一种消防分水器及其制造工艺

技术领域

本发明属于消防设备技术领域，特别涉及一种消防分水器及其制造工艺。

背景技术

消防分水器是将水带干线分成几股水带支线的连接器，消防分水器有一个进水口和两个以上的出水口，出水口可以同时使用，也可以分别使用，出水口均有开关装置，可以随时开关、控制水流，便于增加或调换支线水带，可有效节省水带，缩短出水时间，及时保证火场供水。

现有的消防分水器结构较为成熟，已普遍应用于消防支队中，如公告号为CN210830605U的中国专利公开的一种泄压分水器，包括阀体、阀芯和控制旋钮，阀体具有一个进水通道和至少两个出水通道，出水通道的出水口处设置有用于连接消防水带的第一快速接口，第一快速接口与出水通道的出水口之间设置有双头连接盖，进水通道的进水口处设置有用于连接消防水带的第二快速接口；阀芯可旋转的设置在出水通道的内部并用于控制出水通道的启闭，阀芯的旋转轴线与出水通道的轴线垂直，阀芯内部可以设置水流通道；控制旋钮设置于阀体上并与阀芯连接，通过控制旋钮驱动阀芯旋转，当阀芯旋转到水流通道与出水通道水平时，出水通道开启，当阀芯旋转到水流通道与出水通道垂直时，出水通道关闭，停止出水。

现有的消防分水器都是以铸造的方式生产，即熔炼后的金属液体浇注入铸型内，经冷却凝固获得所需形状和性能，最后通过加工中心加工阀体内的流道，该种老旧的工艺生产出的阀体密度较低、抗压性能有限、铸件质量不稳定，在保证阀体抗压强度的前提下，阀体的壁厚难以降低到理想厚度，导致阀体本身的重量较重；此外，快速接口需要通过双头连接盖与阀体连接，双头连接盖则与阀芯配合对出水通道进行启闭，但不合理的结构导致快速接口的组装步骤多，还需要额外加工双头连接盖，而且分水器本身的重量较大，大重量的消防装备不适于铺设、回收工作，因为分水器、水带、水枪、水炮等消防装备需要消防人员手动搬运至预定位置后组装，尤其是远距离的消防灭火，消防器材的铺设距离更远，笨重的消防器材会极大消耗消防人员的体能，不利于后续的消防救援工作。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的上述问题，提出了一种消防分水器，本发明所要解决的第一个技术问题是：如何优化分水器的结构，使其易于组装。

本发明的目的是针对现有技术存在的上述问题，提出了一种制造工艺，本发明所要解决的第二个技术问题是：如何降低分水器的重量。

本发明的第一个技术目的可通过以下技术方案得以实现：

一种消防分水器，包括外壳、控制阀以及接口，所述外壳具有进水流道以及至少一个出水流道，所述出水流道连通进水流道，所述控制阀与所述外壳连接，且所述控制阀的数目与所述出水流道的数目一一对应，所述控制阀能够控制所述出水流道的通断，所述接口设置于所述控制阀上。

通过上述技术方案，消防分水器独立分为外壳、控制阀、接口三部分加工，预先将接口连接于控制阀上，使得二者作为一个独立部件再进行后续的组装，组装后的控制阀能够与任一出水流道连接，相较于现有技术中各零部件都围绕外壳展开的组装流程，可以减少组装过程中的误操作，只需要最后将各控制阀任意连接至各出水流道上即可，不仅结构精简，易于组装，还能够有效提升组装效率。

在上述的消防分水器中，所述控制阀包括阀体、阀芯、阀杆，所述阀体与所述外壳可拆卸连接，所述接口连接于所述阀体上，所述阀体内具有相连通的安装流道、安装孔，所述阀芯转动设置于所述安装流道内，所述阀芯的端部具有与所述阀芯抵靠的密封部，所述阀芯内具有能够连通所述出水流道的连接流道，所述阀杆转动设置于所述安装孔内，且所述阀杆的内端与所述阀芯连接。阀杆驱动阀芯转动，使得安装流道将出水流道连通接口，便可实现当前控制阀的开启；反向转动阀杆，使得阀芯将出水流道、接口隔断，便可实现当前控制阀的关闭，控制阀关闭时，阀芯外壁依然与密封部抵靠，从而提升阀芯的气密性。

在上述的消防分水器中，所述控制阀还包括手柄，所述手柄与所述阀杆的外端连接，所述手柄能够驱动所述阀杆、阀芯整体转动；所述阀体上具有缺口，所述手柄位于所述缺口内，且所述缺口对所述手柄的转动行程限位。消防人员手握手柄，便可驱动阀杆转动，而缺口则对手柄的转动角度限位，使得手柄可以在设定范围内转动，降低控制阀的使用难度。

在上述的消防分水器中，所述出水流道内具有安装槽一，所述密封部包括所述安装槽一内设置的密封环一，所述密封环一与所述阀芯的外壁抵靠。安装槽一对密封环一限位，阀芯转动的过程中，密封环一不会发生位移；而密封环一抵紧阀芯，从而提升阀芯的气密性。

在上述的消防分水器中，所述阀体内有安装槽二，所述密封部包括所述安装槽二内设置的密封环二，所述密封环二与所述阀芯的外壁抵靠，且所述密封环二、密封环一分别位于所述阀芯的两侧，所述密封环二、密封环一配合对所述阀芯轴向限位。密封环一、密封环二共同对阀芯限位，使得阀芯可以稳定转动，降低高压水对阀芯的作用力，而且可以提升阀芯的气密性。

在上述的消防分水器中，所述阀杆的外壁具有凸块，所述安装孔内可拆卸连接有压帽，所述压帽的内端对所述凸块轴向限位。阀杆与阀芯连接后，压帽安装于安装孔内，使得压帽内端对凸块轴向限位，阀杆便只能在安装孔内转动而不能从安装孔内取出。

在上述的消防分水器中，所述外壳上具有限位环，所述控制阀与所述外壳连接后，所述限位环能够对所述控制阀限位。限位环对控制阀限位，使得控制阀在外壳上具有预定位置，同时避免外界杂物进入控制阀与外壳之间的缝隙内。

在上述的消防分水器中，所述控制阀包括闸阀。通过闸阀控制出水流道的启闭。

在上述的消防分水器中，所述控制阀、外壳下方均设置有支撑脚，所述控制阀靠近所述接口的一侧设置有密封槽，所述密封槽内设置有密封圈。通过支撑脚与地面接触，可有效避免控制阀、外壳的磨损；接口与水带上的快速接口连接后，密封槽内的密封圈可以密封住接口与快速接口之间的间隙，提升接口处的气密性。

本发明的第二个技术目的可通过以下技术方案得以实现：

一种基于上述消防分水器的制造工艺，所述制造工艺包括以下步骤：

S1、备料：将实心金属料棒切段；

S2、通过加热装置批量加热柱形料棒；

S3、柱形料棒加热完成后，通过模具分别挤压出外壳毛坯、阀体毛坯；

S4、外壳毛坯、阀体毛坯脱模、冷却后，机加工外壳的外壁、进水流道、出水流道；对阀体毛坯内的安装流道、安装孔机加工；

S5、对外壳的外壁、进水流道、出水流道以及阀体内的安装流道、安装孔精加工；

S6、对外壳、阀体进行表面防腐处理；

S7、组装分水器。

通过上述技术方案，外壳、阀体各自独立锻造，通过锻造消除料棒在冶炼过程中产生的铸态疏松等缺陷，可以将料棒中的疏松、气孔压实，优化微观组织结构，保存其完整的金属流线，有效提高了外壳、阀体的抗压及抗冲击性能，在后续的机加工、精加工时，外壳、阀体的壁厚可以控制在理想厚度，再去除外壳、阀体上非必要的加强材料，便可将组装后消防分水器的重量降低1/3。相较于现有技术中铸造分水器，采用本制造工艺生产的分水器，结构强度更高、质量稳定、节省材料且重量更轻，消防人员搬运时更省力。

在上述的制造工艺中，在步骤S1中，料棒为6061或6063铝棒。6061或6063铝棒防腐，且质量较轻。

在上述的制造工艺中，在步骤S2中，通过电炉将料棒加热至540～560℃。该温度范围更易于锻造。

综上所述，本发明对比于现有技术的有益效果为：

消防分水器分为外壳、控制阀、接口三部分独立加工，组装时，可以先组装控制阀，再将接口连接于控制阀上，使得控制阀、接口作为一个独立部件投入后续的组装工序，组装后的控制阀能够与任一出水流道连接，不需要将各零部件直接组装于外壳上，可以减少组装过程中的误操作，只需要最后将各控制阀任意连接至各出水流道上即可，结构精简、易于组装、控制阀更换便捷，有效提升组装了效率；

外壳、阀体通过锻造生产，将其疏松、气孔压实，把粗大的铸造组织(树枝状晶粒)击碎成细小的晶粒,并形成沿着零件轮廓合理地分布的纤维组织，提高零件的强度、抗冲击强度，有效降低了外壳、阀体的壁厚，从而减轻消防分水器的重量，便于消防人员搬运。

附图说明

图1为实施例中外壳与阀体连接后的剖视示意图；

图2为三分水器的外部结构示意图；

图3为图2的剖视示意图；

图4为图2的另一剖视示意图；

图5为实施例的部分剖视示意图；

图6为实施例的部分爆炸结构示意图；

图7为实施例部分爆炸后的剖视示意图；

图8为二分水器的外部结构示意图；

图9为制造工艺的流程图。

附图标记：100、外壳；110、进水流道；120、出水流道；121、安装槽一；130、限位环；

200、控制阀；210、阀体；211、安装流道；212、安装孔；2121、压帽；213、缺口；214、安装槽二；215、支撑脚；216、密封槽；2161、密封圈；220、阀芯；221、连接流道；222、装配孔；230、阀杆；231、连接端；232、凸块；240、手柄；

300、接口；

400、接头；

500、密封部；510、密封环一；520、密封环二。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

一种消防分水器，如图1至图8所示，包括外壳100、控制阀200以及接口300，外壳100具有进水流道110以及至少一个出水流道120，各出水流道120均连通进水流道110，控制阀200与外壳100连接，且控制阀200的数目与出水流道120的数目一一对应，各控制阀200能够控制对应出水流道120的通断，接口300设置于控制阀200上。进水流道110处连接有与接口300适配的接头400，接头400与接口300可拆卸连接，接头400、接口300均用于连接水带；具体来说，水带的两端会连接管接口，水带是通过管接口与接头400或接口300连接。

接口300、接头400为现有技术中的内扣式接口、美式接口、中岛式接口等快拆管道接口，也可以具体采用一种性能稳定的消防接头（CN214744009U），一种内扣式消防接头（CN216676807U）内公开的接头。

如图1、图7所示，本实施例中，控制阀200包括阀体210、阀芯220、阀杆230、手柄240，阀体210与外壳100可拆卸连接，接口300卡接或螺纹连接于阀体210上，阀体210内具有相连通的安装流道211、安装孔212，安装流道211连通出水流道120，阀芯220转动设置于安装流道211内，阀芯220的端部具有与阀芯220抵靠的密封部500，阀芯220内开设有能够连通出水流道120的连接流道221，阀杆230转动设置于安装孔212内，且阀杆230的内端与阀芯220连接；手柄240与阀杆230的外端连接，手柄240能够驱动阀杆230、阀芯220整体转动；阀体210上具有缺口213，手柄240位于缺口213内，且缺口213对手柄240的转动行程限位，本实施例中，手柄240的转动行程为90°。

具体来说，阀芯220上具有装配孔222或装配槽，阀杆230的内端具有与装配孔222或装配槽适配的连接端231，装配孔222或装配槽对连接端231周向限位，从而保证阀杆230可以带动阀芯220转动。

出水流道120内具有安装槽一121，密封部500包括安装槽一121内设置的密封环一510，密封环一510与阀芯220的外壁抵靠。

在一些实施方式中，阀体210内有安装槽二214，密封部500包括安装槽二214内设置的密封环二520，密封环二520与阀芯220的外壁抵靠，且密封环二520、密封环一510分别位于阀芯220的两侧，密封环二520、密封环一510配合对阀芯220轴向限位。作为其他方案，密封环一510、密封环二520也可以择一设置。

阀杆230的外壁具有凸块232，安装孔212内卡接或螺纹连接有压帽2121，压帽2121的内端对凸块232轴向限位。

外壳100上具有限位环130，控制阀200与外壳100连接后，限位环130能够对控制阀200限位，为密封阀体210与外壳100之间的缝隙，可在限位环130处设置橡胶圈。在一些实施方式中，为降低对阀体210端部的磨损，限位环130的外圈与阀体210的外壁齐平，或者省略限位环130，使得阀体210外壁与外壳100的外壁齐平。

阀体210、外壳100下方均设置有支撑脚215，支撑脚215用于支撑消防分水器；阀体210靠近接口300的一侧设置有密封槽216，密封槽216内设置有密封圈2161。

作为其他方案，控制阀200包括闸阀，闸阀可以是现有技术中常规闸阀，也可具体采用申请人名下的一种分水器（CN111255925A）内公开的闸阀。

一种消防分水器的工作原理：

接口300螺纹连接于阀体210上，再将密封环二520安装于安装槽二214内，阀芯220组装于安装流道211内，使得阀芯220侧壁与密封环二520抵靠，阀杆230内端从安装孔212插入装配孔222内，压帽2121则连接于安装孔212内，使得压帽2121对凸块232轴向限位，手柄240连接阀杆230外端，控制阀200的组装完成并可作为一个独立部件进行后续组装。

各控制阀200的组装完成后，先将密封环一510安装于安装槽一121内，各阀体210均连接于阀体210上，使得各出水流道120对应一个控制阀200，再将接头400连接于进水流道110，消防分水器的组装完成。

消防人员握持并转动手柄240，手柄240便可带动阀杆230、阀芯220整体转动，在连接流道221将出水流道120连通接口300时，该控制阀200处于开启状态，出水流道120内的水流便可经连接流道221、接口300排出；在阀芯220将出水流道120与接口300隔断时，该控制阀200处于关闭状态，出水流道120内的水流不能排出。

如图9所示，一种基于上述消防分水器的制造工艺，本制造工艺包括以下步骤：

S1、备料：将实心金属料棒切段；

S2、通过加热装置批量加热柱形料棒；

S3、柱形料棒加热完成后，通过模具分别挤压出外壳100毛坯、阀体210毛坯；

S4、外壳100毛坯、阀体210毛坯脱模、冷却后，通过机加工外壳100的外壁、出水流道120、进水流道110；对阀体210毛坯内的安装流道211、安装孔212机加工；

S5、对外壳100的外壁、出水流道120、进水流道110以及阀体210内的安装流道211、安装孔212精加工，去除多余材料；

S6、对外壳100、阀体210进行表面氧化或喷漆等防腐处理；

S7、组装消防分水器。

需要说明的是，外壳100、阀体210可以采用先后加工或是同步进行。

在步骤S1中，料棒为6061或6063铝棒。

在步骤S2中，通过电炉将料棒加热至540～560℃，优选温度为545～555℃。

进入步骤S6前，可以先进行检验或质量检测。

在步骤S7中，消防分水器的其他部件按原工艺加工，或是直接采购。当然，阀芯220也适用该制造工艺加工。

一种制造工艺的工作原理：

大体积的外壳100、阀体210独立锻造生产，将外壳100、阀体210中的疏松、气孔压实，把粗大的铸造组织(树枝状晶粒)击碎成细小的晶粒,并形成沿着零件轮廓合理地分布的纤维组织，能够提高外壳100、阀体210的抗压强度、抗冲击性能；同时，相较于铸造生产的消防分水器，有效降低了外壳100、阀体210的壁厚，减轻了消防分水器的重量。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明；本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。