一种耐高温消防排烟风扇及消防机器人的制作方法

[0001]
本发明涉及消防机器人技术领域，特别是涉及一种耐高温消防排烟风扇及消防机器人。


背景技术：

[0002]
在各种火灾事故中，往往伴随大量的易燃、易爆及有毒气体和烟雾，对现场人员及周围环境造成巨大的危害，并给火灾扑救及现场救援带来极大的困难和风险。在火灾发生时将现场的烟雾迅速排出、保持现场空气安全质量对于救援工作具有重要作用。
[0003]
传统排烟设备，一般使用电动机或使用高压消防水作为动力装置，在使用电动机作为动力源时，供电设备、电控系统和电动机均无法在高温环境中工作，故传统的排烟机器人或排烟风扇过程只能是在现场周边区域放置，无法深入火场，使排烟效率无法提升；而使用高压消防水做为动力源时，虽然可以不依赖于供电设备，但消防水一般依赖于流体管路的传输，现场需要水源及增压设备，即使有消防车进行供水，流体管路也会限制风扇布置的快捷性和便利性。


技术实现要素：

[0004]
为了解决现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种耐高温消防排烟风扇及消防机器人，在火场内部或高温环境下能正常进行灭火排烟工作，以缓解现有技术中存在的无法深入火场内部排烟的问题。
[0005]
为实现上述目的，本发明提供的一种耐高温消防排烟风扇，包括，外壳、风扇组件、发动机、冷源，以及热开关，其中，所述发动机、所述冷源，以及所述热开关位于所述外壳内部腔体中；所述发动机安装在所述热开关的一端，并通过所述热开关的控制与所述外壳进行热交换，所述热开关的另一端与所述外壳相连接；所述风扇组件与所述发动机相连接，在所述发动机带动下进行排烟；所述冷源，其为所述发动机冷端提供低温环境，并防止内部结构过热。
[0006]
进一步地，包括，连接所述风扇组件与所述发动机的万向联轴器和输出曲轴。
[0007]
进一步地，所述发动机，还包括，热置换气缸、移动活塞、动力气缸、动力活塞，以及冷端翅片，其中，所述热置换气缸，其与所述壳体连接，与外界进行热量交换；所述移动活塞通过连杆与所述输出曲轴连接；所述动力气缸，其安装在所述热开关上；所述动力活塞通过连杆与所述输出曲轴连接；所述冷端翅片，其底部位于所述冷源内；所述输出曲轴通过所述万向联轴器与风扇组件相连接。
[0008]
进一步地，所述外壳，还包括，导热层、支撑结构和隔热层，其中，导热层、支撑结构和隔热层从外至内依次设置；所述导热层将所述壳体在受到高温中吸收的热量传递给所述发动机；所述隔热层，其
防止外部热量进入所述壳体内部。
[0009]
进一步地，所述热置换气缸的一端穿过所述隔热层，并与所述支撑结构或导热层接触连接。
[0010]
进一步地，所述风扇组件，包括，扇叶和风扇转轴，其中，所述扇叶通过所述风扇转轴与所述万向联轴器一端相连接。
[0011]
进一步地，所述热开关为热膨胀块，当所述外壳内部温度变化时，控制所述发动机的移动及所述热置换气缸与外界的热量交换。
[0012]
进一步地，所述导热层为金属导热材料或石墨材料；所述支撑结构为耐高温金属材料或陶瓷材料；所述隔热层为陶瓷纤维隔热材料、气凝胶隔热材料、聚氨酯发泡保温材料中的一种或几种。
[0013]
进一步地，所述冷源，为水、冰、干冰中的一种或几种。
[0014]
为实现上述目的，本发明还提供一种消防机器人，所述消防机器人包括上述耐高温消防排烟风扇。
[0015]
本发明的一种耐高温消防排烟风扇及消防机器人，具有以下有益效果：与现有技术相比，本发明的耐高温消防排烟风扇及消防机器人采用发动机作为动力源，与传统电动设备相比，在高温火场中无需电池、电缆等，提高设备工作的安全性能。
[0016]
本发明的耐高温消防排烟风扇及消防机器人，能够深入火场内部进行工作，解决传统设备只能在现场周边区域放置的问题，提高了排烟救援效率。
[0017]
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。
附图说明
[0018]
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，并与本发明的实施例一起，用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：图1为根据本发明的耐高温消防排烟风扇外部立体示意图；图2为根据本发明的耐高温消防排烟风扇立体结构示意图；图3为根据本发明的发动机结构原理图；图4为根据本发明的耐高温消防排烟风扇俯视剖面视图；图5为根据本发明的耐高温消防排烟风扇内部为低温时的工作状态图；图6为根据本发明的耐高温消防排烟风扇内部为高温时的工作状态图。
具体实施方式
[0019]
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
[0020]
图1为根据本发明的耐高温消防排烟风扇外部立体示意图，图2为根据本发明的耐高温消防排烟风扇立体结构示意图，如图1和2所示，本发明的耐高温消防排烟风扇，包括，发动机1、风扇组件2、壳体3、冷源4、万向连轴器5、热开关6，以及输出曲轴7，其中，壳体3，为腔体结构，发动机1、冷源4、万向连轴器5、热开关6，以及输出曲轴7分别设置在壳体3的内部腔体中；
风扇组件2位于壳体3的外部，并通过万向连轴器5、输出曲轴7与发动机1相连接，发动机1安装在热开关6上，作为动力源，在高温环境中为设备提供动力，不需要使用电池、电缆等供电系统。本发明的耐高温消防排烟风扇可视情况安装一个或多个发动机。
[0021]
冷源4，其为发动机1的冷端提供低温环境，并防止内部结构过热，可以使用冰、水、干冰等一种或多种蓄冷剂作为冷源，使用时打开壳体盖子从外侧加入。
[0022]
热开关6为使用热膨胀系数高的材料制作的热膨胀块，其一端与壳体3相连接，另一端与发动机1相连接。
[0023]
万向联轴器5，其分别与风扇组件2和输出曲轴7相连接，保证当发动机1位置移动时，风扇组件2的转轴与输出曲轴7仍然可以能够有效的连接。
[0024]
风扇组件2作为排烟工作的执行机构，发动机1运转时通过万向联轴器5带动风扇组件2转动。
[0025]
图3为根据本发明的发动机结构原理图，如图3所示，本发明的发动机1，包括，热置换气缸101、冷端翅片102、移气活塞104、动力气缸105、动力活塞106、第一连杆107、第二连杆108、第一偏心结构109，以及第二偏心结构110，其中，热置换气缸101的一端与壳体3接触连接，与外界换热，作为发动机1的热端；冷端翅片102，与置换气缸另一端固定连接，其底部位于冷源4中，作为发动机1的冷端；第一偏心结构109，以及第二偏心结构110分别安装在输出曲轴7上，并与曲轴中心连线互相垂直；第一偏心结构109通过第一连杆107与热置换气缸101中的移气活塞104连接，第二偏心结构110通过第二连杆108与动力气缸105中的的动力活塞106连接，热置换气缸101与动力气缸105联通。气体在热端受热膨胀，推动动力活塞106向外运动，动力活塞106运动带动输出曲轴7转动，输出曲轴7转动又带动移气活塞104向内运动，将热置换气缸101内气体排挤到冷端，此时气体受冷收缩，吸引动力活塞106向内运动，继续带动输出曲轴7转动，此时输出曲轴7转动带动移气活塞104向外运动，将热置换气缸101内气体排挤到热端。如此循环往复，动力活塞106就向外输出了动力，带动输出曲轴7转动，从而通过万向联轴器5带动风扇组件2转动。
[0026]
图4为根据本发明的耐高温消防排烟风扇俯视剖面视图，如图4所示，本发明的外壳3，包括导热层301、支撑结构302和隔热层；本发明的风扇组件2，包括，扇叶201和风扇转轴202。
[0027]
本发明的外壳3，其导热层301为外壳3的最外层，使用高导热率的材料制作，使壳体3任一位置受到高温时都能将热量传递给发动机1的热置换气缸101；支撑结构302为壳体3的中间层，使用耐高温的金属材料或陶瓷材料制作，可在高温环境下保证壳体3完整且有一定强度；隔热层303为壳体3最内层，其具有一定厚度，防止外部热量进入壳体3内部。
[0028]
本发明实施例中，热置换气缸101的一端穿过壳体3的隔热层303，并与支撑结构302接触连接。
[0029]
本发明的风扇组件2，扇叶201位于外壳3的外部，通过风扇转轴202与万向联轴器5一端相连接，万向联轴器5的另一端与输出曲轴7相连接。
[0030]
热开关6，为使用热膨胀系数高的材料制作的热膨胀块，一端与壳体连接，另一端安装有发动机1。当外壳3内部温度低时，热开关6体积较小，发动机1热置换气缸101可以与壳体3的导热层301连接，与外界进行热量交换；当外壳3内部温度升高时，热开关6尺寸增加，推动发动机1移动，使热置换气缸101离开壳体3的导热层301，在热置换气缸101与壳体3
之间形成有空隙8，禁止与外界进行热量交换，减少传递到壳体3内部的热量，起到保护排烟风扇的作用。
[0031]
图5为根据本发明的耐高温消防排烟风扇内部为低温时的工作状态图，如图5所示，本发明的耐高温消防排烟风扇内部为低温时，发动机1热置换气缸101的一端与壳体3的导热层301连接，与外界进行热量交换。
[0032]
图6为根据本发明的耐高温消防排烟风扇内部为高温时的工作状态图，如图6所示，本发明的耐高温消防排烟风扇内部为高温时，发动机1移动，使热置换气缸101离开壳体3的导热层301，禁止与外界进行热量交换，减少传递到壳体3内部的热量，起到保护排烟风扇的作用。
[0033]
本发明实施例中，本发明提供的耐高温消防排烟风扇，在火场内部可以单独进行排烟工作，也可以安装在消防机器人中，当消防机器人进入火场内部时进行侦察、灭火排烟工作。
[0034]
本领域普通技术人员可以理解：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。