[发明专利]一种远射程直流式消防水炮消旋装置及加工工艺

说明书

技术领域

本发明涉及射流消旋装置，特别是涉及一种水炮内的消旋稳流装置，该装置主要用于大流量远射程直流式消防水炮。

背景技术

消防水炮是消防装备中最常见的灭火装置，按照使用场合可分为陆用消防水炮和船用消防水炮两种，受用水量限制，《远控消防炮系统通用技术条件GB 19157-2003》规定了陆用消防水炮最大流量为720m³/h，射程不低于110m即可。而船用消防水炮，由于船用发动机功率较大，泵组压力流量远大于陆用消防水炮，具备了非常便利的供水条件，因而可以配备更大流量、更远射程的消防水炮。国外的海监船为避免使用军事火器，防止暴力抗法，都配备了远射程大冲击力的船用防爆消防炮，用于驱逐非法走私、非法捕捞的渔船，海盗船等等，起到威慑作用，中国专利第CN103879533A号公开的“一种船舶用防攀爬液力打击装置”中，液力打击炮的核心部件即为远射程消防水炮。大流量水炮也安装于消防船上，其应用在海上钻井平台及输运天然气、石油的港口码头，这类消防水炮的流量通常可达1500m³/h以上，射程在130m以上，如何在相同的水炮输入流量压力条件下，提高该类消防水炮的最远射程是水炮设计的难点之一，也是重要的发展方向。

通常船用远射程消防炮需要上下俯仰，左右转动的功能，结构中一般带有两个回转机构，水从炮体进口流入，经历了90度，180度，喷射仰角度数的三次转弯流动后，再从喷嘴加速喷出。水流经过管路的绕转会产生剧烈旋转，导致水流出口流速分布不均匀，这会显著影响水炮的射程，因此在炮管内安装稳流器减小水流涡旋成为必要条件。目前关于水流整流的主要成果包括以下：中国专利第CN102107055A号公开了“一种消防用水枪”，使用筋片形稳流器消除周向水流分量，为了避免产生共振现象，要求整流器内的整流板数量优选为奇数个。中国专利第CN203954514U号公开了“一种细水雾消防水炮炮头”，采用安装于炮头接口内部的星形整流器稳定水流，使整个水流成为层流，流动均匀而且稳定，从而减少能量损失，增加水炮射程。进一步的中国专利第CN204158924U号公开了“一种稳流器横截面为双层圆管形状的细水雾消防水炮炮头”，稳流器横截面为双层圆管状，内层和外层圆管均安装6个肋片，且肋片之间相互均匀交错，可以将湍流程度大的水流均匀的分割为多个小水流，阻碍横向水流的发展，降低水流的湍流程度，使水流以较高的速度从喷嘴中喷出。

上述专利成果主要集中在陆用消防水炮上，由于船用消防水炮射程和流量远超陆用消防水炮，因此其炮管内径远大于陆用消防水炮的内径，为使水流在喷射方向更加顺直，以提高水炮射程，需要研制专用的消旋稳流装置。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术不足，为大流量远射程消防水炮提供一种结构简单，工作稳定的消旋整流装置，以提高船用消防水炮的射程。

为了达到以上目的，本发明采用以下技术方案：

一种远射程消防水炮消旋装置，弯管二一端采用法兰与输水管路连接，另一端采用法兰与弯管一的一端连接，消旋片焊接固定在弯管一内部；弯管一的另一端通过法兰与喷管连接，喷管采用圆直管，以减小收缩段对射流稳定性的影响；稳流器套装在喷管的内部并通过焊接固定，以防止稳流器沿周向的位移和稳流器的振动，炮头通过螺纹固定连接在喷管上，炮头内部流道加工有齿型微小导流槽以减小炮头处的流阻。

进一步的，消旋片采用偏心焊接在弯管一内部，其焊接位置位于弯管一大半径的一侧。

进一步的，稳流器采用双层圆管状结构，包括外层导流片、焊接部、里层导流片，所述外层导流片焊接固定在喷管的内部，所述外层导流片与里层导流片焊接连接。

进一步的，里层导流片数量优选5～7片，外层导流片数量为里层导流片数量的1.5～3倍。

进一步的，稳流器的进水口部分设置有稳流器整流过渡弧面，该过渡弧面用于减小稳流器对射流流态的影响。

进一步的，为减小稳流器对射流流动的影响，稳流器的横截面面积应不大于喷管流道横截面积的20％，稳流器的长度为喷管长度的0.3～0.45倍。

进一步的，微小导流槽的横截面可采用等腰三角形或矩形结构，以减小炮头的流阻。

进一步的，导流槽的横截面为等腰三角形时，等腰三角形导流槽的高h1与槽底部距离圆截面的中心半径R之比为0.01～0.014，等腰三角形导流槽的底长S1、槽间距S2与高h1等长。