一种基于人工智能的电气控制消防装置

1.本发明涉及消防设备技术领域，具体涉及一种基于人工智能的电气控制消防装置。


背景技术：

2.随着我国城市化进程的加快，经济飞速发展，各类结构复杂的大型建筑物不断涌现，火灾隐患不断增加；这给消防安全管理工作带来了许多新问题，但相关消防专业技术有了长足的进步，消防设施效能有了很大提高，尤其是在建筑消防设施方面，不仅数量、种类非常多，而且技术水平也很高。
3.目前，在建筑消防中主要采用洒水灭火的方式，主要的消防设施包括消防水泵、消防管道、消防喷头以及控制器，直接面对火灾现场的主要装置是消防喷头，现有的消防喷头主要采用玻璃或易熔合金作为感温和触发释放原件，消防喷头通过固定安装在建筑物内部的消防管道上，在火灾发生时随着温度的升高，玻璃球、玻璃管或易熔合金感温触发后会自动打开消防喷头，控制器会启动消防水泵将水通过消防管道泵送至消防喷头，从而对火场进行洒水扑灭；现有的消防设施在一定程度上能够有效的避免火势蔓延和扩大，从而保护人们的生命和财产安全，但是该装置也存在如下弊端：第一、在火灾发生前，由于玻璃球和易融合金不能立即达到触发温度，所以很难在火灾最初期及时检测到火情并做出反馈，无法实现消防喷头在火灾发生的第一时间对火场进行洒水扑灭；第二、消防喷头在使用过程中，只能在设定的范围内进行洒水，无法针对具体火情智能调节洒水的方向，难以根据着火的方位进行精准的洒水扑灭，这样不仅会导致用水量增大，还可能导致其他重要设备非必要浸水；第三、在火灾发生后，玻璃球和易融合金在高温环境下触发后无法再次自动关闭消防喷头，这样会导致喷头开启后一直喷水，不仅会浪费水资源，还会增加火灾后期的恢复难度。
4.因此，如何实现消防喷头在火灾发生的第一时间根据着火的方位进行精准的洒水扑灭，以及如何在完成灭火之后自动恢复初始状态是目前本领域技术人员需要解决的问题。


技术实现要素：

5.为解决现有技术中，消防喷头难以在火灾发生的第一时间根据着火的方位进行精准的洒水扑灭，以及在完成灭火之后不能自动关闭消防喷头的问题，本发明提供了一种基于人工智能的电气控制消防装置。
6.本发明的技术方案为：本发明提供了一种基于人工智能的电气控制消防装置，包括消防水泵，以及驱动消防水泵运转的水泵电机，消防水泵的出水口固定密封连接有主水管，主水管的外侧安装
有增压组件，主水管的端部设有与之密封固定连接的消防管，消防管的外侧朝下的位置固定安装有消防喷头组件，增压组件能够增加主水管内部的压力，消防喷头组件能够可控的根据着火点的位置准确的将消防管内部的高压水喷洒至着火点进行灭火。
7.进一步的，所述的增压组件包括水轮机，水轮机固定安装在主水管上，水轮机的出水口处与进水口处分别设有与之密封固定连接的第一单向阀和第二单向阀，水轮机的输出轴端设有与之传动连接的空压机，空压机的输出端设有与之密封固定连接的气管，气管的末端设有与之固定密封连接的第三单向阀，第三单向阀固定安装于主水管上位于第二单向阀外侧的位置，第三单向阀的出口与主水管密封固定连通。
8.进一步的，所述的水泵电机的外部设有与之电性控制连接的控制器，水轮机的输出轴上位于空压机的另一端设有旋转位置传感器，旋转位置传感器与控制器电连接。
9.进一步的，所述的消防喷头组件包括竖管，竖管的上端部与消防管的外侧朝下的位置固定密封连通，竖管的下端部位于其外侧的四方设有四根与之密封固定连通的横管，横管的外端皆设有与之密封转动连接的第一管套，第一管套的外端设有与之密封固定连通的第一软管，第一软管的另一端设有固定密封连接的第二管套，第二管套的另一端设有与之密封固定连接的第一斜管，第一管套与第二管套的外侧铰接连接，第一斜管的下端内部设有与之密封滑动连接的第二斜管，第二斜管的下端部设有与之密封固定连接的电控流量阀。
10.进一步的，所述的电控流量阀与控制器电性连接。
11.进一步的，所述的电控流量阀的内侧面设有与之铰接连接的第一安装座，第一安装座的下端设有与之固定连接的摆管，摆管的外侧对应第二斜管的下端部分别设有与四个电控流量阀的出口密封固定连接的第二软管，第二软管与摆管密封固定连接，第一安装座的上端设有与之固定连接的摆杆，摆杆的上端部设有与之通过球形铰接连接的第二安装座，第二安装座固定安装于横管内端的下侧。
12.进一步的，所述的摆管的下端设有与之固定连接的水幕碗，水幕碗的底部对应摆管的下端开设有洒水孔，洒水孔的孔径小于摆管的下端的孔径，洒水孔的内端位于水幕碗内凹的侧面设有环形凸起的挡圈。
13.进一步的，所述的第二安装座的外侧位于两两相邻的横管之间皆固定安装有ai摄像头，ai摄像头与外部的ai处理器电性连接，ai处理器与控制器电性连接。
14.进一步的，所述的主水管上位于第三单向阀的外端固定安装有压力表。本发明所达到的有益效果为：本发明在使用时，首先ai摄像头会在检测过程中第一时间发现烟雾或火苗，并将烟雾或火苗以及其所在方位的信号通过ai处理器发生至控制器，控制器会自动启动水泵电机带动消防水泵运转，同时相应的控制对应的电控流量阀开启至适当的位置或关闭，从而使摆管与防喷头组件摆动至朝向火焰所在的方位并进行喷洒，进而达到精准扑灭火焰的目的，当火焰扑灭之后，ai摄像头会将烟雾或火苗消除的信号通过ai处理器发生至控制器，控制器会自动启动水泵电机带动消防水泵停止运转，同时控制所有电控流量阀处于关闭状态，届时，所有第二斜管内部的水压相等，从而使所有的第二斜管在第一斜管内部滑动相同的位置，并使消防喷头组件停止喷水，该设计既能在火灾发生时根据火焰所处位置精准扑灭火焰，也能在火灾扑灭后能够及时关闭消防喷头组件，既有利于水资源的节约，还能避免
在灭火时对火场内其他重要设备造成非必要的浸水，从而进一步的降低了发生火灾所带来的损失。
15.本发明在工作过程中，空压机能够将外部的空气压缩之后通过气管和第三单向阀输入主水管的内部，利用被压缩的空气不仅可以使主水管内部的水压增大，该设计利用气压增大水压既有利于提高灭火的效果，也能够增加火场氧气的含量，降低被困于火场的人们发生中毒和窒息的风险，进一步的提高了本发明在火灾发生时对人们生命和财产的保护能力。
16.综上所述，本发明结构简单巧妙，维护使用方便，在工作过程中既能够及时有效的根据着火点的具体位置进行精准灭火，让灭火的效果更加明显；也能在灭火过程中对火场输送空气，减少了处于火灾现场的人们发生窒息和中毒的风险；还能在灭火后自动关闭喷头，有利于水资源的节约和火场的快速恢复；具有较好的应用前景和推广价值。
附图说明
17.图1是本发明整体结构示意图；图2是图1中第ⅰ部分结构放大示意图；图3是图2中a-a向剖视图结构示意图；图4是图2的工作状态示意图；图5是体3中第ⅱ部分结构放大示意图。
具体实施方式
18.为便于本领域的技术人员理解本发明，下面结合附图说明本发明的具体实施方式。
19.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。
20.在本技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
21.需要说明的是，当组件被称为“装设于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“固定于”另一个组件，它可以是直接固定在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。
22.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“或/及”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
23.如图1~5所示，本发明提供了一种基于人工智能的电气控制消防装置，包括消防水泵1，以及驱动消防水泵1运转的水泵电机2，消防水泵1的进水口与消防储水池固定连通，消
防水泵1的出水口固定密封连接有主水管3，主水管3上固定安装有水轮机4，水轮机4属于现有技术，此处对其结构原理不作赘述，在工作过程中，当水流流经主水管3时，会带动水轮机4转动。
24.如图1所示，水轮机4的出水口处与进水口处分别设有与之密封固定连接的第一单向阀5和第二单向阀6，水轮机4的输出轴端设有与之传动连接的空压机7，空压机7属于现有技术，此处对其结构原理不作赘述，水轮机4在转动过程中会带动空压机7运行，空压机7的输出端设有与之密封固定连接的气管8，气管8的末端设有与之固定密封连接的第三单向阀9，第三单向阀9固定安装于主水管3上位于第二单向阀6外侧的位置，第三单向阀9的出口与主水管3密封固定连通，在工作过程中，空压机7能够将外部的空气压缩之后通过气管8和第三单向阀9输入主水管3的内部，利用被压缩的空气不仅可以使主水管内部的水压增大，并且被压缩的空气在灭火过程中进入火场中还能够增加火场氧气的含量，降低被困于火场的人们发生中毒和窒息的风险；第一单向阀5和第二单向阀6能够防止进入主水管3内部的空气反向冲击在水轮机4上，确保本发明能够正常运行。
25.如图1所示，主水管3上位于第三单向阀9的外端固定安装有压力表10，主水管3上位于压力表10的外端设有与之密封固定连接的消防管11，消防管11固定安装于需要预防火灾的场所内，消防管11的外侧朝下的位置固定安装有消防喷头组件12，在工作过程中，压力表10能够直观的实时监测进入消防管11内部的水的压力，当发生火灾时，主水管3的内部水会通过消防管11从消防喷头组件12中喷出，从而达到将火场中火焰扑灭的效果。
26.如图1所示，水泵电机2的外部设有与之电性控制连接的控制器13，控制器13能够控制水泵电机2的运行和停止；水轮机4的输出轴上位于空压机7的另一端设有旋转位置传感器14，旋转位置传感器14与控制器13电连接，旋转位置传感器14能够实时监测水轮机4是否转动或运行，并将水轮机4的转动信号传递至控制器13，控制器13能够根据旋转位置传感器14的检测到的转动信号实时调控水泵电机2的转速，从而确保系统压力正常；在工作过程中，如果旋转位置传感器14检测到水轮机4发生转动，则表明有水流通过水轮机4，当没有火灾发生时，旋转位置传感器14可用于检测消防管11是否存在水泄漏的故障，当发生火灾时，旋转位置传感器14会将其检测的转动信号传递至控制器13，以便于控制器13能够自动调控水泵电机2的转速。
27.如图1、2、3、5所示，消防喷头组件12包括竖管15，竖管15的上端部与消防管11的外侧朝下的位置固定密封连通，竖管15的下端部位于其外侧的四方设有四根与之密封固定连通的横管16，横管16的外端皆设有与之密封转动连接的第一管套17，第一管套17的外端设有与之密封固定连通的第一软管18，第一软管18的另一端设有固定密封连接的第二管套19，第二管套19的另一端设有与之密封固定连接的第一斜管20，第一管套17与第二管套19的外侧铰接连接，第一斜管20的下端内部设有与之密封滑动连接的第二斜管21，第二斜管21的下端部设有与之密封固定连接的电控流量阀22，电控流量阀22与控制器13电性连接，控制器13能够控制电控流量阀22开启的大小，从而控制流过电控流量阀22流量大小。
28.如图1、2、3、5所示，四个电控流量阀22的内侧面设有与之铰接连接的第一安装座23，第一安装座23的下端设有与之固定连接的摆管24，摆管24的外侧对应第二斜管21的下端部分别设有与四个电控流量阀22的出口密封固定连接的第二软管25，第二软管25与摆管24密封固定连接，第一安装座23的上端设有与之固定连接的摆杆26，摆杆26的上端部设有
与之通过球形铰接连接的第二安装座27，第二安装座27固定安装于横管16内端的下侧；在工作中，当消防管11内部的水进入竖管15内部时，消防管11内部的水会通过横管16与第一软管18进入第一斜管20和第二斜管21的内部；当控制器13控制所有的电控流量阀22均开启时，第二斜管21内部的水会通过第二软管25进入摆管24内部，最终从摆管24的下端喷出；如图4所示，当控制器13控制其中一个电控流量阀22关闭，并控制与之相对的另一个电控流量阀22开启，同时控制另外两个相对的电控流量阀22开启至适当位置时；处于关闭状态的电控流量阀22所对应的第二斜管21内部的水会推动该第二斜管21在第一斜管20内部向外滑动，从而使该第二斜管21推动第一安装座23带动摆管24以第二安装座27的球形铰接连接处为中心向处于开启状态的电控流量阀22所对应的第二斜管21所在的方向摆动，并且处于开启状态的电控流量阀22所对应的第二斜管21会相应的配合第一安装座23的摆动向第一斜管20内部滑动，同时，另外两个相对的电控流量阀22所对应的第一斜管20会相应的配合第一安装座23的摆动而带动第一管套17相对横管16的外端进行转动，从而避免发生运动干涉；而处于开启状态的电控流量阀22所对应的第二斜管21内部的水会通过该电控流量阀22进入第二软管25和摆管24内部，最终从摆管24的下端喷出。
29.如图2、3、4所示，摆管24的下端设有与之固定连接的水幕碗28，水幕碗28的底部对应摆管24的下端开设有洒水孔29，洒水孔29的孔径小于摆管24的下端的孔径，洒水孔29的内端位于水幕碗28内凹的侧面设有环形凸起的挡圈30，在工作过程中，从摆管24的下端喷出水大部分会通过洒水孔29喷洒至火场，而另一小部分水会从挡圈30的外侧沿着水幕碗28内凹的侧面向上抛出，并形成水幕，从而在火势过大时有效的阻挡火场中的明火对本发明的消防喷头组件12造成烧损。
30.如图2、3、4所示，第二安装座27的外侧位于两两相邻的横管16之间皆固定安装有ai摄像头31，ai摄像头31与外部的ai处理器电性连接，ai处理器与控制器13电性连接，在工作过程中，ai摄像头31能够实时拍摄消防喷头组件12外侧的图像信息，并发送至ai处理器，ai处理器能够智能识别图像信息中的火焰和烟雾，以及根据ai摄像头31所在的方位信息计算出火焰和烟雾所在的方位，并将出现火焰或烟雾的信号以及所在方位的信号发送至控制器13，控制器13首先会启动水泵电机2带动消防水泵1运转，同时相应的控制对应的电控流量阀22开启至适当的位置或关闭，从而使摆管24摆动至朝向火焰所在的方位并进行喷洒，从而达到扑灭火焰的目的。
31.综上所述，使用本发明进行消防灭火时，首先ai摄像头31会在检测过程中第一时间发现烟雾或火苗，并将烟雾或火苗以及其所在方位的信号通过ai处理器发生至控制器13，控制器13会自动启动水泵电机2带动消防水泵1运转，同时相应的控制对应的电控流量阀22开启至适当的位置或关闭，从而使摆管24与防喷头组件12摆动至朝向火焰所在的方位并进行喷洒，进而达到精准扑灭火焰的目的，当火焰扑灭之后，ai摄像头31会将烟雾或火苗消除的信号通过ai处理器发生至控制器13，控制器13会自动启动水泵电机2带动消防水泵1停止运转，同时控制所有电控流量阀22处于关闭状态，届时，所有第二斜管21内部的水压相等，从而使所有的第二斜管21在第一斜管20内部滑动相同的位置，并使消防喷头组件12停止喷水，该设计既能在火灾发生时根据火焰所处位置精准扑灭火焰，也能在火灾扑灭后能够及时关闭消防喷头组件12，既有利于水资源的节约，还能避免在灭火时对火场内其他重要设备造成非必要的浸水，从而进一步的降低了发生火灾所带来的损失。
32.本发明在工作过程中，空压机7能够将外部的空气压缩之后通过气管8和第三单向阀9输入主水管3的内部，利用被压缩的空气不仅可以使主水管内部的水压增大，该设计利用气压增大水压既有利于提高灭火的效果，也能够增加火场氧气的含量，降低被困于火场的人们发生中毒和窒息的风险，进一步的提高了本发明在火灾发生时对人们生命和财产的保护能力。
33.总之，本发明结构简单巧妙，维护使用方便，在工作过程中既能够及时有效的根据着火点的具体位置进行精准灭火，让灭火的效果更加明显；也能在灭火过程中对火场输送空气，减少了处于火灾现场的人们发生窒息和中毒的风险；还能在灭火后自动关闭喷头，有利于水资源的节约和火场的快速恢复；因此，本发明具有较好的应用前景和推广价值。
34.以上所述的本发明实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。