一種新型遠射程消防水炮的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種新型遠射程消防水炮，包括進水管、靜關節管、動關節管、出水管；所述進水管出水端與靜關節管進水端通過法蘭B可拆卸連接，靜關節管出水端與動關節管進水端連接；所述動關節管出水端與出水管通過法蘭C可拆卸連接；所述進水管為一定角度的圓弧，所述進水管外側設置有渦輪蝸桿機構，通過旋轉蝸桿手柄可以實現進水管的水平轉向；所述進水管內部設置與進水管同心的圓弧導流片；導流片兩側焊接在進水管的側壁上；所述靜關節管與動關節管的連接為同球心的球體連接，且靜關節管所在的內表面球面直徑大于所述動關節管的外球面直徑。該裝置管內損失小，結構緊湊，不易翻倒，出口流動狀態平順，射程遠。
【專利說明】
一種新型遠射程消防水炮
技術領域
[0001]本發明涉及消防水炮技術領域，尤其涉及到一種新型遠射程消防水炮。
【背景技術】
[0002]消防水炮因其流量大、射程遠的特點而成為最常見的滅火設備，除此之外，還在領海安全，驅逐非法海上行業及海盜等起到威懾作用，用水炮代替軍火，既環保又避免局部戰爭。消防水炮為實現在水平方向和豎直方向的旋轉，通常至少含有三處90°彎管結構，而彎管的存在，既會產生二次流、又會在水炮出水管段形成明顯的旋轉繞流，即使有穩流器進行整流獲得均勻的噴嘴出流，能量損失也相當大，軸向速度小，射程往往達不到理想的效果，普通消防水炮結構，其重心偏高，易翻倒，產生振動，嚴重影響水炮的使用壽命。消防水炮轉向方式主要采用手柄帶動蝸輪蝸桿機構、電機驅動蝸輪蝸桿機構以及液壓驅動蝸輪蝸桿機構這三種，手柄帶動蝸輪蝸桿機構的消防水炮在控制俯仰轉動時比較困難，影響消防作戰效率;電機驅動蝸輪蝸桿機構會因電機進水造成水炮罷工；
[0003]針對上述存在的問題提供一種結構簡單，易轉向，重心低，射流集中性好，射程遠的多功能消防水炮。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在于克服以上【背景技術】所述現有消防水炮存在的問題，為大流量遠射程消防水炮提供一個結構簡單，易轉向，工作穩定及射程遠的水炮，為達到以上目的本發明采用以下技術方案實現的:
[0005]—種新型遠射程消防水炮，包括進水管、靜關節管、動關節管、出水管;所述進水管出水端與靜關節管進水端通過法蘭B可拆卸連接，靜關節管出水端與動關節管進水端連接；所述動關節管出水端與出水管通過法蘭C可拆卸連接;所述進水管為具有弧度的彎管;所述進水管外側設置有蝸輪蝸桿機構，通過旋轉蝸桿手柄可以實現進水管的水平轉向；
[0006]所述進水管內部設置與進水管同心的圓弧導流片;導流片兩側焊接在進水管的側壁上；
[0007]所述靜關節管與動關節管的連接為同球心的球體連接，且靜關節管所在的內表面球面直徑大于所述動關節管的外球面直徑；
[0008]所述靜關節管外側面上設置有數個水平轉向支架;所述動關節管內部設置靠近進水端設置有穩流裝置;所述穩流裝置軸向安裝在動關節管內；所述動關節管的外側面上設置有手柄支架;所述出水管為非等徑圓管。
[0009]進一步的，所述水平轉向支架為3個。
[0010]更進一步的，所述水平轉向支架與水平面的夾角范圍為20°?75°。
[0011 ]進一步的，所述手柄支架為雙向螺紋管。
[0012]進一步的，所述進水管為90°彎管。
[0013]進一步的，所述穩流器為雙層圓桶結構。
[0014]進一步的，所述出水管為收縮角為6°的錐直型出水管，且出水管出水端末端為直圓管。
[0015]進一步的，所述穩流裝置為雙層圓管穩流結構
[0016]更進一步的，穩流器裝置內圓管與外圓管上設置的肋片交錯分布。
[0017]有益效果:
[0018]1.本發明采用同心球轉向關節實現水炮垂直方向的運動，且手柄支架適用于各種復雜地形，手柄支架使用的靈活性高。水炮俯仰角調節機構的內曲面形成擾流面，消除管內流體徑向速度分量。
[0019]2.動關節中設置有穩流器，可消除流體切向速度分量，獲得平順的管內流動。三個水平轉向支架與水平方向的夾角范圍為20°?75°，可平衡射流產生的后坐力，提高水炮工作的穩定性。水炮支架和水炮俯仰角調節機構，可以拆卸，便于裝載和運輸。
[0020]3.本發明的消防水炮，管內損失小，結構緊湊，不易翻倒，出口流動狀態平順，射程遠。
【附圖說明】
[0021]圖1為本發明結構不意圖；
[0022]圖2為本發明導流片安裝位置示意圖；
[0023]圖3為本發明穩流器結構示意圖；
[0024]圖4為本發明動關節和靜關節配合的示意圖；
[0025]圖5為本發明動關節和靜關節配合俯視圖；
[0026]圖6為本發明水平轉向支架結構示意圖；
[0027]圖7為本發明手柄支架示意圖；
[0028]圖8為本發明結構俯視不意圖；
[0029]附圖標記如下:
[0030]1-法蘭A; 2-進水管；3-導流片;4-法蘭B; 5_靜關節管;6_水平轉向支架;7-動關節管;8-手柄支架;9-穩流裝置;I O-法蘭C; 11 -出水管；12-腳釘;13-蝸桿手柄。
【具體實施方式】
[0031]現結合附圖1-8對本發明技術方案進一步的描述:
[0032]結合附圖1，進水管2為90°圓弧，且包括兩個直管段和一個圓弧段，豎直的直管段外側設置有蝸輪蝸桿機構，通過旋轉蝸桿手柄13可以實現整個裝置的水平轉向，豎直直管段下側設置有法蘭Al用于與其它管道結合，圓弧段為90°圓弧，在90°圓弧處設置有導流片3，該導流片3與90°圓弧同圓心，其中彎管的軸線曲率半徑為170mm，導流片3焊接位置位于靠近彎管圓心的半流道內，且距軸線的位置為20mm。動關節管7與靜關節管5的管路除球形面以外其它地方均采用圓直管;動關節管7與靜關節管5的連接采用同球心的球體聯接，為便于安裝，兩者之間留有空隙，縫隙采用軸承壓板和橡膠進行密封;動關節管7球形外表面直徑小于動關節球形內表面直徑;動關節管7關節處的內表面在管內形成擾流面，可消除流體徑向流動的分量;動關節管7球形內表面與靜關節管5圓直管的管路形成過渡流面，符合流體流動規律，阻礙流體漩渦的產生，減小局部損失。
[0033]圖2中，其中彎管的軸線曲率半徑為R=170mm，導流片3焊接位置位于靠近彎管圓心的半流道內，其中r= 150mm。即導流片3到軸線的距離為20mm，可消除因彎管在靠近曲率半徑圓心方向所在的半個流道內的湍流核心和渦流，使得靜關節管5的圓直管內的來流均勻。
[0034]圖3中，穩流裝置9安放在動關節管7的圓直管內，以消除流體速度在切向的分量。穩流裝置9的進口端面采用曲面處理，既能減少進口端面的水力損失，又減少了穩流裝置9長度。穩流裝置9為雙層圓管穩流結構，其中穩流裝置9外圓管上設置十三片肋片，兩圓管之間設置有七片肋片且與外肋片位置交錯，將穩流裝置9為雙層圓管管道分割為二十一個獨立且互相平行的小流道，穩流裝置9的進出口端面采用圓弧過渡處理。
[0035]圖4中，動關節管7外球形表面輔助球面的直徑為Dl，動關節管7內球形表面輔助球面直徑為D2，且Dl、D2與靜關節球形表面同心。為使靜關節管5的圓直管來流直接過渡到動關節的內球面，對內壁面進行處理。以仰角為30°為例，Dl與直管段的接觸點為Cl ,Cl向右平移2mm獲得點C2，D2與動關節的直管段接觸點A2，過點A2的直徑逆時針旋轉50°獲得點B2，再以A2、B2和C2三點畫圓弧，得到球面關節的內表面的輪廓，流動阻力小。經進水管2中的90°彎管流入靜關節管5的流體，會產生漩渦和沿軸向的旋轉運動，即使增加導流片，漩渦和旋轉運動也不會完全消除。同球心轉向關節的動關節管7內球形表面輔助球面直徑D2大于直管段直徑，而動關節管7內表面為擾流面，可消除來流速度的徑向分量。
[0036]圖5中，將同球心旋轉副垂直旋轉軸的兩端面切割成平面，保證動關節水平方向調節俯仰角時運動的穩定性，防止動關節管7和出水管11左右搖動對手柄支架8造成損壞。
[0037]圖6中，兩個水平轉向支架6關于水炮的軸面對稱分布，可顯著平衡射流后坐力，使水炮工作穩定。水炮的俯仰角變化范圍為20?75°。三個水平轉向支架6在水炮軸面的傾斜角可調節范圍大，射流后坐力F可以完全被Fl和2F2完全平衡掉，提高水炮的穩定性及靈活性，降低水炮翻倒的概率;水平轉向支架6的腳架均采用萬向輪和腳釘12兩種形式，當水炮在水平面上運動時，以便旋轉水平蝸輪蝸桿轉向機構，一邊推動水炮本體，提高蝸輪蝸桿水平轉向的靈活性，當水平位置確定后，再使用腳釘12將水炮固定，平衡射流造成的強大后坐力;動關節管7采用法蘭ClO與出水管11連接。對于特定的消防場景，可更換不同的出水管11實現水炮的多功能性。
[0038]圖7中，手柄支架8采用雙向螺紋管，通過旋轉手柄，調節水炮的仰角。手柄支架8設置在動關節7處，并與地面接觸。該位置處的手柄支架，可實現手柄在各種地形的定位，靈活性高。當手柄支架8長為L時，那么手柄支架8可以收縮的長度為2L。手柄支架8長度足夠長，安裝此種手柄支架8后，水炮可用于多種復雜地型。
[0039]圖8中，出水管11鑄造成收縮角為6°的錐直型出水管，出水管出水端末端的直管段，能減小射流外部散射角對射流穩定性的影響。提高水炮出流的穩定性和集中性。水炮整體結構緊湊，后坐力影響小，振動少，管內損失小，可折疊，射程遠。
[0040]所述實施例為本發明的優選的實施方式，但本發明并不限于上述實施方式，在不背離本發明的實質內容的情況下，本領域技術人員能夠做出的任何顯而易見的改進、替換或變型均屬于本發明的保護范圍。
【主權項】
1.一種新型遠射程消防水炮，其特征在于，包括進水管(2)、靜關節管(5)、動關節管(7)、出水管(11);所述進水管(2)出水端與靜關節管(5)進水端通過法蘭B(4)可拆卸連接，靜關節管(5)出水端與動關節管(7)進水端連接;所述動關節管(7)出水端與出水管(11)通過法蘭C(1)可拆卸連接;所述進水管(2)為具有弧度的彎管，所述進水管(2)外側設置有蝸輪蝸桿機構，通過旋轉蝸桿手柄(13)可以實現進水管(2)的水平轉向； 所述進水管(2)內部設置與進水管(2)同心的圓弧導流片(3);導流片(3)兩側焊接在進水管(2)的側壁上； 所述靜關節管(5)與動關節管(7)的連接為同球心的球體連接，且靜關節管(5)所在的內表面球面直徑大于所述動關節管(7)的外球面直徑；所述靜關節管(5)外側面上設置有數個水平轉向支架(6);所述動關節管(7)內部靠近進水端設置有穩流裝置(9);所述穩流裝置(9)軸向安裝在動關節管(7)內；所述動關節管(7)的外側面上設置有手柄支架(8);所述出水管(11)為非等徑的圓管。2.根據權利要求1所述的新型遠射程消防水炮，其特征在于，所述水平轉向支架(6)為3個。3.根據權利要求2所述的新型遠射程消防水炮，其特征在于，所述水平轉向支架(6)與水平面的夾角范圍為20°?75°。4.根據權利要求1所述的新型遠射程消防水炮，其特征在于，所述手柄支架(8)為雙向螺紋管。5.根據權利要求1所述的新型遠射程消防水炮，其特征在于，所述進水管(2)為90°彎管。6.根據權利要求1所述的新型遠射程消防水炮，其特征在于，所述穩流裝置(9)為雙層圓桶結構。7.根據權利要求1所述的新型遠射程消防水炮，其特征在于，所述出水管(11)為收縮角為6。的錐直型出水管，且出水管(11)的出水端末端為直圓管。8.根據權利要求1所述的新型遠射程消防水炮，其特征在于，所述穩流裝置(9)為雙層圓管穩流結構。9.根據權利要求8所述的新型遠射程消防水炮，其特征在于，所述穩流器裝置(9)內圓管與外圓管上設置的肋片交錯分布。
【文檔編號】A62C31/00GK105903143SQ201610247303
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年4月20日
【發明人】袁丹青, 石榮, 叢小青, 王航, 季明, 張楠
【申請人】江蘇大學