CN110694213A - 一种可转换喷射模式的高压水炮 - Google Patents

Abstract

本发明属于水射流技术领域，尤其涉及一种可转换喷射模式的高压水炮，它包括小车、A三通管、B三通管、A弹性囊、B弹性囊、双控模块、增压模块等，其中A三通管、B三通管、双控模块、增压模块均装在小车上；通过金属轮的旋转来控制两个金属触块的电连接配合，从而实现两个调节机构中的活塞块往复移动，进而实现不同路径的封堵或疏通；本发明的双控模块在未启动时，两个活塞块都处于疏通状态，那么高压水便能经双控模块完成连续射流的要求，在本发明的双控模块启动后，两个活塞块交替进行封堵和疏通动作，那么高压水便能经双控模块完成脉冲射流的要求，使得本发明能够在连续射流和脉冲射流之间切换。本发明结构简单，应用场景广。

Description

一种可转换喷射模式的高压水炮

技术领域

本发明属于水射流技术领域，尤其涉及一种可转换喷射模式的高压水炮。

背景技术

目前水炮是一种通过能量转换将一定量的水从管口高速喷出的装置，主要应于消防领域，且水炮作为一种非杀伤性武器，在海上执法、维稳防暴等领域也得到了广泛使用。目前正在使用的水炮主要为连续射流水炮，它主要由水源、高压泵、高位水箱或气压稳压装置、水泵接合器和管路组成，通过将水的高压转化为水的动能，并由炮口射出。众所周知，脉冲水射流由于可以充分利用“水锤”压力，具有远远优于连续射流的打击力和破坏效果。因而脉水炮除了可应用与消防以外，还可以应用与矿山开采，硬岩破碎、隧道等领域。

目前市面上的水炮一般为连续射流水炮，而现有公开技术中也有脉冲水炮；但是在实际不同环境要求下，有时候就需要连续射流水炮才能达到好的效果，有时候反而应用脉冲水炮就效果好。为了能适应不同要求下的水炮，一种可切换调整为连续射流水炮或脉冲水炮的新型高压水炮将是非常必须的，而且这种新型可切换模式的高压水炮能适应不同使用场景，大大提高它的实际使用范围。

本发明设计一种可转换喷射模式的高压水炮解决如上问题。

发明内容

为解决现有技术中的上述缺陷，本发明公开一种可转换喷射模式的高压水炮，它是采用以下技术方案来实现的。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“内”、“下”、“上”等指示方位或者位置关系为基于附图所示的方位或者位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或者位置关系，仅仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造或操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

一种可转换喷射模式的高压水炮，其特征在于：它包括小车、A三通管、B三通管、A弹性囊、B弹性囊、双控模块、炮管、A进管、B进管、A出管、B出管、进水管、高压管、软管、增压模块，其中小车上固装有增压模块；增压模块的进口密封连通有进水管，出口密封连通有高压管；炮管装配在小车上；A三通管、B三通管和双控模块均通过支撑板装在小车上，双控模块位于A三通管和B三通管之间；A三通管的一个管口与高压管远离增压模块一端密封连通，另两个管口分别密封连通有A弹性囊和B弹性囊；A弹性囊通过A进管与双控模块密封连通，A弹性囊通过B进管与双控模块密封连通；B三通管的一个管口与通过软管与炮管密封连通，另两个管口分别通过A出管和B出管与双控模块密封连通；A进管和A出管位置相对，B进管和B出管位置相对。

双控模块包括开关装置、壳体、电驱模块、调节机构、金属轮、电源装置、金属环、金属转轴，其中壳体经支撑板装在小车上；壳体内对称安装有两个调节机构；壳体上方安装有开关装置和电源装置；壳体内中间位置安装有电驱模块和金属转轴；电驱模块的输出轴通过绝缘联轴器与金属转轴连接；金属转轴上套有金属环；金属环通过绝缘块装在壳体中；对称具有两个缺口的金属轮固装在金属转轴上；金属轮分别与调节机构配合。

调节机构包括铁芯、连杆、轨道壳、磁铁、A弹簧、活塞块、线圈、金属触块，其中轨道壳固装置在壳体内；轨道壳内密封滑动安装有具有通孔的活塞块，轨道内装有供活塞块复位的A弹簧；连杆的一端与活塞块固连，另一端穿出轨道壳且固装有磁铁；铁芯和金属触块均通过绝缘块装在壳体内；铁芯上缠绕有多圈线圈；铁芯与磁铁相对，当线圈通电后，铁芯与磁铁的彼此相对端均为同极；金属触块与线圈电连接；金属触块与金属轮进行电配合。

对于双控模块的一个调节机构中的轨道壳而言，上述A进管和A出管分别穿入壳体与轨道壳密封连通，该调节机构中的活塞块分别与A进管和A出管配合；对于双控模块的另一个调节机构中的轨道壳而言，上述B进管和B出管分别穿入壳体与轨道壳密封连通，该调节机构中的活塞块分别与B进管和B出管配合。

上述电源装置分别与两个调节机构中的线圈电连接；电驱模块与电源装置电连接；电源装置分别与金属环和开关装置电连接；开关装置控制电源装置的输出。

作为本技术的进一步改进，上述小车的前端处对称固装有两个竖板；炮管铰接于两个竖板之间；炮管上装有握把。握把和铰接的设计便于控制炮管进行上下摆动。

作为本技术的进一步改进，位于轨道壳内的A弹簧套在连杆上，A弹簧的一端与活塞块连接，另一端与轨道壳内壁连接。

作为本技术的进一步改进，上述A弹性囊和B弹性囊均由橡胶材料制成。

作为本技术的进一步改进，上述A弹簧为拉伸弹簧。

作为本技术的进一步改进，当金属轮旋转的过程中，两个金属触块有且只有一个金属触块与金属轮上的缺口相对。

作为本技术的进一步改进，上述金属轮缺口的弧度小于两个缺口之间外轮面的弧度。对于缺口弧度的设计要求在于，以一个调节机构中的金属触块来说，金属触块与金属轮电连接的时长大于金属触块不与金属轮电连接的时长，满足弹性囊有长时间存水，短时间进行快速排水的要求。

作为本技术的进一步改进，上述软管始终处于松弛状态。

相对于传统的水炮技术，本发明的有益效果：

1、相比较于传统的连续射流水炮和脉冲水炮，本发明的双控模块在未启动时，两个活塞块都处于疏通状态，那么高压水便能经双控模块完成连续射流的要求，在本发明的双控模块启动后，两个活塞块交替进行封堵和疏通动作，那么高压水便能经双控模块完成脉冲射流的要求，使得本发明能够在连续射流和脉冲射流之间切换，达到一套水炮两种使用模式的使用效果，让本发明的水炮能根据不同使用场景来选择射流模式。本发明结构简单，应用场景广。

2、本发明中通过控制双控模块中的金属轮的旋转速度来控制脉冲射流频率，也能间接控制两个弹性囊变形的存水量；在需要高压脉冲射流时，可加快金属轮旋转速度，两个弹性囊变形量大且存水量大，达到更快频率进行高压脉冲射流；在需要更高压脉冲射流时，可减慢金属轮旋转速度，两个弹性囊变形量且存水量更大，达到较低频率进行更高压脉冲射流。通过控制脉冲射流水的脉冲频率来适应不通使用场景下所需要的高压射流。

3、相比较于采用两个电磁阀的往复控制来完成本发明的切换模式要求，两个电磁阀的往复控制操控起来较麻烦，且电磁阀高频的开启和关闭容易造成电磁阀的损坏；而本发明采用的是电磁铁和磁铁的配合来实现往复机械传动，高频的往复机械传动不易损坏，大大延长了使用时间，实用效果更好。

4、相比较于采用一个阀门和一个弹性囊来控制一个管路来实现脉冲射流与连续射流之间的切换的方式，一个阀门和一个弹性囊配合虽然能实现脉冲射流与连续射流之间的切换，但是由于一个弹性囊变形存水需要耗费一定时间，所以在需要同样的高压脉冲射流的情况下，采用一个阀门和一个弹性囊方案的脉冲射流的间隔时间长，效率不高；而本发明采用两个弹性囊和两个调节机构的往复运动，达到了脉冲射流的间隔时间短的目的，效率大大提高。

附图说明

图1是本发明整体示意图以及正视示意图。

图2是A弹性囊和B弹性囊的安装示意图。

图3是双控模块整体及剖面示意图。

图4是双控模块整体剖面正视示意图。

图5是图4的两处局部放大示意图。

图6是双控模块整体另一角度剖面示意图。

图7是图6的局部放大示意图。

图8是调节机构的局部结构安装剖面示意图。

图9是金属轮和金属环的安装剖面示意图。

图10是电源装置、电驱模块、开关装置、两个铁芯、两个线圈、两个金属触块、金属环、金属转轴和金属轮的电连接示意图。

图中标号名称：1、小车；2、支撑板；3、A三通管；4、B三通管；5、A弹性囊；6、B弹性囊；7、双控模块；8、竖板；9、炮管；10、A进管；11、握把；12、B进管；13、A出管；14、B出管；15、开关装置；16、壳体；17、电驱模块；18、铁芯；19、连杆；20、轨道壳；21、磁铁；22、金属轮；23、电源装置；24、A弹簧；25、活塞块；26、线圈；27、绝缘块；28、金属触块；30、金属环；31、金属转轴；32、缺口；34、绝缘联轴器；35、通孔；36、进水管；37、高压管；38、软管；39、增压模块。

具体实施方式

以下将参照附图来描述本发明，附图的结构比例只是示意性的，具有结构比例可根据实际需求来具体确；但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本公开的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本公开的概念。在此使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有本领域技术人员通常所理解的含义，除非另外定义。应注意，这里使用的术语应解释为具有与本说明书的上下文相一致的含义，而不应以理想化或过于刻板的方式来解释。

一种可转换喷射模式的高压水炮，它包括小车1、A三通管3、B三通管4、A弹性囊5、B弹性囊6、双控模块7、炮管9、A进管10、B进管12、A出管13、B出管14、进水管36、高压管37、软管38、增压模块39，如图1、2所示，其中小车1上固装有增压模块39；增压模块39的进口密封连通有进水管36，出口密封连通有高压管37；炮管9装配在小车1上；A三通管3、B三通管4和双控模块7均通过支撑板2装在小车1上，双控模块7位于A三通管3和B三通管4之间；A三通管3的一个管口与高压管37远离增压模块39一端密封连通，另两个管口分别密封连通有A弹性囊5和B弹性囊6；A弹性囊5通过A进管10与双控模块7密封连通，A弹性囊5通过B进管12与双控模块7密封连通；B三通管4的一个管口与通过软管38与炮管9密封连通，另两个管口分别通过A出管13和B出管14与双控模块7密封连通；A进管10和A出管13位置相对，B进管12和B出管14位置相对。

双控模块7包括开关装置15、壳体16、电驱模块17、调节机构、金属轮22、电源装置23、金属环30、金属转轴31，如图1、3所示，其中壳体16经支撑板2装在小车1上；如图3、4所示，壳体16内对称安装有两个调节机构；如图4、5所示，壳体16上方安装有开关装置15和电源装置23；如图6、7所示，壳体16内中间位置安装有电驱模块17和金属转轴31；电驱模块17的输出轴通过绝缘联轴器34与金属转轴31连接；金属转轴31上套有金属环30；金属环30通过绝缘块27装在壳体16中；对称具有两个缺口32的金属轮22固装在金属转轴31上；金属轮22分别与调节机构配合。

调节机构包括铁芯18、连杆19、轨道壳20、磁铁21、A弹簧24、活塞块25、线圈26、金属触块28，如图6所示，其中轨道壳20固装置在壳体16内；如图8所示，轨道壳20内密封滑动安装有具有通孔35的活塞块25，轨道内装有供活塞块25复位的A弹簧24；连杆19的一端与活塞块25固连，另一端穿出轨道壳20且固装有磁铁21；如图7、9所示，铁芯18和金属触块28均通过绝缘块27装在壳体16内；如图4、5所示，铁芯18上缠绕有多圈线圈26；铁芯18与磁铁21相对，当线圈26通电后，铁芯18与磁铁21的彼此相对端均为同极；金属触块28与线圈26电连接；金属触块28与金属轮22进行电配合。

如图3所示，对于双控模块7的一个调节机构中的轨道壳20而言，上述A进管10和A出管13分别穿入壳体16与轨道壳20密封连通，该调节机构中的活塞块25分别与A进管10和A出管13配合；对于双控模块7的另一个调节机构中的轨道壳20而言，上述B进管12和B出管14分别穿入壳体16与轨道壳20密封连通，该调节机构中的活塞块25分别与B进管12和B出管14配合。

如图10所示，上述电源装置23分别与两个调节机构中的线圈26电连接；电驱模块17与电源装置23电连接；电源装置23分别与金属环30和开关装置15电连接；开关装置15控制电源装置23的输出。

如图1所示，上述小车1的前端处对称固装有两个竖板8；炮管9铰接于两个竖板8之间；炮管9上装有握把11。握把11和铰接的设计便于控制炮管9进行上下摆动。

如图8所示，位于轨道壳20内的A弹簧24套在连杆19上，A弹簧24的一端与活塞块25连接，另一端与轨道壳20内壁连接。

上述A弹性囊5和B弹性囊6均由橡胶材料制成。

上述A弹簧24为拉伸弹簧。

如图5所示，当金属轮22旋转的过程中，两个金属触块28有且只有一个金属触块28与金属轮22上的缺口32相对。

如图5所示，上述金属轮22缺口32的弧度小于两个缺口32之间外轮面的弧度。对于缺口32弧度的设计要求在于，以一个调节机构中的金属触块28来说，金属触块28与金属轮22电连接的时长大于金属触块28不与金属轮22电连接的时长，满足弹性囊有长时间存水，短时间进行快速排水的要求。

上述软管38始终处于松弛状态。

如图10所示是本发明中电源装置23、电驱模块17、开关装置15、两个铁芯18、两个线圈26、两个金属触块28、金属环30、金属转轴31和金属轮22的电路连接。

本发明中所有的密封要求均采用现有密封技术处理即可。

本发明的增压模块39将可以将来自进水管36的水进行增压成高压水后，再从高压管37排出。增压模块39采用现有技术处理即可。本发明中的电驱模块17主要有电机、减速器、控制单元等构成。

本发明的实施例：未进行喷射流初始状态下，增压模块39和电驱模块17均未启动，开关装置15处于开启状态；A进管10经对应的活塞块25的通孔35与A出管13相通，B进管12经对应的活塞块25的通孔35与B出管14相通；两个弹性囊处于自然状态；两个金属触块28中的一个与金属轮22上的缺口32相对而无法电连接，另一个未与金属轮22的缺口32相对而与靠近缺口32处电连接。

当本发明水炮需要进行连续喷射流时，启动增压模块39，来自进水管36的水进行增压成高压水后排入高压管37；高压管37中的高压水经A三通管3、A弹性囊5、A进管10、对应活塞块25通孔35、A出管13流入到B三通管4中，高压管37中的高压水经A三通管3、B弹性囊6、B进管12、对应活塞块25通孔35、B出管14流入到B三通管4中，A弹簧24囊和B弹性囊6基本不发生形变；B三通管4中高压水经软管38从炮管9连续喷射出。

当本发明水炮连续喷射流结束后，停止增压模块39即可。

本发明水炮需要进行脉冲喷射流时，启动增压模块39，闭合开关装置15，如图4、5所示，那么电驱模块17便能驱动金属轮22逆时针旋转。在缺口32的作用下，与金属轮22上的缺口32相对的金属触块28无法进行电传输，那么位于A进管10和A出管13之间的调节机构中的线圈26无法通电，位于A进管10和A出管13之间的调节机构不动作。与金属轮22上进行电接触的另一个金属触块28可以进行电传输，电源装置23的电流经金属环30、金属转轴31、金属轮22、相应金属触块28传递给相应线圈26，相应线圈26通电，相应线圈26的电流再回流到电源装置23中；那么位于B进管12和B出管14之间的调节机构中铁芯18便成为电磁铁21，位于B进管12和B出管14之间的调节机构进行封堵动作。随着金属轮22继续逆时针旋转，原先没有与金属轮22进行电接触的金属触块28与金属轮22开始电接触，那么电源装置23的电流经金属环30、金属转轴31、金属轮22、相应金属触块28传递给线圈26，相应线圈26通电，相应线圈26的电流再回流到电源装置23中；从而位于A进管10和A出管13之间的调节机构中铁芯18便成为电磁铁21，位于A进管10和A出管13之间的调节机构进行封堵动作。原先与金属轮22进行电接触的金属触块28继续与金属轮22电接触；当原先与金属轮22进行电接触的金属触块28因为金属轮22的缺口32原因而不再与金属轮22进行电接触，另一个金属触块28仍然与金属轮22进行电接触。当初始状态的原先与金属轮22进行电接触的金属触块28不再与金属轮22电接触后，位于B进管12和B出管14之间的调节机构中线圈26断电，那么位于B进管12和B出管14之间的调节机构快速复位疏通动作。综上，在金属轮22旋转一圈的过程中，两个调节机构中存在均处于封堵动作的状态，也存在只有一个调节机构处于封堵动作的状态，但是两个调节机构有且只有一个在进行快速复位疏通动作，那么双控模块7启动后就能达到交替脉冲的目的。

两个调节机构的封堵动作完全相同，以A进管10和A出管13之间的调节机构进行封堵动作流程为例：线圈26通电后，铁芯18变为电磁铁21，此时铁芯18与磁铁21相对端均为同极，根据同极相斥原理，磁铁21带动连杆19向远离铁芯18的方向快速移动，连杆19推动活塞块25快速向远离铁芯18的方向运动到极限位置，A弹簧24被拉伸到最大量，A进管10和A出管13之间无法通过活塞块25通孔35连通。

两个调节机构的快速复位疏通动作完全相同，以A进管10和A出管13之间的调节机构进行复位疏通动作流程为例：线圈26断电后，铁芯18不再具有磁性，那么在A弹簧24的复位作用下，活塞块25快速移动复位至疏通A进管10和A出管13的位置，活塞块25经连杆19带动磁铁21复位到初始状态。

在双控模块7中的开关装置15闭合后，首先A进管10和A出管13之间的调节机构不进行封堵动作，B进管12和B出管14之间的调节机构进行封堵动作；那么高压管37中的一部分高压水经A三通管3、A弹性囊5、A进管10、对应活塞块25通孔35、A出管13流入到B三通管4中，B三通管4中高压水经软管38从炮管9喷射出；那么高压管37中另一部分的高压水流经A三通管3、B弹性囊6、B进管12而无法从对应活塞块25通孔35、B出管14流入到B三通管4中，所以B弹性囊6进行变形来存水。随后，当两个调节机构都处于封堵状态时，A进管10无法经对应活塞块25通孔35流通于A出管13，B进管12无法经对应活塞块25通孔35流通于B出管14，那么A弹性囊5和B弹性囊6均进行变形存水。之后，A进管10和A出管13之间的调节机构依然进行封堵动作，B进管12和B出管14之间的调节机构进行快速复位疏通动作；那么对应的活塞块25的通孔35将B进管12和B出管14连通，在B弹性囊6的复位作用以及来自A三通管3的一部分高压水推动下，高压水经B进管12、对应活塞块25、B出管14、流入到B三通管4中，B三通管4中高压水经软管38从炮管9喷射出。接下来，重复A进管10和A出管13之间的调节机构快速复位疏通动作，B进管12和B出管14之间的调节机构封堵动作，A进管10和A出管13之间的调节机构封堵复位动作，B进管12和B出管14之间的调节机构快速复位疏通动作。在双控模块7来回切换连通路径的情况下，B三通管4中高压水经软管38从炮管9脉冲式喷射出。

当本发明水炮进行脉冲喷射流结束后，金属轮旋转至初始状态的位置后开启开关装置15从而断电即可。

虽然本发明是结合以上实施例进行描述的，但本发明并不被限定于上述实施例，而只受所附权利要求的限定，本领域普通技术人员能够容易地对其进行修改和变化，但并不离开本发明的实质构思和范围。

Claims (8)

1.一种可转换喷射模式的高压水炮，其特征在于：它包括小车、A三通管、B三通管、A弹性囊、B弹性囊、双控模块、炮管、A进管、B进管、A出管、B出管、进水管、高压管、软管、增压模块，其中小车上固装有增压模块；增压模块的进口密封连通有进水管，出口密封连通有高压管；炮管装配在小车上；A三通管、B三通管和双控模块均通过支撑板装在小车上，双控模块位于A三通管和B三通管之间；A三通管的一个管口与高压管远离增压模块一端密封连通，另两个管口分别密封连通有A弹性囊和B弹性囊；A弹性囊通过A进管与双控模块密封连通，A弹性囊通过B进管与双控模块密封连通；B三通管的一个管口与通过软管与炮管密封连通，另两个管口分别通过A出管和B出管与双控模块密封连通；A进管和A出管位置相对，B进管和B出管位置相对；

双控模块包括开关装置、壳体、电驱模块、调节机构、金属轮、电源装置、金属环、金属转轴，其中壳体经支撑板装在小车上；壳体内对称安装有两个调节机构；壳体上方安装有开关装置和电源装置；壳体内中间位置安装有电驱模块和金属转轴；电驱模块的输出轴通过绝缘联轴器与金属转轴连接；金属转轴上套有金属环；金属环通过绝缘块装在壳体中；对称具有两个缺口的金属轮固装在金属转轴上；金属轮分别与调节机构配合；

调节机构包括铁芯、连杆、轨道壳、磁铁、A弹簧、活塞块、线圈、金属触块，其中轨道壳固装置在壳体内；轨道壳内密封滑动安装有具有通孔的活塞块，轨道内装有供活塞块复位的A弹簧；连杆的一端与活塞块固连，另一端穿出轨道壳且固装有磁铁；铁芯和金属触块均通过绝缘块装在壳体内；铁芯上缠绕有多圈线圈；铁芯与磁铁相对，当线圈通电后，铁芯与磁铁的彼此相对端均为同极；金属触块与线圈电连接；金属触块与金属轮进行电配合；

对于双控模块的一个调节机构中的轨道壳而言，上述A进管和A出管分别穿入壳体与轨道壳密封连通，该调节机构中的活塞块分别与A进管和A出管配合；对于双控模块的另一个调节机构中的轨道壳而言，上述B进管和B出管分别穿入壳体与轨道壳密封连通，该调节机构中的活塞块分别与B进管和B出管配合；

上述电源装置分别与两个调节机构中的线圈电连接；电驱模块与电源装置电连接；电源装置分别与金属环和开关装置电连接；开关装置控制电源装置的输出。

2.根据权利要求1所述的一种可转换喷射模式的高压水炮，其特征在于：上述小车的前端处对称固装有两个竖板；炮管铰接于两个竖板之间；炮管上装有握把。

3.根据权利要求1所述的一种可转换喷射模式的高压水炮，其特征在于：位于轨道壳内的A弹簧套在连杆上，A弹簧的一端与活塞块连接，另一端与轨道壳内壁连接。

4.根据权利要求1所述的一种可转换喷射模式的高压水炮，其特征在于：上述A弹性囊和B弹性囊均由橡胶材料制成。

5.根据权利要求1所述的一种可转换喷射模式的高压水炮，其特征在于：上述A弹簧为拉伸弹簧。

6.根据权利要求1所述的一种可转换喷射模式的高压水炮，其特征在于：当金属轮旋转的过程中，两个金属触块有且只有一个金属触块与金属轮上的缺口相对。

7.根据权利要求1所述的一种可转换喷射模式的高压水炮，其特征在于：上述金属轮缺口的弧度小于两个缺口之间外轮面的弧度。

8.根据权利要求1所述的一种可转换喷射模式的高压水炮，其特征在于：上述软管始终处于松弛状态。

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