技术领域
本实用新型涉及消防技术领域，特别涉及一种排水装置及消防系统。
背景技术
消防栓是设置在消防水管上用于灭火的设施。在使用消防栓时，可以在消防栓上连接水枪或接水带，并开启消防栓的水阀，使得消防栓内被充满水，并利用水压将水喷出，以实现灭火。通常情况下，在灭火结束后，需要将消防栓内充满的水排出。
目前，可以在消防栓上设置出水口，在消防栓使用时，手动关闭出水口；在消防栓使用结束后，手动开启出水口，以将消防栓内的水排出，
然而，由于需要手动开启和关闭出水口，在消防栓使用结束后，容易忘记开启出水口进行排水。
实用新型内容
本实用新型实施例提供了一种排水装置及消防系统，以能够自动开启关闭出水口。
第一方面，本实用新型实施例提供了一种排水装置，安装在消防栓上，所述排水装置包括：排水管和球状阀体；其中，
所述排水管具有腔体，所述腔体的一端形成“/\”形结构；其中，所述“/\”形结构具有的宽口与所述消防栓的出水口连通，所述“/\”形结构具有的窄口与外部空气连通；
所述球状阀体设置在所述腔体内；
所述腔体可用于通过所述宽口接纳从所述消防栓的出水口流入的水，所述球状阀体可在从所述宽口接纳的水的推动下，沿所述“/\”形结构具有的斜坡移动到所述窄口处，以堵住所述窄口；
所述球状阀体可沿所述斜坡移动到所述宽口处，以使所述腔体内的水从所述窄口排出。
优选地，所述斜坡的斜率与所述球状阀体的重力满足下述第一公式和第二公式：
所述第一公式包括：
F 0 s i n θ > G c o s θ + f 0 k = tan θ ]]>
所述第二公式包括：
F 1 s i n θ < G c o s θ - f 1 k = tan θ ]]>
其中，k用于表征所述斜坡的斜率；F0用于表征所述球状阀体沿所述“/\”形结构具有的斜坡移动到所述窄口处，以堵住所述窄口时对应的从所述宽口接纳的水的推动力；F1用于表征所述球状阀体沿所述斜坡移动到所述宽口处时对应的从所述宽口接纳的水的推动力；；G用于表征所述球状阀体的重力；f0用于表征所述球状阀体沿所述“/\”形结构具有的斜坡移动到所述窄口处的过程中，所述斜坡作用在所述球状阀体的摩擦力；f1用于表征所述球状阀体沿所述斜坡移动到所述宽口处的过程中，所述斜坡作用在所述球状阀体的摩擦力；θ用于表征所述斜坡与水平方向上的夹角。
优选地，所述排水管包括：第一凹形部件和第二凹形部件；其中，
所述第一凹形部件上设置有第一连接件，所述第二凹形部件上设置有与所述第一连接件对应的第二连接件；
所述第一连接件与所述第二连接件在连接时，所述第一凹形部件与所述第二凹形部件构成所述排水管。
优选地，
所述球状阀体为塑料阀体或橡胶阀体；
和/或，
所述球状阀体为空心状阀体。
第二方面，本实用新型实施例还提供了一种消防系统，包括：用于将水从出水口输出给排水装置的消防栓和至少一个上述任一所述的排水装置。
优选地，所述消防系统进一步包括：塞盖；其中，
所述塞盖与所述消防栓的出水口相连，所述塞盖上设置有与所述排水装置的个数相对应的凹槽；
每一个所述排水装置分别设置在所述塞盖的相应凹槽中。
优选地，
所述塞盖通过螺纹或防水胶密封的方式与所述消防栓的出水口相连。
优选地，
在所述塞盖与所述消防栓的出水口相连时，所述至少一个排水装置包括至少一个第一排水装置；其中，
在所述消防栓使用时，所述第一排水装置的球状阀体将相应窄口堵住，且在所述消防栓未使用时，所述第一排水装置的球状阀体位于相应宽口处。
优选地，
进一步包括：电极a、电极b和电路板；其中，
所述电极a和所述电极b，设置在所述消防栓上；
在所述电极a和所述电极b在均处于水中时，所述电极a和所述电极b导通；在所述电极a和所述电极b中至少一个电极未处于水中时，所述电极a和所述电极b断开；
所述电路板，与电极a和电极b分别连接，用于监测电极a与电极b间的导通状态，并发送监测的该导通状态；
所述电极a和/或电极b的水平位置高于至少一个第一排水装置的水平位置。
优选地，所述消防系统进一步包括：用于传输监测到的所述导通状态的无线传输电路。
本实用新型实施例提供了一种排水装置及消防系统，由于排水装置的排水管具有腔体，且腔体的一端行成“/\”形结构，并将球状阀体设置在所述腔体内，腔体可用于通过“/\”形结构具有的宽口接纳从消防栓的出水口流入的水，在消防栓使用时，由于水压较高，球状阀体可以在从宽口接纳的水的推动下，沿“/\”形结构具有的斜坡移动到所述窄口处，以堵住所述窄口，在消防栓未使用时，由于水压较低，球状阀体可以沿斜坡移动到所述宽口处，以使所述腔体内的水从所述窄口排出。因此，本方案能够自动开启关闭消防栓的出水口。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本实用新型一个实施例提供的一种排水装置的纵切面示意图；
图2是本实用新型一个实施例提供的另一种排水装置的纵切面示意图；
图3是本实用新型一个实施例提供的又一种排水装置示意图；
图4是本实用新型一个实施例提供的一种消防系统示意图；
图5是本实用新型一个实施例提供的另一种消防系统示意图；
图6是本实用新型一个实施例提供的又一种消防系统示意图；
图7是本实用新型一个实施例提供的再一种消防系统示意图；
图8是本实用新型一个实施例提供的另一种方法流程图。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
本实用新型实施例提供了一种排水装置，该排水装置安装在消防栓上，请参考图1和图2，其中，图1和图2均为排水装置的纵切面示意图，图1为消防栓使用时排水装置示意图，图2为消防栓未使用时排水装置示意图，其中，所述排水装置包括：排水管101和球状阀体102；其中，
所述排水管具有腔体1011，所述腔体的一端形成“/\”形结构；其中，所述“/\”形结构具有的宽口1012与所述消防栓的出水口连通，所述“/\”形结构具有的窄口1013与外部空气连通；
所述球状阀体102设置在所述腔体1011内；
所述腔体1011可用于通过所述宽口1012接纳从所述消防栓的出水口流入的水，所述球状阀体102可在从所述宽口1012接纳的水的推动下，沿所述“/\”形结构具有的斜坡移动到所述窄口1013处，以堵住所述窄口1013；
所述球状阀体102可沿所述斜坡移动到所述宽口1012处，以使所述腔体1011内的水从所述窄口1013排出。
可见，在本实用新型上述实施例中，由于排水装置的排水管具有腔体，且腔体的一端行成“/\”形结构，并将球状阀体设置在所述腔体内，腔体可用于通过“/\”形结构具有的宽口接纳从消防栓的出水口流入的水，在消防栓使用时，由于水压较高，球状阀体可以在从宽口接纳的水的推动下，沿“/\”形结构具有的斜坡移动到所述窄口处，以堵住所述窄口，在消防栓未使用时，由于水压较低，球状阀体可以沿斜坡移动到所述宽口处，以使所述腔体内的水从所述窄口排出。因此，本方案能够自动开启关闭消防栓的出水口。
在本实用新型一个实施例中，对于排水管与消防栓的出水口的连接处的形状，需要保证球状阀体一直处于腔体内，因此需要宽口的口径需要小于球状阀体的直径即可，对其具体形状不作具体限定。
在消防栓使用时，水的压力越大，连接到消防栓上的水枪能够喷出的水柱越高。在消防领域中，一般需要水枪能够喷出的水柱不低于设定高度，因此，消防栓使用时对应水的压力不低于设定压力值。例如，该设定高度可以为6米。例如，该设定压力值为0.2MPa。
在本实用新型一个实施例中，为了保证消防栓在使用时，球状阀体能够在水的压力的作用下沿“/\”形结构具有的斜坡推至所述窄口处，以堵住所述窄口，那么所述斜坡的斜率与所述球状阀体的重力满足下述公式(1)：
{ F 0 s i n θ > G c o s θ + f 0 k = tan θ - - - ( 1 ) ]]>
其中，k用于表征所述斜坡的斜率；F0用于表征所述球状阀体沿所述“/\”形结构具有的斜坡移动到所述窄口处，以堵住所述窄口时对应的从所述宽口接纳的水的推动力；G用于表征所述球状阀体的重力；f0用于表征所述球状阀体沿所述“/\”形结构具有的斜坡移动到所述窄口处的过程中，所述斜坡作用在所述球状阀体的摩擦力；θ用于表征所述斜坡与水平方向上的夹角，请参考图1中θ表示的夹角。
需要说明的是，若已知消防栓使用时对应的水的压力，则上式(1)中F0等于该已知的水的压力；若不同的消防栓在使用时对应的水的压力不同，那么上式(1)中F0等于消防领域中规定的设定压力值。
在本实用新型一个实施例中，腔体的一端形成的“/\”形结构中，斜坡可以为直线，也可以为曲线。在斜坡为直线时，其斜率k在直线的任一点上均相同；在斜坡为曲线时，需要保证该曲线上任一点上的斜率k均满足上述式(1)。
通过将斜坡的斜率与消防栓使用时水的压力、球状阀体的重力满足上述式(1)，从而可以保证消防栓在使用时，从宽口接纳的水的压力能够将球状阀体沿“/\”形结构具有的斜坡推至窄口处，从而实现了消防栓出水口的自动关闭功能。
为了保证球状阀体能够堵住窄口，需要窄口与球状阀体的接触面为圆形，从而可以使得球状阀体在水的压力作用下推至窄口处，能够更好的堵住窄口。为了进一步保证球状阀体不会从窄口处被冲出排水管，需要球状阀体的直径大于窄口的口径。
在本实用新型一个实施例中，为了保证在消防栓使用结束时，水的压力无法将球状阀体保持在窄口处，球状阀体能够在斜坡上滑下至宽口处，还需要斜坡的斜率与消防栓使用结束时对应的水的最大压力、球状阀体的重力满足下述公式(2)：
{ F 1 s i n θ < G c o s θ - f 1 k = tan θ - - - ( 2 ) ]]>
其中，k用于表征所述斜坡的斜率；F1用于表征球状阀体沿所述斜坡移动到所述宽口处时对应的从所述宽口接纳的水的推动力，其中，该值等于消防栓使用结束时对应的水的最大压力值；G用于表征所述球状阀体的重力；f1用于表征所述球状阀体沿所述斜坡移动到所述宽口处的过程中，所述斜坡作用在所述球状阀体的摩擦力；θ用于表征所述斜坡与水平方向上的夹角，请参考图1中θ表示的夹角。
需要说明的是，消防栓使用结束时水的最大压力可以根据排水装置在消防栓上的设置位置来确定。且在腔体内的水从窄口排出的过程中，水对球状阀体的压力越来越小。
通过将斜坡的斜率与球状阀体的重力满足上述式(2)，从而可以保证消防栓在使用结束时，水的压力无法将球状阀体保持在窄口处，使得球状阀体从斜坡上滑下至宽口处，腔体与外部空气连通，腔体内的水可以从窄口排出，从而实现了消防栓出水口的自动开启功能。
根据上述实施例可知，球状阀体的质量越小越好，但球状阀体的质量最小需要满足上述公式(2)，因此，在本实用新型一个实施例中，该球状阀体至少可以为塑料阀体或橡胶阀体。本实施例不仅可以保证球状阀体处于合适的质量，还可以保证球状阀体在长时间使用过程中，不会生锈，从而可以提高使用寿命。
进一步地，该球状阀体可以为空心状阀体，以保证球状阀体处于合适的质量。
在本实用新型一个实施例中，为了将球状阀体设置在腔体内，该排水管可以进一步包括：第一凹形部件和第二凹形部件；其中，第一凹形部件和第二凹形部件上均设置有凹形槽；以及，
所述第一凹形部件上设置有第一连接件，所述第二凹形部件上设置有与所述第一连接件对应的第二连接件；
所述第一连接件与所述第二连接件连接，从而使得所述第一凹形部件与所述第二凹形部件构成所述排水管。
例如，该第一连接件和第二连接件可以为卡槽和卡扣。
在实现排水装置的组装时，可以先将球状阀体放置在第一凹形部件或第二凹形部件的凹形槽内，然后将第一连接件与第二连接件连接，从使得第一凹形部件与第二凹形部件紧密连接构成排水管，第一凹形部件和第二凹形部件的凹形槽构成腔体，且球状阀体也被设置在腔体内，从而组装成排水装置。
需要说明的是，为了将球状阀体设置在腔体内，除上述方式外，还可以使用其他方式来实现，例如，排水管可以包括：第一圆管部件和第二圆管部件，其中，第一圆管部件和第二圆管部件上均设置有圆管；以及在第一圆管部件上设置第三连接件，在第二圆管部件上设置与第三连接件对应的第四连接件，在将球状阀体放置在第一圆管部件或第二圆管部件的圆管中，在将第三连接件与第四连接件连接。
在本实用新型一个实施例中，为了实现将排水装置安装到消防栓的出水口上，还可以对排水装置的外部形状进行相应调整，例如，排水管为具有一定角度的形状，例如，该角度为直角，请参考图3。
请参考图4，本实用新型实施例还提供了一种消防系统，该消防系统可以包括：消防栓40和至少一个上述实施例中任一所述的排水装置10；其中，
所述消防栓40，用于将水从出水口输出给排水装置10。
其中，每一个排水装置在消防栓上的安装位置可以不同。
为了将排水装置安装在消防栓上，可以在消防栓的出水口处设置与排水装置相应的卡槽，将排水装置设置在卡槽内。需要说明的是，不管如何将排水装置安装在消防栓上，需要保证至少有一个排水装置能够实现对消防栓的出水口的自动开启关闭功能。
在本实用新型一个实施例中，可以通过如下一种方式来实现排水装置在消防栓上的安装，请参考图5，该方式可以为：消防系统可以进一步包括：塞盖50；其中，
所述塞盖50与所述消防栓40中的出水口相连，所述塞盖50上设置有与所述排水装置10的个数相对应的凹槽；
每一个所述排水装置10分别设置在所述塞盖50的相应凹槽中。
其中，为了保证塞盖与消防栓的出水口连接之后，消防栓的出水口出水时，水可以进入到排水装置的腔体内，需要出水口与凹槽之间处于连通状态，以使在消防栓的出水口出水时，水可以通过凹槽进入到排水装置的腔体内。
在本实用新型一个实施例中，塞盖至少可以通过螺纹或防水胶密封的方式与消防栓的出水口相连。通过本实施例的连接方式，可以保证在排水装置发生堵塞或其他状况时，可以通过更换塞盖的方式实现排水装置的更换，从而可以降低成本。
由于排水装置需要以合适的角度进行安装，在塞盖通过螺纹的方式在安装排水装置时，可以在塞盖的360度的方位上设置多个凹槽，每一个凹槽中可以安装一个排水装置，如此，可以保证塞盖在旋紧在消防栓的出水口上时，包括至少一个第一排水装置，其中，在所述消防栓使用时，所述第一排水装置中的球状阀体将相应窄口堵住，且在所述消防栓未使用时，所述第一排水装置中的球状阀体位于相应宽口处，从而可以实现消防栓的出水口的自动开启关闭功能。
由于消防系统作为重要的消防设备，因此，需要对消防系统的状态进行远程监控。在本实用新型一个实施例中，请参考图6，该消防系统可以进一步包括：电极a、电极b和电路板60；其中，
所述电极a和所述电极b，设置在所述消防栓上；
在所述电极a和所述电极b在均处于水中时，所述电极a和所述电极b导通；在所述电极a和所述电极b中至少一个电极未处于水中时，所述电极a和所述电极b断开；
所述电路板60，与电极a和电极b分别连接，用于监测电极a与电极b间的导通状态，并发送监测的该导通状态。
本实施例通过使用电极a和电极b来监测消防栓的使用状态，在消防栓使用时，水会充满消防栓，从而将电极a和电极b均处于水中，由于水是导电介质，电极a和电极b之间导通，从而可以通过该导通状态确定消防栓在使用，在消防栓未使用时，可以通过排水装置将水排出，从而将电极a和电极b中的至少一个电极未处于水中，电极a与电极b之间处于断开状态，从而可以通过该断开状态确定消防栓未使用。
为了监测电极a与电极b的导通状态，该电路板60上可以包括监测电路，该监测电路分别与电极a和电极b相连，用于监测电极a与电极b间的高低电平或上升下降沿，根据监测结果将电极a和电极b之间的导通状态发送给远端服务器。
在本实用新型一个实施例中，为了保证在消防栓未使用时，电极a和电极b中的至少一个电极未处于水中，需要所述电极a和/或电极b的水平位置高于至少一个第一排水装置的水平位置，从而可以使得消防栓中的水通过第一排水装置排出之后，消防栓的水位线低于电极a和/或电极b，从而可以实现对消防栓使用状态的监控。
在本实用新型一个实施例中，该电极a、电极b和电路板可以设置在壳体内，以将壳体设置在消防栓上来实现消防栓使用状态的监控。
进一步地，为了降低消防系统的成本，该电极a、电极b和电路板均设置在所述塞盖中，以使塞盖在与消防栓的出水口连接时，电极a和电极b能够伸入到消防栓内部。
在本实用新型一个实施例中，为了实现将导通状态发送给远端服务器，请参考图7，该消防系统可以进一步包括：用于传输监测到的所述导通状态的无线传输电路701。
下面为了对排水装置的安装和消防系统的使用进行进一步了解，对排水装置的安装过程和消防系统的使用过程进行说明，请参考图8，该过程可以包括：
步骤801：根据消防栓在使用时水的压力，以及消防栓在使用结束时对应的水的最大压力，设置排水管中第一凹形部件和第二凹形部件在构成腔体时，斜坡的斜率的球状阀体的质量。
在设置排水中第一凹形部件和第二凹形部件在构成腔体时，斜坡的斜率的球状阀体的质量时，需要满足下述第一公式和第二公式：
所述第一公式包括：
F 0 s i n θ > G c o s θ + f 0 k = tan θ ]]>
所述第二公式包括：
F 1 s i n θ < G c o s θ - f 1 k = tan θ ]]>
其中，k用于表征所述斜坡的斜率；F0用于表征所述球状阀体沿所述“/\”形结构具有的斜坡移动到所述窄口处，以堵住所述窄口时对应的从所述宽口接纳的水的推动力；F1用于表征所述球状阀体沿所述斜坡移动到所述宽口处时对应的从所述宽口接纳的水的推动力；；G用于表征所述球状阀体的重力；f0用于表征所述球状阀体沿所述“/\”形结构具有的斜坡移动到所述窄口处的过程中，所述斜坡作用在所述球状阀体的摩擦力；f1用于表征所述球状阀体沿所述斜坡移动到所述宽口处的过程中，所述斜坡作用在所述球状阀体的摩擦力；θ用于表征所述斜坡与水平方向上的夹角。
步骤802：将球状阀体放置在第一凹形部件或第二凹形部件的凹形槽内，并将第一凹形部件上设置的第一连接件和第二凹形部件上设置的第二连接件进行紧密连接，以构成排水装置。
步骤803：在塞盖的不同方位上分别设置4个凹槽，将4个排水装置分别设置在相应的凹槽中，其中，每个排水装置的窄口与外部空气连通。
步骤804：将塞盖旋紧在消防栓的出水口上，在旋紧后，保证有至少一个第一排水装置能够实现消防栓的出水口自动开启关闭功能。
步骤805：将电路板、电极a和电极b设置在消防栓上。
步骤806：消防栓在使用时，水进入到第一排水装置的腔体内，水的压力将第一排水装置内的球状阀体推至窄口处，将窄口堵住，且使得电极a和电极b均处于水中。
步骤807：电路板监测到电极a和电极b导通，并将导通状态发送给远端服务器，远端服务器获知该消防栓在使用中。
步骤808：消防栓使用结束时，球状阀体从斜坡上滑下至宽口处，使得腔体与外部空气连通，腔体内的水从窄口处排出，在排出水的过程中，电极a和/或电极b未处于水中。
步骤809：电路板监测到电极a和电极b断开，将该断开状态发送给远端服务器，远端服务器获知该消防栓使用结束。
综上，本实用新型各个实施例至少具体如下有益效果：
1、在本实用新型实施例中，由于排水装置的排水管具有腔体，且腔体的一端行成“/\”形结构，并将球状阀体设置在所述腔体内，腔体可用于通过“/\”形结构具有的宽口接纳从消防栓的出水口流入的水，在消防栓使用时，由于水压较高，球状阀体可以在从宽口接纳的水的推动下，沿“/\”形结构具有的斜坡移动到所述窄口处，以堵住所述窄口，在消防栓未使用时，由于水压较低，球状阀体可以沿斜坡移动到所述宽口处，以使所述腔体内的水从所述窄口排出。因此，本方案能够自动开启关闭消防栓的出水口。
2、在本实用新型实施例中，通过将斜坡的斜率与球状阀体的重力满足相应的公式，从而可以保证在消防栓使用时，水的压力能够将球状阀体沿斜坡推至窄口处，以及在消防栓未使用时，球状阀体能够从斜坡滑至宽口处，从而可以实现消防栓出水口的自动开启关闭功能。
3、在本实用新型实施例中，通过将球状阀体的直径设置为大于窄口的口径，以及将窄口与球状阀体的接触面设置为圆形，从而可以保证球状阀体堵住窄口时，尽可能实现腔体与外部空气的隔绝，从而防止消防栓在使用时，水从缝隙中流出。
4、在本实用新型实施例中，通过将球状阀体设置为塑料阀体或橡胶阀体，可以保证球状阀体不仅可以处于合适的质量，还可以保证球状阀体在长时间使用过程中，不会生锈，从而可以提高排水装置的使用寿命。
5、在本实用新型实施例中，通过将排水装置设置在塞盖的凹槽内，由塞盖与消防栓的出水口连接，从而可以实现排水装置与消防栓的连接。
6、在本实用新型实施例中，通过在塞盖上的各个方位上设置多个排水装置，从而可以保证无论塞盖旋紧在消防栓的出水口上时，会有至少一个第一排水装置能够实现消防栓出水口的自动开启关闭功能。
7、在本实用新型实施例中，通过将电路板、电极a和电极b设置在消防栓上，使得消防栓在使用时，电极a和电极b均处于水中，以及消防栓在未使用时，电极a和/或电极b未处于水中，电路板通过监测到电极a和电极b的导通状态，将导通状态发送给远端服务器，远端服务器可以根据该导通状态确定消防栓的使用状态。
上述装置内的各单元之间的信息交互、执行过程等内容，由于与本实用新型方法实施例基于同一构思，具体内容可参见本实用新型方法实施例中的叙述，此处不再赘述。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个······”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同因素。
本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储在计算机可读取的存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质中。
最后需要说明的是：以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，仅用于说明本实用新型的技术方案，并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本实用新型的保护范围内。