CN106247847A - 一种水炮炮管 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种水炮炮管，包括炮管本体和施压装置，炮管本体的出水口的内径小于炮管本体的入水口的内径；炮管本体的至少部分由柔性材料或弹性材料制成，施压装置设置于由柔性材料或弹性材料制成的炮管本体的外侧，围绕炮管本体为炮管本体施加压力。通过本发明的实施，实现了对炮管中的水的整流，让水流的方向更加集中，提升了水炮的威力和射程。

Description

一种水炮炮管

技术领域

本发明涉及船舶领域，尤其涉及一种水炮炮管。

背景技术

众所周知，在海洋上总会有各种各样的冲突事件发生，如别国侵犯领海，海盗肆虐等等，如果采用舰船上的舰炮来驱逐这些船只，那么就难免造成船只的损伤、人员的伤亡，而随着对人权意识的提高，这样随意剥夺他人的生命的行为越来越不被大众所接受，因此，非致命武器的开发已迫在眉睫。

水炮是一种现有的运用最为广泛的船用非致命武器，高速水量的冲击可以轻易的改变船只的航向，却不会对人体造成多大的损伤，且水炮可以采用海洋内的海水作为“武器”，在海中随地可取，利用率高。然而，由于水炮的结构限制，水炮的射程、威力等等都会受到水炮结构的影响，对其他船只使用水炮往往不能达到预期的效果。

发明内容

本发明提供了一种水炮炮管，旨在解决现有技术中船用水炮的威力和射程不足的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种水炮炮管，包括炮管本体和施压装置，所述炮管本体的出水口的内径小于所述炮管本体的入水口的内径；所述炮管本体的至少部分由柔性材料或弹性材料制成，所述施压装置设置于由柔性材料或弹性材料制成的炮管本体的外侧，围绕所述炮管本体为所述炮管本体施加压力。

可选的，所述施压装置包括设置于炮管本体外侧且与所述炮管本体固定连接的外管，以及封装于所述炮管本体与外管之间的填充物，所述外管由刚性材料制成，所述填充物的自然体积不小于所述炮管本体在未变形时与所述外管形成的腔室的容积。

可选的，当所述填充物包括气体时，所述气体的压强大于大气压强。

可选的，当所述填充物包括固体时，所述固体为颗粒状固体。

可选的，在所述炮管本体中，与所述由柔性材料或弹性材料制成的部分相邻的，由刚性材料制成的部分设置有第一连接件，所述由柔性材料或弹性材料制成的部分具有延伸部，所述第一连接件与所述延伸部固定连接。

可选的，在所述炮管本体中，与所述由柔性材料或弹性材料制成的部分相邻的，由刚性材料制成的部分设置有第一连接件，所述外管设置有第二连接件，所述第一连接件与所述第二连接件配合连接，使所述炮管本体与所述外管固定连接。

可选的，所述第一连接件包括第一法兰，所述第二连接件包括第二法兰，所述第一法兰和第二法兰通过螺栓的配合固定连接。

可选的，所述外管由钢制材料制成。

可选的，在所述炮管本体内，沿截面方向设置有格栅。

可选的，所述炮管本体由橡胶材料制成。

可选的，所述炮管本体由直管和锥管组成，所述直管和锥管通过螺纹配合固定连接。

有益效果

本发明提供了一种水炮炮管，包括炮管本体和施压装置，炮管本体的出水口的内径小于炮管本体的入水口的内径；炮管本体的至少部分由柔性材料或弹性材料制成，施压装置设置于由柔性材料或弹性材料制成的炮管本体的外侧，围绕炮管本体为炮管本体施加压力。通过本发明的实施，实现了对炮管中的水的整流，让水流的方向更加集中，提升了水炮的威力和射程。

附图说明

图1是本发明第一实施例提供的一种水炮炮管的整体结构示意图；

图2是本发明第一实施例提供的一种水炮炮管中的炮管本体的结构示意图；

图3是本发明第二实施例提供的一种水炮炮管的剖面结构示意图。

具体实施方式

本发明的构思点在于，改变现有的炮管的结构，使炮管受到压力，而非刚性的炮管的压力可以很好的传递给炮管中的水，使炮管对炮管中的水产生压力，炮管中的水在管壁压力的作用下被整流，进而使得水流的方向更加集中，提升了威力和射程。

下面结合附图对本发明的具体实现方式作进一步说明。

第一实施例

请参考图1、2，图1是水炮炮管的整体结构示意图，图2是水炮炮管中的炮管本体的结构示意图。

本实施例中的水炮炮管，包括炮管本体10和施压装置20，炮管本体10的出水口的内径小于炮管本体10的入水口的内径；炮管本体10的至少部分由柔性材料或弹性材料制成，施压装置20设置于由柔性材料或弹性材料制成的炮管本体10的外侧，围绕炮管本体10为炮管本体10施加压力。

在船舶上，水炮系统取用海水，海水通过管道输送到炮管本体10，其中会经过增压泵的处理，增加海水的压力。海水输送到炮管本体10时，由于炮管本体10的出水口的内径小于入水口的内径，可以使出射的水更加集中，提升出射的水的威力和射程。

炮管本体10的组成，可以分为直管101和锥管102两个部分，其中，直管101和锥管102可以通过螺纹配合固定连接；直管101是炮管本体10中内径大致不发生变化的部分，而锥管102是炮管本体10中内径逐渐改变的部分，其中从直管101和锥管102连接处到锥管102的出水口，内径逐渐减小，大体上呈锥形。在锥管102的出水口的部分，往往设有一定长度的直导管1021，可以对水流起到一定程度的导向作用，便于使用。

炮管本体10的至少部分由柔性材料或弹性材料制成，至少部分指的是炮管具有由柔性材料或弹性材料制成的部分，此外，炮管中的由柔性材料或弹性材料制成的部分并不限于一个，可以包括多个由柔性材料或弹性材料制成的部分，且该部分可以是在炮管的直管101上，也可以是在炮管的锥管102上，在本实施例均可实现。

炮管本体10的至少部分由柔性材料或弹性材料制成。与之相对的，刚性，指的是两个物体相碰撞不会发生变形，因此两个刚体就不会占据同一个空间。刚性，也是指物体在负荷作用下，抵抗变形的能力；而刚性材料，则是指在负荷作用下，抵抗变形的能力强，或者几乎不会变形的材料。而柔性材料和弹性材料，则是指在负荷作用下，可以比刚性材料更为轻易的变形的材料。

柔性，也叫作挠性，是相对于刚性而言的一种物理特性，柔性是指物体受力后变形，作用力失去后不能恢复原来形状的一种物理性质，具体而言，柔性材料在负荷的作用下，其自身的形状可以发生不同程度的改变。

弹性，则是指物体在受力后变形，作用力失去后可以恢复原来的大小和形状的一种物理性质，或者说，弹性物体在受力后，其变形会有恢复原来大小和形状的趋势。任何物体或多或少的都会具有弹性，在受力足够小，形变量足够小时，任何物体都有恢复原来的大小和形状的趋势，包括前述的柔性物体；弹性物体是指物体的弹性性能比较好，即使受到较大的作用力，在撤销外力后，仍然能恢复原来的大小和形状。弹性和柔性较为类似，柔性注重的是物体受力后变形，而弹性则注重的是受力变形后能够恢复，柔性侧重的是物体的自身性质，而弹性侧重于物体的变形结果。

虽然本实施例将材料大致分为了刚性、柔性、弹性材料，但这三种材料并没有具体的区分，也就是说，这三者之间没有明显的界限；制造炮管的材料，即使广泛意义上来说属于柔性材料，然而如果在使用中，常规的作用力不能使其大小和形状发生改变，或者说改变很微小，那么，也可以将这样的柔性材料当做刚性材料。总而言之，炮管本体10中的由柔性材料或弹性材料制成的部分，在收到外力作用时，会在一定程度上改变其形状。

具体的，本实施例中的炮管本体10的至少部分可以由橡胶制成，橡胶是一种很理想的材料，橡胶具有较强的弹性，受力后的形变量也不错，强度也比较大，足够应用于高压水炮系统中。炮管本体10的管壁厚度则可以根据需求而制，较厚的管壁可以保证较大的强度，同时管壁的厚薄也会影响管壁的弹性。

可选的，在炮管本体10中，与由柔性材料或弹性材料制成的部分相邻的，由刚性材料制成的部分设置有第一连接件11，有柔性材料或弹性材料制成的部分具有延伸部，第一连接件11与延伸部固定连接。由于炮管的至少部分由柔性材料或弹性材料制成，其他部分就可以由刚性材料制成，那么由刚性材料制成的部分应该和由柔性材料或弹性材料制成的部分固定连接。刚性材料制成的部分中，可以直接在刚性材料上设置第一连接件11，这个连接件可以是刚性的，如法兰，而柔性材料或弹性材料制成的部分中，由于材料的性质，可以直接设置延伸部，然后将延伸部和刚性材料制成的部分中的第一连接件11进行固定连接，从而实现两个部分之间的固定连接。此外，为了保证密封性，还可以在二者的连接中，增设密封垫圈。

上述两个部分之间的连接，除了可以通过第一连接件11和延伸部之间的连接之外，还可以增设连接件，如螺栓等等，实现两者的固定连接，还可以是其他各种连接方式，本实施例并不对其进行具体的限定。

为了较好的整流效果，可选的，在炮管内，沿截面方向设置有格栅。水流经过格栅时，可以在一定程度上对水流方向进行导向，也就是说可以对实现对水流的整流。格栅的栅条的尺寸越大，整流效果越好，然而水量也会受到更大的影响，导致水量更低；格栅的栅条的尺寸越小，水量越大，而整流效果就差一些。根据不同的需求，可以选用不同的格栅的尺寸，来达到不同的整流效果。

在炮管本体10的由柔性材料或弹性材料制成的部分的外侧，设置有施压装置20，施压装置20围绕炮管本体10为炮管本体10施加压力。施压装置20施加的压力是预先的压力，即炮管本体10的管壁在使用中，即使没有通水，施压装置20已经对炮管本体10的管壁施加了压力。施压装置20为炮管本体10所施加的压力，从炮管本体10上看，其方向大致是由炮管本体10的外侧指向炮管本体10的内部，施加在炮管本体10上的压力至少具有这个方向上的分力。在压力的作用下，炮管本体10的由柔性材料或弹性材料制成的部分，会产生一定程度上的形变，从而，在有水流流经炮管本体10时，形变的炮管本体10会将所受的压力传递给水流，实现了对水流的整流作用，也可以在一定程度上增加水压。

在本实施例中，施压装置20可以包括设置于炮管本体10外侧且于炮管本体10固定连接的外管201，以及封装于炮管本体10与外管201之间的填充物。外管201本体由刚性材料制成，填充物的自然体积不小于炮管本体10在未变形时与外管201形成的腔室的容积。也即是说，本实施例中的施压装置20通过在炮管本体10外侧增设外管201，并在外管201炮管本体10中封装填充物的方式实现。其中，填充物的自然体积不小于炮管本体10在未变形时与外管201形成的腔室的容积，可以得知，在自然状态下，本应封装在外管201和炮管本体10之间的填充物，其体积不小于炮管本体10在未变形时，与外管201形成的腔室的容积。填充物在封装入腔室内时，由于其自然体积是大于等于腔室的容积的，那么，填充物就有恢复自然体积的趋势，也就是会对外管201和炮管本体10的管壁产生压力。由于外管201是由刚性材料制成，不易变形，那么填充物所产生的压力就会主要体现在由柔性材料或弹性材料制成的炮管本体10上，使炮管本体10发生形变。其中，外管201可以由钢制材料制成，具体的钢材的各种参数可以根据需求自定。

填充物的具体形式，在本实施例中，可以包括气体、液体、固体等等。其中，气体容易压缩，也容易扩散，在一个密闭空间里气体总是能充满整个空间，那么，作为填充物封装在腔室内的气体，其压强应该大于大气压强。也就是说，在外界和腔室内产生压强差，在压强差的作用下，腔室内的气体就会对外管201和炮管本体10的管壁产生压力。

当填充物包括液体时，液体并没有气体这么容易压缩，且液体的重力效应就可以对外管201和炮管本体10的管壁产生压力，因此，液体的体积仅仅需要等于腔室的容积即可，当然，液体的体积也可以大于腔室的容积，即对液体做一定程度的压缩，使液体对外管201和炮管本体10的管壁的压力更加显著。

当填充物包括固体时，固体相较而言更加难以压缩，与液体较为类似，固体的重力效应也可以对外管201和炮管本体10的管壁产生压力。然而，固体并没有气体和液体这么强的流动性，没有气体和液体这么容易充满整个腔室，那么，可选的，当填充物包括固体时，固体为颗粒状固体。体积越小的固体其流动性越强，也就越能充满整个腔室。在本实施例中，固体可以是沙子等颗粒状固体，沙子的颗粒比较小，流动性大，且沙子的硬度高，耐用性好。此外，固体还可以是一些具有弹性的固体，如橡胶颗粒等等。

可选的，在炮管本体10中，由刚性材料制成的部分设置有第一连接件11，外管201设置有第二连接件21，第一连接件11和第二连接件21配合连接，使炮管本体10和外管201固定连接。由于炮管本体10和外管201都由刚性材料制成，那么，可以直接在炮管本体10和外管201上设置连接件，通过两个连接件之间的配合连接实现炮管本体10和外管201之间的固定连接。进一步的，本实施例中的第一连接件11可以包括第一法兰，第二连接件21可以包括第二法兰，第一法兰和第二法兰通过螺栓的配合固定连接。

本实施例提供了一种水炮炮管，包括炮管本体和施压装置，炮管本体的出水口的内径小于炮管本体的出水口的内径；炮管本体的至少部分由柔性材料或弹性材料制成，施压装置设置于由柔性材料或弹性材料制成的炮管本体的外侧，围绕炮管本体为炮管本体施加压力。通过本发明的实施，可以实现对炮管中的水的整流，使水流更加集中，增加了水的射程和威力。

第二实施例

请参考图3，图3是水炮炮管的剖面结构示意图。

本实施例中的水炮炮管，包括炮管本体10、与炮管本体10固定连接的外管201以及封装于炮管本体10和外管201形成的腔室中的填充物202。炮管本体10的至少部分由柔性材料或弹性材料制成，外管201和封装于腔室中的填充物202位于由柔性材料或弹性材料制成的炮管本体10的外侧，围绕炮管本体10为炮管本体10施加压力。

炮管本体10的组成，可以分为直管101和锥管102两个部分，其中，直管101和锥管102通过螺纹配合固定连接；直管101是炮管本体10中内径大致不发生变化的部分，而锥管102是炮管本体10中内径逐渐改变的部分，其中从直管101和锥管102连接处到锥管102的出水口，内径逐渐减小，大体上呈锥形。在锥管102的出水口的部分，设有一定长度的直导管1021，可以对水流起到一定程度的导向作用，便于使用。

本实施例中的炮管本体10的至少部分可以由橡胶制成，橡胶是一种很理想的材料，橡胶具有较强的弹性，受力后的形变量也不错，强度也比较大，足够应用于高压水炮系统中。炮管本体10的管壁厚度则可以根据需求而制，较厚的管壁可以保证较大的强度，同时管壁的厚薄也会影响管壁的弹性。

在炮管本体10中，与由柔性材料或弹性材料制成的部分相邻的，由刚性材料制成的部分设置有第一连接件11，有柔性材料或弹性材料制成的部分具有延伸部，第一连接件11与延伸部固定连接。由于炮管的至少部分由柔性材料或弹性材料制成，其他部分就可以由刚性材料制成，那么由刚性材料制成的部分应该和由柔性材料或弹性材料制成的部分固定连接。刚性材料制成的部分中，可以直接在刚性材料上设置第一连接件11，这个连接件可以是刚性的，如法兰，而柔性材料或弹性材料制成的部分中，由于材料的性质，可以直接设置延伸部，然后将延伸部和刚性材料制成的部分中的第一连接件11进行固定连接，从而实现两个部分之间的固定连接。此外，为了保证密封性，还可以在二者的连接中，增设密封垫圈。

为了较好的整流效果，可选的，在炮管内，沿截面方向设置有格栅。水流经过格栅时，可以在一定程度上对水流方向进行导向，也就是说可以对实现对水流的整流。格栅的栅条的尺寸越大，整流效果越好，然而水量也会受到更大的影响，导致水量更低；格栅的栅条的尺寸越小，水量越大，而整流效果就差一些。根据不同的需求，可以选用不同的格栅的尺寸，来达到不同的整流效果。

填充物202的具体形式，在本实施例中，可以包括气体、液体、固体等等。其中，气体容易压缩，也容易扩散，在一个密闭空间里气体总是能充满整个空间，那么，作为填充物202封装在腔室内的气体，其压强应该大于大气压强。也就是说，在外界和腔室内产生压强差，在压强差的作用下，腔室内的气体就会对外管201和炮管本体10的管壁产生压力。

当填充物202包括液体时，液体并没有气体这么容易压缩，且液体的重力效应就可以对外管201和炮管本体10的管壁产生压力，因此，液体的体积仅仅需要等于腔室的容积即可，当然，液体的体积也可以大于腔室的容积，即对液体做一定程度的压缩，使液体对外管201和炮管本体10的管壁的压力更加显著。

当填充物202包括固体时，固体相较而言更加难以压缩，与液体较为类似，固体的重力效应也可以对外管201和炮管本体10的管壁产生压力。然而，固体并没有气体和液体这么强的流动性，没有气体和液体这么容易充满整个腔室，那么，可选的，当填充物202包括固体时，固体为颗粒状固体。体积越小的固体其流动性越强，也就越能充满整个腔室。在本实施例中，固体可以是沙子等颗粒状固体，沙子的颗粒比较小，流动性大，且沙子的硬度高，耐用性好。此外，固体还可以是一些具有弹性的固体，如橡胶颗粒等等。

在炮管本体10中，由刚性材料制成的部分设置有第一连接件11，外管201设置有第二连接件21，第一连接件11和第二连接件21配合连接，使炮管本体10和外管201固定连接。由于炮管本体10和外管201都由刚性材料制成，那么，可以直接在炮管本体10和外管201上设置连接件，通过两个连接件之间的配合连接实现炮管本体10和外管201之间的固定连接。进一步的，本实施例中的第一连接件11可以包括第一法兰，第二连接件21可以包括第二法兰，第一法兰和第二法兰通过螺栓的配合固定连接。

以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种水炮炮管，其特征在于，包括炮管本体和施压装置，所述炮管本体的出水口的内径小于所述炮管本体的入水口的内径；所述炮管本体的至少部分由柔性材料或弹性材料制成，所述施压装置设置于由柔性材料或弹性材料制成的炮管本体的外侧，围绕所述炮管本体为所述炮管本体施加压力。

2.如权利要求1所述的水炮炮管，其特征在于，所述施压装置包括设置于炮管本体外侧且与所述炮管本体固定连接的外管，以及封装于所述炮管本体与外管之间的填充物，所述外管由刚性材料制成，所述填充物的自然体积不小于所述炮管本体在未变形时与所述外管形成的腔室的容积。

3.如权利要求2所述的水炮炮管，其特征在于，当所述填充物包括气体时，所述气体的压强大于大气压强。

4.如权利要求2所述的水炮炮管，其特征在于，当所述填充物包括固体时，所述固体为颗粒状固体。

5.如权利要求1-4任一项所述的水炮炮管，其特征在于，在所述炮管本体中，与所述由柔性材料或弹性材料制成的部分相邻的，由刚性材料制成的部分设置有第一连接件，所述由柔性材料或弹性材料制成的部分具有延伸部，所述第一连接件与所述延伸部固定连接。

6.如权利要求2-4任一项所述的水炮炮管，其特征在于，在所述炮管本体中，由刚性材料制成的部分设置有第一连接件，所述外管设置有第二连接件，所述第一连接件与所述第二连接件配合连接，使所述炮管本体与所述外管固定连接。

7.如权利要求6所述的水炮炮管，其特征在于，所述第一连接件包括第一法兰，所述第二连接件包括第二法兰，所述第一法兰和第二法兰通过螺栓的配合固定连接。

8.如权利要求2-4任一项所述的水炮炮管，其特征在于，所述外管由钢制材料制成。

9.如权利要求1-4任一项所述的水炮炮管，其特征在于，在所述炮管本体内，沿截面方向设置有格栅。

10.如权利要求1-4任一项所述的水炮炮管，其特征在于，所述炮管本体由橡胶材料制成。