一種遠(yuǎn)射程直流式消防水炮消旋裝置及加工工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及射流消旋裝置，特別是涉及一種水炮內(nèi)的消旋穩(wěn)流裝置，該裝置主要用于大流量遠(yuǎn)射程直流式消防水炮。
【背景技術(shù)】
[0002]消防水炮是消防裝備中最常見的滅火裝置，按照使用場(chǎng)合可分為陸用消防水炮和船用消防水炮兩種，受用水量限制，《遠(yuǎn)控消防炮系統(tǒng)通用技術(shù)條件GB 19157-2003》規(guī)定了陸用消防水炮最大流量為720m3/h，射程不低于IlOm即可。而船用消防水炮，由于船用發(fā)動(dòng)機(jī)功率較大，泵組壓力流量遠(yuǎn)大于陸用消防水炮，具備了非常便利的供水條件，因而可以配備更大流量、更遠(yuǎn)射程的消防水炮。國(guó)外的海監(jiān)船為避免使用軍事火器，防止暴力抗法，都配備了遠(yuǎn)射程大沖擊力的船用防爆消防炮，用于驅(qū)逐非法走私、非法捕撈的漁船，海盜船等等，起到威懾作用，中國(guó)專利第CN103879533A號(hào)公開的“一種船舶用防攀爬液力打擊裝置”中，液力打擊炮的核心部件即為遠(yuǎn)射程消防水炮。大流量水炮也安裝于消防船上，其應(yīng)用在海上鉆井平臺(tái)及輸運(yùn)天然氣、石油的港口碼頭，這類消防水炮的流量通?？蛇_(dá)1500m3/h以上，射程在130m以上，如何在相同的水炮輸入流量壓力條件下，提高該類消防水炮的最遠(yuǎn)射程是水炮設(shè)計(jì)的難點(diǎn)之一，也是重要的發(fā)展方向。
[0003]通常船用遠(yuǎn)射程消防炮需要上下俯仰，左右轉(zhuǎn)動(dòng)的功能，結(jié)構(gòu)中一般帶有兩個(gè)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，水從炮體進(jìn)口流入，經(jīng)歷了 90度，180度，噴射仰角度數(shù)的三次轉(zhuǎn)彎流動(dòng)后，再?gòu)膰娮旒铀賴姵?。水流?jīng)過管路的繞轉(zhuǎn)會(huì)產(chǎn)生劇烈旋轉(zhuǎn)，導(dǎo)致水流出口流速分布不均勻，這會(huì)顯著影響水炮的射程，因此在炮管內(nèi)安裝穩(wěn)流器減小水流渦旋成為必要條件。目前關(guān)于水流整流的主要成果包括以下:中國(guó)專利第CN102107055A號(hào)公開了“一種消防用水槍”，使用筋片形穩(wěn)流器消除周向水流分量，為了避免產(chǎn)生共振現(xiàn)象，要求整流器內(nèi)的整流板數(shù)量?jī)?yōu)選為奇數(shù)個(gè)。中國(guó)專利第CN203954514U號(hào)公開了“一種細(xì)水霧消防水炮炮頭”，采用安裝于炮頭接口內(nèi)部的星形整流器穩(wěn)定水流，使整個(gè)水流成為層流，流動(dòng)均勻而且穩(wěn)定，從而減少能量損失，增加水炮射程。進(jìn)一步的中國(guó)專利第CN204158924U號(hào)公開了 “一種穩(wěn)流器橫截面為雙層圓管形狀的細(xì)水霧消防水炮炮頭”，穩(wěn)流器橫截面為雙層圓管狀，內(nèi)層和外層圓管均安裝6個(gè)肋片，且肋片之間相互均勻交錯(cuò)，可以將湍流程度大的水流均勻的分割為多個(gè)小水流，阻礙橫向水流的發(fā)展，降低水流的湍流程度，使水流以較高的速度從噴嘴中噴出。
[0004]上述專利成果主要集中在陸用消防水炮上，由于船用消防水炮射程和流量遠(yuǎn)超陸用消防水炮，因此其炮管內(nèi)徑遠(yuǎn)大于陸用消防水炮的內(nèi)徑，為使水流在噴射方向更加順直，以提高水炮射程，需要研制專用的消旋穩(wěn)流裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)不足，為大流量遠(yuǎn)射程消防水炮提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作穩(wěn)定的消旋整流裝置，以提高船用消防水炮的射程。
[0006]為了達(dá)到以上目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0007]一種遠(yuǎn)射程消防水炮消旋裝置，彎管二一端采用法蘭與輸水管路連接，另一端采用法蘭與彎管一的一端連接，消旋片焊接固定在彎管一內(nèi)部；彎管一的另一端通過法蘭與噴管連接，噴管采用圓直管，以減小收縮段對(duì)射流穩(wěn)定性的影響；穩(wěn)流器套裝在噴管的內(nèi)部并通過焊接固定，以防止穩(wěn)流器沿周向的位移和穩(wěn)流器的振動(dòng)，炮頭通過螺紋固定連接在噴管上，炮頭內(nèi)部流道加工有齒型微小導(dǎo)流槽以減小炮頭處的流阻。
[0008]進(jìn)一步的，消旋片采用偏心焊接在彎管一內(nèi)部，其焊接位置位于彎管一大半徑的一側(cè)。
[0009]進(jìn)一步的，穩(wěn)流器采用雙層圓管狀結(jié)構(gòu)，包括外層導(dǎo)流片、焊接部、里層導(dǎo)流片，所述外層導(dǎo)流片焊接固定在噴管的內(nèi)部，所述外層導(dǎo)流片與里層導(dǎo)流片焊接連接。
[0010]進(jìn)一步的，里層導(dǎo)流片數(shù)量?jī)?yōu)選5?7片，外層導(dǎo)流片數(shù)量為里層導(dǎo)流片數(shù)量的1.5?3倍。
[0011]進(jìn)一步的，穩(wěn)流器的進(jìn)水口部分設(shè)置有穩(wěn)流器整流過渡弧面，該過渡弧面用于減小穩(wěn)流器對(duì)射流流態(tài)的影響。
[0012]進(jìn)一步的，為減小穩(wěn)流器對(duì)射流流動(dòng)的影響，穩(wěn)流器的橫截面面積應(yīng)不大于噴管流道橫截面積的20%，穩(wěn)流器的長(zhǎng)度為噴管長(zhǎng)度的0.3?0.45倍。
[0013]進(jìn)一步的，微小導(dǎo)流槽的橫截面可采用等腰三角形或矩形結(jié)構(gòu)，以減小炮頭的流阻。
[0014]進(jìn)一步的，導(dǎo)流槽的橫截面為等腰三角形時(shí)，等腰三角形導(dǎo)流槽的高h(yuǎn)i與槽底部距離圓截面的中心半徑R之比為0.01?0.014，等腰三角形導(dǎo)流槽的底長(zhǎng)S1、槽間距S2與尚hi等長(zhǎng)。
[0015]進(jìn)一步的，導(dǎo)流槽的橫截面為矩形時(shí)，矩形導(dǎo)流槽的高h(yuǎn)i與槽底部距離圓截面的中心半徑R之比為0.01?0.014，矩形導(dǎo)流槽的槽寬S3與槽間距S4等長(zhǎng)，槽間距S4為矩形導(dǎo)流槽高度h2的0.5倍。
[0016]一種遠(yuǎn)射程直流式消防水炮消旋裝置的加工工藝，包括如下步驟:
[0017]a.對(duì)噴管和穩(wěn)流器進(jìn)行鑄造加工，對(duì)鑄造加工完成后穩(wěn)流器進(jìn)行正火處理，去除表面毛刺；
[0018]b.將穩(wěn)流器焊接固定在噴管內(nèi)，使用加熱器對(duì)噴管和穩(wěn)流器的焊接部進(jìn)行加熱，溫升為每小時(shí)85-95°C，使焊接部溫度不低于360°C ;
[0019]c.使用烘干的焊條對(duì)噴管內(nèi)壁與外層導(dǎo)流片的接觸位置進(jìn)行點(diǎn)焊，防止外層導(dǎo)流片因焊接溫升產(chǎn)生變形，影響穩(wěn)流器的整流效果；
[0020]d.焊接完成后，對(duì)焊接部進(jìn)行打磨，提高焊接部光潔度，減小焊接部對(duì)射流流態(tài)的影響；
[0021]e.依次將彎管二、彎管一、噴管與炮頭組裝為一體。
[0022]本發(fā)明的有益效果是:本技術(shù)方案能夠有效矯直水流流態(tài)，且對(duì)射流水頭損失影響較小，通過數(shù)值模擬分析內(nèi)部的流態(tài)，出口流動(dòng)狀態(tài)獲得顯著改善，相比普通結(jié)構(gòu)的消防水炮，能顯著提高射程。加裝了本消旋裝置的消防水炮射程可比普通結(jié)構(gòu)的消防水炮射程提尚5%以上。
【附圖說明】
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[0023]圖1為本發(fā)明遠(yuǎn)射程消防水炮的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖2為消防水炮內(nèi)穩(wěn)流器和噴管裝配的剖視圖；
[0025]圖3為穩(wěn)流器沿A-A面的剖視圖；
[0026]圖4為彎管一的剖視圖；
[0027]圖5為彎管一 B向視圖；
[0028]圖6為炮頭的剖視圖；
[0029]圖7為炮頭的C向視圖；
[0030]圖8和圖9為炮頭內(nèi)微小導(dǎo)流槽的截面示意圖。
[0031]圖示中，1-炮頭，2-噴管，3-穩(wěn)流器，4-彎管一，5-彎管二，6_消旋片，11-微小導(dǎo)流槽，31-穩(wěn)流器整流過渡弧面，32-外層導(dǎo)流片，33-焊接部，34-里層導(dǎo)流片。
【具體實(shí)施方式】
[0032]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明:
[0033]參見附圖1與附圖7，本實(shí)施例中大流量遠(yuǎn)射程水炮的工作壓力1.2MPa，流量為1500m3A,該遠(yuǎn)射程消防水炮消旋裝置包括炮頭1、噴管2、穩(wěn)流器3、彎管一 4、彎管二 5、消旋片6，其特征在于:彎管二 5 —端采用法蘭與輸水管路連接，另一端采用法蘭與彎管一 4的一端連接，消旋片6焊接固定在彎管一 4內(nèi)部；彎管一 4的另一端通過法蘭與噴管2連接，噴管2采用圓直管，以減小收縮段對(duì)射流穩(wěn)定性的影響；穩(wěn)流器3套裝在噴管2的內(nèi)部并通過焊接固定，以防止穩(wěn)流器3沿周向的位移和穩(wěn)流器3的振動(dòng)，炮頭I通過螺紋固定連接在噴管2上，炮頭I內(nèi)部流道加工有齒型微小導(dǎo)流槽11以減小噴嘴處流阻。