专利名称：一种大射程消防水枪的制作方法
技术领域：
本发明属于消防水枪结构领域。
背景技术：
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将压力能转化成水流动能后喷出。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；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坐力的多功能水枪。这两类多功能水枪相比， 无坐力的多功能水枪最大射程要小很多，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相比，得到了较广泛的应用。这两种水枪的流动属于稳定的连续射流，将压力能连续地转变成射流动能，当水压不变时，射流距离较短，尤其是无坐力水枪，一部分压力能用来克服水枪的后坐力，使射流距离进一步缩短。射流距离越短，消防员越靠近火场。如果要增大射流距离，就需要增大水压；而增大水压则增加了水泵和管线负担。因此如何在水压不变的情况下，增大射流距离一直是工程技术人员研究的课题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种结构简单，射程远且无后坐力的消防水枪。为了实现上述发明目的，采用的技术方案如下。一种大射程消防水枪，由依次连接的进水段、腔体和喷嘴段组成，所述进水段的内腔由进水端至出水端逐渐缩窄，所述腔体为曲面体，且该曲面体与喷嘴段连接的部位设有内凹的锥面，所述进水段和喷嘴段为绕同一根轴线的回转体，所述腔体的中心线与进水段和喷嘴段的轴线共线。上述技术方案中，所述腔体的曲面体的过流断面为椭圆形。所述进水段依次由进水口、收缩段、过渡段、直管段和射流口组成，所述进水口为一个与外部消防管道接通的圆柱体，所述收缩段为变径回转体结构，其母线一端与进水口的母线相切，另一端与过渡段的母线相切，所述过渡段也采用变径回转体结构，其母线与直管段的母线相切，使水流沿着轴向方向进入直管段，所述直管段也采用圆柱体，该圆柱体的端部为射流口。 所述腔体由内腔体、出水口、锥面内壁、垂直内壁组成，所述垂直内壁和锥面内壁分别位于内腔体的进水端和出水端，垂直内壁与水枪的轴线垂直，所述出水口位于锥面内壁上，出水口和锥面内壁的中心线与水枪的轴线重合。所述腔体的椭圆形截面的长轴长度与进水段的进水口)的直径相同，而短轴长度为喷嘴段内径的1-1. 3倍。所述喷嘴段为一个等直径的圆管，其一端与腔体的出水口相接，喷嘴段的内径是进水段的直管段内径的1. 2-1. 5倍，喷嘴段的长度是其直径的3-5倍。本发明提出了一种远射流水枪，该水枪的实测结果表明，在相同水压下，射程比直流水枪大30%，比无坐力多功能水枪大40% ；并且离开水枪喷口的流束表面呈光滑的实心圆柱状，抗空气流撕裂能力强，从水枪出口到目标处，射流形态与普通直流水枪相同，离开水枪喷口的流束只存在沿射流流束的轴向速度，不存在径向流动分量和二次环流分量(周向流动)，没有水在射流中途落向地面。
图1是本发明的总体结构图。图2是本发明的总体结构图。图3是本发明的结构剖视图。图4是本发明的结构剖视图。
具体实施例方式图1、2为本发明的大射程消防水枪总体结构图，所述的扁振腔式大射程消防水枪由进水段1、腔体2和喷嘴段3构成。所述进水段1和喷嘴段3为绕同一根轴线的回转体； 所述腔体2的过流断面为椭圆形，其中心线与进水段1和喷嘴段3共线。图3、4的本发明的结构剖视图，所述进水段1由进水口 11、收缩段12、过渡段13、 直管段14和射流口 15构成。所述进水口 11为一个圆柱段，其直径与消防水带的直径相同。 所述收缩段12的母线一端与进水口 11的出口母线相切，另一端与过渡段13的进口母线相切，为一条光顺的、收缩较快的曲线，目的是使收缩段12的过流断面在较短的轴向距离内快速缩小，使水流以最小的压力损失快速加大流速。所述过渡段13的母线出口端与直管段 14的进口母线相切，并且收缩较为缓慢，目的是延续过流断面收缩，并且缓慢收缩，使在收缩段12内因快速收缩导致紊流强度加大的现象在该管段能够得到减小，并且使水流的流动方向通过该管段后在其出口处过渡到沿着轴向方向进入直管段14。所述直管段14的目的是使水流在到达射流口 15时进一步整流到沿着轴向方向进入腔体2中。所述腔体2由腔体21、出水口 22、锥面内壁23、垂直内壁24构成。所述腔体21为中空结构；所述垂直内壁24与水枪的轴线垂直，进水段的射流口 15位于其上；所述出水口 22位于锥面内壁23上，并且其中心线与水枪中心线重合；所述锥面内壁23的中心线与水枪中心线重合。所述腔体2的过流断面为椭圆形，其长轴长度与进水段1的进水口 11的直径相同，短轴长度为喷嘴段3直径的1-1. 3倍。所述喷嘴段3为一个等直径的圆管，一端与扁振腔2的出水口 22相接。所述喷嘴段3的内径是进水段1直管段14内径的1. 2-1. 5倍，所述喷嘴段3的长度是其直径的3_5 倍。喷嘴段3轴向长度较大的作用是对从腔体2中出来的强紊流的水流进行整流，减小水流的紊流度。本发明的工作原理是，从消防水带来的高压水流流经进水段1时，由于流道断面快速减小，水流速度快速增大，经过进水段1的过渡段13和直管段14消除径向流动分量后从射流口 15以轴向方向进入腔体2中。由于流道在腔体2的长轴方向突然扩大，进入腔体 2的部分水流产生沿径向方向的流动分量，使该部分水流呈扩张型的锥面流动，其锥角与腔体2的锥面内壁23的锥角相同，该部分水流沿着锥面内壁23、内腔体21和垂直内壁24形成在腔体2长轴方向的2个环形流动。由于这两个环形流动速度较高，在其中心处形成2 个低压区， 在低压区内，水因压力降低而蒸发成旋转的水蒸气团。当两个蒸汽团的体积增大到接触在一起时，流道被堵塞，而上游进水段1的水还继续在流动，使在射流口 15处的水压增大。当射流口 15处的水压增大到某一个压力时，蒸汽团被压缩，流道开始畅通，水流以高于消防水带内水流总压的总能量从出水口 22进入喷嘴段3，并从喷嘴段3射入大气中。由于喷嘴段内水流总压高于水带内水流总压，从而以较低压力来流达到较高压力来流的射程的目的。在工作过程中，由于腔体2中蒸汽团体积变化频率高，在喷嘴处形成了连续光滑的射流。该水枪的实测结果表明，在相同水压下，射程比直流水枪大30%，比无坐力多功能水枪大 40%。作为另一个实施例，腔体2也可以设计成圆形振腔，但在圆形振腔中蒸汽团是一个环形。由于流动的紊流度高，该蒸汽团不能形成完整的环形，使喷嘴段3的射流产生振荡，影响射程。
权利要求
1.一种大射程消防水枪，其特征在于由依次连接的进水段(1)、腔体(2)和喷嘴段(3) 组成，所述进水段(1)的内腔由进水端至出水端逐渐缩窄，所述腔体(2)为曲面体，且该曲面体与喷嘴段(3)连接的部位设有内凹的锥面，所述进水段(1)和喷嘴段(3)为绕同一根轴线的回转体，所述腔体(2)的中心线与进水段(1)和喷嘴段(3)的轴线共线。
2.根据权利要求1所述的大射程消防水枪，其特征在于所述腔体(2)的曲面体的过流断面为椭圆形。
3.根据权利要求1或2所述的大射程消防水枪，其特征在于所述进水段(1)依次由进水口(11)、收缩段(12)、过渡段(13)、直管段(14)和射流口(15)组成，所述进水口(11)为一个与外部消防管道接通的圆柱体，所述收缩段(12)为变径回转体结构，其母线一端与进水口(11)的母线相切，另一端与过渡段(13)的母线相切，所述过渡段(13)也采用变径回转体结构，其母线与直管段(14)的母线相切，使水流沿着轴向方向进入直管段(14)，所述直管段(14)也采用圆柱体，该圆柱体的端部为射流口(15)。
4.根据权利要求3所述的大射程消防水枪，其特征在于所述腔体(2)由内腔体(21)、出水口(22)、锥面内壁(23)、垂直内壁(24)组成，所述垂直内壁(24)和锥面内壁(23)分别位于内腔体(21)的进水端和出水端，垂直内壁(24)与水枪的轴线垂直，所述出水口(22)位于锥面内壁(23)上，出水口(22)和锥面内壁(23)的中心线与水枪的轴线重合。
5.根据权利要求4所述的大射程消防水枪，其特征在于所述腔体(2)的椭圆形截面的长轴长度与进水段(1)的进水口(11)的直径相同，而短轴长度为喷嘴段(3)内径的1-1.3 倍。
6.根据权利要求4所述的大射程消防水枪，其特征在于所述喷嘴段(3)为一个等直径的圆管，其一端与腔体(2)的出水口(22)相接，喷嘴段(3)的内径是进水段(1)的直管段 (14)内径的1.2-1. 5倍，喷嘴段(3)的长度是其直径的3-5倍。
全文摘要
本发明提供了一种大射程消防水枪，由依次连接的进水段(1)、腔体(2)和喷嘴段(3)组成，所述进水段(1)的内腔由进水端至出水端逐渐缩窄，所述腔体(2)为曲面体，且该曲面体与喷嘴段(3)连接的部位设有内凹的锥面，所述进水段(1)和喷嘴段(3)为绕同一根轴线的回转体，所述腔体(2)的中心线与进水段(1)和喷嘴段(3)的轴线共线。
文档编号A62C31/02GK102350029SQ20111021374
公开日2012年2月15日 申请日期2011年7月28日 优先权日2011年7月28日
发明者杨卫, 杨继跃, 黄虹宾 申请人:广东联塑科技实业有限公司