CN102407198A - 车载式旋转水射流水雾发生装置 - Google Patents

Abstract

一种车载式旋转水射流水雾发生装置。高压水发生器、柴油机、水箱、低压供水管路、过滤器、高压供水管路、高压旋转发雾喷头和液压升降台均位于运载车上。水箱的出水口通过低压供水管路与过滤器的进水口连通，过滤器的出水口通过低压供水管路与高压水发生器的进水口连通。高压水发生器的出水口通过高压供水管路与高压旋转发雾喷头连接，在高压水发生器的出水口与水流分配器的水流入口连通。各水流出口分别通过高压供水管与各高压旋转发雾喷头的进水口连通。本发明整体安装在运载车上，并通过高压发生装置将原动机柴油机的机械能转换成流体的压力能，具有结构简单，使用成本低廉、适应各种水源、对环境无污染、产雾效率高的特点，并具有较强的持续作战能力。

Description

车载式旋转水射流水雾发生装置

技术领域

本发明涉及一种利用高压水射流旋转发雾技术的车载式高压旋转水射流水雾车，一种可广泛用于目标隐形遮蔽、消防灭火、除尘降温等工业领域以及军事和国防工业的车载式高压旋转水射流水雾车。

背景技术

水雾可以用于工业除尘、降温、消防，军事上可以用于目标遮蔽。随着信息技术的广泛应用，电磁空间正成为逐渐拓展和放大的物理空间，从而将现代战争形态引入陆、海、空、天、电磁等“五维一体”的战场。可以预见，在未来的信息化高技术战争中，激烈对抗条件下的全频谱、多类型、高密度电磁辐射信号将会立体传播并相互影响。因此，必须大力开展新型光电隐身技术研究，水基雾幕多频谱隐身系统作为辅助防空手段，将是一种行之有效的保障措施。

利用超高压水射流高速旋转水压雾化原理，当高压水射流进入喷嘴腔体前的流向是沿喷嘴轴心的，射流的旋转流动方式是通过喷嘴高速旋转装置来产生的。在所有仅通过压力雾化的喷嘴中，轴流空心圆椎喷嘴产生的液体颗粒是最细微。这种高压、高速细密水雾遮蔽隐身技术，可以降低目标的红外辐射特征，并具有吸收、折射，反射可见光、红外、激光信号的功能，同类技术国外许多武器装备和战争场合已得到实际应用，在我国，水基雾幕光电隐身技术也将具有重要的军事用途。

在目前的大面积水雾产生技术中，均为低压水射流形成水雾、固定式发雾系统。在申请号为02151992.7和02151992.7的发明创造中公开的水雾发生装置，是用于道路、楼房顶部等各种室外环境及通风良好的室内场所，可在城镇中和建筑物上统一布置；在申请号为02135284.4的发明创造中公开的消防水幕器是在与消防高压水管接通的接管口上竖立固设有水幕生成箱；在申请号为94103613.8的发明创造中公开的是一种燃气喷雾水上灭火装置，是在承载船体上固装的液压伸缩式悬吊支杆的顶端安装有由燃气轮机发电机组为动力的燃气喷雾装置构成的。燃气轮机工作后带动发电机旋转，产生的电能驱动潜水电泵，泵送很大流量的水供给喷雾装置；燃气轮机喷出的高速燃气流，在经过其尾喷引射筒时，将喷嘴陈列喷出的水雾进一步雾化、汽化和加速并笼照在火场上空，因吸热降温、汽化、隔氧等。在申请号为97108689.3的发明创造中公开了一种水雾旋转除尘方法及装置，属于环保除尘方法及装备，由固定支座上两节万向轴、多用安装架、两级过滤器、旋转雾化喷头等组成。具有压力的水通过正向或反向射流孔，在旋流腔内产生强烈的旋转，锥形旋流器加速向外旋推力喷射出的水雾。

上述现有技术中公开的的成雾方法和装置，存在以下不足：不能在瞬间形成大面积成雾，成雾时间较长；成雾的颗粒大、雾粒沉降速度快等，不能得到稳定的较长时间的雾化遮蔽效果；成雾遮蔽面积和距离小，需要布置大量的喷头；低压撞击成雾的喷嘴及其微细，对源水的洁净度要求非常高，否则喷嘴容易堵塞失效等。因技术原因只能在局部进行营造，不能大规模进行，因此，此类成雾装置大都用于低压园林艺术等方面用在营造仿自然的水雾景观。

发明内容

为克服现有技术中存在的成雾时间较长、雾化遮蔽效果差、成雾遮蔽面积和距离小，以及对源水的洁净度要求高的不足，本发明提出了一种车载式旋转水射流水雾发生装置。

本发明包括高压水发生器、柴油机、水箱、低压供水管路、过滤器、高压供水管路、高压旋转发雾喷头、液压升降台、控制器和运载车；高压水发生器、柴油机、水箱、低压供水管路、过滤器、高压供水管路、高压旋转发雾喷头和液压升降台均位于运载车上；水箱的出水口通过低压供水管路与过滤器的进水口连通，过滤器的出水口通过低压供水管路与高压水发生器的进水口连通；高压水发生器的出水口通过高压供水管路与高压旋转发雾喷头连接，在高压水发生器的出水口与水流分配器的水流入口连通；水流分配器上有4～8个水流出口，各水流出口分别通过高压供水管与各高压旋转发雾喷头的进水口连通；在高压水发生器与水流分配器之间的高压供水管路上安装有调压阀；所述的各高压旋转发雾喷头均固定在液压升降台的上平台上；柴油机的输出轴通过柔性连轴节与高压水发生器的动力端连接；控制器分别与高压水发生器、柴油机、液位控制器、调压阀和液压升降台之间通信连接。

在水箱的上部有进水口和液位控制器；在水箱的下部有出水口；在水箱的底部有排污口。

高压旋转发雾喷头的压力为20～200Mpa，旋转速度为1000～10000rpm。所述的过滤器的过滤精度为5～20μm。所述的所高压水发生器的压力为20～200Mpa，流量为40～200L/M。

高压旋转水射流水雾是通过高压发生装置将原动机的机械能转换成流体的压力，对常压下的流体进行加压，使流体具有较高的工作压力，并使其经高压管路到达喷咀，通过细小喷咀再把高压低流速的水转换为高速/高能量的高速水射流，然后再高速旋转，在较短时间内产生大量水雾，该微细水雾可以用来降温、除尘、降瓦斯、隐形遮蔽需要保护的要地目标等。

由于遮蔽目标情况复杂，如形状的变化、气象条件的变化等会影响水基雾幕干扰系统在发雾遮蔽效果的稳定性。如何消除影响，实现水基雾幕干扰系统工作的可靠性、发雾的量和旋转装置工作的稳定性、压力和流量等的综合控制，实现稳定高效的水雾遮蔽效果是必要地。对水基雾幕干扰系统的压力、流量、喷射方向等进行合理控制、调整，是通过压力、流量调节阀组和控制系统来实现的。

车载式高压旋转水射流水雾车主要用于降温、除尘、降瓦斯、消防灭火、对抗空对地电视制导、激光制导和红外制导武器，遮蔽地面被保护目标。可在行进中实施喷雾，水雾喷头可根据操作员的控制指令自动升降和展开实施遮蔽时，可静止或运动中实施。应将设备布设在被保护目标的上风方位，施放水雾的面积必须大于目标面积，并使目标完全被水雾遮蔽。

本发明通过高压发生装置将原动机柴油机的机械能转换成流体的压力能。其工作原理为：水箱中常压下的源水通过低压供水管路，经过滤器输送到高压水发生器中进行加压，使流体具有较高的工作压力，并使其经高压供水管路输送到高压旋转发雾喷头组。通过细小喷咀再把高压低流速的水转换为高速(高能量)的高速水射流，然后再高速旋转从喷嘴中高压、高速旋转喷射出去，从而能在瞬间产生大量微细水雾，该微细水雾可以用来降温、除尘、降瓦斯、隐形遮蔽需要保护的要地目标等。本发雾系统整体安装在运载车上，运载车可以进行移动式布雾。控制系统安装在运载车的副驾驶位置，操作人员可以在副驾驶位完成系统操作。

本发明在原有历时多年的研究工作基础上，根据工程实际要求，广泛调研，搜集、分析了大量国内外相关材料，对水雾光电隐身的使用从原理、保障方法和作战运用等方面开展了深入探究；采用了国内外先进的高压水射流旋转喷射技术，该系统稳定可靠，适应能力强，大大提高了对目标水雾遮蔽的机动性和灵活性，该方案具有以下技术进步点。

本发明选用的高压旋转发雾喷头的压力为20～200Mpa，旋转速度为1000～10000rpm，低压水经过高压泵加压，从微细喷嘴中高压、高速旋转喷射出来，喷射距离、雾滴粒径和瞬间发雾量与现有技术相比，都有了较大的提高。

	压力	转速	喷射距离	雾滴粒径	瞬间发雾量
						本发明	20～200Mpa	1000～10000rpm	8～10m	5～20μm	1400立方米/20秒
现有技术	≤5Mpa	≤500rpm	≤5m	20～50μm	1400立方米/5～10分钟

由于本发明采用的是高压旋转喷雾，喷嘴直径比低压成雾装置的喷嘴大，因而系统对水源的洁净度要求低，只需普通水经过一般过滤即可作为雾化介质，取材容易，对人身和环境无不良影响，由于用水量只有常规普通用水量的20％，因此结构简单，使用成本低廉、适应各种水源、对环境无污染、产雾效率高，并具有较强的持续作战能力。

本发明整体安装在运载车上，成雾喷头组安装在液压升降台上，升降台可根据所需高度任意调节，运载车可进行车载运行布雾，灵活方便，安全可靠。

附图说明

图1是车载式高压旋转水射流水雾车结构示意图。

图2是车载式旋转水射流水雾发生装置的连接示意图。图中：

1.高压水发生器  2.柴油机  3.水箱  4.低压供水管路  5.过滤器6.高压供水管路  7.高压旋转发雾喷头  8.液压升降台  9.控制系统  10.运载车11.液位控制器  12.调压阀

具体实施方式

本实施例是一种车载式旋转水射流水雾发生装置。

如图1所示，本实施例包括高压水发生器1、柴油机2、水箱3、低压供水管路4、过滤器5、高压供水管路6、高压旋转发雾喷头7、液压升降台8、控制器9和运载车10。运载车10是本实施例的载体，高压水发生器1、柴油机2、水箱3、低压供水管路4、过滤器5、高压供水管路6、高压旋转发雾喷头7和液压升降台8均位于运载车10上。水箱3的出水口通过低压供水管路4与过滤器5的进水口连通，过滤器5的出水口通过低压供水管路4与高压水发生器1的进水口连通。高压水发生器1的出水口通过高压供水管路6与高压旋转发雾喷头7连接，在高压水发生器1的出水口与水流分配器的水流入口连通。根据使用要求和水流量，水流分配器上有4～8个水流出口，本实施例中，水流分配器上的水流出口为4个。各水流出口分别通过高压供水管与各高压旋转发雾喷头7的进水口连通；在高压水发生器1与水流分配器之间的高压供水管路6上安装有调压阀，用于调节水压。柴油机2的输出轴通过柔性连轴节与高压水发生器1的动力端连接。控制器9分别与高压水发生器1、柴油机2、液位控制器11、调压阀12和液压升降台8之间通信连接，以实现对本实施例的控制。

所述的各高压旋转发雾喷头7均固定在液压升降台8的上平台上，使各高压旋转发雾喷头7能够根据使用要求调整高度。

所述的水箱3是不锈钢箱体。在水箱3的上部有进水口和液位控制器11；在水箱3的下部有出水口；在水箱3的底部有排污口，便于清洗水箱。

所述的高压旋转发雾喷头7有4个。各高压旋转发雾喷头7上有环形分布的6个喷嘴。高压旋转发雾喷头7的压力为20～200Mpa，旋转速度为1000～10000rpm。本实施例中，所述的高压旋转发雾喷头7的压力为50Mpa，旋转速度为3000rpm。

所述的液压升降台8采用剪叉式液压升降台。液压升降台8的升降高度为2000～8000mm，载重量为200～500kg。本实施例中液压升降台8的载重量为300kg。

所述的过滤器5采用滤网式，过滤精度为5～20μm。

所述的高压水发生器1是由柴油机驱动的三柱塞高压泵。所述高压水发生器1的压力为20～200Mpa，流量为40～200L/M。本实施中，高压水发生器1的压力为50Mpa，流量为80L/M

本发明的工作过程如下：

在水箱3中灌满源水。将运载车1运行至需要雾化、降温、除尘、隐形遮蔽的目标附近，通过控制器9启动柴油机2和高压水发生器1。此时，高压水发生器1通过低压水管路4和过滤器5将将水箱中的水吸入高压泵的进水端，在高压泵柱塞往复运动的压力下，将低压水转换成高压水，高压水通过高压供水管路6输送至高压旋转发雾喷头7，高压水通过高压旋转发雾喷头7高速旋转喷射出去，由此产生大量的微细水雾。高速旋转喷射出来，在瞬间形成大面积的高压微细水雾，水雾粒径从5～20μm，雾化整个需要的区域。

Claims (5)

1.车载式旋转水射流水雾发生装置，其特征在于，包括高压水发生器、柴油机、水箱、低压供水管路、过滤器、高压供水管路、高压旋转发雾喷头、液压升降台、控制器和运载车；高压水发生器、柴油机、水箱、低压供水管路、过滤器、高压供水管路、高压旋转发雾喷头和液压升降台均位于运载车上；水箱的出水口通过低压供水管路与过滤器的进水口连通，过滤器的出水口通过低压供水管路与高压水发生器的进水口连通；高压水发生器的出水口通过高压供水管路与高压旋转发雾喷头连接，在高压水发生器的出水口与水流分配器的水流入口连通；水流分配器上有4～8个水流出口，各水流出口分别通过高压供水管与各高压旋转发雾喷头的进水口连通；在高压水发生器与水流分配器之间的高压供水管路上安装有调压阀；所述的各高压旋转发雾喷头均固定在液压升降台的上平台上；柴油机的输出轴通过柔性连轴节与高压水发生器的动力端连接；控制器分别与高压水发生器、柴油机、液位控制器、调压阀和液压升降台之间通信连接。

2.如权利要求1所一种车载式旋转水射流水雾发生装置，其特征在于，在水箱的上部有进水口和液位控制器；在水箱的下部有出水口；在水箱的底部有排污口。

3.如权利要求1所一种车载式旋转水射流水雾发生装置，其特征在于，高压旋转发雾喷头的压力为20～200Mpa，旋转速度为1000～10000rpm。

4.如权利要求1所一种车载式旋转水射流水雾发生装置，其特征在于，所述的过滤器的过滤精度为5～20μm。

5.如权利要求1所一种车载式旋转水射流水雾发生装置，其特征在于，所述的所高压水发生器的压力为20～200Mpa，流量为40～200L/M。

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