一种消防栓系统及消防栓监控方法技术方案

本发明专利技术涉及一种消防栓系统及消防栓监控方法，属于消防栓设备领域。消防栓系统，包括供水管及安装在供水管上的消防栓与止水阀，止水阀包括阀体、阀瓣及阀杆；阀体上固设有监测装置，监测装置包括密封壳、监测单元及电池连接端子；监测单元包括流道启闭状态监测单元，流道流速监测单元和/或流道水压监测单元，及安装在密封壳内的控制模块与受控于控制模块的无线通信单元。在止水阀上集成流道启闭状态监测及水压监测与流速监测中的至少一者，不仅可获得更多有效地信息，且能降低误判概率或减少无用监测信息的收集，可广泛应用于消防栓、建筑等领域。

【技术实现步骤摘要】
一种消防栓系统及消防栓监控方法
本专利技术涉及消防设备领域，具体地说，涉及一种基于物联网技术的消防栓系统及基于该消防栓系统的消防栓监控方法。
技术介绍
如图1所示，常用消防栓系统01包括水管010、安装在水管010的末端部0101上的消防栓011、止水阀012及消防栓监测仪表013。其中，止水阀012用于控制末端部0101中水流的通断，以控制水管010是否向消防栓012供水；消防栓监测仪表013用于对末端部0101内的水流流速和/或水压进行监测，包括流速监测模块与水压监测模块，比如公布号为CN107979128A、CN107968453等专利文献所公开的消防栓检测仪表中，以水压探头作为水压监测模块，公布号为CN107975679A等专利文献所公开的消防栓仪表中，以涡轮作为流速监测模块。对于止水阀012，其常用结构如公告号为CN2103068U等专利文献所公开的闸阀结构，如其附图1所示，包括阀体、闸板16、阀杆2及手轮1，阀体包括阀座与阀盖6，在阀盖6上固设有支架17，在支架17的上端部设有螺纹孔。在使用过程中，通过手轮1驱动阀杆2相对阀体转动，以通过阀杆2上的螺纹与支架17上的螺纹孔的配合而驱动闸板16升降，以启闭阀体内的流道，即开启该流道或关闭该流道，从而实现对末端部0101内水流通道的控制。通过设置消防栓检测仪表013能够实现对消防栓011内的水压和/或流速进行监测，从而对该消防栓011的工作状态进行监控，以更好地为消防灭火提供服务。止水阀012与消防栓监测仪表013通常要求安装地下井内，由于多年前建设的地下井在设计时只考虑了止水阀012尺寸要求，即其尺寸满足相应国标尺寸的止水阀，难以直接地在该地下井内安装消防栓仪表013，需另外进行打井并对水管的管路进行改造，导致整个工程量偏大。此外，在使用过程中，若止水阀013被关闭了，难以通过测量末端部0101内的水压来判断消防栓011的供水压力是否充足等状况，从而无法准确地反应该消防栓的真实使用状况。
技术实现思路
本专利技术的主要目的是提供一种消防栓系统，在实现对消防栓的状态进行有效监测的同时，节约工程成本；本专利技术的另一目的是提供一种具有水流能量俘获功能的消防栓系统；本专利技术的再一目的是提供一种基于上述消防栓系统的消防栓监控方法。为了实现上述主要目的，本专利技术提供的消防栓系统，包括供水管及安装在供水管上的消防栓与止水阀，止水阀包括阀体、阀瓣及阀杆；阀体上固设有监测装置，监测装置包括密封壳、监测单元及电池连接端子，电池连接端子用于连接向监测单元供电的电池；监测单元包括流道启闭状态监测单元，流道流速监测单元和/或流道水压监测单元，及安装在密封壳内的控制模块与受控于控制模块的无线通信单元；流道流速监测单元包括安装在阀体的流道内的测速涡轮，流道水压监测单元包括水密地安装在水压监测通孔上水压探头，水压监测通孔设于流道的侧壁上。通过将现有技术中消防栓监测仪表上的水压监测与流速监测中的至少一者集成到止水阀上，同时对其流道启闭状态进行监测，不仅可通过综合启闭状态信息与水压监测信息和/流速监测信息，可获取关于消防栓上更多的有效信息，以降低误判概率或减少无用监测信息的收集，还能在尺寸上能够满足现有已建成止水阀地下井，以在对现有消防栓系统进行升降改造时，能有效地降低改造升级成本，或者新建消防栓系统成本比现有技术中低。具体的方案为流道启闭状态监测单元包括指示模块及位置监测模块；指示模块包括安装在阀杆上的指示块，位置监测模块用于监测指示块相对阀体在阀杆的轴向上的位置；在阀杆相对阀体的转动过程，指示块受阀杆的轴向驱动力而沿轴向移动。通过在阀杆上设置由其驱动而沿相对阀体沿阀杆轴向移动的指示块，并通过对指示块相对阀体的位置信息进行监测，以利用阀门在工作过程中，为通过手轮驱动阀杆相对阀体转动，以驱动阀瓣启闭阀体流道，即阀瓣是否全闭阀体流道、或者全开阀体流道及在这两者间的中间状态的信息可通过对阀杆的动作监测而获取，其整体结构简单，且监测结果准确度高。更具体的方案为阀杆具有暴露于阀体外的螺杆段；指示模块包括沿轴向布置的导轨及固设在指示块上的第一元件，指示块受导轨的导向约束而只能沿轴向移动；指示块具有与螺杆段相适配的螺纹孔；螺杆段的长度大于指示块在阀瓣启闭流道过程中沿轴向的行程；位置监测模块包括固设在阀体上的第二元件；在指示块沿轴向移动的行程两端侧各设有至少一个第二元件；第一元件与第二元件中，一者为磁铁，另一者为磁检测传感器；磁检测传感器向控制模块输出磁检测信号。采用螺纹结构进行驱动，结构简单且便于实现，利用磁铁与磁检测传感器配合而对指示块相对阀体在阀杆轴向上的位置进行监控，能有效地降低监控过程中传感器功耗，便于延长一些环境下只能利用电池进行供电的阀门服役年限。且由于阀杆具有位于阀体外的部分，通过对阀杆的状态监测而获取阀瓣是否启闭流道的信息，能有效避免需要将监测模块设置到阀体内而需考虑密封问题，以便于制造及维护中的检修。进一步的方案为第一元件为磁铁，第二元件为磁检测传感器；磁检测传感器为霍尔传感器或干簧管；导轨包括固设在阀体上的导槽板，导槽板上设有沿轴向布置的限位导向槽；指示块具有可滑动地卡套于限位导向槽内的被限位部；第二元件固设在导槽板上且位于限位导向槽的端部侧旁。在指示块上固设磁铁块，而在行程两端设置磁检测传感器，便于从检测信号中判断出指示块此前的位置是位于全开位置、全闭位置还是位于两者之间的位置；采用导槽板作为导轨，结构简单且便于在阀体上的安装。优选的方案为流道流速监测单元包括由测速涡轮带动而绕旋转轴线转动的磁铁块，及位于磁铁块绕旋转轴线转动所形成的环形轨迹侧旁的磁检测传感器；磁检测传感器向控制模块输出磁检测信号。采用涡轮与磁铁、磁传感器的配合而对水流流速进行检测，能降低检测所需功耗，便于一些只能有电池供电的环境中使用，且测量精度高、结构简单。更优选的方案为磁检测传感器为霍尔传感器；测速涡轮可转动地安装在安装筒内，安装筒嵌入地安装在流道的一个端口部内；阀体在端口部的侧壁上设有安装螺孔；霍尔传感器水密地埋于塑料螺钉中，塑料螺钉水密地拧紧于安装螺孔内。采用霍尔传感器作为磁检测传感，能有效地提高其在阀座内或者靠近阀座位置处的检测准确度。另一个优选的方案为磁检测传感器的信号传输线依序穿过硬质保护管及设于密封壳上的通孔后，与控制模块电连接，信号传输线与通孔间设有密封件。通过设置硬质保护管，有效地避免在施工及使用过程中，对信号传输线造成破坏。另一个优选的方案为水压监测通孔设有第一内螺纹，水压探头的探测端部设有与第一内螺纹相适配的第一外螺纹，探测端部与水压监测通孔的外端面间压有密封圈；水压探头的外端部设有第二外螺纹，密封壳通过设有与第二外螺纹相适配的第二内螺纹的连接端头与水压探头固定连接，连接端头与外端部间压有密封圈；连接端头设有连通密封壳的内腔的通孔，水压探头的信号线穿过通孔后与控制模块电连接；水压监测通孔设于流道的进水端部上。利用水压探头作为连接件一部分，不仅便于实现密封，且便于水压探头信号线的布线。另一个优选的方案为无线通信模块包括NB-IOT模块、2G通信模块或5G通信模块；无线通信模块包括暴露于密封壳外的天线。将天线外置，可有效地提高其无线通信能力。为了实现上述另一目的，本专利技术提供的再一个优选本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种消防栓系统，包括供水管及安装在所述供水管上的消防栓与止水阀，所述止水阀包括阀体、阀瓣及阀杆；其特征在于：所述阀体上固设有监测装置，所述监测装置包括密封壳、监测单元及电池连接端子，所述电池连接端子用于连接向所述监测单元供电的电池；所述监测单元包括流道启闭状态监测单元，流道流速监测单元和/或流道水压监测单元，及安装在所述密封壳内的控制模块与受控于所述控制模块的无线通信单元；所述流道流速监测单元包括安装在所述阀体的流道内的测速涡轮，所述流道水压监测单元包括水密地安装在水压监测通孔上水压探头，所述水压监测通孔设于所述流道的侧壁上。

【技术特征摘要】
1.一种消防栓系统，包括供水管及安装在所述供水管上的消防栓与止水阀，所述止水阀包括阀体、阀瓣及阀杆；其特征在于：所述阀体上固设有监测装置，所述监测装置包括密封壳、监测单元及电池连接端子，所述电池连接端子用于连接向所述监测单元供电的电池；所述监测单元包括流道启闭状态监测单元，流道流速监测单元和/或流道水压监测单元，及安装在所述密封壳内的控制模块与受控于所述控制模块的无线通信单元；所述流道流速监测单元包括安装在所述阀体的流道内的测速涡轮，所述流道水压监测单元包括水密地安装在水压监测通孔上水压探头，所述水压监测通孔设于所述流道的侧壁上。2.根据权利要求1所述的消防栓系统，其特征在于：所述流道启闭状态监测单元包括指示模块及位置监测模块；所述指示模块包括安装在所述阀杆上的指示块，所述位置监测模块用于监测所述指示块相对所述阀体在所述阀杆的轴向上的位置；在所述阀杆相对所述阀体的转动过程，所述指示块受所述阀杆的轴向驱动力而沿所述轴向移动。3.根据权利要求2所述的消防栓系统，其特征在于：所述阀杆具有暴露于所述阀体外的螺杆段；所述指示模块包括沿所述轴向布置的导轨及固设在所述指示块上的第一元件，所述指示块受所述导轨的导向约束而只能沿所述轴向移动；所述指示块具有与所述螺杆段相适配的螺纹孔；所述螺杆段的长度大于所述指示块在所述阀瓣启闭所述流道过程中沿所述轴向的行程；所述位置监测模块包括固设在所述阀体上的第二元件；在所述指示块沿所述轴向移动的行程两端侧各设有至少一个所述第二元件；所述第一元件与所述第二元件中，一者为磁铁，另一者为磁检测传感器；所述磁检测传感器向所述控制模块输出磁检测信号。4.根据权利要求3所述的消防栓系统，其特征在于：所述第一元件为磁铁，所述第二元件为磁检测传感器；所述磁检测传感器为霍尔传感器或干簧管；所述导轨包括固设在所述阀体上的导槽板，所述导槽板上设有沿所述轴向布置的限位导向槽；所述指示块具有可滑动地卡套于所述限位导向槽内的被限位部；所述第二元件固设在所述导槽板上且位于所述限位导向槽的端部侧旁。5.根据权利要求1至4任一项权利要求所述的消防栓系统，其特征在于：所述流道流速监测单元包括由所述测速涡轮带动而绕旋转轴线转动的磁铁块，及位于所述磁铁块绕所述旋转轴线转动所形成的环形轨迹侧旁的磁检测传感器；所述磁检测传感器向所述控制模块输出磁检测信号。6.根据权利要求5所述的消防栓系统，其特征在于：所述磁检测传感器为霍尔传感器；所述测速涡...

【专利技术属性】
技术研发人员：欧阳培光，张炳翔，
申请(专利权)人：欧阳培光，张国东，
类型：发明
国别省市：浙江,33