CN1385220A - 全自动灭火剂喷射装置 - Google Patents

Abstract

本发明属消防安全设备领域,特别涉及一种微电脑红外自寻址初期火源(阴燃)探测报警定量射水智能灭火装置,其特征在于:含有进水接口管(2)、垂直水轴(8)、水平旋转水轴(18)、上固定仓盖(4)、下旋转仓体(6)、下旋转仓体固定托盖(17)、射水旋转枪体(20)a、射水旋转枪体(20)b、主控部分(27)、垂直热释电火焰传感器(22)、水平热释电火焰传感器(34)、火焰信号左启动探头(37)、火焰信号右启动探头(38)、烟粒子传感器(39)。

Description

全自动灭火剂喷射装置

本发明属消防安全设备领域，特别涉及一种微电脑红外自动寻址初期火源(阴燃)探测报警定量射水智能灭火装置。

目前，在消防安全设备领域普遍采用玻璃泡感温喷淋灭火装置。这种装置存在许多灭火盲点，而且在具体操作中往往会造成大量的水资源浪费。

本发明的目的在于提供一种结构简单，能灵敏发现和探测到初期火源的准确位置，并能自动定量射水，同时能及时向***或值班室报警的红外自动寻址探测报警定量射水智能灭火器。

本发明的技术解决方案可依如下方式实现：

本发明烟粒子信号传感器、火焰启动探头接收红外明火信号或阴燃烟粒子信号后，将信号送入CPU，再由CPU发出控制指令驱动水平步进电机带动水平热释电火焰探头作水平圆周搜寻，当搜寻到火源位置后，由CUP向水平步进电机发出停止指令，同时再由CPU向垂直步进电机发出控制指令驱动垂直步进电机带动垂直热释电火焰探头作从下往上的垂直转动，搜寻到火源位置后，由CPU向垂直步进电机发出停止指令，这样水平和垂直交叉定位X和Y轴的零点即是火源位置。然后CPU发出控制指令开启电磁阀门，水由射水旋转枪体喷咀射向火源位置。在指定周期内如无火源信号，停止射水。在此同时向***或值班室报警，同时向***发出位置信号，指示出火源发生的位置信号编码。

本发明含有：进水接口管、垂直水轴、水平旋转水轴、上固定仓盖、下旋转仓体、下旋转仓体固定托盖、射水旋转枪体a、射水旋转枪体b、主控部分、垂直热释电火焰传感器、水平热释电火焰传感器、火焰信号左启动探头、火焰信号右启动探头、烟粒子传感器；所述下旋转仓体经支撑轴套与垂直水轴套接；所述上固定仓盖置于下旋转仓体之上；在所述下旋转仓体腔体内水平设有隔板；水平从动轮套接于垂直水轴上且位于隔板与下旋转仓体固定托盖之间；在下旋转仓体固定托盖下部设有水平步进电机；水平步进电机的主动轮与水平从动轮啮合；所述进水接口管与垂直水轴套接；进水接口管的端部接上固定仓盖；所述下旋转仓体固定托盖的下部配有三通；所述三通垂直入水口与垂直水轴的下出水口相通；所述水平旋转水轴通过水平旋转水轴轴套与三通的两水平出水口相接；水平旋转水轴的中部附近设有数个入水口；所述水平旋转水轴的两出水口分别设有射水旋转枪体a、射水旋转枪体b；所述射水旋转枪体a上纵向设有垂直瞄准孔、射水孔；所述瞄准孔与射水孔平行；射水孔与水平旋转水轴相通且呈90度夹角；所述水平旋转水轴的一侧固定套有垂直从动轮；在所述三通上配有垂直步进电机；所述垂直步进电机的主动轮与垂直从动轮相啮合；所述烟粒子传感器置于下旋转仓体固定托盖上；火焰信号左启动探头与火焰信号右启动探头分别置于射水旋转枪体a与射水旋转枪体b之上；所述垂直热释电火焰传感器配于射水旋转枪体a的内腔，其端部对应垂直瞄准孔；所述水平热释电火焰传感器置于固定下旋转仓体固定托盖上且与射水旋转枪体平行的传感器瞄准夹板之上；所述主控部分为CPU；所述垂直热释电火焰传感器、水平热释电火焰传感器、火焰信号左启动探头、火焰信号右启动探头、烟粒子传感器的输出端分别接CPU输入端；CPU输出端分别接水平步进电机、垂直步进电机、电磁阀、信号报警部分。

本发明在所述下旋转仓体上可水平设有静旋转罩仓托架；在所述静旋转罩仓托架的下部固定设有静旋转罩仓；在所述下旋转仓体的外侧水平设有动旋转罩仓托架；所述动旋转罩仓托架可以垂直水轴为轴沿下旋转仓体的侧壁相对转动；在所述动旋转罩仓托架上设有动旋转罩仓从动轮；所述动旋转罩仓从动轮与垂直水轴同轴；在所述下旋转仓体上设有动旋转罩仓驱动步进电机；动旋转罩仓驱动步进电机主动轮与动旋转罩仓从动轮内齿相啮合；在动旋转罩仓托架的下部设有动旋转罩仓；所述动旋转罩仓驱动步进电机的输入端与主控部分CPU的输出端相接。

本发明在所述水平从动轮上设有水平限位开关触头；在下旋转仓体上对应水平限位开关触头位置设有水平限位开关；在所述垂直从动轮上设有垂直限位开关触头；在所述三通上对应垂直限位开关触头的位置设有垂直限位开关；在所述静旋转罩仓托架上设有动旋转罩仓限位开关；在所述动旋转罩仓从动轮上沿径向对应动旋转罩仓限位开关位置分别设有动旋转罩仓限位开关触头A、动旋转罩仓限位开关触头B；所述水平限位开关、垂直限位开关、动旋转罩仓限位开关分别接主控部分CPU输入端。

本发明在三通与垂直水轴、水平旋转水轴的接合部可配有水封。

本实用新型结构简单，安装方便，能灵敏地发现和探测到初期火源的准确位置，并能有效地消灭初期火源所引起的火灾，减少由火灾引起的财产损失和人员伤亡，扼止了水资源的浪费和水害损失。另外，本装置还能及时向***或值班室报警以及与现有报警***相兼容，使得相关人员能够及时赶到火灾现场并及时进行处理。

下面结合附图详述本发明的最佳实施方案：

图1为本发明的主视图；

图2为本发明的后视图；

图3为本发明水平旋转水轴结构示意图；

图4为本发明工作路线示意图；

图5为本发明射水旋转枪体结构示意图；

图6为本发明主视图的局部放大示意图；

图7为本发明主控部分电路原理框图；

图8为本发明主控部分电路原理图；

图9为本发明装配总图；

图10为本发明动旋转罩仓从动轮49与动旋转罩仓驱动步进电机主动轮51装配关系结构示意图；

如图所示，本发明含有：进水接口管2、垂直水轴8、水平旋转水轴18、上固定仓盖4、下旋转仓体6、下旋转仓体固定托盖17、射水旋转枪体20a、射水旋转枪体20b、主控部分27、垂直热释电火焰传感器22、水平热释电火焰传感器34、火焰信号左启动探头37、火焰信号右启动探头38、烟粒子传感器39；所述下旋转仓体6经支撑轴套12与垂直水轴8套接；所述上固定仓盖4置于下旋转仓体6之上；在所述下旋转仓体6腔体内水平设有隔板59；水平从动轮31套接于垂直水轴8上且位于隔板59与下旋转仓体固定托盖17之间；在下旋转仓体固定托盖17下部设有水平步进电机28；水平步进电机28的主动轮与水平从动轮31啮合；所述进水接口管2与垂直水轴8套接；进水接口管2的端部接上固定仓盖4；所述下旋转仓体固定托盖17的下部配有三通16；所述三通16垂直入水口与垂直水轴8的下出水口相通；所述水平旋转水轴18通过水平旋转水轴轴套56与三通16的两水平出水口相接；水平旋转水轴(18)的中部附近设有数个入水口19：所述水平旋转水轴18的两出水口分别设有射水旋转枪体20a、射水旋转枪体20b；所述射水旋转枪体20a上纵向设有垂直瞄准孔24、射水孔21；所述瞄准孔24与射水孔21平行；射水孔21与水平旋转水轴18相通且呈90度夹角；所述水平旋转水轴18的一侧固定套有垂直从动轮33；在所述三通16上配有垂直步进电机29；所述垂直步进电机29的主动轮与垂直从动轮33相啮合；所述烟粒子传感器39置于下旋转仓体固定托盖17上；火焰信号左启动探头37与火焰信号右启动探头38分别置于射水旋转枪体20a与射水旋转枪体20b之上；所述垂直热释电火焰传感器22配于射水旋转枪体20a的内腔，其端部对应垂直瞄准孔24；所述水平热释电火焰传感器34置于固定下旋转仓体固定托盖17上且与射水旋转枪体平行的传感器瞄准夹板57之上；所述主控部分为CPU；所述垂直热释电火焰传感器22、水平热释电火焰传感器34、火焰信号左启动探头37、火焰信号右启动探头38、烟粒子传感器39的输出端分别接CPU输入端；CPU输出端分别接水平步进电机28、垂直步进电机29、电磁阀60、信号报警部分61。在所述下旋转仓体6上水平设有静旋转罩仓托架62；在所述静旋转罩仓托架62的下部固定设有静旋转罩仓47；在所述下旋转仓体6的外侧水平设有动旋转罩仓托架66；所述动旋转罩仓托架66可以垂直水轴8为轴沿下旋转仓体6的侧壁相对转动；在所述动旋转罩仓托架66上设有动旋转罩仓从动轮49；所述动旋转罩仓从动轮49与垂直水轴8同轴；在所述下旋转仓体6上设有动旋转罩仓驱动步进电机50；动旋转罩仓驱动步进电机50主动轮51与动旋转罩仓从动轮49内齿相啮合；在动旋转罩仓托架66的下部设有动旋转罩仓48；所述动旋转罩仓驱动步进电机50的输入端与主控部分CPU的输出端相接。所述水平从动轮31上设有水平限位开关触头44；在下旋转仓体6上对应水平限位开关触头44位置设有水平限位开关45；在所述垂直从动轮33上设有垂直限位开关触头43；在所述三通16上对应垂直限位开关触头43的位置设有垂直限位开关42；在所述静旋转罩仓托架62上设有动旋转罩仓限位开关69；在所述动旋转罩仓从动轮49上沿径向对应动旋转罩仓限位开关69位置分别设有动旋转罩仓限位开关触头A72、动旋转罩仓限位开关触头B73；所述水平限位开关45、垂直限位开关42、动旋转罩仓限位开关69分别接主控部分CPU输入端。在三通16与垂直水轴8、水平旋转水轴18的接合部配有水封。如图8所示，本发明控制部分是由单片微处理器IC1AT89C51、可编程监控器IC2X5045、晶体、光电藕合器等构成。单片微处理器IC1AT89C51，管脚2是火焰信号左启动探头37的输入口，引入端子XZ。管脚3是火焰信号右启动探头38的输入口，引入端子XY。管脚4是水平热释电火焰传感器34的输入口，引入端子XA。管脚5是垂直热释电火焰传感器22的输入口，引入端子XB。管脚6是烟粒子传感器39的输入口，引入端子XE。管脚17是水平限位开关45的输入口，经光电藕合器U3，引入端子XK1。管脚18是垂直限位开关42的输入口，经光电藕合器U4，引入端子XK2，管脚19是旋转罩仓限位开关的输入口，经光电藕合器U5，引入端子RXT。管脚27是水平步进电机28的数字信号开或关输出口，经光电藕合器U11，输出端子OUTO。管脚28是水平步进电机28数字信号的正或反转控制输出口，经光电藕合器U10，输出端子OUT1。管脚29是垂直步进电机29数字信号的开或关输出控制口，经光电藕合器U9，端子OUT2输出。管脚30是垂直步进电机29数字信号的正或反转输出控制口，经光电藕合器U8，端子OUT3输出。管脚26是电磁阀60开或关输出口，经三极管Q1、继电器K3，输出端子OUT5A、OUT5B输出。OUT5A、OUT5B输出端接电磁阀60的两个引线端。管脚25是动旋转罩仓驱动步进电机50数字信号的开或关输出口，经光电藕合器U12，端子OUT7输出。管脚31是动旋转罩仓驱动步进电机50数字信号的正或反转控制输出口，经光电藕合器U7，端子OUT4输出。管脚43是报警信号部分61的输出口，经光电藕合器U6，端子OUT6输出。晶体X频率为12M，接第20和21管脚。可编程监控器IC2X5045的1脚接单片微处理器IC1AT89C51的40，2接37，5接39，6接38，7接10。管脚44接正电源。

本发明的目的是这样实现的：当有烟粒子或火焰信号时，烟粒子传感器或火焰信号启动探头分别探测到微量烟粒子信号或火焰信号后把信号送到主控部分CPU(IC1AT89C51)，主控部分CPU(IC1AT89C51)随即发出指令，使动旋转罩仓驱动步进电机50驱动半球形动旋转罩仓48转动与半球形静旋转罩仓47相重合，从而使传感器瞄准夹板57、射水旋转枪体20a、射水旋转枪体20b等工作部件露出旋转罩仓，同时使水平步进电机28驱动下旋转仓体固定托盖17转动(下旋转仓体固定托盖17与下旋转仓体6通过螺栓固定为一体)，由于下旋转仓体固定托盖17的转动，由其承载的传感器瞄准夹板57、射水旋转枪体20a、射水旋转枪体20b等工作部件也随之旋转，使水平热释电火焰传感器34通过传感器瞄准夹板57向左或右进行扫描探测火焰的具***置，如图4所示。当主控部分CPU(IC1AT89C51)收到水平热释电火焰传感器34的脉冲信号后立即发出水平步进电机28的停机信号，同时由CPU(IC1AT89C51)向垂直步进电机29发出转动信号。垂直步进电机29随即带动射水旋转枪体20a与射水旋转枪体20b转动，由于射水旋转枪体20a(射水旋转枪体20b也可设有射水孔)的射水孔21与瞄准孔24平行，当射水旋转枪体20a与射水旋转枪体20b转动时，瞄准孔24由待机的向下垂直位置由下向上(天棚位置)作垂直扫描(如图4所示)，又因为射水旋转枪体20a与射水旋转枪体20b与传感器瞄准夹板57平行，所以瞄准孔24的垂直扫描运行轨道必能与水平热释电火焰传感器34探测到的火焰位置相交，这种垂直和水平交叉定位即是火源位置。由于垂直热释电火焰传感器22安装在瞄准孔24的后面，所以能够探测到火焰位置并向主控部分CPU(IC1AT89C51)发出脉冲信号，主控部分CPU(IC1AT89C51)收到垂直热释电火焰传感器22发出的脉冲信号后立即向垂直步进电机29发出停机指令使射水孔21正确对准火源位置。主控部分CPU(IC1AT89C51)同时发出控制电磁阀60的指令，电磁阀60开启，管路内的高压水则依次经进水孔1、垂直水轴8、入水口19、水平旋转水轴18、射水旋转枪体20、最后由射水孔21射出，直击火源点。在设定时间内向电磁阀60发出关闭信号，射水停止。如果，此时余火未尽或是另有火源，将重复水平扫描，垂直扫描交叉定位，进行定量射水。如无第二次火源点则回到待命状态。本发明控制部分工作原理：

主控部分27的核心部件是单片微处理器AT89C51，烟粒子传感器39转换器将信号传送到单片微处理器AT89C51，单片微处理器AT89C51发出控制指令使动旋转罩仓步进电机驱动电路50K输出1A正旋转信号，动旋转罩仓驱动步进电机50开始正转，当动旋转罩仓48与静旋转罩仓47相重合时，动旋转罩仓限位开关69闭合，给主控部分27发出正脉冲信号，主控部分27收到旋转罩仓限位开关69信号后立即发出停机指令使动旋转罩仓驱动步进电机50驱动电路50K关闭1A。同时，向水平步进电机28驱动电路28K输出3A正或3B反转信号带动传感器瞄准夹板57做水平360度探测扫描寻找火源位置，当火源位置进入水平热释电火焰传感器34、传感器瞄准夹板57的瞄准夹缝36呈三点一线位置时，水平热释电火焰传感器34发出正脉冲经水平热释电火焰传感器34向主控部分27发出正脉冲，主控部分27关闭正在执行的正转3A或3B反转信号，使水平步进电机28停止转动，使水平热释电火焰传感器34瞄准夹缝36正确对准火源位置。同时，射水旋转枪体20a与射水旋转枪体20b因与瞄准夹缝36(即水平热释电火焰传感器34的指向)平行，所以运行轨道也已对准火源位置。这时，主控部分27向垂直步进电机29驱动电路发出2A正转信号，使垂直步进电机29驱动射水旋转枪体20a与射水旋转枪体20b同步(此时射水孔21由向地面位置开始向天棚方向转动)转动，射水旋转枪体20a上的瞄准孔24对运行轨道上的火源位置进行定点扫描，当火源位置、瞄准孔24、垂直热释电火焰传感器22呈三点一线位置时，垂直热释电火焰传感器22发出脉冲信号经垂直热释电火焰传感器转换器23输出正脉冲信号，主控部分27关闭正在执行的2A或2B使垂直步进电机29停止转动，此时，射水孔21与瞄准孔24正确对准火源位置，主控部分27向管路电磁阀60发出正脉冲信号，电磁阀60开启，管路内的高压水通过进水接口管2、垂直水轴8、三通16、入水口19、水平旋转水轴18、射水旋转枪体20、最后由射水孔21射出直击火源位置。在设定时间内向电磁阀发出停止指令，电磁阀60关闭。如图1所示，3为进水接管连接螺纹，5为引入电源线信号线端口，下旋转仓体6腔体内隔板59上(为引线仓13)可放置接线用可旋转柔性软电缆。7为下旋转仓电源信号线穿过孔，软电缆由此孔引下。9为垂直水轴水密封O形圈，10为垂直水轴水密封圈，11为垂直水轴连接螺纹，14为射水枪体封闭盖(主要起水密封作用)，36为水平热释电火焰传感器瞄准夹缝，40、41为水平旋转水轴18的水密封圈，46为水平旋转水轴18出水孔，47为静旋转罩仓，48为动旋转罩仓，49为动旋转罩仓从动轮，51为动旋转罩仓驱动步进电机主动轮，28K水平步进电机驱动电路，29K垂直步进电机驱动电路，50K动旋转罩仓驱动电机驱动电路。60(DJF)为管路电磁阀，61为信号报警部分BJQ***报警器。垂直限位开关42主要控制射水旋转枪体20a与射水旋转枪体20b转动的角度在360度的范围内。水平限位开关45主要控制水平扫描的角度在360度范围内。如图9所示，63为进水管路，64为储压蓄水箱。65为轴承，其内套接下旋转仓体6，其外套接动旋转罩仓托架66，以保证动旋转罩仓托架66能绕下旋转仓体6作相对转动。67为动旋转罩仓驱动步进电机50的固定托架，其端部接下旋转仓体固定托盖17。当本装置完成工作任务后，动旋转罩仓48开始反向旋转，到初始位置后动旋转罩仓限位开关69闭合，单片微处理器AT89C51接到动旋转罩仓限位开关69闭合信号后，发出停机指令使动旋转罩仓驱动步进电机50停机。如图10所示，72、73分别为动旋转罩仓限位开关触头。

Claims (5)

1、全自动灭火剂喷射装置，其特征在于：含有：进水接口管(2)、垂直水轴(8)、水平旋转水轴(18)、上固定仓盖(4)、下旋转仓体(6)、下旋转仓体固定托盖(17)、射水旋转枪体(20)a、射水旋转枪体(20)b、主控部分(27)、垂直热释电火焰传感器(22)、水平热释电火焰传感器(34)、火焰信号左启动探头(37)、火焰信号右启动探头(38)、烟粒子传感器(39)；所述下旋转仓体(6)经支撑轴套(12)与垂直水轴(8)套接；所述上固定仓盖(4)置于下旋转仓体(6)之上；在所述下旋转仓体(6)腔体内水平设有隔板(59)；水平从动轮(31)固定套接于垂直水轴(8)上且位于隔板(59)与下旋转仓体固定托盖(17)之间；在下旋转仓体固定托盖(17)下部设有水平步进电机(28)；水平步进电机(28)的主动轮与水平从动轮(31)啮合；所述进水接口管(2)与垂直水轴(8)套接；进水接口管(2)的端部接上固定仓盖(4)；所述下旋转仓体固定托盖(17)的下部配有三通(16)；所述三通(16)垂直入水口与垂直水轴(8)的下出水口相通；所述水平旋转水轴(18)通过水平旋转水轴轴套(56)与三通(16)的两水平出水口相接；水平旋转水轴(18)的中部附近设有数个入水口(19)；所述水平旋转水轴(18)的两出水口分别设有射水旋转枪体(20)a、射水旋转枪体(20)b；所述射水旋转枪体(20)a上纵向设有垂直瞄准孔(24)、射水孔(21)；所述瞄准孔(24)与射水孔(21)平行；射水孔(21)与水平旋转水轴(18)相通且呈90度夹角；所述水平旋转水轴(18)的一侧固定套有垂直从动轮(33)；在所述三通(16)上配有垂直步进电机(29)；所述垂直步进电机(29)的主动轮与垂直从动轮(33)相啮合；所述烟粒子传感器(39)置于下旋转仓体固定托盖(17)上；火焰信号左启动探头(37)与火焰信号右启动探头(38)分别置于射水旋转枪体(20)a与射水旋转枪体(20)b之上；所述垂直热释电火焰传感器(22)配于射水旋转枪体(20)a的内腔，其端部对应垂直瞄准孔(24)；所述水平热释电火焰传感器(34)置于固定下旋转仓体固定托盖(17)上且与射水旋转枪体平行的传感器瞄准夹板(57)之上；所述主控部分为CPU；所述垂直热释电火焰传感器(22)、水平热释电火焰传感器(34)、火焰信号左启动探头(37)、火焰信号右启动探头(38)、烟粒子传感器(39)的输出端分别接CPU输入端；CPU输出端分别接水平步进电机(28)、垂直步进电机(29)、电磁阀(60)、信号报警部分(61)。

2、根据权利要求1所述的全自动灭火剂喷射装置，其特征在于：在所述下旋转仓体(6)上水平设有静旋转罩仓托架(62)；在所述静旋转罩仓托架(62)的下部固定设有静旋转罩仓(47)；在所述下旋转仓体(6)的外侧水平设有动旋转罩仓托架(66)；所述动旋转罩仓托架(66)可以垂直水轴(8)为轴沿下旋转仓体(6)的侧壁相对转动：在所述动旋转罩仓托架(66)上设有动旋转罩仓从动轮(49)；所述动旋转罩仓从动轮(49)与垂直水轴(8)同轴，在所述下旋转仓体(6)上设有动旋转罩仓驱动步进电机(50)；动旋转罩仓驱动步进电机(50)主动轮(51)与动旋转罩仓从动轮(49)内齿相啮合；在动旋转罩仓托架(66)的下部设有动旋转罩仓(48)；所述动旋转罩仓驱动步进电机(50)的输入端与主控部分CPU的输出端相接。

3、根据权利要求1或2所述的全自动灭火剂喷射装置，其特征在于：所述水平从动轮(31)上设有水平限位开关触头(44)；在下旋转仓体(6)上对应水平限位开关触头(44)位置设有水平限位开关(45)；在所述垂直从动轮(33)上设有垂直限位开关触头(43)；在所述三通(16)上对应垂直限位开关触头(43)的位置设有垂直限位开关(42)；在所述静旋转罩仓托架(62)上设有动旋转罩仓限位开关(69)；在所述动旋转罩仓从动轮(49)上沿径向对应动旋转罩仓限位开关(69)位置分别设有动旋转罩仓限位开关触头A(72)、动旋转罩仓限位开关触头B(73)  所述水平限位开关(45)、垂直限位开关(42)、动旋转罩仓限位开关(69)分别接主控部分CPU输入端。

4、根据权利要求1或2所述的全自动灭火剂喷射装置，其特征在于：在三通(16)与垂直水轴(8)、水平旋转水轴(18)的接合部配有水封。

5、根据权利要求3所述的全自动灭火剂喷射装置，其特征在于：在三通(16)与垂直水轴(8)、水平旋转水轴(18)的接合部配有水封。

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