专利名称：一种消防用水枪的制作方法
技术领域：
本发明涉及消防器材领域，具体涉及一种大射程节水型无后坐力的消防用水枪。
背景技术：
目前国内外消防水枪基本上有两种普通直流水枪和多功能水枪。普通直流水枪 在结构上就是一个内腔光滑的锥形收缩通道，把来自消防水带的水通过锥形收缩通道加速 后喷出。这种水枪结构简单，造价低廉，射程较多功能水枪远，射流流束表面光滑，在中途没 有水落向地面；但其不足之处是后坐力大。当水压较大时，需要两个人来操作。多功能水枪 主要由直流、开花、可调流量、无后坐力等功能构成。多功能水枪又分成两类带或不带无后 坐力的多功能水枪。这两类多功能水枪相比，带无后坐力的多功能水枪的最大射程要小很 多，并且在射流到达目标前，很大一部分水因落向地面而造成损失；但由于其在高水压下， 后坐力很小，因此与普通水枪和不带后坐力的多功能水枪一起，得到了较广泛的应用。目前国内外公知的无后坐力水枪结构如图1所示，其实现无后坐力的主要零件有 导流管1、支撑杆2、射流锥面3、反射锥面4、反射圆柱面5构成。其实现无后坐力的原理是 水流(图中箭头所示)经导流管1加速后冲击在射流锥面3上，使射流锥面3受到沿水枪轴 线方向的指向水流方向的力，用来抵消水枪的后坐力；同时水流经过射流锥面3和反射锥 面4后，使流动方向由原来的轴向变为沿锥面3和4的方向射向反射圆柱面5，即沿由面3 和4构成的斜向环槽射向反射圆柱面5，经反射圆柱面5反射及沿圆柱面5的轴向相对运动 合成后，斜向射向水枪前部(水枪外部)轴线一点，在该点上交汇后，经强烈碰撞抵消了水流 大部分的径向速度分量，然后以较小的锥角呈中空的形式继续向前运动。这种水枪的不足 之处有3个(1)离开水枪的水柱不是圆柱状，而是中空的锥状射流，这在消防水枪设计方 面是需要避免出现的现象。因为中空的锥状流束很容易被空气流撕碎，导致射程短；(2)由 于在离开反射圆柱面5后，流束有一个径向流动分量和一个二次环流(周向流动)，这两部分 能量被白白消耗掉而使流束沿轴向的速度分量减小，从而也减小了射程；(3)从射流锥面3 流出后，没有通过整流来消除径向流动分量和二次环流，从而进一步减小了射程；(4)由于 从反射圆柱面射出的水流在水枪前方一点交汇，因此造成水枪出流流束表面不光滑，从交 汇点开始不断有水脱离主射流而落向地面，从而减小了到达目标处的水量(减小的水量被 白白浪费掉)。据实际测量，无后坐力水枪的射程比普通直流水枪小30%左右，到达目标的 水量小20%左右。在一定水压和一定出口直径下，水枪射程是消防水枪的最重要指标。水枪射程小， 就意味着消防队员操作水枪过程中距离火场近。因此在发展多功能水枪的同时，在水枪结 构上重视水枪射程尤为重要。
发明内容
本发明的发明目的在于提供一种射程远、无后坐力的节水型消防用水枪。为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案一种消防用水枪，包括前枪体、整流器、分流锥和后枪体，所述前枪体、整流器、分流锥和后枪体为同轴回转体结构，其中前 枪体与后枪体密封连接构成水枪壳体，整流器和分流锥从上至下依次设在壳体内部，整流 器和分流锥的相对面分别为射流冲击面和扰流面，所述射流冲击面呈圆锥形，所述扰流面 为内凹曲面；带压力的水进入后枪体后，经后枪体加速后进入前枪体，水流冲击射流冲击面 后使水枪产生向前的冲击力，抵消由于射流产生的后坐力；水流流出射流冲击面后，经分流 锥上的扰流面扰流后，消除水流的径向流动分量，然后进入整流器内，消除周向流动分量的 同时被加速，并经过喷口段射出水枪；本结构能有效消除径向流动分量、周向流动分量和消 除后坐力，使射流呈光滑密实的圆柱流束，不但消除了现有技术中水流束在中途浪费严重 的现象，也使射程比现有技术提高15%左右。所述射流冲击面包括锥度相同的第一射流冲击面和第二射流冲击面，所述第一射 流冲击面由位于扰流面上方的前枪体的内壁收缩形成；所述第二射流冲击面由整流器的下 端面形成，第二射流冲击面设置在第一射流冲击面内侧并与第一射流冲击面连接后形成圆 锥曲面；第一射流冲击面和第二射流冲击面组合形成的圆锥曲面一方面造成水流冲击射流 冲击面，使水流产生一个向前的冲击力，抵消由于射流产生的后坐力，另一方面，由于前枪 体内壁半径收缩，进一步加速水流，使水柱射程更远。在所述整流器内设置有整流板，整流板能消除周向水流分量。所述整流板的数量为奇数，能避免流过整流板的水流产生共振现象。所述前枪体由从上到下依次连接的喷口段、整流器安装段、水流加速段、收缩段、 分流锥安装段构成；整流器安装段的下端半径小于水流加速段的半径形成第一射流冲击 面；水流经过前枪体时，一方面水流冲击射流冲击面后使水枪产生向前的冲击力，抵消由于 射流产生的后坐力，整流器对水流进行整流，另一方面由于该段有一定长度，可以对水流加 速，使射出的水流射程远。所述整流器装设在前枪体整流器安装段内，所述整流器包括由外环面、内环面、下 端面、上端面围成的锥形筒体和整流板，整流板装设在内环面上，下端面形成第二射流冲击 面，整流板装设在内环面上，整流器一方面通过整流板消除周向流量，一方面通过射流冲击 面进一步减小水流向前的冲击力。所述分流锥由从上至下依次连接的上端面、水流加速圆柱面、曲面收缩段构成；所 述上端面为一个内凹的光滑曲面，上端面形成扰流面，分流锥的扰流面有效消除从射流冲 击面反射回来的径向分流，同时分流锥与前枪体配合，形成一定宽度和一定轴向长度的等 截面环形过流段，在该过流段内，水流速度一方面被提高，同时由于该过流段有一定长度， 从而进一步对水流加速和整流。所述后枪体由从上至下依次连接的安装螺纹段、后枪体收缩段、水带连接器螺纹 段构成，所述后枪体通过安装螺纹段与前枪体螺纹连接，枪体装配方便。所述消防水枪还包括水带连接器；所述水带连接器通过水带连接器螺纹段与后枪 体螺纹连接，连接更方便。在所述前枪体和后枪体的连接处设置有前密封圈，有效防止渗漏。本发明的有益效果是通过在前枪体和后枪体形成的枪体内设置射流冲击面和 扰流面，有效消除径向流动分量、周向流动分量和消除后坐力，使射流呈光滑密实的圆柱流 束，不但消除了现有技术中水流束在中途浪费严重的现象，也使射程比现有技术提高15%左右。
图1为现有技术消防水枪结构示意图； 图2为本发明消防水枪结构示意图3为本发明前枪体结构示意图； 图4为本发明整流器结构示意图； 图5为本发明分流锥结构示意图； 图6为本发明后枪体结构示意图。图中1-前枪体、11-喷口段、12-整流器安装段、121-整流器前安装端面、122-整 流器安装段内壁、14-加速段、15-收缩段、151、152、153_光滑曲线、16-分流锥安装段、 161-环端面、163-前枪体连接螺纹、2-整流器、21-外环面、22-内环面、23-下端面、24-整 流板、25-上端面、3-分流锥、31-分流锥体、32-支撑环、311-上端面、312-水流加速圆柱 面、313-曲面收缩段、322-肋板、4-前密封圈、5-后枪体、51-安装螺纹、52-前密封圈安装 槽、53-后枪体收缩段、54-水带连接器螺纹、6-水带连接器、7-后密封圈。
具体实施例方式参照附图2，本发明所述的消防用水枪的优选结构由前枪体1、整流器2、分流锥3、 后枪体5构成，上述零部件均为绕相同轴线的回转体结构，前枪体1与后枪体5之间螺纹连 接；参照附图3，前枪体1由从上到下依次连接的喷口段11、整流器安装段12、水流加速段 14、收缩段15、分流锥安装段16构成，其中喷口段11为一个具有一定长度的圆柱环段，整流 器安装段12为一个带有一定锥角的圆锥环段，喷口段11和整流器安装段12的交界处形成 有整流器前安装端面121，整流器前安装端面121是一个与前枪体1轴线垂直的环端面，整 流器安装段内壁122为一个圆锥面，与整流器2的外环面21相配合。整流器安装段12的内壁直径小于加速段14的内壁直径，由此在整流器安装段12 和加速段14的交界处形成有第一射流冲击面13，第一射流冲击面13是一个与前枪体1轴 线同轴心的锥面。当来流冲击到该锥面后，在保持一定的轴向流动分量的同时，产生一个径 向流动分量。水流加速段14的内腔为一个与前枪体1同轴线的圆柱面，与分流锥3的水流加速 圆柱面312配合，形成具有一定轴向长度的等截面环形过流段。在该过流段内，水流速度一 方面被提高，另一方面由于该过流段有一定长度，从而在加速的同时，水流被整流，在一定 程度上消除径向分流后，冲击在射流冲击面13上，使水枪产生一个沿轴向的向前的力。收缩段15的内腔为由多条光滑曲线151、152、153构成的截面逐渐缩小的回转面， 其目的是使水流逐渐被加速；连接加速段14内腔的曲线151和连接分流锥3支撑环32内 腔回转面的曲线153，其曲率半径应该为最大允许的曲率半径，并与这二者相切，其目的是 减小靠近弯曲壁面的回流区。分流锥安装段16的内腔上端设置有环端面161。所述环端面161与分流锥安装环 32的前端面配合，限制分流锥沿轴向向前的运动。所述前枪体连接螺纹163与后枪体5的 安装螺纹51配合，将前后枪体连接在一起，后枪体5的出口内径小于前枪体1入口端内径形成支撑支撑环32的端面。参照附图4，整流器2包括外环面21、内环面22、下端面23、上端面25、整流板M 构成，其中外环面21、内环面22、下端面23、上端面25围成的锥形筒体，外环面21是一个锥 面，与整流器安装锥面122的尺寸相同，二者之间配合面无间隙或很小间隙；整流器2的内 环面22为一个锥面，出口内径较小，并且出口内径与整流器安装段12的前喷口整流器前安 装端面121内径相同；整流器2的下端面23为一个与第一射流冲击面13具有相同锥角的 锥面，二者连接后形成光滑圆锥面，共同构成射流冲击面。当水流冲击到该两个锥面时，由 动量定理(设冲击力为巧均，来流速度为F( 〃)，来流质量为AiC^l的水流冲击时间为办)， 质量流量为G(%〃))
权利要求
1.一种消防用水枪，其特征在于包括前枪体(1)、整流器(2)、分流锥(3)和后枪体 (5)，所述前枪体(1)、整流器(2)、分流锥(3)和后枪体(5)为同轴回转体结构，其中前枪体 (1)与后枪体(5 )密封连接构成水枪壳体，整流器(2 )和分流锥(3 )从上至下依次设在壳体 内部，整流器(2)和分流锥(3)的相对面分别为射流冲击面和扰流面，所述射流冲击面呈圆 锥形，所述扰流面为内凹曲面。
2.根据权利要求1所述的消防用水枪，其特征在于所述射流冲击面包括锥度相同的 第一射流冲击面(13)和第二射流冲击面；所述第一射流冲击面(13)由位于扰流面上方的 前枪体(1)的内壁收缩形成；所述第二射流冲击面由整流器(2)的下端面(23)形成，第二 射流冲击面设置在第一射流冲击面(13)内侧并与第一射流冲击面(13)连接后形成圆锥曲
3.根据权利要求1或2所述的消防用水枪，其特征在于在所述整流器(2)内设置有整 流板(M)。
4.根据权利要求3所述的消防用水枪，其特征在于所述整流板的数量为奇数。
5.根据权利要求4所述的消防用水枪，其特征在于所述前枪体(1)由从上到下依次连 接的喷口段(11)、整流器安装段(12)、水流加速段(14)、收缩段(15)、分流锥安装段(16)构 成；整流器安装段(12)的下端半径小于水流加速段(14)的半径形成第一射流冲击面(13)。
6.根据权利要求5所述的消防用水枪，其特征在于所述整流器(2)装设在整流器安 装段(12)内，整流器(2)包括由外环面(21)、内环面(22)、下端面(23)、上端面(25)围成的 锥形筒体和整流板(24)，整流板(24)装设在内环面(22)上，下端面(23)形成第二射流冲击
7.根据权利要求6所述的消防用水枪，其特征在于所述分流锥(3)由从上至下依次 连接的上端面(311)、水流加速圆柱面(312)、曲面收缩段(313)构成；所述上端面(311)为 一个内凹的光滑曲面，上端面(311)形成扰流面。
8.根据权利要求7所述的消防用水枪，其特征在于所述后枪体(5)由从上至下依次 连接的安装螺纹段(51)、后枪体收缩段(53)、水带连接器螺纹段(54)构成，所述后枪体(5) 通过安装螺纹段(51)与前枪体螺纹连接。
9.根据权利要求8所述的消防用水枪，其特征在于包括水带连接器(6)；所述水带连 接器(6)通过水带连接器螺纹段(54)与后枪体螺纹连接。
10.根据权利要求9所述的消防用水枪，其特征在于在所述前枪体(1)和后枪体(5) 的连接处设置有前密封圈(4)。
全文摘要
本发明公开了一种消防用水枪，包括为同轴回转体结构后枪体、分流锥、整流器、前枪体，前枪体与后枪体密封连接构成水枪壳体，整流器和分流锥设在壳体内部，整流器和分流锥的相对面分别为射流冲击面和扰流面，所述射流冲击面呈圆锥形，所述扰流面为内凹曲面；水进入后枪体后，水流冲击射流冲击面后使水枪产生向前的冲击力，抵消由于射流产生的后坐力；再经分流锥上的扰流面扰流后，消除水流的径向流动分量，然后进入整流器内，消除周向流动分量的同时被加速，并经过喷口段射出水枪；本发明不但消除了现有技术中水流束在中途浪费严重的现象，也使射程比现有技术提高15％左右。
文档编号A62C31/02GK102107055SQ201110042239
公开日2011年6月29日 申请日期2011年2月22日 优先权日2011年2月22日
发明者杨继跃, 黄虹宾 申请人:广东联塑科技实业有限公司