專利名稱:自集水防火滅火網(wǎng)絡(luò)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本技術(shù)涉及一種能夠收集雨水、并可自動防火和阻止火焰蔓延的自集水防火滅火網(wǎng)絡(luò),屬于災(zāi)害防治領(lǐng)域。
背景技術(shù):
全球氣候變化導(dǎo)致的森林火災(zāi)等自然災(zāi)害日益嚴重,由于重大森林火災(zāi)的控制尚是世界性的難題,聯(lián)合國糧農(nóng)組織已經(jīng)將森林火災(zāi)列為世界八大自然災(zāi)害之一。森林火災(zāi)的發(fā)生和蔓延主要取決于森林可燃物、森林火源和森林火環(huán)境,而森林可燃物的含水量和大氣濕度是影響森林火災(zāi)的關(guān)鍵因子?,F(xiàn)有的應(yīng)對技術(shù)主要是通過選擇抗火樹種營造生物防火林帶,或采取定期清理地表植物及翻耕等手段來開設(shè)滅火隔離帶,以達到防火滅火的目的。不論是生物防火林帶,還是滅火隔離帶,其防火滅火的作用都很有限,因為森林火災(zāi)發(fā)生在開放的森林生態(tài)系統(tǒng)中,森林火災(zāi)的蔓延大多是從火頭、火翼和火尾各個方向上以火線的形式向外蔓延,而營造生物防火林帶和開設(shè)滅火隔離帶投入巨大,現(xiàn)實中形成生物防火林網(wǎng)和滅火隔離網(wǎng)的區(qū)域很少,很難阻止小火蔓延成大火,而一旦蔓延成森林大火,有限寬度的生物防火林帶和滅火隔離帶幾乎起不到滅火的作用。從防火滅火的角度看,水是最佳的防火滅火物,因此,在有限投入下構(gòu)建封閉的防火滅火網(wǎng)格,在森林高火險期和森林火災(zāi)發(fā)生時,通過噴水使每個小網(wǎng)格四周都成為水濕地帶,才能有效地起到防火滅火的作用。所以,構(gòu)建自集水防火滅火網(wǎng)絡(luò)是森林防火工作亟待解決的重大問題。
發(fā)明內(nèi)容
本技術(shù)的目的是提供一種自集水防火滅火網(wǎng)絡(luò),它可以建在森林火災(zāi)發(fā)生頻繁的區(qū)域,通過自集水防火滅火網(wǎng)絡(luò)將大面積的森林分割成小網(wǎng)格,利用網(wǎng)絡(luò)中自動貯存的降水,借助探測系統(tǒng),在高森林火險期和火線蔓延至網(wǎng)絡(luò)之前,自動開啟噴水系統(tǒng),將水自動噴灑到森林地表可燃物上,形成水濕的網(wǎng)帶,達到有效防火滅火的目的。本技術(shù)的自集水防火滅火網(wǎng)絡(luò),包括至少一個自集水水樹、探測系統(tǒng)和自動噴水系統(tǒng);自集水水樹包括樹干、樹冠;探測系統(tǒng)包括森林火險探測系統(tǒng)和煙霧與火情探測系統(tǒng);
樹干是一個用于存水的密閉中空柱體;樹冠包括至少一個用于收集雨水的集水器;所述集水器包括葉片和葉柄;葉片是一個中間凹、兩側(cè)高的曲面;具有通孔的葉柄的上端連接在葉片凹部的邊緣處;葉柄下端穿過樹干壁上的葉柄孔伸入到樹干的內(nèi)部空腔;集水器呈傾斜狀,以便雨水能夠沿著曲面的兩側(cè)向中間凹部匯集,并通過葉柄的通孔流入到樹干內(nèi);
自動噴水系統(tǒng)包括噴灌系統(tǒng)、滅火系統(tǒng)、控制器;
噴灌系統(tǒng)包括平鋪在地面上的噴管、設(shè)置在噴管上的噴管水泵,噴管的一端伸入到樹干的內(nèi)部空腔內(nèi);
滅火系統(tǒng)包括設(shè)置有噴頭水泵的噴頭管,噴頭管的一端伸入到樹干的內(nèi)部空腔內(nèi),噴頭位于樹干外側(cè)上部;用于控制噴管水泵和噴頭水泵的控制器分別與噴管水泵和噴頭水泵電連接;
煙霧與火情探測系統(tǒng)包括安裝在樹干外側(cè)上部用于監(jiān)測森林火災(zāi)煙霧和火情的煙霧傳感器,煙霧傳感器與控制器電連接;森林火險探測系統(tǒng)包括埋入地表可燃物內(nèi)的用于監(jiān)測地表可燃物濕度的濕度感應(yīng)器,濕度感應(yīng)器與控制器電連接。上述的自集水防火滅火網(wǎng)絡(luò),它包括三個以上等距離或不等距離分布的貯水樹。
上述的自集水防火滅火網(wǎng)絡(luò),所述集水器有兩個以上,均勻分布在樹干的周邊。上述的自集水防火滅火網(wǎng)絡(luò),它還包括將葉片連接在樹干上的葉片固定裝置。所述固定裝置包括環(huán)扣,環(huán)扣兩端均連接在樹干上,環(huán)扣的中間部繞過葉片的外側(cè)部。上述的自集水防火滅火網(wǎng)絡(luò),它還包括樹根,所述樹根為一平板,樹干底部固定在平板上。樹根為一個圓柱體。上述的自集水防火滅火網(wǎng)絡(luò),樹干的下部設(shè)置有排污口。上述的自集水防火滅火網(wǎng)絡(luò),葉柄與葉柄孔之間設(shè)置有密封圈。上述的自集水防火滅火網(wǎng)絡(luò),它還包括主要由太陽能電池板、蓄電池組成的太陽能供電系統(tǒng);蓄電池的輸出與控制器相連;太陽能電池板放置在樹干頂部。本技術(shù)的有益效果本自集水防火滅火網(wǎng)絡(luò),在森林火災(zāi)可能發(fā)生的任何區(qū)域均可構(gòu)建;可以自動收集雨水,提供防火滅火的水源,成本低,節(jié)省人力、物力和財力,便于實施。降水時雨水被葉片收集,經(jīng)葉柄流入樹干并存貯。濕度感應(yīng)器實時檢測地表可燃物的濕度并送至控制器,控制器根據(jù)可燃物的濕度判斷是否需要對可燃物進行噴水。如果需要噴水,控制器就控制噴灌系統(tǒng)的噴管水泵工作,通過噴管向地表可燃物噴水,降低火災(zāi)發(fā)生的可能。煙霧傳感器實時檢測是否發(fā)生火災(zāi),發(fā)生火災(zāi)時控制器就控制噴灌系統(tǒng)的噴管水泵和滅火系統(tǒng)的噴頭水泵工作,通過噴管噴水和噴頭噴水,形成立體的滅火網(wǎng)帶,實現(xiàn)滅火。自集水防火滅火網(wǎng)絡(luò)在森林高火險出現(xiàn)之前便開啟了噴灌系統(tǒng),有效地降低了森林火險,降低了森林火災(zāi)發(fā)生的幾率。
圖I是自集水水樹的示意圖。圖2是集水器的主視圖(圖I中的集水器的旋轉(zhuǎn)放大圖)。圖3是集水器的右視圖。圖4是集水器的仰視圖。圖5是集水器的俯視圖。圖6是自集水防火滅火網(wǎng)絡(luò)的示意圖。
具體實施例方式參見圖6所示的自集水防火滅火網(wǎng)絡(luò),包括三個自集水水樹,自集水水樹包括樹根系統(tǒng)I、樹干系統(tǒng)2、樹冠系統(tǒng)3、煙霧與火情探測系統(tǒng)41、森林火險探測系統(tǒng)42、滅火系統(tǒng)5、嗔灌系統(tǒng)7、太陽能供電系統(tǒng)6和控制器8。參見圖I的自集水水樹,樹根系統(tǒng)由5根螺釘(樹根)11和I個實心圓柱12組成。樹干系統(tǒng)2的中下部為中空的貯水圓臺21,上部為平頂?shù)膶嵭膱A臺22,貯水圓臺21上平面與實心圓臺22下平面相連。樹根系統(tǒng)的實心圓柱12上部平面與樹干系統(tǒng)的貯水圓臺21的底面相連。貯水圓臺底部外側(cè)配置一個帶蓋25的排污口,平時不打開蓋,排污時將蓋25旋開。實心圓臺中部外表面設(shè)置6-8個環(huán)扣23。樹冠系統(tǒng)3由均布在貯水圓臺21上部周邊的6-8個集水器構(gòu)成,集水器由中空管狀的葉柄31和下凹曲面的葉片32構(gòu)成。葉柄穿過樹干壁上的葉柄孔伸入到貯水圓臺內(nèi)部,葉片用連接在實心圓臺四周的環(huán)扣23固定。貯水圓臺21上平面與實心圓臺22連接處、葉柄31與葉柄孔之間均配置密封墊圈。5根螺釘11將實心圓柱12固定在地面上,用于支撐樹體,I根螺釘位于實心圓柱中心,其余4根螺釘位于實心圓柱內(nèi)部四周。樹根系統(tǒng)的樹根位于地下。位于實心圓柱內(nèi)部四周4根螺釘11距離實心圓柱中心的長度小于貯水圓臺底部內(nèi)徑的1/2 ;實心圓柱直徑大于等于貯水圓臺底面的外徑。貯水圓臺的底面通過4根螺釘24與樹根系統(tǒng)的實心圓柱
固定在一起。滅火系統(tǒng)5包括三通管51、設(shè)置在三通管的一支管(噴頭管)511上的噴頭水泵52、設(shè)置在噴頭管511上噴頭54。三通管的一端伸入到樹干的內(nèi)部空腔內(nèi);兩個噴頭分別固定在貯水圓臺外表面兩側(cè)一定的高度上(圖中是為了顯示清楚而把噴頭與貯水圓臺分開畫)。噴灌系統(tǒng)7包括平鋪在地面上的三通管的另一支管(噴管)71、設(shè)置在噴管上的噴管水泵72、設(shè)置在噴管上的多個噴灌頭73??刂破?分別與各噴管水泵和各噴頭水泵電連接。煙霧與火情探測系統(tǒng)41是多個用于監(jiān)測森林火災(zāi)煙霧和火情的煙霧感應(yīng)器,各 煙霧感應(yīng)器與控制器電連接??刂破饕罁?jù)任一煙霧感應(yīng)器提供的參數(shù),開啟和關(guān)閉滅火系統(tǒng)和噴灌系統(tǒng)7。煙霧感應(yīng)器安裝在貯水圓臺外側(cè)的上部,并高出森林的林冠層。森林火險探測系統(tǒng)42是多個埋入地表可燃物(枯枝落葉表層)內(nèi)的用于監(jiān)測地表可燃物濕度的濕度感應(yīng)器,各濕度感應(yīng)器與控制器電連接??刂破饕罁?jù)任一可燃物濕度感應(yīng)器提供的參數(shù),開啟和關(guān)閉噴灌系統(tǒng)。如果需要噴水,控制器就控制噴管水泵工作,通過噴灌頭向地表可燃物噴水,降低火災(zāi)發(fā)生的可能。太陽能供電系統(tǒng)6包括固定在實心圓臺22上表面的太陽能電池板61、蓄電池62。蓄電池的輸出與控制器相連,為控制器及水泵提供電能。自集水水樹位于地上,探測系統(tǒng)森林火險探測系統(tǒng),以及煙霧與火情探測系統(tǒng)集成而成,分別配置在自集水水樹上。自動噴水系統(tǒng)由平鋪在地面上的三通管的噴管和安置在水樹樹體上的噴頭管組成,噴管將相鄰兩株水樹的出水口連接在一起,水樹樹體上的噴頭設(shè)置在三通管的噴頭管上。上述各連接處均配置密封墊圈。在森林中通過自集水水樹和地面上較細的噴管圍成網(wǎng)格,水樹采用單行配置,在可燃物密集處可以采用小間距、等間距排列,在可燃物稀疏處可以采用大間距、不等間距排列。森林火險探測系統(tǒng)只控制噴灌系統(tǒng)7,高森林火險時只主動開啟水樹之間的噴管噴水;煙霧與火情探測系統(tǒng)同時控制噴灌系統(tǒng)7和和滅火系統(tǒng)5,當(dāng)探測到煙霧和火情時,同時開啟地面上的噴管和水樹樹體上的噴頭,形成立體的滅火網(wǎng)帶。自集水防火滅火網(wǎng)絡(luò),在森林火災(zāi)可能發(fā)生的任何區(qū)域均可構(gòu)建;可以自動收集雨水,提供防火滅火的水源,成本低,節(jié)省人力、物力和財力,便于實施;自集水防火網(wǎng)絡(luò)在森林高火險出現(xiàn)之前便開啟了噴管,有效地降低了森林火險,降低了森林火災(zāi)發(fā)生的幾率;森林火災(zāi)發(fā)生時,在火線蔓延至防火滅火網(wǎng)帶之前,煙霧與火情探測系統(tǒng)同時開啟地面上的噴管和水樹樹體上的噴頭,形成了立體的滅火網(wǎng)帶;可以實現(xiàn)森林防火滅火的自動化,可以突破重大森林火災(zāi)難以控制的世界性難題;具有巨大的經(jīng)濟效益、生態(tài)效益和社會效益。·
權(quán)利要求
1.自集水防火滅火網(wǎng)絡(luò),其特征是它包括至少一個自集水水樹、探測系統(tǒng)和自動噴水系統(tǒng);自集水水樹包括樹干、樹冠;探測系統(tǒng)包括森林火險探測系統(tǒng)和煙霧與火情探測系統(tǒng); 樹干是一個用于存水的密閉中空柱體;樹冠包括至少一個用于收集雨水的集水器;所述集水器包括葉片和葉柄;葉片是一個中間凹、兩側(cè)高的曲面;具有通孔的葉柄的上端連接在葉片凹部的邊緣處;葉柄下端穿過樹干壁上的葉柄孔伸入到樹干的內(nèi)部空腔;集水器呈傾斜狀,以便雨水能夠沿著曲面的兩側(cè)向中間凹部匯集,并通過葉柄的通孔流入到樹干內(nèi); 自動噴水系統(tǒng)包括噴灌系統(tǒng)、滅火系統(tǒng)、控制器; 噴灌系統(tǒng)包括平鋪在地面上的噴管、設(shè)置在噴管上的噴管水泵,噴管的一端伸入到樹干的內(nèi)部空腔內(nèi); 滅火系統(tǒng)包括設(shè)置有噴頭水泵的噴頭管,噴頭管的一端伸入到樹干的內(nèi)部空腔內(nèi),噴頭位于樹干外側(cè)上部;用于控制噴管水泵和噴頭水泵的控制器分別與噴管水泵和噴頭水泵電連接; 煙霧與火情探測系統(tǒng)包括安裝在樹干外側(cè)上部用于監(jiān)測森林火災(zāi)煙霧和火情的煙霧傳感器,煙霧傳感器與控制器電連接;森林火險探測系統(tǒng)包括埋入地表可燃物內(nèi)的用于監(jiān)測地表可燃物濕度的濕度感應(yīng)器,濕度感應(yīng)器與控制器電連接。
2.如權(quán)利要求I所述的自集水防火滅火網(wǎng)絡(luò),其特征是它包括三個以上等距離或不等距離分布的貯水樹。
3.如權(quán)利要求I所述的自集水防火滅火網(wǎng)絡(luò),其特征是所述集水器有兩個以上,均勻分布在樹干的周邊。
4.如權(quán)利要求I所述的自集水防火滅火網(wǎng)絡(luò),其特征是它還包括將葉片連接在樹干上的葉片固定裝置。
5.如權(quán)利要求4所述的自集水防火滅火網(wǎng)絡(luò),其特征是所述固定裝置包括環(huán)扣,環(huán)扣兩端均連接在樹干上,環(huán)扣的中間部繞過葉片的外側(cè)部。
6.如權(quán)利要求I所述的自集水防火滅火網(wǎng)絡(luò),其特征是它還包括樹根,所述樹根為一平板,樹干底部固定在平板上。
7.如權(quán)利要求6所述的自集水防火滅火網(wǎng)絡(luò),其特征是樹根為一個圓柱體。
8.如權(quán)利要求I所述的自集水防火滅火網(wǎng)絡(luò),其特征是樹干的下部設(shè)置有排污口。
9.如權(quán)利要求I所述的自集水防火滅火網(wǎng)絡(luò),其特征是葉柄與葉柄孔之間設(shè)置有密封圈。
10.如權(quán)利要求I所述的自集水防火滅火網(wǎng)絡(luò),其特征是它還包括主要由太陽能電池板、蓄電池組成的太陽能供電系統(tǒng);蓄電池的輸出與控制器相連;太陽能電池板放置在樹干頂部。
全文摘要
本技術(shù)提供一種自集水防火滅火網(wǎng)絡(luò),它可建在森林火災(zāi)發(fā)生頻繁區(qū)域,將森林分割成小網(wǎng)格,利用貯存的降水,在高森林火險期和火線蔓延至網(wǎng)絡(luò)之前,將水噴灑到森林地表可燃物上,形成水濕的網(wǎng)帶,有效防火滅火。它包括樹干和樹冠組成的自集水水樹、森林火險探測系統(tǒng)、煙霧與火情探測系統(tǒng)、噴灌系統(tǒng)、滅火系統(tǒng)、控制器;樹干是密閉中空柱體;樹冠包括葉片和葉柄組成的用于收集雨水的并使得雨水流入樹干內(nèi)的集水器;噴灌系統(tǒng)包括平鋪在地面上的噴管、設(shè)置在噴管上的噴管水泵;滅火系統(tǒng)包括設(shè)置有噴頭水泵的噴頭管;煙霧與火情探測系統(tǒng)包括煙霧傳感器,森林火險探測系統(tǒng)包括濕度感應(yīng)器;控制器與噴管水泵、噴頭水泵、濕度感應(yīng)器、煙霧傳感器電連接。
文檔編號A62C37/00GK102935271SQ201210445868
公開日2013年2月20日 申請日期2012年11月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月9日
發(fā)明者張思玉, 張春霞 申請人:南京森林警察學(xué)院