一种具有用水量监测功能的智能消火栓及其监测方法与流程

1.本发明涉及消火栓领域，具体的说是一种具有用水量监测功能的智能消火栓及其监测方法。


背景技术：

2.消火栓，一种固定式消防设施，主要作用是控制可燃物、隔绝助燃物、消除着火源，分室内消火栓和室外消火栓。现有的消火栓结构简单，消防水的用量无法监测，容易造成消防水流失，为了实现对消防水用量的监测，需要设置水量传感器，相应的需要设置额外的供电线路，施工过程复杂，并且成本较高。


技术实现要素：

3.为了解决现有技术中的不足，本发明的目的在于提供一种具有用水量监测功能的智能消火栓及其监测方法，能够在消防水流动的过程中通过发电装置发电，从而无需外部供电，既便于安装消火栓，也能够降低使用成本。
4.为了实现上述目的，本发明采用的具体方案为：一种具有用水量监测功能的智能消火栓，包括栓体，所述栓体连通有多个接头，所述栓体还连通有用于控制所述接头通断的阀体，所述栓体上固定设置有用于采集所述栓体内消防水用量的采集装置以及用于向所述采集装置供电的供电机构，所述供电机构包括设置在所述栓体内部的用于随所述消防水的流动而动作的主动组件以及设置在所述栓体外部的发电装置，所述主动组件通过传动组件带动所述发电装置，所述发电装置电性连接有储能装置，所述储能装置与所述采集装置电性连接。
5.优选的，所述采集装置包括固定设置在所述栓体内的流量传感器，所述流量传感器电性连接有采集板，所述采集板固定设置在所述栓体的外部并且与所述发电装置电性连接，所述采集板电性连接有无线通信模块。
6.优选的，所述主动组件包括转动设置在所述栓体中的转动环，所述转动环的内侧设置有用于随所述消防水的流动而转动的桨叶，所述传动组件包括固定套设在所述转动环外侧的外齿圈，所述外齿圈啮合连接有齿轮，所述齿轮固定套设在所述发电装置的主轴上。
7.优选的，所述栓体的中部连通有箱体，所述转动环设置在所述箱体与所述栓体的连通处，所述齿轮设置在所述箱体中，所述发电装置和所述采集装置均固定设置在所述箱体的外侧。
8.优选的，所述箱体的内壁上固定设置有两组支撑杆，所述转动环位于两组所述支撑杆之间，同组的所述支撑杆沿所述转动环的圆周方向均匀分布，所述转动环的端面上开设有用于容纳所述支撑杆的环形槽，优选的，所述栓体中固定设置有安装板，并且所述安装板的面积小于所述栓体的流通面积，所述安装板转动连接有转轴，所述转轴穿过所述转动环，并且所述桨叶固定套设在所述转轴上。
9.优选的，所述转轴的周侧套设有缓冲锥体，所述缓冲锥体的小端朝向所述桨叶，所述缓冲锥体与所述安装板固定连接。
10.优选的，所述缓冲锥体的大端开设有一个容纳槽，所述转轴穿过所述容纳槽，所述转轴与所述安装板通过止推轴承相连接，所述止推轴承设置在所述容纳槽中，所述缓冲锥体的小端与所述转轴之间设置有密封圈。
11.优选的，所述转轴原理所述安装板的一端固定连接有分流锥体，所述分流锥体大端的面积大于所述转轴的截面积，所述分流锥体的大端朝向所述桨叶。
12.本发明还提供一种具有用水量监测功能的智能消火栓的监测方法，包括如下步骤：s1、设置所述智能消火栓，并且为每一个所述智能消火栓分配一个唯一识别码，所述唯一识别码存储在所述采集装置中；s2、向所述储能装置中输入电能；s2、当使用者通过所述阀体打开所述接头时，所述栓体内的所述消防水向所述接头流动，过程中驱动所述主动组件动作；s4、所述传动组件随所述主动组件的动作带动所述发电装置发电，所述发电装置发出的电能输入到所述储能装置中；s5、所述采集装置从所述储能装置获取电能后采集所述栓体内消防水的用量。
13.本发明能够在消防水流动的过程中通过发电装置发电，从而无需外部供电，既便于安装消火栓，也能够降低使用成本。
附图说明
14.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
15.图1是本发明消火栓的整体结构示意图；图2是供电机构的结构示意图。
16.附图标记：1
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阀体，2
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接头，3
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栓体，4
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箱体，5
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发电装置，6
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储能装置，7
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采集装置，8
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安装板，9
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容纳槽，10
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转轴，11
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止推轴承，12
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缓冲锥体，13
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密封圈，14
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支撑杆，15
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转动环，16
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外齿圈，17
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桨叶，18
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分流锥体，19
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主轴，20
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齿轮。
具体实施方式
17.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
18.请参阅图1和2，图1是本发明消火栓的整体结构示意图，图2是供电机构的结构示意图。
19.一种具有用水量监测功能的智能消火栓，包括栓体3，栓体3连通有多个接头2，栓
体3还连通有用于控制接头2通断的阀体1，栓体3上固定设置有用于采集栓体3内消防水用量的采集装置7以及用于向采集装置7供电的供电机构，供电机构包括设置在栓体3内部的用于随消防水的流动而动作的主动组件以及设置在栓体3外部的发电装置5，主动组件通过传动组件带动发电装置5，发电装置5电性连接有储能装置6，储能装置6与采集装置7电性连接。
20.在使用时，首先在储能装置6中输入能量，储能装置6可以基于18650充电电池实现，属于成熟的现有技术，在此不再赘述，当使用者通过阀体1打开接头2的时候，栓体3中的消防水向接头2流动，当消防水流过主动组件的时候带动主动组件动作，进而由主动组件通过传动组件带动发电装置5动作，发电装置5产生的电能输入到储能装置6中，以实现对储能装置6的充能。另一方面，消防水流动过程中，采集装置7实时采集消防水的用量，并且，因为发电装置5持续向储能装置6充能，因此保证采集装置能够持续运行，还无需外部供电，便于安装消火栓，同时降低成本。
21.本发明能够在消防水流动的过程中通过发电装置5发电，从而无需外部供电，既便于安装消火栓，也能够降低使用成本。
22.采集装置7具体的结构为：采集装置7包括固定设置在栓体3内的流量传感器，流量传感器电性连接有采集板，采集板固定设置在栓体3的外部并且与发电装置5电性连接，采集板电性连接有无线通信模块。通过无线通信模块，采集装置7可以将采集到的消防水用量数据上传到远端的服务器，从而实现对消火栓的远程监测。流量传感器可以根据实际的使用需求选择合适的型号，无线通信模块可以采用2g
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5g任意一种或者多种通信技术，均属于成熟的现有技术，在此不再赘述。
23.主动组件的具体结构为：主动组件包括转动设置在栓体3中的转动环15，转动环15的内侧设置有用于随消防水的流动而转动的桨叶17，传动组件包括固定套设在转动环15外侧的外齿圈16，外齿圈16啮合连接有齿轮20，齿轮20固定套设在发电装置5的主轴19上。当消防水冲击到桨叶17上的时候，桨叶17转动并且带动转动环15转动，进而由转动环15带动外齿圈16转动，因为外齿圈16和齿轮20是啮合的，因此外齿圈16转动过程中能够带动齿轮20转动，最终利用齿轮20带动发电装置5的主轴19转动，实现驱动发电装置5的效果。该主动组件和传动组件的结构简单，并且效率高。
24.主动组件和传动组件具体的设置方式为：栓体3的中部连通有箱体4，转动环15设置在箱体4与栓体3的连通处，齿轮20设置在箱体4中，发电装置5和采集装置7均固定设置在箱体4的外侧。通过设置箱体4，可以利用箱体4较大的容积来安装主动组件和传动组件，并且可以预先将主动组件和传动组件安装到箱体4中后，将栓体3和箱体4相连接，因此安装过程更加简单。栓体3可以分为两段，箱体4上开设有两个相对设置的通孔，栓体3的两段分别与两个通孔相连通，并且通过焊接的方式与箱体4相连接。
25.考虑到消防水的流速较快，为了避免造成桨叶17和转动环15偏转变形，箱体4的内壁上固定设置有两组支撑杆14，转动环15位于两组支撑杆14之间，同组的支撑杆14沿转动环15的圆周方向均匀分布，转动环15的端面上开设有用于容纳支撑杆14的环形槽，通过支撑杆14可以对转动环15进行支撑，保证转动环15的稳定性，进而保证桨叶17的稳定性。
26.桨叶17具体的设置方式为：栓体3中固定设置有安装板8，并且安装板8的面积小于栓体3的流通面积，安装板8转动连接有转轴10，转轴10穿过转动环15，并且桨叶17固定套设
在转轴10上。安装板8可以起到支撑转轴10的作用，避免转轴10在桨叶17受到冲击的时候沿轴向移动，进而保证外齿圈16和齿轮20能够保持啮合。
27.为了避免安装板8长期受到消防水的直接冲击而变形，转轴10的周侧套设有缓冲锥体12，缓冲锥体12的小端朝向桨叶17，缓冲锥体12与安装板8固定连接。缓冲锥体12能够改变消防水的流向，并且承受消防水的冲击，从而保护安装板8，进而保护桨叶17和转动环15。
28.安装板8与转轴10具体的连接方式为：缓冲锥体12的大端开设有一个容纳槽9，转轴10穿过容纳槽9，转轴10与安装板8通过止推轴承11相连接，止推轴承11设置在容纳槽9中，缓冲锥体12的小端与转轴10之间设置有密封圈13。止推轴承11的轴向载荷能力强，能够避免转轴10沿轴向移动，从而对桨叶17和转动环15进行保护，将止推轴承11设置在容纳槽9中可以利用安装板8和缓冲锥体12共同对止推轴承11进行保护，再加上密封圈13，可以有效避免消防水进入到止推轴承11中，从而避免止推轴承11修饰卡死。
29.为了保证消防水能够冲击到桨叶10上带动桨叶10转动，转轴10原理安装板8的一端固定连接有分流锥体18，分流锥体18大端的面积大于转轴10的截面积，分流锥体18的大端朝向桨叶17。
30.在本发明一个具体的实施方式中，一种具有用水量监测功能的智能消火栓，包括栓体3，栓体3连通有多个接头2，栓体3还连通有用于控制接头2通断的阀体1，栓体3上固定设置有用于采集栓体3内消防水用量的采集装置7以及用于向采集装置7供电的供电机构，供电机构包括设置在栓体3内部的用于随消防水的流动而动作的主动组件以及设置在栓体3外部的发电装置5，主动组件通过传动组件带动发电装置5，主动组件包括转动设置在栓体3中的转动环15，转动环15的内侧设置有用于随消防水的流动而转动的桨叶17，栓体3中固定设置有安装板8，并且安装板8的面积小于栓体3的流通面积，安装板8转动连接有转轴10，转轴10穿过转动环15，并且桨叶17固定套设在转轴10上，安装板8可以起到支撑转轴10的作用，避免转轴10在桨叶17受到冲击的时候沿轴向移动，进而保证外齿圈16和齿轮20能够保持啮合，转轴10的周侧套设有缓冲锥体12，缓冲锥体12的小端朝向桨叶17，缓冲锥体12与安装板8固定连接，缓冲锥体12能够改变消防水的流向，并且承受消防水的冲击，从而保护安装板8，进而保护桨叶17和转动环15，缓冲锥体12的大端开设有一个容纳槽9，转轴10穿过容纳槽9，转轴10与安装板8通过止推轴承11相连接，止推轴承11设置在容纳槽9中，缓冲锥体12的小端与转轴10之间设置有密封圈13，止推轴承11的轴向载荷能力强，能够避免转轴10沿轴向移动，从而对桨叶17和转动环15进行保护，将止推轴承11设置在容纳槽9中可以利用安装板8和缓冲锥体12共同对止推轴承11进行保护，再加上密封圈13，可以有效避免消防水进入到止推轴承11中，从而避免止推轴承11修饰卡死，转轴10原理安装板8的一端固定连接有分流锥体18，分流锥体18大端的面积大于转轴10的截面积，分流锥体18的大端朝向桨叶17，以保证消防水能够冲击到桨叶17上带动桨叶17转动，传动组件包括固定套设在转动环15外侧的外齿圈16，外齿圈16啮合连接有齿轮20，齿轮20固定套设在发电装置5的主轴19上，当消防水冲击到桨叶17上的时候，桨叶17转动并且带动转动环15转动，进而由转动环15带动外齿圈16转动，因为外齿圈16和齿轮20是啮合的，因此外齿圈16转动过程中能够带动齿轮20转动，最终利用齿轮20带动发电装置5的主轴19转动，实现驱动发电装置5的效果，该主动组件和传动组件的结构简单，并且效率高，栓体3的中部连通有箱体4，转动环15设置在
箱体4与栓体3的连通处，齿轮20设置在箱体4中，发电装置5和采集装置7均固定设置在箱体4的外侧，通过设置箱体4，可以利用箱体4较大的容积来安装主动组件和传动组件，并且可以预先将主动组件和传动组件安装到箱体4中后，将栓体3和箱体4相连接，因此安装过程更加简单，为了避免造成桨叶17和转动环15偏转变形，箱体4的内壁上固定设置有两组支撑杆14，转动环15位于两组支撑杆14之间，同组的支撑杆14沿转动环15的圆周方向均匀分布，转动环15的端面上开设有用于容纳支撑杆14的环形槽，通过支撑杆14可以对转动环15进行支撑，保证转动环15的稳定性，进而保证桨叶17的稳定性，发电装置5电性连接有储能装置6，储能装置6与采集装置7电性连接，采集装置7包括固定设置在栓体3内的流量传感器，流量传感器电性连接有采集板，采集板固定设置在栓体3的外部并且与发电装置5电性连接，采集板电性连接有无线通信模块，通过无线通信模块，采集装置7可以将采集到的消防水用量数据上传到远端的服务器，从而实现对消火栓的远程监测。
31.一种具有用水量监测功能的智能消火栓的监测方法，包括步骤s1至s5。
32.s1、设置智能消火栓，并且为每一个智能消火栓分配一个唯一识别码，唯一识别码存储在采集装置7中。
33.s2、向储能装置6中输入电能。
34.s2、当使用者通过阀体1打开接头2时，栓体3内的消防水向接头2流动，过程中驱动主动组件动作。
35.s4、传动组件随主动组件的动作带动发电装置5发电，发电装置5发出的电能输入到储能装置6中。
36.s5、采集装置7从储能装置6获取电能后采集栓体3内消防水的用量。
37.为了实现远程监测，方法还包括s6。
38.s6、采集装置7将采集到的消防水用量数据通过无线通信模块上传至监测服务器。采集装置7在上传数据的时候，将唯一识别码与数据同步发送，从而使监测服务器能够顺利解析和存储消防水用量数据。
39.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
40.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。