一种可拆式户外高空供水消防装置的制作方法

1.本实用新型装置适用于户外和野外高空供水消防灭火领域。


背景技术：

2.随着我国城市化进程加剧，城市的发展对土地和空间的利用要求越来越大，城市高楼林立，楼房越建越高，一旦发生火灾，高楼就会形成烟囱效应，进而立体燃烧，消防救援十分困难，伤亡损失十分惨重。
3.截止2020年底，世界上最高的消防云梯是荷兰博浪涛生产的可达112米，约40多层楼的高度，水枪的射程最远可达50米，单车价格2600多万元；目前国内最高的消防云梯是101米，约35层楼高，只有少数几个特大城市有财力配备；而国内消防部门常见配备的云梯消防车为19米，26米，32米，39米，44 米和53米6种规格，加上消防水枪的射程最远可达40-50米，扣除末端剩余8-10 米的水柱灭火动能，最高可覆盖30层及以下楼房，超过30层高楼面对火灾，只能依靠大楼内的自动消防灭火系统和自救。
4.森林大火扑救难点在于：一是火场最高海拔高度约3700米，海拔高，风大且方向不定，火势难控制；二是木里县当地地形复杂，尤其是雅砻江沿岸一带山高坡陡，很多地方没有路，给灭火和搜救工作带来很大困难；三是当地森林腐殖层较厚，火不易打熄；四是山上取水非常困难。
5.受自然天气、林地环境等因素影响，森林火灾具有突发性强、从火星到形成大面积火灾，时间非常短；火灾现场受风、水、火等因素影响，加之现场燃烧烟雾弥漫，能见度极差，扑救困难、短时间内难以控制的特点，不但毁坏林木资源，破坏生态环境，造成严重的生态环境问题。
6.目前国内的消防装备现状为：针对城市消防装备主要为供水和泡沫消防车和消防云梯；针对森林及林草地野外消防装备主要单兵背负风力灭火机、单兵电动背负式细水雾灭火装置和便携式远程输送高压森林消防泵。
7.针对高层建筑物楼层高，常规消防云梯不能满足30层以上高层建筑物消防灭火需要；同时，针对野外森林火灾取水困难，地形复杂，距离远、范围广，设备携带不方便，单兵背负装置负重大，灭火困难和危及消防人员生命安全等问题，特提出本实用新型专利技术。


技术实现要素：

8.为了解决户外高层建筑火灾供水消防高度高，现有常见消防设施不能满足 30层以上超高建筑物火灾事故灭火需要；野外森林火灾，现场取水困难、灭火难度大，单兵背负灭火装置负重大，危及消防人员生命安全等问题，本发明提出一种可拆式户外高空消防装置。
9.所述的一种可拆式户外高空消防装置主要由三大部分组成，第一部分为供水灭火系统，主要由消防水带及消防水枪、便携式消防水泵、中间水箱和便携式柴油发电机等构成；第二部分为承重载重系统，主要由专用消防氦气球、承重吊篮及消防水带承重钢丝绳、
锚固系留绳、回收卷扬机和钢丝绳等构成；第三部分为伺服控制系统，主要由蓄电池、信号接收机、氦气球方向控制机构，消防水枪方向控制机构和远程遥控装置等构成。
10.本发明创新点之一在于消防供水灭火系统由中间水箱、消防水带和消防水枪、便携式消防水泵构成，消防水带通过快速接头相连接，消防水源通过中间水箱、消防水带、便携式消防水泵组成梯级供水系统，实现从水源地将消防用水源源不断的输送到火灾区域，为消防水枪提供灭火用水，该部分可根据需要进行多套乃至10多套组合，以满足野外取水水源地与着火场远距离的问题。
11.消防水泵采用国内通用成熟的便携式户外汽油机消防水泵或便携式消防水泵配柴油发电机组合。消防水泵流量范围120-150l/s，扬程h＝80～100m，轴功率4.0kw，配便携式柴油发电机或汽油发电机，根据实际需要选型配备。
12.消防水带采用直径40mm，爆破压力18mpa，表层涤纶长丝，内衬进口橡胶，高压快速接口连接。
13.中间水箱采用便携式600-800升pe塑料水箱，进出水口设控制阀和止回阀，水箱具有轻便耐用，安装迅速，干净卫生，携带方便等优点。
14.本发明创新点之二在于承重载重系统由专用消防氦气球、承重吊篮和载重平台、消防水带承重钢丝绳以及锚固回收钢丝绳等构成。专用消防系留球平台系统为市场上成熟产品，可通过专业氦气球厂家定制，氦气球球体材料聚氨酯 tpu，设紧急氦气阀，可通过无线链路遥控放气，以及设定系留球高度自动放气；同时设可车载的直流卷扬机及引绳器等。承重吊篮采用轻质铝合金材料制成，四个脚设减震机构，减小氦气球的承重负荷，降低落地时的冲击力；为避免消防水带在高空中因承受自身重力和水带内水的重力被拉扯破坏，本发明设置承重钢丝绳，在每个快速接头处设置承重铰链和拉力弹簧，承重铰链与钢丝绳承重铰链点相连接，每一节承重钢丝绳的长度小于每一节消防水带的长度并通过拉力弹簧进行调校，以避免消防水带承受重力拉扯破坏。本发明承重铰链与快速接头之间采用快速卡扣连接，铰链的粗细和材质经过受力计算并经拉伸试验检验合格。
15.本发明承重钢丝绳末端与地面固定物通过卡扣牢固连接，防止氦气球受风向影响发生飘离，承重钢丝绳既是消防水带的承重装置，也是氦气球防止飘移的固定受力装置，钢丝绳的粗细和材质经过受力计算并经拉伸试验检验合格，以防止在使用过程中发生断裂现象。氦气球同时设迪尼麻系留绳，防止氦气飘离，系留绳扯断力大于1.1吨。
16.本发明装置中氦气球浮力的计算如下：
17.氦气球浮力f＞总重力g 反坐力f018.总重力g＝固定重量g1 活动重量g519.固定重量g1＝承重平台质量g1 水枪重量g2 伺服机构重量g3 蓄电池重量g4 消防水带重量g5 不锈钢钢丝绳重量g6 消防水带快速接头及承重铰链重量g7 氦气球重量(含气瓶及控制装置等)g820.活动重量g2＝输水重量g021.消防水带重量＝每米消防水带单重
×
长度
22.消防水带快速接头及承重铰链重量＝每对快速接头及承重铰链重量
×
数量
23.输水重量＝消防水带面积
×
消防水带长度
×
水的密度
24.＝πr2lρ
25.消防水枪反坐力f0＝qmv＝0.0157d2*v
26.本装置通过快速接头、承重铰链、承重平台以及蓄电池、控制机构，消防水带和水带内水产生的总重力g形成阻尼器和氦气球的平衡舵，可有效消除消防水枪产生的反坐力导致的水枪来回摆动问题。
27.实际中，一般采用球体直径3.5-4.0米，24-30立方米的氦气球，即可满足承载1.5至2吨重的负重物品。氦气球现场系留锚固好后，通过氦气瓶现场充装并逐步放空，消防水带同步连接，快速接头和承重铰链同步连接。
28.本发明创新点之三在于伺服控制系统由蓄电池、信号接收机、氦气球方向控制机构，消防水枪控制机构和远程遥控器等构成。
29.氦气球方向控制机构：通过氦气球上的定向风帆和定向伺服陀机控制氦气球移动方向，使氦气球始终保持在需要的位置范围内，由氦气球专业厂家配备。
30.消防水枪控制机构：主要是通过伺服电动机控制消防水枪左右摆动和上下摆动，使喷射出的水柱保持在需要的角度范围内，由氦气球专业厂家配备。
31.远程遥控装置：由信号发射器、信号接收机和电动传动装置组成，遥控器发出无线信号，氦气球上的接收机接收无线信号，接收机传给电动机信号，电动机转动，带动连杆，操纵氦气球上的伺服机构动作，由氦气球专业厂家配备。
32.本发明创新点之四在于整个装置具备可快速拆卸和快速组装。发生户外或野外森林火灾时，可通过单兵背负运送至事发火灾附近区域并快速组装。消防水带通过快速接头进行快速组装和拆卸；消防水带通过快速接头与便携式消防水泵和中间水箱连接；便携式消防水泵和便携式柴油发电机之间的电源线通过插座快速插拔连接；消防水带快速接头通过可拆式卡扣铰链与承重钢丝绳连接，可快速的进行组装和拆卸；承重钢丝绳与承重平台通过卡扣连接；地面锚固端通过卡扣与地面固定物连接；承重平台通过卡扣与氦气球吊绳连接；整套装置快速组装后可迅速投入消防灭火。本装置可多套组合进行同时灭火。火灾事故处理完成后，通过快速拆卸，可通过单兵背负拆卸后的单件器材撤离现场。
33.本装置的优点：由于本发明装置采用可拆卸结构，单件可实现模块化，单件器材重量轻，减轻了单兵作战时消防官兵的负重；单兵到达现场后可快速进行组装，快速投入消防灭火；由于采用高空远程控制，连续供水灭火，避免了大量的消防人员直接就近面对危险的火场，极大的降低了消防人员面对的火灾危险性；极大的降低了消防人员的作业强度，由单兵原始灭火转变为高技术现代化远程控制灭火。
34.由于本装置具有可快速装配和多套组合可扩展性，可满足不同规模的森林火灾消防灭火的需要。本装置采用氦气球，具有安全，低速，长时间滞空和大载重的特点，结合搭载的消防供水系统和集成的伺服控制系统，具有安全，机动，使用成本低，适用于各种户外以及森林、草原等野外环境，整套装置及氦气球展开及回收时间短，升级扩展能力强等特点。
35.本装置使用注意事项：
①
应在一定范围的空旷地带和防火隔离带内使用，防止火灾影响作业人员的人身安全；
②
防止树杈、尖锐物刺破氦气球的皮囊；
③
应远离输变电线路并防止触电事故；
④
发生雷暴天气时，应停止使用并远离锚固钢丝绳，防止雷电袭击作业人员。
36.说明书附图
37.图1是本实用新型发明的结构图。
38.图2是本实用新型发明的喷射范围计算图。
39.图3是本实用新型发明的实施例结构系统图。
40.图3中，1是便携式消防水泵，2是止回阀，3是消防水带，4是中间水箱， 5是快速接头，6是承重铰链，7是承重钢丝绳，8是吊篮及承重平台，9是方向涡扇，10是蓄电池及伺服机构，11是消防水枪，12是消防专用氦气球。
具体实施方式
41.所述一种可拆式户外供水消防装置由供水消防机构、氦气球和承重平台、伺服控制机构组成。供水消防机构由便携式消防水泵、便携式汽油或柴油发电机、消防水带和快速接头、消防水枪以及中间水箱等组成；氦气球承重平台由消防专用氦气球、承重吊篮及平台、承重钢丝绳及快速接头铰链等组成；伺服控制机构由发射器(远程遥控器)、接收机和伺服电动传动机构等组成。
42.所述一种可拆式户外供水消防装置便携式消防水泵、便携式汽油或柴油发电机、消防水带和快速消防接头、无后坐力消防水枪等均可在机电市场或消防器材厂家采购；消防专用氦气球及吊篮平台等可向专业厂家定制；可拆卸式承重钢丝绳、可拆卸承重铰链等可通过专业厂家定制；伺服控制系统根据消防要求设置氦气球控制机构和消防水枪控制机构等可由氦气球厂家统一定制。
43.本实用新型发明装置具有可扩展性，增加成套装置的数量，可增加消防供水的能力，从而达到快速灭火的效果；同时，也可增加消防水带的长度和接头数量，提高消防供水的距离，为野外远距离供水消防提供源源不断的消防水；成套装置采用自动化远程遥控控制，消防作业人员远离火灾现场，最大限度的保护消防作业人员的人身生命安全；成套供水消防装置具有可拆卸功能，到达火灾现场附近可迅速进行装配和氦气球升空，快速投入消防灭火作业，当事故处理完成后，可快速拆卸后离开；拆卸后的单件器材重量轻，便于单兵野外背负以及造价低等优点。解决了野外森林火灾供水水源远距离无法到达火场，大型消防器材无法进入森林的矛盾；同时解决了目前森林火灾依靠大量人力单兵灭火作战，消防人员极易受到大火、高温、窒息、爆燃、摔跌伤等人身生命安全的威胁，极大的降低了消防人员的作业危险性。
44.本实用新型发明装置可按成套单件配备，用山地越野车辆运输至火灾事发区域，再通过单兵背负运送至火灾事故现场附近，快速建立供水消防灭火系统。便携式柴油发电机的柴油由后勤车辆补充，单兵背负现场，确保柴油发电机持续发电，为便携式消防水泵提供运转电力。本装置也可采用便携式汽油发电机为消防水泵供电。
45.所述一种可拆式户外供水消防装置适用范围：本实用新型发明装置适用于超高层建筑物消防站的消防设备和器材配置，火灾事故情况下快速组装用于超高层建筑物消防供水灭火；也可用于森林、草原消防部门在森林、草原火灾事故时，快速组装进行供水消防灭火。
46.图1示出了本实用新型装置的工艺结构图。
47.图2示出了本实用新型装置的喷射范围计算图。
48.图3示出了本实用新型装置的一具体实施例结构系统图，水源地的清水通过便携式消防水泵1抽吸，经消防水带3输送至中间水箱4，消防水泵出口和中间水箱进水口设止回
阀2，防止停泵后水带内水回流反转损坏消防水泵。消防水带通过快速接头5进行快速连接，快速接头通过承重铰链6与承重钢丝绳7连接，降低消防水带承受的重力，防止被撕扯破坏。承重钢丝绳7一端与承重吊篮和承重平台8通过卡扣连接，末端与地面固定物锚固，平台上设置飞行控制器9和伺服控制机构10，通过伺服控制机构10控制消防水枪11上下左右摆动，以最佳角度进行喷水灭火。承重吊篮8通过吊绳与氦气球12连接，氦气球上设氦气控制阀。承重吊篮8通过迪尼麻系留绳13连接，末端与地面固定物锚固，防止氦气球飘移。
49.本装置设直流卷扬机，当消防作业完成后，缓慢降低氦气球的氦气量，氦气球逐步下降，通过卷扬机回收氦气球及吊篮和平台等器材。

技术特征：
1.一种可拆式户外高空消防装置，其特征在于，该装置由三大部分组成；第一部分为供水灭火系统，由消防水带及消防水枪、便携式消防水泵、中间水箱和便携式柴油发电机等构成；第二部分为承重载重系统，由专用消防氦气球、承重吊篮及消防水带承重钢丝绳和锚固回收钢丝绳等构成；第三部分为伺服控制系统，由蓄电池、信号接收机、氦气球方向控制机构，消防水枪方向控制机构和远程遥控装置等构成。2.根据权利要求1所述的一种可拆式户外高空消防装置，其特征在于消防供水灭火机构由中间水箱、消防水带和消防水枪、便携式消防水泵构成，消防水带通过快速接头相连接，消防水源通过中间水箱、消防水带、便携式消防水泵组成梯级供水系统，该部分可根据需要进行多套组合。3.根据权利要求1或2所述的一种可拆式户外高空消防装置，其特征在于，承重机构由专用消防氦气球、承重吊篮和消防水带承重钢丝绳以及锚固回收钢丝绳等构成还设置承重钢丝绳，在每个快速接头处设置承重铰链和拉力弹簧，承重铰链与钢丝绳承重铰链点相连接，每一节承重钢丝绳的长度小于每一节消防水带的长度并通过拉力弹簧进行调校，承重铰链与快速接头之间采用快速卡扣连接。4.根据权利要求1或2或3所述的一种可拆式户外高空消防装置，其特征在于，伺服控制系统由氦气球控制机构，消防水枪控制机构和远程遥控器等构成，吊篮内设蓄电池、信号接收机、伺服控制机构和电动传动机构等，实现远程控制氦气球的移动方向和消防水枪摆动方向。

技术总结
一种可拆式户外供水高空消防装置，由供水消防机构、氦气球和承重平台、伺服控制机构组成。供水消防机构由便携式消防水泵、便携式汽油或柴油发电机、消防水带和快速接头、消防水枪以及中间水箱等组成；氦气球承重平台由消防专用氦气球、承重吊篮及平台、承重钢丝绳及快速接头铰链等组成；伺服控制机构由发射器(远程遥控器)、接收机和伺服电动传动机构等组成。本实用新型发明装置具有可扩展性，增加成套装置的数量，可增加消防供水的能力，从而达到快速灭火的效果；同时，也可增加消防水带的长度和接头数量，提高消防供水的距离，为野外远距离供水消防提供源源不断的消防水。离供水消防提供源源不断的消防水。离供水消防提供源源不断的消防水。


技术研发人员：左小龙 左梓皓 贺开明 辜奕南
受保护的技术使用者：成都市鼎阳环保科技有限责任公司
技术研发日：2021.11.22
技术公布日：2022/5/25