一;在同一架消防无人机/同一台消防机器人的消防炮装置甲xfpq-1的驱动回路hl-qd中,所配置的95号数字阀f95的结构形状尺寸完全一样,所选滑阀机能一致,以保持同一架消防无人机各旋翼飞行协调/同一台消防机器人各驱动轮行走协调;94号数字阀f94和96号数字阀f96均为二位二通常闭式水液压数字阀;94号数字阀f94和96号数字阀f96分别由94号控制电机m94和96号控制电机m96,按照输入的脉冲信号进行控制;在94号数字阀f94出水口外侧有37号流量传感器ll37,在96号数字阀f96进水口外侧有31号压力传感器y31;在21号回水管hg21靠水箱一端的内孔,安装有带销钉的分流套筒xd,以促进执行机构平稳运行;为提高消防无人机的飞行性能、防爆功能和环境适应性,为增强消防机器人的行走功能、防爆功能和自保护功能,如图7a、图7b和图7c所示,本发明由增压器回路丁hlj-4连续增压的工作压力高达16mpa以上的中高压水乃至21mpa以上高压水,经4号排水管pg4、48号管gg48和43号管gg43,进入驱动回路hl-qd实现连续增压节能,以降低消防无人机/消防机器人所配置的电池和电机的功率,并避免采用在火场中存在易燃易爆危险的燃油发动机,这一重要技术创新既能对消防无人机/消防机器人进行切实可靠的自保护,又能提高消防无人机/消防机器人的耐高温自保护、续航、承载和灭火作战能力;

在消防炮装置甲xfpq-1中,如图7a、图7b和图7c以及图16所示,消防无人机/消防机器人的消防炮典型水液压系统的1号仪器设备mk1包括夜视仪cg1、倾斜相机cg2和/或高清摄像头cg3和/或摄像头传感器cg4、光线强度传感器cg5、火焰光谱/光电传感器cg6、红外热像仪cg7、烟雾传感器cg8、燃气浓度传感器cg9和/或气体分析仪cg10和/或复合式气体检测仪cg11、温/湿度传感器cg12、辐射热传感器cg13、风速/风向传感器cg14、红外线距离传感器cg15、mic传感器cg16、防爆传感器cg17、声光报警传感器cg18、导航传感器cg19和/或陀螺仪cg20和/或数字罗盘cg21、避障传感器cg22、高度计cg23和/或加速度计cg24和/或磁场强度霍尔传感器cg25和/或rfid地标传感器cg26和/或寻迹传感器cg27;上述夜视仪cg1等27个组件均为现有技术,详见下述有关文献介绍;在现有技术中,各种功能的传感器等组件分别用于不同的消防装备中;像本发明这样将各种功能的传感器等组件全部集中用于同一个消防装备,尚未见报道;

对消防机器人的消防炮典型水液压系统的节能机理谨概述如下:如图7a、图7b和图7c以及图6a和图6b所示,在增压器回路丁hlj-4中,当21号水液压泵b21的工作压力为3.5mpa,又当37号单作用增压缸g37、38号单作用增压缸g38、39号单作用增压缸g39、40号单作用增压缸g40、41号单作用增压缸g41和42号单作用增压缸g42的增压比i均为4.58,来自20号水液压泵b20的低压水,经上述37号单作用增压缸g37等六个单作用增压缸连续增压后的中高压水的工作压力为16mpa;当20号水液压泵b20的输入功率为7.5kw,21号水液压泵b21的输入功率为1.1kw,20号水液压泵b20的输入功率与21号水液压泵b21的输入功率之和为8.6kw;当增压器回路丁hlj-4的输送管道中的流量和压力损失忽略不计时,20号水液压泵b20输入的流量与37号单作用增压缸g37等六个单作用增压缸连续增压后输出流量相等,且因37号单作用增压缸g37等六个单作用增压缸的增压比i均为4.58,经上述37号单作用增压缸g37等六个单作用增压缸连续增压后的中高压水的工作压力为16mpa,当增压器回路丁hlj-4输出的功率为25kw,节能65.6%;以上为消防机器人的节能机理概述,消防无人机的节能机理依此类推,恕不一一赘述;因此,在同等的耐高温自保护、续航、承载和灭火作战能力的前提下,采用本发明消防炮典型水液压系统的消防无人机/消防机器人更加节能,而在水液压泵驱动电机同等功率的前提下,采用本发明消防炮典型水液压系统的消防无人机/消防机器人具有更高的续航、承载、耐高温自保护和灭火作战能力,该消防无人机/消防机器人所搭载的消防炮典型水液压系统具有更高的灭火作战和耐高温自保护能力;综上所述,本发明实施例1消防无人机/消防机器人的消防炮典型水液压系统,通过消防炮和数字化控制水液压系统的多项创新技术,提高本发明实施例1的续航、承载、耐高温自保护和灭火作战能力;且由于采用水液压马达驱动的回路,以及配置细水雾保护回路和增压器回路丁,配置1号仪器设备,本发明实施例1更加符合安全、节能、防爆和消防灭火作战的相关要求;由此可见本发明实施例1具有新颖性、创造性和实用性。

实施例2图8a、图8b和图8c所示分别为配置水炮、贮罐压力式泡沫炮和平衡压力式泡沫炮的本发明消防炮典型水液压系统的实施例2示意图;图8a、图8b和图8c中的消防炮装置乙xfpq-2、增压器回路丁hlj-4的水液压泵数字控制功能阀组二丙2-3和灭火作业回路hl-xfzy的雾炮分回路hl-sw均按照文献:成大先.机械设计手册第六版第1卷〔m〕.北京:化学工业出版社,2016:2-27~2-43所摘编的gb/t16675.1-2012有关“图样画法的简化表示法”绘制;借鉴文献:中华人民共和国公安部.ga892.1-2010消防机器人第1部分:通用技术条件〔s〕.北京:中国标准出版社,2010:1~16所述的消防灭火功能的相关要求,如图8a、8b和图8c以及图13a、图13b和图13c所示,本发明消防炮典型水液压系统的实施例2,其特征在于,该消防炮典型水液压系统包括一个增压器回路丁hlj-4和两个以上的消防炮装置乙xfpq-2;消防炮装置乙xfpq-2的优选数量为两个/三个/四个;每个消防炮装置乙xfpq-2均包括消防炮xfp、2号仪器设备mk2、姿态回路hl-zt1、灭火作业回路hl-xfzy和细水雾保护回路hl-xsw各一个;该消防炮典型水液压系统为室内/外固定的消防炮典型水液压系统;姿态回路hl-zt1的配置和构造如图10所示,且在姿态回路hl-zt1中有具体叙述;灭火作业回路hl-xfzy的配置和构造如图9a、9b和图9c所示,且在灭火作业回路hl-xfzy中有具体叙述;细水雾保护回路hl-xsw的配置和构造如图11所示,且在细水雾保护回路hl-xsw中有具体叙述;增压器回路丁hlj-4的配置和构造如图6a和图6b所示,且在增压器回路丁hlj-4中有具体叙述;消防炮xfp的配置和构造如图13a、图13b、图13c、图14a、图14b、图14c、图14d、图14e和图15所示,且在消防炮xfp中有具体叙述;上述消防炮xfp安装在支座zz上,支座zz安装在室内/外的平台或基础或梁/板或墙/柱上;上述室内/外的平台或基础或梁/板或墙/柱参阅文献:中国建筑标准设计研究院.室内固定消防炮选用及安装08s208〔m〕.北京:中国计划出版社,2009:76~119等文献;消防炮xfp包括1号雾炮xfp-1、2号雾炮xfp-2、3号雾炮xfp-3、4号雾炮xfp-4、柱炮xfp-5、拉杆xfp-6、加固环xfp-7、前法兰盘xfp-8、后法兰盘xfp-9和紧固件xfp-10;消防炮xfp的1号雾炮xfp-1等四个雾炮和柱炮xfp-5之间,采用同轴线叠加装配结构;

如图8a、图8b和图8c所示,增压器回路丁hlj-4包括两个20号水液压泵b20、两个21号水液压泵b21、四个水液压泵数字控制功能阀组二丙2-3以及六个单作用增压缸,六个单作用增压缸:37号单作用增压缸g37、38号单作用增压缸g38、39号单作用增压缸g39、40号单作用增压缸g40、41号单作用增压缸g41和42号单作用增压缸g42;来自20号水液压泵b20的中/低压水,经20号进水管jg20,并由4号吸水管xg4分流送入上述37号单作用增压缸g37等六个单作用增压缸连续增压为高压-超高压水或中压/中高压水,然后汇流入4号排水管pg4;4号排水管pg4并联多个48号管gg48;48号管gg48的数量与消防炮装置乙xfpq-2的数量相等;每个48号管gg48的下游均有五个分支;第一支经42号管gg42进入姿态回路hl-zt1的33号单向阀f33,连接俯仰角分回路;第二支经41号管gg41进入姿态回路hl-zt1的32号单向阀f32,连接水平回转角分回路;第三支经47号管gg47进入灭火作业回路hl-xfzy的35号单向阀f35,连接柱炮分回路;第四支经40号管gg40进入灭火作业回路hl-xfzy的31号单向阀f31,连接雾炮分回路hl-sw,40号管gg40的数量与雾炮分回路hl-sw的数量相等;第五支经44号管gg44连接细水雾保护回路hl-xsw的36号单向阀f36;有关备用泵和备用阀组,详见实施例1所述的按照两部一院四个标准文献规定,这里恕不一一赘述;

在消防炮装置乙xfpq-2中,参阅图7a、图7b和图7c,且如图8a、图8b和图8c以及图10所示,本发明消防炮典型水液压系统的实施例2的姿态回路hl-zt1的配置和构造,与实施例1的姿态回路hl-zt1相同,即两个实施例的姿态回路hl-zt1通用,这里恕不一一赘述;

在消防炮装置乙xfpq-2中,参阅图7a、图7b和图7c,且如图8a、图8b和图8c以及图9a、图9b和图9c所示,本发明消防炮典型水液压系统的实施例2的灭火作业回路hl-xfzy的配置和构造,与实施例1的灭火作业回路hl-xfzy相同,即两个实施例的灭火作业回路hl-xfzy通用,这里恕不一一赘述;

在消防炮装置乙xfpq-2中,参阅图7a、图7b和图7c,且如图8a、图8b和图8c以及图11所示,本发明消防炮典型水液压系统的实施例2的细水雾保护回路hl-xsw的配置和构造,与实施例1的细水雾保护回路hl-xsw相同,即两个实施例的细水雾保护回路hl-xsw通用,这里恕不一一赘述;在整个灭火作战过程中,由增压器回路丁hlj-4连续增压的工作压力高达16mpa或16mpa以上的中高压或高压水,进入各个开式喷头kp,并由各个开式喷头kp喷射细水雾,对室内/外固定的消防炮典型水液压系统的靠近火场的组件进行全面强制吸热冷却,全面强制阻隔火场的火焰对上述组件的热辐射,降低上述组件的工作温度,有效地保障上述组件的安全运行,满足上述组件在高温、强热辐射环境下实施作业的要求,进而提高室内/外固定的消防炮典型水液压系统的耐高温自保护能力和灭火作战能力;

在消防炮装置乙xfpq-2中,如图8a、图8b和图8c以及图17所示,室内/外固定的消防炮典型水液压系统的2号仪器设备mk2包括夜视仪cg1、倾斜相机cg2和/或高清摄像头cg3和/或摄像头传感器cg4、光线强度传感器cg5、火焰光谱/光电传感器cg6、红外热像仪cg7、烟雾传感器cg8、燃气浓度传感器cg9和/或气体分析仪cg10和/或复合式气体检测仪cg11、温/湿度传感器cg12、辐射热传感器cg13、风速/风向传感器cg14、红外线距离传感器cg15、mic传感器cg16、防爆传感器cg17以及声光报警传感器cg18;上述夜视仪cg1等18个组件均为现有技术,详见下述有关文献介绍;在现有技术中,各种功能的传感器等组件分别用于不同的消防装备中;像本发明这样将各种功能的传感器等组件全部集中用于同一个消防装备,尚未见报道;

对室内/外固定的消防炮典型水液压系统的节能机理谨概述如下:如图8a、图8b和图8c以及图6a和图6b所示,在增压器回路丁hlj-4中,当21号水液压泵b21的工作压力为3.5mpa,又当37号单作用增压缸g37、38号单作用增压缸g38、39号单作用增压缸g39、40号单作用增压缸g40、41号单作用增压缸g41和42号单作用增压缸g42的增压比i均为4.58,来自20号水液压泵b20的低压水,经上述37号单作用增压缸g37等六个单作用增压缸连续增压后的中高压水的工作压力为16mpa;当20号水液压泵b20的输入功率为3kw,21号水液压泵b21的输入功率为0.55kw,20号水液压泵b20的输入功率与21号水液压泵b21的输入功率之和为3.55kw;当增压器回路丁hlj-4的输送管道中的流量和压力损失忽略不计时,20号水液压泵b20输入的流量与37号单作用增压缸g37等六个单作用增压缸连续增压后输出流量相等,且因37号单作用增压缸g37等六个单作用增压缸的增压比i均为4.58,经上述37号单作用增压缸g37等六个单作用增压缸连续增压后的中高压水的工作压力为16mpa,当增压器回路丁hlj-4输出的功率为11kw,节能67.73%;因此,在同等的耐高温自保护、灭火作战能力的前提下,采用本发明的室内/外固定的消防炮典型水液压系统更加节能,而在水液压泵驱动电机同等功率的前提下,采用本发明的室内/外固定的消防炮典型水液压系统具有更高的耐高温自保护和灭火作战能力;

综上所述,本发明实施例2室内/外固定的消防炮典型水液压系统,通过消防炮和数字化控制水液压系统的多项创新技术,提高本发明实施例2的耐高温自保护和灭火作战能力;且由于配置细水雾保护回路和增压器回路丁,配置2号仪器设备,本发明实施例2更加符合安全、节能、防爆和消防灭火作战的相关要求;由此可见本发明实施例2具有新颖性、创造性和实用性。

消防炮可以选择现有技术或产品或本发明的消防炮xfp,本发明消防炮典型水液压系统的两个实施例均优选配置本发明的消防炮xfp;对本发明的消防炮xfp内部的配置、结构和工作机理进一步分述如下:

图13a为采用消防炮位于支座的上方的安装方式时,消防炮及其支座的结构与安装示意图;图13b为图13a的俯视图和图13c的仰视图;图13c为采用消防炮位于支座的下方的安装方式时,消防炮及其支座的结构与安装示意图;在图13a、图13b和图13c中,消防炮xfp的内部结构均采用局部剖视绘制;如图13a和图13b所示,当采用消防炮xfp位于支座zz的上方这种安装方式时:消防炮xfp的最大仰角φ90°,最大仰角φ优选80°;最大俯角φ60°,最大俯角φ优选50°;最大水平回转角β360°,最大水平回转角β优选220°;如图13c和图13b所示,当采用消防炮xfp位于支座zz的下方这种安装方式时:消防炮xfp的最大仰角φ60°,最大仰角φ优选50°;最大俯角φ90°,最大俯角φ优选80°;最大水平回转角β360°,最大水平回转角β优选220°;以上有关消防炮xfp的俯仰角和水平回转角的角度设定范围均参照文献.中华人民共和国建设部.gb50338-2003固定消防炮灭火系统设计规范〔s〕.北京:中国计划出版社,2003:1~19,图13a~图13c有关俯仰角和水平回转角的角度标注均参照文献:中国建筑标准设计研究院.室内固定消防炮选用及安装08s208〔m〕.北京:中国计划出版社,2009:1~56;上述俯角仰角又称俯仰角或垂直旋转角度,上述水平回转角又称水平旋转角度,有关上述角度的技术要求,参阅文献.中华人民共和国建设部.gb50338-2003固定消防炮灭火系统设计规范〔s〕.北京:中国计划出版社,2003:1~19,以及文献:中国建筑标准设计研究院.室内固定消防炮选用及安装08s208〔m〕.北京:中国计划出版社,2009:1~56;参照上述两个标准文献,本发明设定的消防炮xfp俯仰角度的数值和水平回转角度的数值为:当采用消防炮xfp位于支座zz的上方安装时,消防炮xfp的最大仰角φ90°,最大俯角φ60°,最大水平回转角β360°;当采用消防炮xfp位于支座zz的下方安装时,消防炮xfp的最大仰角60°,最大俯角90°,最大水平回转角360°;且可以在上述最大角度范围内,优选消防炮xfp的姿态;如图13a、图13b和图13c所示,支座zz包括底盘zz-1、水平回转盘zz-2和支架zz-3;底盘zz-1安装在消防无人机/消防机器人上或室内/外的平台或基础或梁/板或墙/柱上;在消防无人机/消防机器人和室内/外平台或基础或梁/板或墙/柱上,均配置有消防炮xfp的俯角的限位传感器xw1、仰角的限位传感器xw2、两个水平回转角的限位传感器xw3和xw4以及1号姿态传感器zt1和2号姿态传感器zt2;10号蜗杆机构j10安装在底盘zz-1上并连接水平回转盘zz-2;10号蜗杆机构j10由姿态回路hl-zt1的15号水液压马达md15驱动;支架zz-3安装在水平回转盘zz-2上;在水平回转盘zz-2的两侧,两个支架zz-3上各安装一个9号蜗杆机构j9,两个9号蜗杆机构j9的输出轴j9-1对称安装在消防炮xfp的加固环xfp-7的两侧,并与该加固环xfp-7紧固连接,且两个9号蜗杆机构j9的输出轴j9-1的公共轴线与消防炮xfp的轴线及加固环xfp-7的轴线垂直;两个9号蜗杆机构j9由姿态回路hl-zt1的16号水液压马达md16和17号水液压马达md17同步驱动;如图14a和图14b所示,消防炮xfp包括1号雾炮xfp-1、2号雾炮xfp-2、3号雾炮xfp-3、4号雾炮xfp-4、柱炮xfp-5、拉杆xfp-6、加固环xfp-7、前法兰盘xfp-8、后法兰盘xfp-9和紧固件xfp-10;1号雾炮xfp-1等四个雾炮和柱炮xfp-5之间,采用同轴线叠加装配结构;在保证各流道畅通且不出现灭火剂泄漏现象的前提下,1号雾炮xfp-1等四个雾炮以及柱炮xfp-5的结构,可以采用现有技术的铸造结构/焊接结构/装配结构/3d打印结构中的任何一种结构;在柱炮xfp-5的外侧和后法兰盘xfp-9的前面依次叠加4号雾炮xfp-4、3号雾炮xfp-3、2号雾炮xfp-2、1号雾炮xfp-1和前法兰盘xfp-8;在1号雾炮xfp-1等四个雾炮和柱炮xfp-5的同轴线叠加装配结构的两端,分别安装有前法兰盘xfp-8和后法兰盘xfp-9,然后通过四条拉杆xfp-6和四组紧固件xfp-10,将1号雾炮xfp-1等四个雾炮,柱炮xfp-5以及前法兰盘xfp-8和后法兰盘xfp-9紧固在一起,从而如图15所示,本发明消防炮典型水液压系统的消防炮xfp是由1号雾炮xfp-1等四个雾炮、柱炮xfp-5、前法兰盘xfp-8、后法兰盘xfp-9、拉杆xfp-6和紧固件xfp-10组成的一个力的封闭系统;1号雾炮xfp-1等四个雾炮和柱炮xfp-5在灭火剂喷射作业过程中所产生的后座力,全部通过前法兰盘xfp-8和后法兰盘xfp-9传递给四条拉杆xfp-6和四组紧固件xfp-10,拉杆xfp-6为纯拉伸的杆件,进而降低后座力对上述相关零部件强度和刚度的影响,降低后座力对搭载消防炮xfp的消防无人机/消防机器人和安装消防炮xfp的室内/外平台或基础或梁/板或墙/柱的影响,因而促进消防炮xfp的工作压力、流量和射程的进一步提高,从而促进消防炮xfp的灭火作战能力的进一步提高;与背景技术所述的消防炮的四个弯管段在灭火作业中所处的复杂应力状态不同,本发明的消防炮xfp在灭火作业中,受后座力作用的最主要零件是拉杆xfp-6,而拉杆xfp-6为纯拉伸的杆件;上述有关力的封闭系统以及拉杆受力分析可以参阅文献:北京化工学院,华南工学院.塑料机械设计〔m〕.北京:轻工业出版社,1988:411~472;如图14a和图14b所示,从各雾炮和柱炮的喷嘴出口往各自的灭火剂输入口方向,各雾炮和柱炮的流道布局分别依次如下:1号雾炮xfp-1的顺序为,1号喷嘴出口xfp-1.1、1号圆锥形环缝xfp-1.2、1号圆柱形环缝xfp-1.3和1号水环xfp-1.5,在1号水环xfp-1.5一侧有1号进水口xfp-1.4;2号雾炮xfp-2的顺序为,2号喷嘴出口xfp-2.1、2号圆锥形环缝xfp-2.2、2号圆柱形环缝xfp-2.3和2号水环xfp-2.5,在2号水环xfp-2.5一侧有2号进水口xfp-2.4;3号雾炮xfp-3的顺序为,3号喷嘴出口xfp-3.1、3号圆锥形环缝xfp-3.2、3号圆柱形环缝xfp-3.3和3号水环xfp-3.5,在3号水环xfp-3.5一侧有3号进水口xfp-3.4;4号雾炮xfp-4的顺序为,4号喷嘴出口xfp-4.1、4号圆锥形环缝xfp-4.2、4号圆柱形环缝xfp-4.3和4号水环xfp-4.5,在4号水环xfp-4.5一侧有4号进水口xfp-4.4;柱炮xfp-5的顺序为,柱炮喷嘴出口xfp-5.1、炮头圆柱孔xfp-5.2、炮身圆锥孔xfp-5.3、炮身圆柱孔xfp-5.4和柱炮灭火剂输入口xfp-5.5;炮身圆锥孔xfp-5.3是收缩角为α的收缩管;如图14e所示,在每个消防炮xfp中,雾炮至少配置两个,其中一个雾炮的圆锥形环缝是收缩管,另一个雾炮的圆锥形环缝是扩张管;优选3号圆锥形环缝xfp-3.2是收缩角为α的收缩管,4号圆锥形环缝xfp-4.2是扩张角为θ的扩张管;如图14a和图14b所示,雾炮的优选数量为四个;在四个雾炮中,两个雾炮的圆锥形环缝是收缩角为α的收缩管,另两个雾炮的圆锥形环缝是扩张角为θ的扩张管;优选1号圆锥形环缝xfp-1.2和3号圆锥形环缝xfp-3.2是收缩角均为α的收缩管;优选2号圆锥形环缝xfp-2.2和4号圆锥形环缝xfp-4.2是扩张角均为θ的扩张管;收缩角和扩张角以及收缩管和扩张管均属于现有技术,可以分别参阅文献一:中国建筑标准设计研究院.室内固定消防炮选用及安装08s208〔m〕.北京:中国计划出版社,2009:1~56,文献二:中国消防协会.2018年版消防安全技术实务〔m〕.北京:中国人事出版社,2018:247~256,文献三:施哲夫.远射程消防水炮喷嘴设计及内部流道优化〔d〕.镇江:江苏大学,2016:1~42等相关文献;如图14a和图14b所示,并参阅图9a、图9b和图9c,1号进水口xfp-1.4、2号进水口xfp-2.4、3号进水口xfp-3.4和4号进水口xfp-4.4均采用55°密封管螺纹连接,1号进水口xfp-1.4、2号进水口xfp-2.4、3号进水口xfp-3.4和4号进水口xfp-4.4与各自上游连接的39号管gg39优选采用软管接头,且最优选为锥密封钢丝编织软管总成;如图14b所示,并参阅图9a、图9b和图9c,柱炮灭火剂输入口xfp-5.5可以采用55°密封管螺纹连接,柱炮灭火剂输入口xfp-5.5与上游连接的水炮管spg/2号泡沫炮管mg2优选采用软管接头,且最优选为锥密封钢丝编织软管总成;如图14a所示,并参阅图9a、图9b和图9c,柱炮灭火剂输入口xfp-5.5也可以采用旋转接头法兰与上游连接;当采用旋转接头法兰连接时,在后法兰盘xfp-9的端面密封面,应安装带骨架橡胶/塑料o形密封圈xfp-12和带骨架超强吸水剂o形密封圈xfp-11各一个;在后法兰盘xfp-9的内孔密封面的位于柱炮的炮身右端外圆一侧,也应安装带骨架橡胶/塑料o形密封圈xfp-12和带骨架超强吸水剂o形密封圈xfp-11各一个;上述55°密封管螺纹、软管接头和锥密封钢丝编织软管总成以及旋转接头均为现有技术产品;55°密封管螺纹参阅文献:成大先.机械设计手册第六版第2卷〔m〕.北京:化学工业出版社,2016:6-37~6-39;软管接头和锥密封钢丝编织软管总成以及旋转接头参阅文献:成大先.机械设计手册第六版第5卷〔m〕.北京:化学工业出版社,2016:21-591~21-681;带骨架橡胶/塑料o形密封圈xfp-12和带骨架超强吸水剂o形密封圈xfp-11均为本发明人发明的推力水液压缸等多项水液压元件配套的密封件,上述两种o形密封圈的选用和安装技术参阅推力水液压缸(申请号201810287328.4/201820457675.2)所公开的技术方案;如图14c所示,2号进水口xfp-2.4的内螺纹底孔与2号水环xfp-2.5的内孔相切,3号进水口xfp-3.4的内螺纹底孔与3号水环xfp-3.5的内孔相切,4号进水口xfp-4.4的内螺纹底孔与4号水环xfp-4.5的内孔相切;如图14d所示,1号进水口xfp-1.4的内螺纹底孔与1号水环xfp-1.5的内孔相切,且在1号水环xfp-1.5的外侧安装有加固环xfp-7;如图14c和图14d所示,各雾炮的进水口的内螺纹底孔与各自的水环的内孔相切,各个相切部位呈离心结构;根据文献:中国消防协会.2018年版消防安全技术实务〔m〕.北京:中国人事出版社,2018:247~256介绍:符合形成水雾化的九个条件之一,即可以实现水雾喷射或细水雾喷射;在九个条件中有三个条件是这样的:一是“水在较高的水压下通过喷头内部的离心旋转形成水雾喷射出来”;二是“液体以很快的速度被释放出来,由于液体与周围空气的速度差而被撕碎成细水雾”;三是“两股成分类似的液体射流相互碰撞,将液体射流打散成细水雾”;将上述三个条件与本发明的四个雾炮及其灭火剂喷射过程对照,可以看到,本发明消防炮典型水液压系统的四个雾炮灭火剂喷射过程,具有符合上述三个条件的特征:一是各雾炮的进水口的内螺纹底孔与各自的水环的内孔相切部位呈离心结构;二是在各雾炮的流道中,各股水灭火剂的工作压力和流量,均分别由各自的雾炮分回路hl-sw进行数字化控制,各股水灭火剂从各自的进水口进入截面积较大的水环,然后依次往截面积很小的圆柱形环缝和圆锥形环缝流动,接着通过喷嘴出口(这个“喷嘴出口”就是上述文献:中国消防协会.2018年版消防安全技术实务〔m〕.北京:中国人事出版社,2018:247~256所述的“喷头”)喷射,液体以很快的速度被释放出来,由于液体与周围空气的速度差而被撕碎成细水雾/水雾;三是一股/两股来自扩张管的液体射流与另一股/两股来自收缩管的液体射流相互碰撞,将液体射流打散成细水雾;因此本发明四个雾炮的流道结构、各个雾炮分回路hl-sw及其工作压力和流量的数字控制,以及扩张管射流与收缩管射流碰撞,促进水雾化;本发明通过四个雾炮的动作组合,进而可以喷射一层扩张/两层扩张/一层收缩/两层收缩/一层扩张一层收缩/一层扩张两层收缩/两层扩张一层收缩/两层扩张两层收缩共八种水雾,除一层扩张和一层收缩水雾两种水雾以外,其余六种水雾均为尚未见到任何报道的新型水雾;本发明通过泡沫炮/水炮/雾炮单独/组合,具有实施以下二十六种喷射工况的功能:第一种和第二种为,泡沫炮单独喷射,水炮柱状单独喷射;第三种至第十种为,泡沫炮分别与上述八种水雾同时喷射;第十一种至第十八种为,水炮分别与上述八种水雾同时喷射;第十九种至第二十六种为,上述八种水雾分别喷射;现有技术的消防炮仅有泡沫炮单独喷射、水炮柱状单独喷射和水炮雾状单独喷射三种喷射工况,本发明将喷射工况由三种推进至二十六种;当柱炮为贮罐压力式泡沫炮或平衡压力式泡沫炮时,本发明消防炮典型水液压系统,均具有实施第一种、第三种至第十种和第十九种至第二十六种共十七种喷射工况的功能;当柱炮为水炮时,本发明消防炮典型水液压系统,具有实施第二种、第十一种至第二十六种共十七种喷射工况的功能;综上所述,本发明两个实施例所采用的消防炮xfp具有新颖性、创造性和实用性。

本发明消防炮典型水液压系统的两个实施例均配置增压器回路丁hlj-4;对增压器回路丁hlj-4的连接构造和工作机理进一步分述如下:

如图6a所示,增压器回路丁hlj-4包括两个20号水液压泵b20、两个21号水液压泵b21、四个水液压泵数字控制功能阀组以及六个单作用增压缸;所述水液压泵数字控制功能阀组可以采用现有技术或产品(申请号为201910055362.3/201920096332.2的数字控制水液压典型系统回路和申请号为201910054718.1/201920095480.2的数字化控制水液压典型系统回路的实施例分别公开的技术方案:水液压泵数字控制功能阀组二甲2-1和水液压泵数字控制功能阀组二乙2-2)或本发明所述的水液压泵数字控制功能阀组二丙2-3;本发明优选水液压泵数字控制功能阀组二丙2-3;所述六个单作用增压缸为六个结构形状尺寸完全一样的单作用增压缸(单作用增压缸为现有技术产品,具体见下述):即37号单作用增压缸g37、38号单作用增压缸g38、39号单作用增压缸g39、40号单作用增压缸g40、41号单作用增压缸g41和42号单作用增压缸g42;有关备用泵和备用阀组,详见实施例1所述的按照两部一院四个标准文献规定,这里恕不一一赘述;右侧的两个水液压泵数字控制功能阀组二丙2-3的1号水口k1各连接一个21号水液压泵b21,两个21号水液压泵b21的空载启动、流量和压力分别由各自所连接的水液压泵数字控制功能阀组二丙2-3控制;右侧的两个水液压泵数字控制功能阀组二丙2-3的2号水口k2均连接19号进水管jg19,19号进水管jg19上并联24号管gg24、27号管gg27和30号管gg30,24号管gg24、27号管gg27和30号管gg30分别经26号单向阀f26、27号单向阀f27和28号单向阀f28连接71号数字阀f71、73号数字阀f73和75号数字阀f75的进水口;71号数字阀f71、73号数字阀f73和75号数字阀f75的出水口分别连接72号数字阀f72、74号数字阀f74和76号数字阀f76的进水口;上述71号数字阀f71、73号数字阀f73和75号数字阀f75均为二位二通常闭式水液压数字阀,且其结构形状尺寸完全一样;上述72号数字阀f72、74号数字阀f74和76号数字阀f76均为三位四通先导式水液压数字阀,且其结构形状尺寸完全一样,所选滑阀机能都一致,均为滑阀机能一;在增压器回路丁hlj-4中,72号数字阀f72、74号数字阀f74和76号数字阀f76均由三位四通先导式水液压数字阀改为二位四通先导式水液压数字阀使用(详见下述相关文献介绍);所述71号数字阀f71、72号数字阀f72、73号数字阀f73、74号数字阀f74、75号数字阀f75和76号数字阀f76,分别由71号控制电机m71、72号控制电机m72、73号控制电机m73、74号控制电机m74、75号控制电机m75和76号控制电机m76按照输入的脉冲信号进行控制;72号数字阀f72的左工作水口经51号左水管zg51以及25号管gg25中部,由25号管gg25两端分别与37号单作用增压缸g37的活塞缸的有杆腔及38号单作用增压缸g38的活塞缸的无杆腔连通;72号数字阀f72的右工作水口经51号右水管yg51以及26号管gg26中部,由26号管gg26两端分别与37号单作用增压缸g37的活塞缸的无杆腔及38号单作用增压缸g38的活塞缸的有杆腔连通;74号数字阀f74的左工作水口经52号左水管zg52以及28号管gg28中部,由28号管gg28两端分别与39号单作用增压缸g39的活塞缸的有杆腔及40号单作用增压缸g40的活塞缸的无杆腔连通;74号数字阀f74的右工作水口经52号右水管yg52以及29号管gg29中部,由29号管gg29两端分别与39号单作用增压缸g39的活塞缸的无杆腔及40号单作用增压缸g40的活塞缸的有杆腔连通;76号数字阀f76的左工作水口经53号左水管zg53以及31号管gg31中部,由31号管gg31两端分别与41号单作用增压缸g41的活塞缸的有杆腔及42号单作用增压缸g42的活塞缸的无杆腔连通;76号数字阀f76的右工作水口经53号右水管yg53以及32号管gg32中部,由32号管gg32两端分别与41号单作用增压缸g41的活塞缸的无杆腔及42号单作用增压缸g42的活塞缸的有杆腔连通;72号数字阀f72、74号数字阀f74和76号数字阀f76的回水口均与11号回水管hg11连通;上述37号单作用增压缸g37等六个单作用增压缸分为三组:37号单作用增压缸g37和38号单作用增压缸g38为第一组;39号单作用增压缸g39和40号单作用增压缸g40为第二组;41号单作用增压缸g41和42号单作用增压缸g42为第三组;在上述37号单作用增压缸g37、38号单作用增压缸g38、39号单作用增压缸g39、40号单作用增压缸g40、41号单作用增压缸g41和42号单作用增压缸g42中,各个单作用增压缸的活塞在活塞缸内的初始位置的尺寸有以下四个特征:其一,在第一组中位于左侧的37号单作用增压缸g37的活塞右端面与其活塞缸右工作接口的距离为v′,且该活塞左端面与其活塞缸左工作接口的距离为v″,在第二组中位于左侧的39号单作用增压缸g39的活塞右端面与其活塞缸右工作接口的距离为v′+d,在第三组中位于左侧的41号单作用增压缸g41的活塞右端面与其活塞缸右工作接口的距离为v′+2d,即在各组中位于左侧的单作用增压缸的活塞在活塞缸内的初始位置的尺寸之间,呈现从左向右的顺序递增的特征;其二,在第一组中位于右侧的38号单作用增压缸g38的活塞右端面与其活塞缸右工作接口的距离为v′+6d,在第二组中位于右侧的40号单作用增压缸g40的活塞右端面与其活塞缸右工作接口的距离为v′+5d,在第三组中位于右侧的42号单作用增压缸g42的活塞右端面与其活塞缸右工作接口的距离为v′+4d,即在各组中位于右侧的单作用增压缸的活塞在活塞缸内的初始位置的尺寸之间,呈现从左向右的顺序递减的特征;其三,第一组的37号单作用增压缸g37、38号单作用增压缸g38各自的活塞右端面与其活塞缸右工作接口的距离之和是2v′+6d,第二组的39号单作用增压缸g39、40号单作用增压缸g40各自的活塞右端面与其活塞缸右工作接口的距离之和也是2v′+6d,第三组的41号单作用增压缸g41、42号单作用增压缸g42各自的活塞右端面与其活塞缸右工作接口的距离之和仍然是2v′+6d,即各组内的两个单作用增压缸各自的活塞右端面与其活塞缸右工作接口的距离之和均为2v′+6d,呈现数值相等的特征;其四,在上述相关尺寸中,v′>0,v″>0,d>0,即在任何时候,各单作用增压缸的左工作接口和右工作接口均呈现不被活塞封闭的特征;基于37号单作用增压缸g37、38号单作用增压缸g38、39号单作用增压缸g39、40号单作用增压缸g40、41号单作用增压缸g41和42号单作用增压缸g42各自的活塞在活塞缸内的初始位置的尺寸的上述四个特征,基于72号数字阀f72与37号单作用增压缸g37和38号单作用增压缸g38之间的连接构造,基于74号数字阀f74与39号单作用增压缸g39和40号单作用增压缸g40之间的连接构造,基于76号数字阀f76与41号单作用增压缸g41和42号单作用增压缸g42之间的连接构造,从而通过72号数字阀f72、74号数字阀f74和76号数字阀f76分别在各自的右边换向位置与左边换向位置之间循环交替切换,保证第一组的37号单作用增压缸g37和38号单作用增压缸g38能够同步反向运动,动作协调;保证第二组的39号单作用增压缸g39和40号单作用增压缸g40能够同步反向运动,动作协调;保证第三组的41号单作用增压缸g41和42号单作用增压缸g42能够同步反向运动,动作协调;保证增压器回路丁hlj-4的六个单作用增压缸之间动作协调,运行平稳,且实现数字化控制连续增压节能;在37号单作用增压缸g37、38号单作用增压缸g38、39号单作用增压缸g39、40号单作用增压缸g40、41号单作用增压缸g41和42号单作用增压缸g42各自的排水单向阀或排水单向阀块与下游连接处的管路一端外侧,分别配置24号流量传感器ll24、25号流量传感器ll25、27号流量传感器ll27、28号流量传感器ll28、30号流量传感器ll30和31号流量传感器ll31;在71号数字阀f71、73号数字阀f73和75号数字阀f75的出水口外侧,分别配置有26号流量传感器ll26、29号流量传感器ll29和32号流量传感器ll32;左侧的两个水液压泵数字控制功能阀组二丙2-3的1号水口k1各连接一个20号水液压泵b20,两个20号水液压泵b20的空载启动、流量和压力分别由各自所连接的水液压泵数字控制功能阀组二丙2-3控制;左侧的两个水液压泵数字控制功能阀组二丙2-3的2号水口k2均连接20号进水管jg20,20号进水管jg20经4号吸水管xg4,并联37号单作用增压缸g37、38号单作用增压缸g38、39号单作用增压缸g39、40号单作用增压缸g40、41号单作用增压缸g41和42号单作用增压缸g42的吸水流道,4号排水管pg4并联37号单作用增压缸g37、38号单作用增压缸g38、39号单作用增压缸g39、40号单作用增压缸g40、41号单作用增压缸g41和42号单作用增压缸g42的排水流道;来自20号水液压泵b20的中/低压水,经20号进水管jg20,并由4号吸水管xg4分流送入上述37号单作用增压缸g37等六个单作用增压缸连续增压为高压-超高压水或中压/中高压水,然后汇流入4号排水管pg4;4号排水管pg4用于连通水液压系统下游的水液压控制元件,并将经上述37号单作用增压缸g37等六个单作用增压缸连续增压的高压-超高压水或中压/中高压水送进水液压系统下游的水液压执行元件;在11号回水管hg11靠水箱一端的内孔,在19号进水管jg19和20号进水管jg20靠各自所连接的水液压泵数字控制功能阀组二丙2-3一端的内孔,均安装有带销钉的分流套筒xd,以促进执行机构平稳运行;水箱配置有液位传感器yw;过滤器glq依次经37号管gg37、37号单向阀f37、83号数字阀f83和38号管gg38连接水箱;83号数字阀f83为二位二通常闭式水液压数字阀,由83号控制电机m83按照输入的脉冲信号进行控制,进而根据液位传感器yw的检测和反馈信号,及时自动打开83号数字阀f83,过滤器glq上游的供水水源依次经过滤器glq、37号管gg37、37号单向阀f37、83号数字阀f83和38号管gg38,向水箱供水;过滤器glq属于现有技术,其选用和安装参阅文献:中华人民共和国住房和城乡建设部.gb50898-2013细水雾灭火系统技术规范〔s〕.北京:中国计划出版社,2015:1~36,以及文献:中国建筑标准设计研究院.细水雾灭火系统选用与安装12ss209〔m〕.北京:中国计划出版社,2015:1~120等文献;按照文献:成大先.机械设计手册第六版第1卷〔m〕.北京:化学工业出版社,2016:2-27~2-43所摘编的gb/t16675.1-2012有关“图样画法的简化表示法”,将图6a中的四个水液压泵数字控制功能阀组二丙2-3进行简化,即有如图6b所示的增压器回路丁hlj-4示意图;图7a、图7b和图7c中的增压器回路丁hlj-4,以及图8a、图8b和图8c中的增压器回路丁hlj-4,均按照图6b的简化画法;

上述增压器回路丁hlj-4配置的单作用增压缸是如图1所示的单作用增压缸,该单作用增压缸为推力水液压缸(申请号201810287328.4/201820457675.2)实施例1带柱塞缸组件的单作用推力水液压缸(又称:单作用增压缸或单作用增压器);图1为该单作用增压缸的图形符号与尺寸标注示意图;在图1标注的尺寸中,d'为活塞的直径,d'为柱塞的直径,活塞的面积与柱塞的面积之比就是增压器的增压比i;本发明消防炮典型水液压系统在借鉴现有的油液压技术的增压缸增压节能机理基础上创造性地率先在水液压领域发明了上述增压器回路丁hlj-4;本发明人2020年4月17日申请的发明/实用新型水液压数字化控制典型系统回路(申请号:202010302381.4/202020569404.3),在所采用的增压器回路甲hlj-1、增压器回路乙hlj-2和增压器回路丙hlj-3中,配置的单作用增压缸的数量均为质数,即分别配置七个、五个和三个单作用增压缸,并采取与此相应的连接构造;增压器回路丁hlj-4所配置的单作用增压缸的数量为合数,即配置六个单作用增压缸,并采取与此相应的连接构造;增压器回路丁hlj-4将六个单作用增压缸分为三组,每组两个单作用增压缸,组的数量“3”和各组内单作用增压缸的数量“2”均为质数,由此将一个合数“6”变为两个质数“3”和“2”,从而各个单作用增压缸的活塞在活塞缸内的初始位置的尺寸有前述四个特征(详见上述介绍,这里恕不一一赘述);虽然增压器回路丁hlj-4的上述四个特征中的第四个特征,与增压器回路甲hlj-1、增压器回路乙hlj-2和增压器回路丙hlj-3略有相同,但是增压器回路丁hlj-4的上述四个特征中的前三个特征,与增压器回路甲hlj-1、增压器回路乙hlj-2和增压器回路丙hlj-3则完全不同;基于增压器回路丁hlj-4的上述四个特征,进而保证增压器回路丁hlj-4的六个单作用增压缸之间动作协调,运行平稳,且实现数字化控制连续增压节能;增压器回路丁hlj-4与增压器回路甲hlj-1、增压器回路乙hlj-2和增压器回路丙hlj-3的区别还在于:前者配置水液压泵数字控制功能阀组二丙2-3,而后者则配置水液压泵数字控制功能阀组二甲2-1;前者用于消防装备需配置备用泵及其备用阀组,后者用于非消防装备则没有这个配置;上述情况表明,在配置、构造和工作机理上,增压器回路丁hlj-4与增压器回路甲hlj-1、增压器回路乙hlj-2和增压器回路丙hlj-3,都是具有各自的新颖性、创造性和实用性的增压器回路;在本发明消防炮典型水液压系统的上述两个实施例中,所配置的三位四通先导式水液压数字阀的滑阀机能的编号详见水液压数字阀(申请号201810656121.x/201820972345.7)的实施例公开的技术方案;有关滑阀机能切换与执行机构运行效果的关系,可参阅文献,陈愈,沈关耿,徐国俊,黄人豪,赵振厚.液压阀〔m〕.北京:中国铁道出版社,1982:43~53;在增压器回路丁hlj-4中,分别将72号数字阀f72、74号数字阀f74和76号数字阀f76,由三位四通先导式水液压数字阀改为二位四通先导式水液压数字阀使用;该技术使阀芯在右边换向位置和左边换向位置上工作,不使阀芯在中间位置停留,中间位置的机能仅仅是在阀芯由左向右换向/由右向左换向时的瞬间过渡机能;该技术及其在图6a、图6b、图7a、图7b、图7c、图8a、图8b和图8c中的图形符号均借鉴文献,陈愈,沈关耿,徐国俊,黄人豪,赵振厚.液压阀〔m〕.北京:中国铁道出版社,1982:37~38和83~89所介绍的油液压相关技术;所述分流套筒xd,为带柱塞缸组件的推力水液压缸的一个组件,该分流套筒xd有净化、低温、稳压和匀速作用;有关该分流套筒xd的净化、低温、稳压和匀速作用机理,可参阅所述推力水液压缸(申请号201810287328.4/201820457675.2)的实施例公开的技术方案;该分流套筒xd安装并定位在接头为内螺纹/外螺纹的进水管/回水管内孔的一端,其内部结构分别如图4和图5所示,该示意图均引用数字控制水液压典型系统回路(申请号201910055362.3/201920096332.2)的实施例公开的技术方案;所述控制电机均为现有技术的步进电机或直线电机,其工作原理可参阅资料,文献一:成大先.机械设计手册第六版第4卷〔m〕.北京:化学工业出版社,2016:18-195~18-201;文献二:孙辉.直控式水压数字节流阀的研究〔d〕.武汉:武汉科技学院,2007:42~57;文献三:邹建.数字式水压溢流阀的性能分析及结构设计〔d〕.昆明:昆明理工大学,2010:62~68;上述限位传感器、姿态传感器、编码器、扭矩传感器、位移传感器、流量传感器、压力传感器、线速度传感器和液位传感器,均为现有技术,其选用及安装参阅文献一:成大先.机械设计手册第六版第4卷〔m〕.北京:化学工业出版社,2016:18-245~18-273;文献二:黄志坚.智能液压气动元件及控制系统〔m〕.北京:化学工业出版社,2018:109~144;上述夜视仪、倾斜相机、高清摄像头、摄像头传感器、光线强度传感器、火焰光谱/光电传感器、红外热像仪、烟雾传感器、燃气浓度传感器、气体分析仪、复合式气体检测仪、温/湿度传感器、辐射热传感器、风速/风向传感器、红外线距离传感器、mic传感器、防爆传感器、声光报警传感器、导航传感器、陀螺仪、数字罗盘、避障传感器、高度计、加速度计、磁场强度霍尔传感器、rfid地标传感器和寻迹传感器均为现有技术,其配置、选用和安装,可以参阅文献一:中华人民共和国公安部.ga892.1-2010消防机器人第1部分:通用技术条件〔s〕.北京:中国标准出版社,2010:1~16,文献二:国家市场监督管理总局,中国国家标准化管理委员会.民用多旋翼无人机系统试验方法〔s〕.北京:中国标准出版社,2019:1~28,文献三.中华人民共和国建设部.gb50338-2003固定消防炮灭火系统设计规范〔s〕.北京:中国计划出版社,2003:1~19,以及文献四:中国建筑标准设计研究院.室内固定消防炮选用及安装08s208〔m〕.北京:中国计划出版社,2009:1~56,文献五:南江林.消防无人机研究与应用前景分析〔j〕.消防科学与技术,2017(8):1105~1112,文献六:刘志勇.智能巡检灭火机器人的设计〔d〕.大连:大连工业大学,2017:9~66等文献;

对水液压泵数字控制功能阀组二丙2-3和数字控制双向安全阀组三甲3-1,分别介绍如下:

如图2a和图2b所示,水液压泵数字控制功能阀组二丙2-3,包括泵控阀块bk、8号数字阀f8、9号数字阀f9、100号数字阀f100和77号数字阀f77;泵控阀块bk进水流道与上游水液压泵连接的一端有1号水口k1,泵控阀块bk进水流道通往下游的一端有2号水口k2;自1号水口k1往2号水口k2方向,在进水流道上,依次安装有,2号单向阀f2、77号数字阀f77、13号单向阀f13、9号数字阀f9和3号单向阀f3;2号单向阀f2与77号数字阀f77进水口之间的流道,有与100号数字阀f100进水口连接的接口,以及与水压力表b1的进水流道连接的接口;77号数字阀f77出水口与9号数字阀f9进水口之间流道,依次有13号单向阀f13和与8号数字阀f8进水口连接的接口;泵控阀块bk的3号水口k3和4号水口k4均可与水箱连接,其中100号数字阀f100的出水口经14号单向阀f14与3号水口k3连接,8号数字阀f8的出水口经15号单向阀f15与4号水口k4连接;100号数字阀f100为二位二通常开式水液压数字阀,由100号控制电机m100按照输入的脉冲信号控制,用于空载启动;77号数字阀f77为二位二通常闭式水液压数字阀,由77号控制电机m77按照输入的脉冲信号控制,作为进水流道的数字控制的开关阀;77号数字阀f77打开,能使来自上游水液压泵的压力水,经泵控阀块bk的1号水口k1、2号单向阀f2、77号数字阀f77、13号单向阀f13、9号数字阀f9、3号单向阀f3和2号水口k2,继续朝下游的水液压缸和/或水液压马达的方向流动;77号数字阀f77关闭,能使来自上游水液压泵的压力水,经泵控阀块bk的1号水口k1、2号单向阀f2、100号数字阀f100、14号单向阀f14和3号水口k3,流入水箱卸荷;8号数字阀f8为二位二通常开式水液压数字阀,由8号控制电机m8控制,按照输入的脉冲信号控制水液压泵的工作压力;9号数字阀f9为二位二通常开式水液压数字阀,由9号控制电机m9控制,按照输入的脉冲信号控制水液压泵的流量;100号控制电机m100、77号控制电机m77、8号控制电机m8和9号控制电机m9均无脉冲信号,水液压泵空载启动;100号控制电机m100、77号控制电机m77、8号控制电机m8和9号控制电机m9均有脉冲信号,水液压泵分别按照9号控制电机m9输入的脉冲信号和8号控制电机m8输入的脉冲信号进行流量和压力控制;水压力表b1跟踪显示水液压泵工作压力;

图3为数字控制双向安全阀组三甲3-1的回路示意图,该示意图引用数字控制水液压典型系统回路(申请号201910055362.3/201920096332.2)的实施例公开的技术方案;如图3所示,所述数字控制双向安全阀组三甲3-1,包括安全阀块y、10号数字阀f10和11号数字阀f11;安全阀块y有左侧的10号水口k10、12号水口k12和右侧的11号水口k11、13号水口k13,左侧的10号水口k10、12号水口k12内侧有贯通安全阀块y两端的左流道,右侧的11号水口k11、13号水口k13内侧有贯通安全阀块y两端的右流道;在安全阀块y的上侧流道,10号数字阀f10的进水口与左流道连接,10号数字阀f10的出水口,经5号单向阀f5与右流道连接;在安全阀块y的下侧流道,11号数字阀f11的进水口与右流道连接,11号数字阀f11的出水口,经4号单向阀f4与左流道连接;所述10号数字阀f10和11号数字阀f11分别为10号控制电机m10和11号控制电机m11操纵的二位二通常闭式水液压数字阀;在左流道处于进水、右流道处于回水工序时,当水液压系统在工作中碰到障碍或超载时,水压升高,当超过数字控制双向安全阀组三甲3-1设定压力pa1时,则10号控制电机m10按照输入的脉冲信号,打开10号数字阀f10,使进水侧与回水侧连通,进而使超过数字控制双向安全阀组三甲3-1设定压力pa1的压力水,减压为低于设定压力pa1且为安全回水压力pa2的压力水,并经10号数字阀f10和5号单向阀f5,进入右流道回水,从而,该阀组三甲3-1所控制的执行机构实现缓冲和平衡,减少乃至避免偏载与倾覆,减少震动,减少或防止液压冲击,进而平稳运行的有益效果;同理,在右流道处于进水、左流道处于回水工序时,虽然水流方向不同,所经过的流道和水液压控制元件不同,但是机理相同,效果一样;所述数字控制双向安全阀组三甲3-1作为通用的水液压功能阀组,其设定压力pa1/pb1的数值,应根据配置该阀组的军用/民用装备各自的操作方法/工艺条件确定,一般为7mpa~100mpa,优选为7mpa~63mpa;而其安全回水压力pa2/pb2的数值,也应根据配置该阀组的军用/民用装备各自的操作方法/工艺条件确定,一般为0.1mpa~1.0mpa,优选为0.1mpa~0.63mpa;

本发明消防炮典型水液压系统相关数字控制功能阀组和水液压元件可选择现有技术或产品,优先采用本发明人已经申请的发明/实用新型及其申请号,具体为:斜盘滑靴式轴向柱塞水液压泵或马达为201810287197.x/201820460640.4,多作用轴向球塞式水液压马达或泵为201810287145.2/201820458479.7,推力水液压缸为201810287328.4/201820457675.2,水液压数字阀为201810656121.x/201820972345.7,数字控制水液压典型系统回路为201910055362.3/201920096332.2;具体地说,优先采用上述发明的相关数字控制功能阀组是,上述实施例中的数字控制双向安全阀组为数字控制水液压典型系统回路(申请号201910055362.3/201920096332.2)的实施例公开的技术方案;优先采用上述发明/实用新型的相关水液压元件是,上述实施例中的水液压泵均为上述斜盘滑靴式轴向柱塞水液压泵或马达(申请号201810287197.x/201820460640.4)和多作用轴向球塞式水液压马达或泵(申请号201810287145.2/201820458479.7)的实施例公开的技术方案;上述实施例中的水液压马达均为上述斜盘滑靴式轴向柱塞水液压泵或马达(申请号201810287197.x/201820460640.4)和多作用轴向球塞式水液压马达或泵(申请号201810287145.2/201820458479.7)的实施例公开的技术方案;上述实施例中的三位四通先导式水液压数字阀,上述实施例中的二位二通常闭式水液压数字阀和二位二通常开式水液压数字阀均为上述水液压数字阀(申请号201810656121.x/201820972345.7)的实施例公开的技术方案;控制电机为上述水液压数字阀(申请号201810656121.x/201820972345.7)中的步进电机或直线电机;上述实施例中的单作用增压缸为推力水液压缸(申请号201810287328.4/201820457675.2)的实施例1公开的技术方案;单向阀可选择上述推力水液压缸(申请号201810287328.4/201820457675.2)所公开的单向吸水阀或单向排水阀或单向吸水阀块或单向排水阀块;带销钉的分流套筒xd为上述推力水液压缸(申请号201810287328.4/201820457675.2)的实施例1和实施例2中所述的带柱塞缸组件的推力水液压缸的一个组件;众所周知,水液压元件包括水液压泵、水液压阀、水液压缸和水液压马达等;水液压元件是通用配件,与同步带、滚子链和轴承等通用配件一样,可以在各种装备中配置使用;水液压阀组包括两个以上(含两个)的水液压阀和安装该水液压阀的阀块;水液压阀组以及分流套筒都是通用配件,与密封圈、电机和减速箱等通用配件一样,也可以在各种装备中配置使用;虽然上述两个实施例分别配置了本发明人已经申请的发明/实用新型所公开的技术方案中的通用配件--部分水液压元件和部分水液压阀组以及分流套筒,但是,本发明消防炮典型水液压系统的新颖性、创造性和实用性在于,一是消防炮是一个力的封闭系统,拉杆为纯拉伸的杆件;二是四个雾炮的流道结构、各雾炮分回路及其压力和流量的数字化控制,以及扩张管射流与收缩管射流碰撞,促进水雾化;三是四个雾炮可以喷射八种水雾;四是通过泡沫炮/水炮/雾炮单独/组合,消防炮具有实施二十六种喷射工况的功能;五是通过多项技术创新,提高消防无人机/消防机器人的耐高温自保护、续航、承载和灭火作战能力,以及室内/外固定的消防炮的耐高温自保护和灭火作战能力;六是实施例1采用水液压马达驱动的回路,且两个实施例均配置细水雾保护回路和增压器回路丁,分别配置1号仪器设备/2号仪器设备,更加符合安全、节能、防爆和消防灭火作战的相关要求(详见前述本发明的有益效果,这里恕不一一赘述)。

以上对本发明的具体描述旨在说明具体实施方案的实现方式,不能理解为是对本发明的限制。

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