[发明专利]消防炮典型水液压系统

权利要求书

1.一种消防炮典型水液压系统，其特征在于，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；上述消防炮安装在支座上，支座搭载在载体消防无人机/消防机器人上；消防炮包括1号雾炮、2号雾炮、3号雾炮、4号雾炮、柱炮、拉杆、加固环、前法兰盘、后法兰盘和紧固件；1号雾炮、2号雾炮、3号雾炮、4号雾炮这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六个单作用增压缸，六个单作用增压缸为：37号单作用增压缸、38号单作用增压缸、39号单作用增压缸、40号单作用增压缸、41号单作用增压缸和42号单作用增压缸；来自20号水液压泵的中/低压水，经20号进水管，并由4号吸水管分流送入上述37号单作用增压缸、38号单作用增压缸、39号单作用增压缸、40号单作用增压缸、41号单作用增压缸和42号单作用增压缸这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号排水管连接下游的48号管；48号管的下游有六个分支；第一支经42号管进入姿态回路的33号单向阀，并连接其俯仰角分回路；第二支经41号管进入姿态回路的32号单向阀，并连接其水平回转角分回路；第三支经47号管进入灭火作业回路的35号单向阀，并连接其柱炮分回路；第四支经40号管进入灭火作业回路的31号单向阀，并连接其雾炮分回路，40号管的数量与雾炮分回路的数量相等；第五支经44号管连接细水雾保护回路的36号单向阀；第六支经43号管连接驱动回路的34号单向阀，43号管的数量与驱动回路的数量相等；在增压器回路丁中，两个20号水液压泵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则为备用阀组；两个21号水液压泵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则为备用阀组；

在消防炮装置甲中，姿态回路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号管引出的42号管，先后经姿态回路的33号单向阀、90号数字阀和91号数字阀，连接92号数字阀的进水口，92号数字阀的左工作水口经54号左水管，与17号水液压马达的下侧水口连通，17号水液压马达的上侧水口经45号管与16号水液压马达的上侧水口连通；16号水液压马达的下侧水口经54号右水管，与92号数字阀右工作水口连通；92号数字阀的回水口经93号数字阀与23号回水管连通；93号数字阀为背压阀,在93号数字阀的进水口外侧配置有33号压力传感器；在45号管靠17号水液压马达的上侧水口的一端，在54号右水管靠16号水液压马达的下侧水口的一端，分别配置25号压力传感器和26号压力传感器；16号水液压马达和17号水液压马达的输出轴，分别配置9号编码器和7号编码器；90号数字阀和93号数字阀均为二位二通常闭式水液压数字阀；91号数字阀为二位二通常开式水液压数字阀；92号数字阀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；90号数字阀、91号数字阀、92号数字阀和93号数字阀分别由90号控制电机、91号控制电机、92号控制电机和93号控制电机，按照输入的脉冲信号进行控制；90号数字阀的出水口外侧有36号流量传感器；91号数字阀出水口外侧有28号压力传感器；16号水液压马达和17号水液压马达同步驱动两个9号蜗杆机构带动消防炮进行俯仰角的姿态调整；在23号回水管靠水箱一端的内孔，安装有带销钉的分流套筒；水平回转角分回路的配置和构造是这样的：由48号管引出的41号管，先后经姿态回路的32号单向阀、86号数字阀和87号数字阀，连接88号数字阀的进水口，88号数字阀的左工作水口经50号左水管，与15号水液压马达的上侧水口连通；15号水液压马达的下侧水口经50号右水管，与88号数字阀右工作水口连通；88号数字阀的回水口经89号数字阀与22号回水管连通；89号数字阀为背压阀,在89号数字阀的进水口外侧配置有19号压力传感器；在50号左水管靠15号水液压马达的上侧水口的一端，在50号右水管靠15号水液压马达的下侧水口的一端，分别配置23号压力传感器和24号压力传感器；15号水液压马达的输出轴，配置8号编码器；86号数字阀和89号数字阀均为二位二通常闭式水液压数字阀；87号数字阀为二位二通常开式水液压数字阀；88号数字阀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；86号数字阀、87号数字阀、88号数字阀和89号数字阀分别由86号控制电机、87号控制电机、88号控制电机和89号控制电机，按照输入的脉冲信号进行控制；86号数字阀的出水口外侧有35号流量传感器；87号数字阀出水口外侧有27号压力传感器；15号水液压马达驱动10号蜗杆机构带动消防炮进行水平回转角的姿态调整；在22号回水管靠水箱一端的内孔，安装有带销钉的分流套筒；在姿态回路中，50号左水管、50号右水管、54号左水管和54号右水管采用软管接头；

在消防炮装置甲中，灭火作业回路包括柱炮分回路和雾炮分回路；柱炮分回路和雾炮分回路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、贮罐压力式泡沫炮分回路和平衡压力式泡沫炮分回路三个类别；水炮分回路、贮罐压力式泡沫炮分回路和平衡压力式泡沫炮分回路均配置有35号单向阀、81号数字阀、82号数字阀和46号管，且在81号数字阀出水口外侧均有39号流量传感器，在82号数字阀出水口外侧均有21号压力传感器，在柱炮灭火剂输入口外侧均有38号流量传感器和32号压力传感器；81号数字阀和82号数字阀均为二位二通常闭式水液压数字阀；81号数字阀和82号数字阀分别由81号控制电机和82号控制电机，按照输入的脉冲信号进行控制；水炮分回路的配置和构造是这样的：由48号管引出的47号管，先后经灭火作业回路的35号单向阀、81号数字阀和82号数字阀，以及46号管和30号单向阀，与水炮管连通，水炮管连接柱炮灭火剂输入口；贮罐压力式泡沫炮分回路的配置和构造是这样的：由48号管引出的47号管，先后经灭火作业回路的35号单向阀、81号数字阀和82号数字阀，以及46号管，与贮罐压力式泡沫比例混合装置的进水端连通；贮罐压力式泡沫比例混合装置的出液端经30号单向阀和2号泡沫管连接柱炮灭火剂输入口；贮罐压力式泡沫比例混合装置的加液端连接1号泡沫管；平衡压力式泡沫炮分回路的配置和构造是这样的：由48号管引出的47号管，先后经灭火作业回路的35号单向阀、81号数字阀和82号数字阀，以及46号管，与平衡压力式泡沫比例混合装置的进水端连通；平衡压力式泡沫比例混合装置的出液端经30号单向阀和2号泡沫管连接柱炮灭火剂输入口；平衡压力式泡沫比例混合装置的加液端连接1号泡沫管；雾炮的数量与雾炮分回路的数量相等；雾炮分回路有四个；每个雾炮分回路的配置和构造是这样的：由48号管引出的40号管，先后经灭火作业回路的31号单向阀、84号数字阀和85号数字阀以及29号单向阀，连接39号管；39号管的数量与雾炮分回路的数量均为四个；四个39号管分别连接1号雾炮的1号进水口、2号雾炮的2号进水口、3号雾炮的3号进水口和4号雾炮的4号进水口；在84号数字阀出水口外侧有34号流量传感器；在85号数字阀出水口外侧有22号压力传感器；在1号雾炮、2号雾炮、3号雾炮、4号雾炮这四个雾炮各自的进水口外侧均有各自的38号流量传感器和32号压力传感器；84号数字阀和85号数字阀均为二位二通常闭式水液压数字阀；84号数字阀和85号数字阀分别由84号控制电机和85号控制电机，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，因此能通过各自的84号数字阀的84号控制电机和85号数字阀的85号控制电机进行控制，选择四个/三个/两个雾炮动作组合，或者一个雾炮动作，进而能进行八种水雾喷射；

在消防炮装置甲中，细水雾保护回路的配置和构造是这样的：由48号管引出的44号管，连接细水雾保护回路的36号单向阀，36号单向阀的出水口连接79号数字阀的进水口，79号数字阀的出水口并联78号数字阀的进水口和80号数字阀的进水口；78号数字阀的出水口连接泄放管，78号数字阀作为细水雾保护回路的泄放试验控制阀，在系统维护或试验时打开，或用于排空管网；80号数字阀的出水口依次连接35号管和36号管，36号管上安装有多个开式喷头；79号数字阀出水口外侧配置有33号流量传感器；80号数字阀出水口外侧配置有20号压力传感器；80号数字阀、79号数字阀和78号数字阀均为二位二通常闭式水液压数字阀；80号数字阀、79号数字阀和78号数字阀分别由80号控制电机、79号控制电机和78号控制电机，按照输入的脉冲信号进行控制；

在消防炮装置甲中，所述的驱动回路有两个以上，且在驱动回路的总数中有四分之一以上的回路作为备用回路；备用的驱动回路至少两个；驱动回路的配置和构造是这样的：由48号管引出的43号管，先后经驱动回路的34号单向阀和94号数字阀，连接95号数字阀的进水口，95号数字阀的左工作水口经数字控制双向安全阀组三甲的12号水口和10号水口、49号左水管，与14号水液压马达的上侧水口连通；14号水液压马达的下侧水口经49号右水管、数字控制双向安全阀组三甲的11号水口和13号水口，与95号数字阀右工作水口连通；95号数字阀的回水口经96号数字阀与21号回水管连通；96号数字阀为背压阀；在49号左水管靠14号水液压马达的上侧水口的一端，在49号右水管靠14号水液压马达的下侧水口的一端，分别配置29号压力传感器和30号压力传感器；每个14号水液压马达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；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；14号水液压马达在额定转速范围内，能无级调速；14号水液压马达能双向转动；每个14号水液压马达的输出轴，均配置10号编码器和4号扭矩传感器；每个14号水液压马达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，1号离合器外侧配置有10号位移传感器；95号数字阀为三位四通先导式水液压数字阀，由95号控制电机按照输入的脉冲信号进行控制；95号数字阀的滑阀机能能选择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；在同一架消防无人机/同一台消防机器人的消防炮装置甲的驱动回路中，所述的各个95号数字阀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号数字阀和96号数字阀均为二位二通常闭式水液压数字阀；94号数字阀和96号数字阀分别由94号控制电机和96号控制电机，按照输入的脉冲信号进行控制；在94号数字阀出水口外侧有37号流量传感器，在96号数字阀进水口外侧有31号压力传感器；在21号回水管靠水箱一端的内孔，安装有带销钉的分流套筒；

在消防炮装置甲中，所述的1号仪器设备包括夜视仪、倾斜相机和/或高清摄像头和/或摄像头传感器、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、燃气浓度传感器和/或气体分析仪和/或复合式气体检测仪、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、导航传感器和/或陀螺仪和/或数字罗盘、避障传感器、高度计和/或加速度计和/或磁场强度霍尔传感器和/或RFID地标传感器和/或寻迹传感器；

在消防炮装置甲中，支座包括底盘、水平回转盘和支架；底盘安装在消防无人机/消防机器人上；在消防无人机/消防机器人上，均配置有消防炮的俯角的限位传感器、仰角的限位传感器、两个水平回转角的限位传感器以及1号姿态传感器和2号姿态传感器；10号蜗杆机构安装在底盘上并连接水平回转盘；10号蜗杆机构由姿态回路的15号水液压马达驱动；支架安装在水平回转盘上；在水平回转盘的两侧，两个支架上各安装一个9号蜗杆机构，两个9号蜗杆机构的输出轴对称安装在消防炮的加固环的两侧，并与该加固环紧固连接，且两个9号蜗杆机构的输出轴的公共轴线与消防炮的轴线及加固环的轴线垂直；两个9号蜗杆机构由姿态回路的16号水液压马达和17号水液压马达同步驱动；在柱炮的外侧和后法兰盘的前面依次叠加4号雾炮、3号雾炮、2号雾炮、1号雾炮和前法兰盘；在1号雾炮、2号雾炮、3号雾炮、4号雾炮这四个雾炮和柱炮的同轴线叠加装配结构的两端，分别安装有前法兰盘和后法兰盘，然后通过四条拉杆和四组紧固件，将1号雾炮、2号雾炮、3号雾炮和4号雾炮这四个雾炮，柱炮以及前法兰盘和后法兰盘紧固在一起；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号雾炮的顺序为，1号喷嘴出口、1号圆锥形环缝、1号圆柱形环缝和1号水环，在1号水环一侧有1号进水口；2号雾炮的顺序为，2号喷嘴出口、2号圆锥形环缝、2号圆柱形环缝和2号水环，在2号水环一侧有2号进水口；3号雾炮的顺序为，3号喷嘴出口、3号圆锥形环缝、3号圆柱形环缝和3号水环，在3号水环一侧有3号进水口；4号雾炮的顺序为，4号喷嘴出口、4号圆锥形环缝、4号圆柱形环缝和4号水环，在4号水环一侧有4号进水口；柱炮的顺序为，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；炮身圆锥孔是收缩管；在每个消防炮中，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；当雾炮的数量为四个时，在四个雾炮中，两个雾炮的圆锥形环缝是收缩管，另两个雾炮的圆锥形环缝是扩张管；1号进水口、2号进水口、3号进水口和4号进水口均采用55°密封管螺纹连接，1号进水口、2号进水口、3号进水口和4号进水口与各自上游连接的39号管采用软管接头；柱炮灭火剂输入口采用55°密封管螺纹连接，柱炮灭火剂输入口与上游连接的水炮管/2号泡沫炮管采用软管接头；或者柱炮灭火剂输入口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，在后法兰盘的端面密封面，应安装带骨架橡胶/塑料O形密封圈和带骨架超强吸水剂O形密封圈各一个；在后法兰盘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形密封圈和带骨架超强吸水剂O形密封圈各一个；2号进水口的内螺纹底孔与2号水环的内孔相切，3号进水口的内螺纹底孔与3号水环的内孔相切，4号进水口的内螺纹底孔与4号水环的内孔相切；1号进水口的内螺纹底孔与1号水环的内孔相切，且在1号水环的外侧安装有加固环；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。