專利名稱：一種細水霧噴頭的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于屬于消防安全裝備設計領域，尤其屬于消防裝備中水槍設計制造，特別涉及水槍的水霧噴頭設計制造技木。
背景技術：
近年來，細水霧滅火技術以其環保、高效、無毒等特點逐漸代替哈龍滅火劑成為主流的滅火技術，是消防科學研究的熱點之一。目前細水霧滅火技術的研究已經取得了重大進展，然而細水霧噴頭卻是遏制其進ー步發展的瓶頸，傳統的直接霧化噴頭的霧化效果不理想，霧化角小和保護半徑小，限制了細水霧滅火系統的應用范圍。解決霧化角和保護半徑問題有多種方法，包括對噴頭改進的直射-旋流霧化噴頭和旋芯結構的霧化噴頭。旋芯結構的霧化噴頭是高壓流體在壓カ驅動下進入噴頭或噴嘴內部的旋流腔，在噴頭旋流腔內有ー旋芯，旋芯在高壓流體的驅動下產生強烈旋轉，然后從噴嘴噴出在離心力的輔助作用下產生霧化。該結構的不足在于，①旋芯會増加流體的能量損失，導致噴嘴的噴霧動量低。②旋芯會導致噴嘴的結構復雜體積増大，長期不用還容易造成銹蝕流道堵塞，高加工精度的旋芯還帶來制造成本的増加。③如果過度依靠離心力輔助霧化，噴嘴噴出的霧滴會形成ー個空心錐形，而不是實心錐形，噴霧密度分布不均，不能充分發揮細水霧高窒息滅火的效果。直射-旋流霧化噴頭是該噴頭具有ー個底部進口和2個側面進ロ，2個側面進ロ以軸向轉向水平后與噴頭內壁面相切的方向進入噴頭，產生旋流，并與底部進ロ產生直射流相混合，形成具有直射流和旋流的強烈紊流運動，最后從噴頭的噴嘴噴出。該結構不足在于，當水流由2個側面與噴頭內壁相切方向的進ロ進入時，雖然可以產生強烈的旋流，但是使得噴頭在軸向動量方面損失的能量比較大，不利于深度滅火。
發明內容本實用新型根據現有技術的不足公開了ー種水霧噴頭，本實用新型要解決的問題是提供一種新的噴頭進水結構，以減少流體進ロ動量損失，達到節能環保，使旋流腔的旋流混合更好，提高噴頭出口軸向動能，提高噴頭的霧化性能，實現更好的滅火效果。本實用新型通過以下技術方案實現細水霧噴頭,包括進水ロ、混合腔和出水ロ，進水口包括中心進水道和側進水道，其特征是側進水道軸向線與混合腔一徑向線垂直相交，側進水道軸向線與混合腔徑向平面有小于90度大于0度的夾角；復數個側進水道位于中心進水道周圍并對稱設置，側進水道與中心進水道的距離小于混合腔徑向半徑。進ー步側進水道位于中心進水道徑向周圍并對稱設置2至6個。[0012]優選側進水道位于中心進水道徑向周圍并對稱設置2個。進ー步側進水道軸向線與混合腔徑向平面夾角是60度。進ー步側向進水道的軸向線投影在噴頭十字中心線平面上呈45度夾角。進ー步側進水道直徑大于或等于中心進水道直徑。優選側進水道直徑是中心進水道直徑的二倍。更進ー步側進水道與中心進水道的距離是混合腔徑向半徑的二分之一。上述出水ロ與中心進水道在同一軸線上。上述混合腔與出水ロ連接端部形狀是ー錐體。上述水霧噴頭具有中心進水道和與中心進水道軸線成特定夾角的側進水道，側進水道夾角相等旋向一致，側進水道旋流與產生軸向動能的直射流相混合，在混合腔中中心進水道直射流和側進水道旋流的強烈混合形成旋流運動，在中心進水道軸向動能的推動下，混合旋流最后從噴頭的出水ロ噴出與大氣產生強烈碰撞形成細水霧。上述結構在保持強烈旋流的同時使得側面水道的軸向動量損失降到最低，與直射-旋流霧化噴頭比較由于進ロ水流無急劇轉彎，減少了進ロ損失，節約了能量，使旋流腔的旋流混合更好。本實用新型具有以下優點具有更大的軸向動量，最大限度地使霧滴穿透火場空間，實現深度滅火；同時保持了細水霧的徑向動量，增大細水霧的霧化角，擴大細水霧的滅火范圍，體積小，結構簡單、加工方便、制造成本低，可批量生產。實驗表明噴頭的霧化性能、動能指標較好，對火災有較好的撲滅能力。

圖I是本實用新型兩側進水道結構流體流場結構示意圖；圖2是采用本實用新型噴嘴ー種結構截面示意圖；圖3是圖2進ロ端面結構示意圖；圖4是采用本實用新型噴嘴進水口結構示意圖；圖5是圖4BB截面結構示意圖；圖6是圖4AA截面結構示意圖。圖中，I是進水口，Ia是中心進水道，Ib是側進水道，2是徑向平面，3是混合腔，4是出水口，a是側進水道軸向線與混合腔徑向平面夾角夾角。
具體實施方式
下面通過實施例對本實用新型進行具體的描述，本實施例只用于對本實用新型進行進ー步的說明，但不能理解為對本實用新型保護范圍的限制，本領域的技術人員可以根據上述本實用新型的內容作出一些非本質的改進和調整屬于本實用新型保護的范圍。實施例I結合圖I。圖I是本實用新型兩側進水道結構流體流場結構示意圖。如圖所示，在結構體的限制中形成如圖的兩側進水道結構流體流場結構。流場結構一端是中心進水道Ia和側進水道Ib,本例有兩個側進水道Ib ;中部是混合腔3 ;另一端是出水口 4 ;圖I中有兩個在混合腔3 —端徑向平面2對稱設置的兩個側進水道lb，還可以在混合腔3徑向平面2對稱設置的2至6個側進水道lb。[0032]如圖I所示，細水霧噴頭包括進水ロ I、混合腔3和出水ロ 4，進水ロ I包括中心進水道Ia和側進水道lb，側進水道Ib軸向線與混合腔3 —徑向線垂直相交，側進水道Ib軸向線與混合腔3徑向平面2有小于90度大于0度的夾角a，所述混合腔3徑向線是混合腔3徑向平面2上穿過圓心的半徑線或直徑線；復數個側進水道Ib位于中心進水道Ia徑向周圍并對稱設置，側進水道Ib與中心進水道Ia的距離小于混合腔3徑向半徑。側進水道Ib位于中心進水道Ia徑向周圍并對稱設置2至6個；本例側進水道Ib位于中心進水道Ia徑向周圍并對稱設置2個。本例側進水道Ib軸向線與混合腔3徑向 平面2夾角a是60度。側向進水道Ib的軸向線投影在噴頭十字中心線平面上呈45度夾角。側進水道Ib直徑大于或等于中心進水道Ia直徑；本例側進水道Ib直徑是中心進水道Ia直徑的二倍。側進水道Ib與中心進水道Ia的距離是混合腔3徑向半徑的二分之一。出水ロ 4與中心進水道Ia在同一軸線上?；旌锨?與出水ロ 4連接端部形狀是ー錐體。本實用新型在中心進水道Ia周邊對稱設置側進水道lb，側進水道Ib和中心進水道Ia在同一徑向平面2與混合腔3連通，中心進水道Ia軸線垂直于徑向平面2，多個側進水道Ib對稱設置在中心進水道Ia周邊，每個側進水道Ib軸線與徑向平面2有相同的夾角a形成旋向一致的進水，并且側進水道Ib軸線與徑向平面2相交的徑向線垂直形成沿混合腔3軸向柱面的切向進水。上述水霧噴頭具有中心進水道Ia和與中心進水道Ia軸線成特定夾角的側進水道lb，側進水道Ib夾角相等旋向一致，側進水道Ib旋流與產生軸向動能的直射流相混合，在混合腔3中中心進水道Ia直射流和側進水道Ib旋流的強烈混合形成旋流運動，在中心進水道Ia軸向動能的推動下，混合旋流最后從噴頭的出水ロ噴出與大氣產生強烈碰撞形成細水霧。上述結構在保持強烈旋流的同時使得側面水道的軸向動量損失降到最低，與直射-旋流霧化噴頭比較由于進ロ水流無急劇轉彎，減少了進ロ損失，節約了能量，使旋流腔的旋流混合更好。實施例2結合圖2至圖6。如圖所示，圖2是采用本實用新型噴嘴ー種結構截面示意圖，圖3是圖2進ロ端面結構示意圖，圖4是采用本實用新型噴嘴進水口結構示意圖，圖5是圖4BB截面結構示意圖，圖6是圖4AA截面結構示意圖。本例通過各組件結構組合形成圖I流體流場結構的細水霧噴頭。如圖2所示，噴頭包括構成噴嘴出水ロ 4的噴嘴組件、構成進水ロ I的進水組件和與噴嘴組件、進水組件共同構成混合腔3的腔組件。噴嘴組件、進水組件與腔組件通過匹配的螺紋結構安裝固定，為防止滲漏可在結合部増加橡膠密封圈。各組件均為不規則圓柱體，組合后其內部形成圖I流體流場結構。本例實現旋流流體流場結構是將進水組件設置側進水道lb，如圖4、圖5和圖6所示，進水組件與腔組件通過匹配的螺紋結構安裝固定，進水組件圓柱軸向中心有通孔，即中心進水道la，在進水組件的中心進水道Ia外側設置側進水道lb，本例對稱設置兩個，側進水道Ib也是貫穿進水組件軸向的通孔，但傾斜設置，圖中箭頭是傾斜方向。通過改變進水組件上中心進水道Ia和/或側進水道Ib的位置、直徑、傾斜角度、設置數量等可以實現不同的旋流腔的旋流混合。本例采用細水霧噴頭包括進水口 I、混合腔3和出水ロ 4,進水口 I包括中心進水道Ia和側進水道Ib,側進水道Ib軸向線與混合腔3一徑向線垂直相交，側進水道Ib軸向線與混合腔3徑向平面2有60度的夾角a ；2個側進水道Ib位于中心進水道Ia徑向周圍并對稱設置，側進水道Ib與中心進水道Ia的距離等于混合腔3徑向半徑的二分之一。實施例3本實用新型采用FLUNET流動分析軟件，對本實用新型結構細水霧滅火噴頭內外部射流場進行了數值模擬分析，從噴頭的內外部射流場預測分析了噴頭的霧化性能，結構 參數對噴頭的霧化性能的影響因素進行了比較分析，通過進口中心進水道Ia (尺寸1、1. 5、2mm)側進水道Ib (尺寸1、1. 5、2mm)出水ロ 4 (尺寸I. 2、I. 6、2mm)實驗優化確定了細水霧噴頭的結構。并對本實用新型結構細水霧噴頭的霧化性能、滅火效果進行了試驗。噴頭霧化性能試驗的主要內容噴頭的霧化角、流量特性系數、霧粒直徑及其分布和霧粒噴射動量。這些參數中，流量特性、霧粒直徑和霧粒噴射動量是主要的性能參數，對細水霧噴頭的滅火性能影響最大。實驗結果如下表
權利要求1.一種細水霧噴頭，包括進水口( I)、混合腔(3 )和出水口( 4 )，進水口( I)包括中心進水道(Ia)和側進水道(Ib),其特征是 側進水道(Ib)軸向線與混合腔(3)—徑向線垂直相交，側進水道(Ib)軸向線與混合腔(3)徑向平面(2)有小于90度大于O度的夾角(a)； 復數個側進水道(Ib)位于中心進水道(Ia)徑向周圍并對稱設置，側進水道(Ib)與中心進水道(Ia)的距離小于混合腔(3)徑向半徑。
2.根據權利要求I所述的細水霧噴頭，其特征是所述側進水道(Ib)位于中心進水道(Ia)徑向周圍并對稱設置2至6個。
3.根據權利要求2所述的細水霧噴頭，其特征是所述側進水道(Ib)位于中心進水道(Ia)徑向周圍并對稱設置2個。
4.根據權利要求I所述的細水霧噴頭，其特征是所述側進水道(Ib)軸向線與混合腔(3)徑向平面(2)夾角(a)是60度。
5.根據權利要求I所述的細水霧噴頭，其特征是側向進水道(Ib)的軸向線投影在噴頭十字中心線平面上呈45度夾角。
6.根據權利要求I所述的細水霧噴頭，其特征是所述側進水道(Ib)直徑大于或等于中心進水道(Ia)直徑。
7.根據權利要求6所述的細水霧噴頭，其特征是所述側進水道(Ib)直徑是中心進水道(Ia)直徑的二倍。
8.根據權利要求I至7任一項所述的細水霧噴頭，其特征是側進水道(Ib)與中心進水道(Ia)的距離是混合腔(3)徑向半徑的二分之一。
9.根據權利要求8所述的細水霧噴頭，其特征是所述出水口(4)與中心進水道(Ia)在同一軸線上。
10.根據權利要求8所述的細水霧噴頭，其特征是所述混合腔(3)與出水口(4)連接端部形狀是一錐體。
專利摘要本實用新型公開了一種細水霧噴頭，包括進水口、混合腔和出水口，進水口包括中心進水道和側進水道；側進水道軸向線與混合腔一徑向線垂直相交，側進水道軸向線與混合腔徑向平面有小于90度大于0度的夾角；復數個側進水道位于中心進水道周圍并對稱設置，側進水道與中心進水道的距離小于混合腔徑向半徑。本實用新型具有更大的軸向動量，最大限度地使霧滴穿透火場空間，實現深度滅火；同時保持了細水霧的徑向動量，增大細水霧的霧化角，擴大細水霧的滅火范圍，體積小，結構簡單、加工方便、制造成本低，可批量生產。實驗表明噴頭的霧化性能、動能指標較好，對火災有較好的撲滅能力。
文檔編號A62C31/02GK202516208SQ201220202109
公開日2012年11月7日 申請日期2012年5月8日 優先權日2012年5月8日
發明者劉杰, 華丹, 吉雷, 張治忠, 李慶剛, 王靖, 耿方召, 鄧萬權 申請人:西華大學