CN105903143A - 一种新型远射程消防水炮 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新型远射程消防水炮，包括进水管、静关节管、动关节管、出水管；所述进水管出水端与静关节管进水端通过法兰B可拆卸连接，静关节管出水端与动关节管进水端连接；所述动关节管出水端与出水管通过法兰C可拆卸连接；所述进水管为一定角度的圆弧，所述进水管外侧设置有涡轮蜗杆机构，通过旋转蜗杆手柄可以实现进水管的水平转向；所述进水管内部设置与进水管同心的圆弧导流片；导流片两侧焊接在进水管的侧壁上；所述静关节管与动关节管的连接为同球心的球体连接，且静关节管所在的内表面球面直径大于所述动关节管的外球面直径。该装置管内损失小，结构紧凑，不易翻倒，出口流动状态平顺，射程远。

Description

一种新型远射程消防水炮

技术领域

本发明涉及消防水炮技术领域，尤其涉及到一种新型远射程消防水炮。

背景技术

消防水炮因其流量大、射程远的特点而成为最常见的灭火设备，除此之外，还在领海安全，驱逐非法海上行业及海盗等起到威慑作用，用水炮代替军火，既环保又避免局部战争。消防水炮为实现在水平方向和竖直方向的旋转，通常至少含有三处90°弯管结构，而弯管的存在，既会产生二次流、又会在水炮出水管段形成明显的旋转绕流，即使有稳流器进行整流获得均匀的喷嘴出流，能量损失也相当大，轴向速度小，射程往往达不到理想的效果，普通消防水炮结构，其重心偏高，易翻倒，产生振动，严重影响水炮的使用寿命。消防水炮转向方式主要采用手柄带动蜗轮蜗杆机构、电机驱动蜗轮蜗杆机构以及液压驱动蜗轮蜗杆机构这三种，手柄带动蜗轮蜗杆机构的消防水炮在控制俯仰转动时比较困难，影响消防作战效率；电机驱动蜗轮蜗杆机构会因电机进水造成水炮罢工；

针对上述存在的问题提供一种结构简单，易转向，重心低，射流集中性好，射程远的多功能消防水炮。

发明内容

本发明的目的在于克服以上背景技术所述现有消防水炮存在的问题，为大流量远射程消防水炮提供一个结构简单，易转向，工作稳定及射程远的水炮，为达到以上目的本发明采用以下技术方案实现的：

一种新型远射程消防水炮，包括进水管、静关节管、动关节管、出水管；所述进水管出水端与静关节管进水端通过法兰B可拆卸连接，静关节管出水端与动关节管进水端连接；所述动关节管出水端与出水管通过法兰C可拆卸连接；所述进水管为具有弧度的弯管；所述进水管外侧设置有蜗轮蜗杆机构，通过旋转蜗杆手柄可以实现进水管的水平转向；

所述进水管内部设置与进水管同心的圆弧导流片；导流片两侧焊接在进水管的侧壁上；

所述静关节管与动关节管的连接为同球心的球体连接，且静关节管所在的内表面球面直径大于所述动关节管的外球面直径；

所述静关节管外侧面上设置有数个水平转向支架；所述动关节管内部设置靠近进水端设置有稳流装置；所述稳流装置轴向安装在动关节管内；所述动关节管的外侧面上设置有手柄支架；所述出水管为非等径圆管。

进一步的，所述水平转向支架为3个。

更进一步的，所述水平转向支架与水平面的夹角范围为20°～75°。

进一步的，所述手柄支架为双向螺纹管。

进一步的，所述进水管为90°弯管。

进一步的，所述稳流器为双层圆桶结构。

进一步的，所述出水管为收缩角为6°的锥直型出水管，且出水管出水端末端为直圆管。

进一步的，所述稳流装置为双层圆管稳流结构

更进一步的，稳流器装置内圆管与外圆管上设置的肋片交错分布。

有益效果：

1.本发明采用同心球转向关节实现水炮垂直方向的运动，且手柄支架适用于各种复杂地形，手柄支架使用的灵活性高。水炮俯仰角调节机构的内曲面形成扰流面，消除管内流体径向速度分量。

2.动关节中设置有稳流器，可消除流体切向速度分量，获得平顺的管内流动。三个水平转向支架与水平方向的夹角范围为20°～75°，可平衡射流产生的后坐力，提高水炮工作的稳定性。水炮支架和水炮俯仰角调节机构，可以拆卸，便于装载和运输。

3.本发明的消防水炮，管内损失小，结构紧凑，不易翻倒，出口流动状态平顺，射程远。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明导流片安装位置示意图；

图3为本发明稳流器结构示意图；

图4为本发明动关节和静关节配合的示意图；

图5为本发明动关节和静关节配合俯视图；

图6为本发明水平转向支架结构示意图；

图7为本发明手柄支架示意图；

图8为本发明结构俯视示意图；

附图标记如下：

1-法兰A；2-进水管；3-导流片；4-法兰B；5-静关节管；6-水平转向支架；7-动关节管；8-手柄支架；9-稳流装置；10-法兰C；11-出水管；12-脚钉；13-蜗杆手柄。

具体实施方式

现结合附图1-8对本发明技术方案进一步的描述：

结合附图1，进水管2为90°圆弧，且包括两个直管段和一个圆弧段，竖直的直管段外侧设置有蜗轮蜗杆机构，通过旋转蜗杆手柄13可以实现整个装置的水平转向，竖直直管段下侧设置有法兰A1用于与其它管道结合，圆弧段为90°圆弧，在90°圆弧处设置有导流片3，该导流片3与90°圆弧同圆心，其中弯管的轴线曲率半径为170mm，导流片3焊接位置位于靠近弯管圆心的半流道内，且距轴线的位置为20mm。动关节管7与静关节管5的管路除球形面以外其它地方均采用圆直管；动关节管7与静关节管5的连接采用同球心的球体联接，为便于安装，两者之间留有空隙，缝隙采用轴承压板和橡胶进行密封；动关节管7球形外表面直径小于动关节球形内表面直径；动关节管7关节处的内表面在管内形成扰流面，可消除流体径向流动的分量；动关节管7球形内表面与静关节管5圆直管的管路形成过渡流面，符合流体流动规律，阻碍流体漩涡的产生，减小局部损失。

图2中，其中弯管的轴线曲率半径为R＝170mm，导流片3焊接位置位于靠近弯管圆心的半流道内，其中r＝150mm。即导流片3到轴线的距离为20mm，可消除因弯管在靠近曲率半径圆心方向所在的半个流道内的湍流核心和涡流，使得静关节管5的圆直管内的来流均匀。

图3中，稳流装置9安放在动关节管7的圆直管内，以消除流体速度在切向的分量。稳流装置9的进口端面采用曲面处理，既能减少进口端面的水力损失，又减少了稳流装置9长度。稳流装置9为双层圆管稳流结构，其中稳流装置9外圆管上设置十三片肋片，两圆管之间设置有七片肋片且与外肋片位置交错，将稳流装置9为双层圆管管道分割为二十一个独立且互相平行的小流道，稳流装置9的进出口端面采用圆弧过渡处理。

图4中，动关节管7外球形表面辅助球面的直径为D1，动关节管7内球形表面辅助球面直径为D2，且D1、D2与静关节球形表面同心。为使静关节管5的圆直管来流直接过渡到动关节的内球面，对内壁面进行处理。以仰角为30°为例，D1与直管段的接触点为C1,C1向右平移2mm获得点C2，D2与动关节的直管段接触点A2，过点A2的直径逆时针旋转50°获得点B2，再以A2、B2和C2三点画圆弧，得到球面关节的内表面的轮廓，流动阻力小。经进水管2中的90°弯管流入静关节管5的流体，会产生漩涡和沿轴向的旋转运动，即使增加导流片，漩涡和旋转运动也不会完全消除。同球心转向关节的动关节管7内球形表面辅助球面直径D2大于直管段直径，而动关节管7内表面为扰流面，可消除来流速度的径向分量。

图5中，将同球心旋转副垂直旋转轴的两端面切割成平面，保证动关节水平方向调节俯仰角时运动的稳定性，防止动关节管7和出水管11左右摇动对手柄支架8造成损坏。

图6中，两个水平转向支架6关于水炮的轴面对称分布，可显著平衡射流后坐力，使水炮工作稳定。水炮的俯仰角变化范围为20～75°。三个水平转向支架6在水炮轴面的倾斜角可调节范围大，射流后坐力F可以完全被F1和2F2完全平衡掉，提高水炮的稳定性及灵活性，降低水炮翻倒的概率；水平转向支架6的脚架均采用万向轮和脚钉12两种形式，当水炮在水平面上运动时，以便旋转水平蜗轮蜗杆转向机构，一边推动水炮本体，提高蜗轮蜗杆水平转向的灵活性，当水平位置确定后，再使用脚钉12将水炮固定，平衡射流造成的强大后坐力；动关节管7采用法兰C10与出水管11连接。对于特定的消防场景，可更换不同的出水管11实现水炮的多功能性。

图7中，手柄支架8采用双向螺纹管，通过旋转手柄，调节水炮的仰角。手柄支架8设置在动关节7处，并与地面接触。该位置处的手柄支架，可实现手柄在各种地形的定位，灵活性高。当手柄支架8长为L时，那么手柄支架8可以收缩的长度为2L。手柄支架8长度足够长，安装此种手柄支架8后，水炮可用于多种复杂地型。

图8中，出水管11铸造成收缩角为6°的锥直型出水管，出水管出水端末端的直管段，能减小射流外部散射角对射流稳定性的影响。提高水炮出流的稳定性和集中性。水炮整体结构紧凑，后坐力影响小，振动少，管内损失小，可折叠，射程远。

所述实施例为本发明的优选的实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种新型远射程消防水炮，其特征在于，包括进水管(2)、静关节管(5)、动关节管(7)、出水管(11)；所述进水管(2)出水端与静关节管(5)进水端通过法兰B(4)可拆卸连接，静关节管(5)出水端与动关节管(7)进水端连接；所述动关节管(7)出水端与出水管(11)通过法兰C(10)可拆卸连接；所述进水管(2)为具有弧度的弯管，所述进水管(2)外侧设置有蜗轮蜗杆机构，通过旋转蜗杆手柄(13)可以实现进水管(2)的水平转向；

所述进水管(2)内部设置与进水管(2)同心的圆弧导流片(3)；导流片(3)两侧焊接在进水管(2)的侧壁上；

所述静关节管(5)与动关节管(7)的连接为同球心的球体连接，且静关节管(5)所在的内表面球面直径大于所述动关节管(7)的外球面直径；

所述静关节管(5)外侧面上设置有数个水平转向支架(6)；所述动关节管(7)内部靠近进水端设置有稳流装置(9)；所述稳流装置(9)轴向安装在动关节管(7)内；所述动关节管(7)的外侧面上设置有手柄支架(8)；所述出水管(11)为非等径的圆管。

2.根据权利要求1所述的新型远射程消防水炮，其特征在于，所述水平转向支架(6)为3个。

3.根据权利要求2所述的新型远射程消防水炮，其特征在于，所述水平转向支架(6)与水平面的夹角范围为20°～75°。

4.根据权利要求1所述的新型远射程消防水炮，其特征在于，所述手柄支架(8)为双向螺纹管。

5.根据权利要求1所述的新型远射程消防水炮，其特征在于，所述进水管(2)为90°弯管。

6.根据权利要求1所述的新型远射程消防水炮，其特征在于，所述稳流装置(9)为双层圆桶结构。

7.根据权利要求1所述的新型远射程消防水炮，其特征在于，所述出水管(11)为收缩角为6°的锥直型出水管，且出水管(11)的出水端末端为直圆管。

8.根据权利要求1所述的新型远射程消防水炮，其特征在于，所述稳流装置(9)为双层圆管稳流结构。

9.根据权利要求8所述的新型远射程消防水炮，其特征在于，所述稳流器装置(9)内圆管与外圆管上设置的肋片交错分布。