防撞防盗新型室外消火栓设计方案

ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１－８９７２．２０１０．１５．０６７　防撞防盗新型室外消火栓设计方案　王斌山东省泰安市消防支队　阀门内设有自动密封装置，阀门有上下　通过对室外消火栓的结构进行分析，指出　目前消火栓结构上存在的缺陷，提出了一　种防撞防盗新型室外消火栓设计方案，解　两个阀瓣，上阀瓣关闭方向与水流方向相　反，下阀瓣关闭方向与水流方向一致。当　消火栓受到撞击后上阀瓣的限制作用消　决了普通地上消火栓易受撞击破坏，零部　件易被盗而留下防火隐患问题。　防撞防盗；新型消火栓；设计方案　失，水流推动下阀瓣自动关闭阀门，保证　水流不会喷出。　１．手柄２．螺母５．上阀体４．连　轴器５．上阀瓣６．下阀体　图１传统式室外消火栓阀门构造原理图　例子１、扬州凤凰西街和凤凰菜场两　处消火栓被撞。　一　研究背景　消火栓是消防灭火中的固定消防器　１．手柄２．螺母５．上阀体４．　２００７年春节至今，扬州市区的消火　栓频频被撞，流失的自来水就有２０００多　吨。凤凰西街和凤凰菜场两处消火栓被　撞情节较为严重。特别是凤凰西街上被　水，整个街道上演了水漫金山的一幕。　自来水公司也及时派人赶到现场进行抢　连轴器５．上阀瓣６．下阀体７．下阀瓣　Ａ止推轴肩Ｂ假定受力点Ｃ设计防撞　环断裂处Ｄ危险截面　材，是迅速扑灭大火的有力保障。消火栓　的种类很多，大体分为室内消火栓和室外　消火栓。　｛　汽车撞歪了的消火栓，哗哗的往外冒　图２新型消火栓阀门原理构造图　２、增加易碎防护圈　室外消火栓又叫消防水龙，是指设　置在市政管网和建筑物外消防给水管网的　种消防设施，其作用是供消防车（或其　一修，但前后两个多小时，已经有２００多　吨的水白白浪费了。　例子２、云南昆明市北市区北辰大道　消火栓被撞断流百多吨。　２００７年ｌ１月ｌ５日晚上９点左右，’在　他移动灭火设备）从市政给水管网或室外　消防给水管网取水或直接接出水带、水枪　实施灭火。其在大型火灾救护中发挥着重　要的作用，高效的给供水，将大大缩短扑　灭大火的时间，减少火灾造成的损失，避。　昆明市北市区北辰大道附近，一辆小型　图３易碎防护圈示意图　该装置设立在阀门之上，通过螺纹　免消防人员的伤亡。　ｆ　货车不慎撞断了人行道上的消火栓，导　和弹簧卡槽连接栓体和栓身，在消火栓　的密封阀和主体立柱的外圆柱面上设有两　个或两个以上的加强筋，防撞圈的受力　强度小于栓体和栓身的受力强度，保证　受到撞击后阀门和栓体保持完整。这样　室外消火栓一般分为地上消火栓和地｝　致自来水白自流淌了一个多小时。十多　下消火栓，地上消火栓由本体、进水弯一　分钟后，流失的自来水也达到１００多吨。　管、阀塞、出水１２１、排水１７１等组成，一　般设立在车辆人流较多的建筑物和道路　旁，阀体的大部分露出地面。具有目标　明显、易于寻找、出水操作方便等特点。但　因车辆停靠、倒车或施工，造成折断的现　象时有发生。目前社会上使用的消火栓结　此外消火栓被盗的现象也非常严重，　社会上存在不法分子，偷盗消火栓的金　属部分，废弃的消火栓矗立在道路两　旁，在这种情况下，一旦发生火灾，将　使移动灭火设备无法迅速得到水源补给，　推迟灭火时间，造成巨大的财产损失和　人员伤亡。　在消火栓受到撞击之后，因为力学传导　原理，使易碎的防护圈首先断裂，使上　体脱落而不被破坏，阀门不受影响。维　修时，维修人员压住弹簧珠，通过转动　防护圈手臂，即可卸换新的防护圈，使　消火栓可以重新投入使用。这种模块化　设计使维修更加方便快捷，同时大幅减　少维修费用。　３、栓体增加反光膜　该材料采用高速公路上的反光板材　料，是一层和照片纸差不多厚的反光　构原理见图１：沿关闭方向转动手柄，手柄　不能轴向移动，其下端的丝杆螺母机构即　因此，急需设计一种防撞防盗的新　可带动与其相连的阀瓣上下运动，从而打ｆ　型消火栓，保证消火栓在撞裂之后能够　开或关闭阀门。这种消火栓机构的缺陷是　１不喷水，方便维修人员更换，维护费用　很明显的，由于锁紧机构位于上阀体且阀瓣　较低，同时防止消火栓零部件被盗。　关闭方向与水流方向相反，当消火检由于　ｆ二　方案设计　意外原因被撞断后，自来水不可避免地会　大量向外涌流，造成火栓被撞断后，整个　（一）防撞设计　ｌ、阀门增设自动密封装置　当消火栓被汽车撞击之后，往往因　阀芯机构连同上阀体都会被水冲走，整个　膜，对光的反射率比普通油漆高许多　倍，可见度高达几百米甚至数千米，能够　将汽车前灯的大部分光线按原路反射回去，　消火栓将报废，修复十分困难。　；　为阀门被撞裂而导致喷水，新型消火栓　１４１　■一海　到撞击后上下栓体保持完整。　（二）防盗措施　在可调研范围内发现，消火栓遭破　坏的部位集中在三处：铜制出水口、大　顶盖及侧盖。　毒茹　《薅上接第ｌ３９页　对比信号过滤后的频谱图７和图９：　可以看出在Ｏ～２０ＨＺ或１４０～１６０ＨＺ两者　有明显的区别，汉宁窗带通滤波器过滤后　的频谱图比汉明窗带通滤波器过滤后的频　谱图更干净。　新型消火栓采用物理性质与铜相类　似、但价格更低的玻璃钢材料。现在玻璃　钢的价格为每公斤２０～４０元，低于每公斤　６０元的铜的价格，而且玻璃钢还具有耐高　温，耐老化，耐腐蚀，强度高，质轻不变　形，耐摩擦的优点。玻璃钢构件的回收再　制作工艺比较复杂，没有回收价值，可避　免被偷盗。　三、结束语　本文介绍的新型消火栓设计方案，　利用了模块化设计思路，在传统消火栓　中加入了自动密封阀，防撞环，反光膜　等技术，使消火栓具备了防撞、防盗的　功能，解决了消火栓易损坏及被撞后大　量喷水的难题。并且可以直接利用目前　大量使用的消火栓直接改装生产，维修　简单，结构合理，使用方便，成本低廉，完　１　３反光膜１１轴杆５１螺纹和卡槽口５装　卸把手１２、２　１加强筋　全可以广泛运用到地上消火栓的生产中。　图４防撞消火栓结构原理图　参数计算　设计防撞环壁厚的计算　（见图２），若外力作用在Ｂ处时，则　截面Ｄ为危险截面，因为该处所受的弯矩　最大．若要保证被撞断裂时，断裂点位于　Ｃ处，则该截面所受的应力应为最大，即　ｏ　Ｃ＞ｄ　Ｄ，Ｄ截面的壁厚为６　Ｄ，该处阀　５　结束语　本文在ＭＡＴＬＡＢ环境下采用窗函数　法设计ＦＩＲ带通滤波器，用测试信号对设　计结果进行滤波检验。通过比较，本设计　中汉宁窗带通滤波器比汉明窗带通滤波器　的滤波效果要更好。　体内径为ｄＤ；力点Ｂ与Ｃ截面及Ｄ截面　的距离分别为ｍ及（ｍ＋ｎ），作用于Ｂ处的力　为Ｆ．则　Ｃ截面所受的弯曲应力为：　，．　ｉ　＂－‘～ｉ１＃　㈤　’　ｒｌ　＋’　Ｄ截面所受的弯曲应力为：　％　Ｍｎ　卫３２　’　＋　ｅｔ　　２８　Ｄ整理（１）、（２）两式，并注意到消火栓　阀体为薄壁件：　（ｒｄ　２　＋糍　）８　　一　＞　ｍ　ｃ・　ｄｄ（Ｄ　３）　设计出的各参数必须满足（３）式，　值得注意的是，在实际设计壁厚时，６　ｃ应不小于７ｍｍ，若计算的结果不能满足　（３）式．则应采取措施，增加加强筋，　以提高上下栓体的抗弯强度，以保证受　１４２