专利名称：开花直流多用途喷头的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及射流流控技术在多用途喷头上的应用。
射流流控技术是六十年代发展起来的新兴边缘科学，它仅仅利用射流的动力来实现敏感、控制、信息处理“与”及“或”门等功能的技术。本实用新型就是这一新兴边缘科学的成功应用。
从专利和非专利文献检索中没发现有本实用新型技术的记载。从1982年12月上海科学技术出版社出版的《防火检查手册》第1277页可知，现在应用的“开花直流水枪”装有两个开关装置一是直流调节阀，控制充实水流；二是开花调节阀，控制开花水流。水流从接口进入枪管后分两路流动；一路由枪管中间通向直流喷嘴，另一路沿管壁通向开花调节阀，并从喷嘴四周喷出。它的缺点是强行改变流道，局部水头损失大，开花射程较短，在进口压力6kg／cm2时，射程只有4－5米。从1989年9月上每科学技术出版社出版的《灭火手册》第572－574页可知，目前世界上技术发达国家广泛使用的“导流式多用水枪”，是利用导流管作螺旋转动来改变与分流芯之间的轴向相对位置，使射流实现从关闭－直流－120°雾化角之间的无级调节。“而切换式多用水枪”是利用球阀阀芯通道内装有一个十字导流器，调节阀芯导流器的不同方位来实现喷雾－关闭－直流的切换。上述两种多用途水枪的共同缺点是(1)由于分流芯和导流器在水枪流道中央，将引起较大的局部水头损失。因为从流体力学分析可知，流场中的任何障碍物或过水断面的改变都会造成局部水头损失，而局部水头损失的大小与流速的平方成正比，而一般水枪在额定工作压力下，流速都大于20米／秒。(2)由于“导流式多用水枪”的导流管和“切换式多用水枪”的调节球阀是在高压(300－600千帕)、高流速状态下工作，因此在喷雾－关闭－直流切换时较费力；通常情况下球阀关断迅速，快速切换或误操作极易产生破坏性水锤，造成水带破裂，耽误灭火，甚至危及消防员的安全。
本实用新型的目的就是应用射流流控技术，从根本上解决上述多用水枪靠强行改变水流的边界条件(如改变流道、调节分流芯、导流器)来实现开花与直流的喷射功能；用非接触射流流体(没有水压力作用)的通气阀来控制开花与直流的任意切换，以消除快速切换或误操作可能造成的破坏性水锤。
为了达到上述目的，本实用新型采用的解决方案是喷头进水管1渐收缩后，经约0.5倍喷嘴2宽度的一段直管段后，在距喷嘴2约一倍左右喷嘴宽处，左右各有一不对称流线型附壁元件6，其中一个附壁元件较另一个距喷嘴中轴线近一些，附壁元件6内侧有一通气槽7与通气阀8的进气道14吻合对接，通气阀8可控制通气槽7是否与大气相连通，附壁元件6的外侧有一对流线型反馈通道3，反馈通道3的底端各有一个反馈钩4，喷射出口5为剌叭型。
上述的通气阀有两个固定进气道，手柄可带动空心转轴作360°转动，空心转轴的空腔为通气道，在通气道的上方，沿手柄方向有两个对称的进气道11。在通气道的下方，与进气孔成90°方向有两个对称的出气孔13，进气孔和出气孔可随手柄转动，同时与进气15和通气槽进气道14吻合对接或断开，从而达到控制通气槽是否与大气相连通。
与现有技术相比，(1)由于上述结构能形成附壁射流振荡来实现开花流，因此从根本上解决了现有消防多用水枪，靠强行改变流道的边界条件(例如，加双流道、多喷头，调节导管与分流芯之间的轴向相对位置，调节球阀导流器的方位)方可实现开花流与直流的喷射功能，因此本实用新型开花流时局部水头损失小，开花流射程远远大于现有开花直流多用水枪。(2)由于本实用新型应用了高科技流控技术来控制直流与开花射流的任意切换，通气阀(切换开关)与水流非接触，即没有水压力作用于通气阀上，因此切换操作方便容易，切换施力小于1牛顿，而且任何切换速度或误操作均不会造成破坏性水锤。
以下结合附图对本实用新型的实施例作进一步详细的描述。
图1是本实用新型拿出去盖板后的结构示意图。
图2是本实用新型的盖板和通气阀的平面图。
图3是
图1沿Ⅰ－Ⅰ线的剖视图。
图4是图2沿Ⅱ－Ⅱ线的剖视图。
本实用新型可用金属压铸或塑料注塑或压模制造。
由
图1及图3可知，本实用新型的开花直流多用途喷头，由进水管1渐收缩后，形成一个收缩喷嘴，经约0.5倍喷咀2宽度的一段直管段，在距喷嘴2约一倍左右喷嘴宽处，左右各有一不对称的流线型附壁元件6，其中一个附壁元件较另一个距喷嘴中轴线近一些，附壁元件6内侧有一通气槽7与通气阀8的进气道14吻合对接，通气阀8可控制通气槽7是否与大气相连通，附壁元件6的外侧有一对流线型反馈通道3，反馈通道3的底端各有一个反馈钩4，喷射出口5为喇叭型。
由图2及图4可知，通气阀8有两个固定进气道15，手柄9可带动空心转轴10作360°转动，空心转轴的空腔是通气道12，在通气道的上方，沿手柄方向有两个对称的进气孔11，在通气道的下方，与进气孔11成90°方向两个对称的出气孔13，进气孔11和出气孔13可随手柄的转动，同时与进气道15和通气槽进气道14吻合对接或断开，盖板(图2)盖在水枪(
图1)上用螺丝固定。使用时，若需要直流远射，只需将图2及图4中的手柄9旋转到与进水管1平行(手柄朝前朝后均可)，此时通气阀的进气孔11正好与进气道15吻合对接，出气孔13与通气槽进气道14吻合对接，空气从通气阀8的进气道15，经进气孔11、通气道12、出气孔13、通气槽进气道14到
图1及图3的通气槽7中，由于水流从喷嘴2射出后，流股两侧的通气槽7与大气连通，无法形成附壁效应，只能象直流水枪一样，从喷嘴直射出去去。当需要开花流时，只需将手柄9转动到与进水管1垂直，通气阀的进气孔11与进气道15即断开，同时出气孔13与通气槽进气道14也断开，空气无法从通气阀进入到通气槽7中，这时由于其中一个附壁元件6较另一个距喷嘴2的中轴线近一些，射流流股首先将离它较近一侧的附壁元件6之间的空气卷吸完，形成附壁效应，当附壁射流流股冲击到反馈钩4时，部分射流流股的动能又转化为压能，通过反馈通道3作用于主射流(如
图1粗实箭头所示)，使主射流偏向另一侧(右侧)，主射流流股又将另一侧附壁元件6之间的空气卷吸完，形成右侧附壁射流，当部分流股冲击到右反馈钩4时，部分射流流股的动能又转化为压能，通过右反馈通道3作用于主射流(如
图1虚线箭头所示)使主射流又偏向左侧，形成左右高频周期性振荡附壁射流(开花流)，只需轻轻旋转手柄9(平行或垂直于进水管1)，即可任意切换成直流与开花流喷射。
权利要求1.一种由金属或塑料制成的开花直流多用途喷头，其特征在于进水管1渐收缩后，经约0.5倍喷嘴2宽度的一段直管段后，在距喷嘴2约一倍左右喷嘴宽处，左右各有一不对称的流线型附壁元件6，其中一个附壁元件6较另一个距喷嘴中轴线近一些，附壁元件6内侧有一通气槽7与通气阀8的进气道14吻合对接，通气阀8可控制通气槽7是否与大气相连通，附壁元件6的外侧有一对流线型反馈通道3，反馈通道3的底端各有一个反馈钩4，喷射出口5为喇叭型。
2.根据权利1所述的多用途喷头，其特征在于通气阀8连同盖板安装在通气槽7的上方，通气阀有两个固定进气道15，手柄9与空心转轴10固定连接，空心转轴10可随手柄转动，空心转轴的空腔是通气道12，在通气道的上方，沿手柄方向有两个对称的进气孔11，在通气道的下方，与进气孔11成90°方向有两个对称的出气孔13，进气孔11和出气孔13可随手柄的转动，同时与进气道15和通气槽进气道14吻合对接或断开。
专利摘要本实用新型涉及射流流控技术在多用途喷头上的应用。其主要特征是进水管1渐收缩后经约0.5倍喷嘴2宽度的一段直管段后，在距喷嘴2约一倍左右喷嘴宽处，左右各有一不对称的流线型附壁元件6，附壁元件6内侧有一通气槽7与通气阀8相连接，通气阀8可控制通气槽7是否与大气相连通，附壁元件的外侧有一对流线型反馈通道3，反馈通道3的底端各有一个反馈钩4，喷射出口5为喇叭型。本实用新型可广泛用于消防、喷洒、喷灌等领域。
文档编号B05B1/00GK2171419SQ9320452
公开日1994年7月13日 申请日期1993年3月5日 优先权日1993年3月5日
发明者周琦, 孙厚钧 申请人:北京建筑工程学院