CN103316442B - 一种微水雾幕喷头 - Google Patents

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本发明公开了一种微水雾幕喷头，特征是微水雾幕喷头的喷嘴采用了带有六个导流斜槽和球面形凹槽组合的雾化芯设计，微水雾幕喷头采取了壳体一侧为向外突出的封闭内半环形腔体，另一侧为开有1-3排同样大小的贯穿壳体的导流孔的外半环形腔体的外形设计，且采用喷头导流孔轴线与柱形内腔体轴线垂直的做法、导流斜槽和球面形凹槽组合的雾化芯设计，实现了单个喷头直接成平面微水雾幕。克服了现有水幕技术液滴粒径大于1毫米、分布不均匀、雾化性能差、用水量大等不足，以及需多个细水雾喷头组合使用才能产生雾幕且其厚度不均匀等缺点，从而可有效挡烟，吸热及衰减热辐射。

Description

一种微水雾幕喷头
技术领域
本发明属于消防技术领域，具体涉及能产生可挡烟、衰减热辐射的微水雾幕的专用喷头。
背景技术
在GB50084-2005《自动喷水灭火系统设计规范》中提到以水幕系统作为一种有效的防灭火措施。但现有的水幕系统大多采用的是雨淋或喷淋类喷头，不仅耗水量大、水渍污染严重，且液滴粒径大、水幕厚度不均匀、防火效果差。如中国专利号CN2499126Y公布的一种“水幕喷头”，其喷头前端有轴向伸缩套环，深度大于喷头出口半径的缺口，缺口两侧开可调动活动护翼。这种水幕喷头虽然可根据需要调节改变水幕厚度和宽度，但喷放雾滴粒径大，耗水量大，挡烟和衰减热辐射效果差。现有的灭火用细水雾喷头主要采取基于压力式旋流雾化技术和多喷嘴组合使用方式，仅可产生“锥状”细水雾，难以产生分布均匀的幕状细水雾。随着城市化进程的不断加快，越来越多的交通枢纽综合体和多功能复杂建筑等大量涌现，对防火措施提出了更高要求。例如，西南交通大学硕士论文（201005）“消防领域中的环境污染控制有效机制和措施研究”比较详细的提出了细水雾作为一种对环境友好的灭火剂在屏蔽热辐射和控制火灾烟气方面的优点：在满足防火控烟的同时，没有明显的水渍污染；通过将水雾化为几十到几百微米的液滴，水的吸热效果大为提高，且其用水量只有喷淋水幕的1/50或更小。目前已有的研究大都是关于细水雾灭火或衰减热辐射的研究，尚未见关于细水雾幕发生方法等方面的研究报道。例如，浙江大学硕士论文（201103）“闭式高压细水雾喷头的研究”中对细水雾喷头在国内外的研究现状进行了全面的综述，但并未涉及到细水雾幕喷头设计及研发等方面的研究。
发明内容
本发明的目的在于提供一种微水雾幕喷头，以产生均匀的微水雾幕，从而为发展微水雾幕控烟、防火分隔等技术提供核心技术支撑。
本发明微水雾幕喷头，包括带有进水口16、出水口15的喷头壳体1和雾化喷嘴14；所述喷头壳体1的端头18密闭，其内部从封闭端头18往下依次为一锥形凹槽3、一中空的柱形内腔体2和喷头腔体接口6，该中空的柱形内腔体2与进水口16相连通；其特征在于：该喷头壳体1的一侧为向外突出的封闭内半环形腔体17，喷头壳体1的另一侧为带多个导流孔4的外半环形腔体20，半环形腔体20上开有贯穿壳体的导流孔4，导流孔4的轴线与柱形内腔体2的轴线按照相互垂直的方向进行组装；每个导流孔4与喷嘴体5采用螺纹连接口7连接，喷嘴体5内依次设置固定有喷嘴出口9、锥形凹槽19和雾化芯8；所述雾化芯8为一圆柱体，其靠近喷嘴锥形凹槽19一端中心为一球面凹槽11，该球面凹槽11周围均匀布置导流斜槽10，雾化芯8的另一端为固定雾化芯8用的圆柱环13，通过将圆柱环13旋进喷嘴体5的内螺纹12将雾化芯8固定于雾化喷嘴14中。
为了形成幕状水雾，可以在半环形腔体20上设置一排五个导流孔4；也可以根据喷嘴14雾化锥角角度A的大小和工作压力大小减少或增加喷嘴的数目n，以形成平面状微水雾幕不留漏喷空隙为原则，将喷嘴14成半圆周均匀分布安装在喷头壳体1上，即喷嘴的数目n=180°/A；也可以在半环形腔体20上设置2-3排导流孔4，排与排之间的导流孔可以交错排列，也可以不同大小的导流孔按排交错排列；所述喷嘴14也可以成圆周状分布在喷头壳体1上；雾化芯8上的导流斜槽10可以为2-6道，但以六道为本喷头雾化效果最佳配置；并且可以通过改变雾化芯8中球面凹槽11的大小、形状来改变导流斜槽10的长度，从而改变雾化程度。
与现有水幕喷头采用射流撞击半圆形导流板的雾化原理，以及细水雾喷嘴采用单一射流或旋流雾化的原理相比较，由于本发明的微水雾幕喷头的喷嘴采用了带有六个导流斜槽和球面形凹槽组合的雾化芯设计，以在保证单个斜槽射流速度的同时，大大增加喷嘴出口射流的湍流度和轴向速度，从而实现通过单个喷嘴即可产生雾滴粒径及厚度分布均匀的微水雾幕的目的；又由于本发明的微水雾幕喷头采取了壳体一侧为向外突出的封闭内半环形腔体，另一侧为开有1-3排同样大小的贯穿壳体的导流孔的外半环形腔体的外形设计，且采用喷头导流孔轴线与内腔轴线垂直的做法，实现了单个喷头直接成平面微水雾幕。克服了现有水幕技术液滴粒径大于1毫米、分布不均匀、雾化性能差、用水量大（是本发明的30-50倍）等不足，以及需多个细水雾喷头组合使用才能产生雾幕且其厚度不均匀等缺点，从而可有效挡烟，吸热及衰减热辐射。
附图说明
图1是本发明单排喷嘴微水雾幕喷头的结构剖视示意图；
图2是本发明微水雾幕喷头结构示意图的正视图；
图3是本发明微水雾幕喷头的导流孔示意图；
图4是本发明微水雾幕喷头的喷嘴剖视示意图；
图5是本发明微水雾幕喷头的雾化喷嘴的雾化芯示意图；
图6是单排喷嘴微水雾幕喷头的实际喷雾的照片图；
图7是本发明双排喷嘴微水雾幕喷头的结构剖视示意图；
图8是双排喷嘴微水雾幕喷头的实际喷雾的照片图。
具体实施方式
实施例1：
本实施例微水雾幕喷头的结构如图1和图2所示，图1是本实施例微水雾幕喷头的结构剖视示意图，图2是其正视图。该微水雾幕喷头包括带有进水口16、出水口15的喷头壳体1和五个雾化喷嘴14，喷头壳体1内部是一柱形内腔体2，柱形内腔体2顶部是一锥形凹槽3，喷头壳体1由高强度合金材料制作；在位于出水口15处的喷头壳体1上呈半环状设置五个导流孔4，图3是本发明微水雾幕喷头的导流孔示意图，导流孔4通过内螺纹连接喷嘴体5；水流通过喷头腔体接口6流入喷头柱形内腔体2；在导流孔4中设置有螺纹连接口7，通过螺纹连接口7连接雾化喷嘴14，图4是本发明微水雾幕喷头的喷嘴剖视示意图，雾化喷嘴14由喷嘴体5和雾化芯8组成；图5是本发明微水雾幕喷头的雾化喷嘴的雾化芯示意图，所述雾化芯8上设有六道导流斜槽10及球面凹槽11、和固定雾化芯的圆柱环13，圆柱环13带有外螺纹，通过把圆柱环13旋进喷嘴体5的内螺纹12中将雾化芯固定；水在压力驱动作用下通过雾化芯导流斜槽10在球面凹槽11内碰撞再经雾化喷嘴体5中的锥形凹槽19强化后经喷嘴出口9喷出形成分布均匀的小尺度微水雾幕。五个呈半环状均匀分布在喷头壳体1上的雾化喷嘴14同时喷放，即产生分布均匀、尺度较大的微水雾幕。
当喷嘴中装入附图5中所示的雾化芯8并按喷头的设计方式组合后，在3MPa压力下实际喷雾，喷出的雾展开成直径约为2米的半圆平面、厚度约20厘米的微水雾幕，随着压力的变化微水雾幕直径和厚度都会有相应的变化。
图6为采用本实施例中的单排喷嘴微水雾幕喷头的实际喷雾的照片图，从该图中可以看到喷出的微水雾展开呈平面半圆状、形成的水幕厚度均匀、雾滴粒径极小、基本无漏喷空隙，从而说明采用本实施例中的微水雾幕喷头可以更好的解决挡烟、衰减热辐射的问题。
实施例2：
图7是本实施例双排喷嘴微水雾幕喷头的结构剖视示意图，其正视图、导流孔示意图、喷嘴剖视示意图及雾化芯示意图与实施例1相同。该微水雾幕喷头包括带有进水口16、出水口15的喷头壳体1和九个雾化喷嘴14，喷头壳体1内部是一柱形内腔体2，柱形内腔体2顶部是一锥形凹槽3，喷头壳体1由高强度合金材料制作；在位于出水口15处的喷头壳体1上呈半环状设置交错均匀排列的两排九个导流孔4，导流孔4通过内螺纹连接喷嘴体5；水流通过喷头腔体接口6流入喷头柱形内腔体2；在导流孔4中设置有螺纹连接口7，通过螺纹连接口7连接雾化喷嘴14，雾化喷嘴14由喷嘴体5和雾化芯8组成；所述雾化芯8上设有六道导流斜槽10及球面凹槽11、和固定雾化芯的圆柱环13，圆柱环13带有外螺纹，通过把圆柱环13旋进喷嘴体5的内螺纹12中将雾化芯固定；水在压力驱动作用下通过雾化芯导流斜槽10在球面凹槽11内碰撞再经雾化喷嘴体5中的锥形凹槽19强化后经喷嘴出口9喷出形成分布均匀的小尺度微水雾幕。两排九个呈半环状均匀分布在喷头壳体1上的雾化喷嘴14同时喷放，即产生分布均匀、尺度较大的微水雾幕。
当喷嘴中装入附图5中所示的雾化芯8并按喷头的设计方式组合后，在3MPa压力下实际喷雾，喷出的雾展开成直径约为2米的半圆平面、厚度约30厘米的微水雾幕，随着压力的变化微水雾幕直径和厚度都会有相应的变化。
图8为采用本实施例中的双排喷嘴微水雾幕喷头的实际喷雾的照片图，从该图中可以看到喷出的微水雾展开呈平面半圆状、形成的水幕厚度均匀、雾滴粒径极小，比实施例1中的微水雾幕更加密集且微水雾幕的厚度也相应增大，本实施例中的微水雾幕喷头应用于比较大型火灾或火灾负荷大的场所挡烟、衰减热辐射的效果会更好。

Claims (6)

1.一种微水雾幕喷头，包括带有进水口(16)、出水口(15)的喷头壳体(1)和雾化喷嘴(14)；喷头壳体(1)的端头(18)密闭，内部从封闭端头(18)往下依次为一锥形凹槽(3)和一柱形内腔体(2)，喷头壳体(1)中空的柱形内腔体(2)与进水口(16)相连通；其特征在于：该喷头壳体(1)的一侧为向外突出的封闭外半环形腔体(17)，另一侧为带多个导流孔(4)的内半环形腔体(20)，导流孔(4)的轴线与柱形内腔体(2)的轴线按照相互垂直的方向进行组装；每个导流孔(4)与喷嘴体(5)采用螺纹连接口(7)连接，喷嘴体(5)内依次设置喷嘴出口(9)、锥形凹槽(19)、雾化芯(8)；所述雾化芯(8)为一圆柱体，其靠近喷嘴锥形凹槽(19)一端中心为一球形凹槽(11)，该球形凹槽(11)周围均匀布置导流斜槽(10)，另一端为固定雾化芯(8)用的圆柱环(13)，通过将圆柱环(13)旋进喷嘴体(5)的内螺纹(12)将雾化芯固定于雾化喷嘴(14)中，其中雾化芯(8)上的导流斜槽(10)为2-6道，且通过改变雾化芯(8)中球面凹槽(11)的大小、形状来改变导流斜槽(10)的长度，从而改变雾化程度。
2.如权利要求1所述的微水雾幕喷头，特征在于在所述半环形腔体(20)上设置一排五个导流孔(4)。
3.如权利要求1所述的微水雾幕喷头，特征在于根据雾化喷嘴(14)雾化锥角角度A的大小和工作压力大小减少或增加喷嘴的数目n，以形成平面状微水雾幕不留漏喷空隙为原则，将雾化喷嘴(14)成半圆周均匀分布安装在喷头壳体(1)上，即喷嘴的数目n＝180°/A。
4.如权利要求1所述的微水雾幕喷头，特征在于在所述半环形腔体(20)上设置2-3排导流孔(4)，排与排之间的导流孔交错排列，或以不同大小的导流孔按排交错排列。
5.如权利要求1所述的微水雾幕喷头，特征在于所述雾化喷嘴(14)成圆周状分布在喷头壳体(1)上。
6.如权利要求1所述的微水雾幕喷头，特征在于所述雾化芯(8)上的导流斜槽(10)为6道。
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