CN202490715U - 液炮发射装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种液炮发射装置。本实用新型包括有炮座，炮座的顶端铰接变径炮筒，变径炮筒由依次增大的前腔、中腔和后腔组成；变径炮筒内滑动安装变径活塞，变径炮筒后腔尾端中心处安装弹簧，变径炮筒前腔的顶端安装蜗旋进液喷嘴体，蜗旋进液喷嘴体的侧壁上设有进液口，蜗旋进液喷嘴体的顶端设有喷射口，炮座侧壁与变径炮筒中腔的下侧之间铰接仰俯操作杆，变径炮筒后腔两端的外壁分别安装机械触动开关，机械触动开关带有与变径活塞两侧相对应的阀杆。本实用新型可达到百米以上的喷射射程，在消防、防暴领域非常适用。

Description

液炮发射装置

技术领域

本实用新型主要涉及喷射技术领域，应用于消防、治安、防爆、破碎、冲洗等领域，具体是一种液体发射装置。 

背景技术

水射流在消防、治安防爆及破碎、清洗、切割等领域已广泛应用，但传统的作业方式都是连续射流。射流的射程及冲击力主要取决产生射流的压力及喷嘴直径（即出口流量），而在大气中喷射的水射流，由于受到空气阻力等多种因素影响，在一定射程后总会消散。当喷嘴直径一定时，射流的射程随着压力的增高开始迅速增加，然后变慢，而接近某一极限值后停止增加。即当喷嘴直径一定时，压力增到一定值后，无论压力再增加多少，也不会使射程再增加。此时的射程，即是该喷嘴的极限射程。如为了获得更大射程的射流，只能够再增加喷嘴直径，即增加流量，产生射流的泵机组功率也随之增加。这一问题，首先在消防应用中凸现出来。随着城市高层建筑的增多，传统的20～30m高射程的“水炮”已无用武之地，就是50m高射程的大型“水炮”也望尘莫及。而若仍使用连续射流的水炮，为达到100m高射程，机组功率须达到1300kw以上。如此大功率机组，显然难以在机动性要求很高的消防作业中使用。而与连续射流相对应的另一种射流形式“脉冲射流”或“间断射流”，理论上早有研究，但还未见在实践中应用，即一直还没有实际应用的发射设备。 

由于液体脉冲射流很象炮弹一样一发一发分次连续发射，所以称“液炮”。而现有的消防“水炮”，实质上是水枪的放大，与其完全不同。“蓄能骤放”是“液炮”的核心特征。同等能量的液炮其射程和冲击力要远大于同等能量的连续射流。因为，能量的突然释放所产生的功效要远大于逐渐释放所产生的功效。换言之，采用“液炮”形式，可大大降低能耗及机组装备功率。 

实用新型内容

本实用新型的目的是，克服现有技术存在的不足，提供一种液炮发射装置，  

本实用新型液炮发射装置，包括有炮座，炮座的顶端铰接变径炮筒，变径炮筒由依次增大的前腔、中腔和后腔组成；变径炮筒内滑动安装变径活塞，变径炮筒后腔尾端中心处安装弹簧，变径炮筒前腔的顶端安装蜗旋进液喷嘴体，蜗旋进液喷嘴体的侧壁上设有进液口，蜗旋进液喷嘴体的顶端设有喷射口，炮座侧壁与变径炮筒中腔的下侧之间铰接仰俯操作杆，变径炮筒后腔两端的外壁分别安装机械触动开关，机械触动开关带有与变径活塞两侧相对应的阀 杆，机械触动开关分别通过气路控制系统与空气压缩机机组连接。

所述的变径活塞外壁与变径炮筒内壁之间设有密封圈。 

所述蜗旋进液喷嘴体采用侧周向偏变径炮筒前腔向的进液方向及蜗旋进液流道。 

所述炮座安装旋转装置。所述气路控制系统由设置有三通、换向阀和调节阀的气路组成。所述进液口通过管路连接供液泵。 

   本实用新型包括可旋转的炮座、仰俯操作杆、变径炮筒、供液泵、空气压缩机机组及气控系统，旋转炮座及仰俯操作杆可实现液炮向不同方向发射，空气压缩机机组提供装置动力；气控系统控制液炮射程、频率；供液泵给装置供液实现连续发射。 

本实用新型实现了“蓄能骤放”的“液炮”发射，利用较小的功率装备，即可达到百米以上的喷射射程，在消防、防暴领域非常适用。同时，液炮装置较普通连续射流，可大大降低能耗，因而在其它破碎、清洗等工程领域也可广泛应用。 

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。 

具体实施方式

    参见图1，液炮发射装置，包括有炮座1，炮座1的顶端铰接变径炮筒2，变径炮筒由依次增大的前腔、中腔和后腔组成；变径炮筒内滑动安装变径活塞3，变径炮筒后腔尾端中心处安装弹簧4，变径炮筒前腔的顶端安装蜗旋进液喷嘴体5，蜗旋进液喷嘴体的侧壁上设有进液口6，蜗旋进液喷嘴体的顶端设有喷射口7，炮座侧壁与变径炮筒中腔的下侧之间铰接仰俯操作杆8，变径活塞外壁与变径炮筒内壁之间设有密封圈9，变径炮筒后腔两端的外壁分别安装机械触动开关10，机械触动开关带有与变径活塞两侧相对应的阀杆11。 

变径活塞安装在变径炮筒内，变径炮筒上的密封及活塞上的密封圈将变径炮筒内腔分割成前、中、后三个腔。前腔设计有喷嘴型流道出口，它与蜗旋进液喷嘴体连接。中腔、后腔分别设有气口与气路控制系统中的二位六通换向阀相连。后腔、中腔的端部各安装一个机械触发式常闭气阀。变径炮筒后腔内还安装一弹簧。气源经三通后分两路，各经一调节阀和进入换向阀。换向阀的换向动作靠气压推动。换向阀的功能只有两种状态：当与中腔气口相接的压力气源口接通时，与之对应的通大气的排气口关阀，同时与后腔气口相接的压力气源口关闭，而与其连通的排气口打开。反之，当后腔接气口与压力气源接通、与排气口隔断时，中腔接气口与排气口接通与压力气源口隔断。因此，当打开压力气源时，压缩气只能进入一个腔，而同时另一腔则与大气相通。 

工作时，首先启动空压机，使储气罐压力达到额定参数，然后启动供液泵，打开液 炮发射装置气源及进液管路阀门。当压缩气经三通再经换向阀进入变径炮筒中腔时，压缩空气推动活塞向后运动，此时后腔气口与大气相通，活塞在中腔压缩气的推动下向后运动并压缩后腔中的弹簧（弹簧可起到增加蓄能的作用）。同时前腔在柱塞（变径活塞的小直径一端）后退的抽吸作用下开始进液。调节阀可控制中腔进气压力和流量，克服弹簧阻力的同时控制柱塞向后运动的速度。柱塞向后运动的速度与进液的流量相匹配。 

当活塞向后运动到接近后腔死点时，触发安装在后腔端部的气阀的阀杆，气阀打开，导通换向阀控制气路，使换向阀动作，实现气流换向。随即，中腔排气口打开、气源通道隔断，而后腔气口与压缩气源口接通、排气口隔断，压缩空气进入后腔。压缩空气动力与弹簧力双重作用，推动活塞向前迅速运动，活塞再推动前腔中的液体由前腔喷嘴口喷出，形成一发“液弹”。调节阀可调节后腔进气量与压力。显然气源流量越大，压力越高，活塞推进速度也就越快，液体喷射出口速度也就越大，射程也就越远，冲击能力也越强。 

当活塞推进到接近变径炮筒中腔行程终点时，触发安装在后腔与中腔衔接处端部气阀的阀杆，使气阀打开，压缩气源与换向阀接通，推动换向阀阀杆动作，实现气路换向。随后，中腔气口与压缩气源接通、排气口关闭，而后腔气口与压缩气源口隔断、与排气口导通，活塞在中腔压缩气的推动下再次向后运动，前腔再次开始进液。 

以上活塞的往复运动，最终就产生了连续的“液弹”发射，也即液炮。 

本实用新型液炮发射装置的另一关键创新点还在于变径炮筒前腔口安装的“蜗旋进液喷嘴体”的结构设计。由于采用了侧周向稍偏变径炮筒前腔向的进液方向及蜗旋进液流道，使得液体以贴壁旋转略偏向变径炮筒前腔的运动方向进入前腔，因而使进液连续流畅。更重要的是，当炮口水平或斜向下时，这种旋向运动离心力再加以活塞向后运动使前腔产生的负压吸力，能保证液体只向前腔流动，而不会从喷嘴炮口流出，也即保证了供液的有效性和连续性。而另一方面当液体从前腔喷嘴口喷出时又可带动部分液体一起从喷嘴（炮口）喷出，增加“液弹”流量。 

从上述液炮发射装置工作原理不难看出：变径炮筒口径越大、活塞变径比越大、储气罐容积与变径炮筒后腔容积匹配、气压越高，则单发“液弹”的能量也越大，射程也就越远（或高）；而液炮发射频率则主要靠活塞向后运动的速度控制，频率越高、供液量匹配也相应越大，装置的功率也就越大，即空压机组功率也须越大。显然，仅就射程而言，很小功率装备的液炮发射装置，就可达到连续射流上千千瓦功率机组才能达到的百米高射程。 

Claims (6)

1.一种液炮发射装置，包括炮座，其特征在于：炮座的顶端铰接变径炮筒，变径炮筒由依次增大的前腔、中腔和后腔组成；变径炮筒内滑动安装变径活塞，变径炮筒后腔尾端中心处安装弹簧，变径炮筒前腔的顶端安装蜗旋进液喷嘴体，蜗旋进液喷嘴体的侧壁上设有进液口，蜗旋进液喷嘴体的顶端设有喷射口，炮座侧壁与变径炮筒中腔的下侧之间铰接仰俯操作杆，变径炮筒后腔两端的外壁分别安装机械触动开关，机械触动开关带有与变径活塞两侧相对应的阀杆，机械触动开关分别通过气路控制系统与空气压缩机机组连接。

2.根据权利要求1所述液炮发射装置，其特征在于：所述变径活塞外壁与变径炮筒内壁之间设有密封圈。

3. 根据权利要求1所述液炮发射装置，其特征在于：所述蜗旋进液喷嘴体采用侧周向偏变径炮筒前腔向的进液方向及蜗旋进液流道。

4. 根据权利要求1所述液炮发射装置，其特征在于：所述炮座安装旋转装置。

5.根据权利要求1所述液炮发射装置，其特征在于：所述气路控制系统由设置有三通、换向阀和调节阀的气路组成。

6.根据权利要求1所述液炮发射装置，其特征在于：所述进液口通过管路连接供液泵。

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