本發明涉及消防用或艦船用的水炮，特別涉及水炮炮管的方向調整機構。

背景技術：
一般來說，水炮分為兩種：第一種是消防用或艦船用的水炮；第二種是噴泉等娛樂用的水炮。現有技術下，消防用或艦船用的水炮其實不能稱為水炮而得稱為水槍。它通過高功率的抽水機直接將水通過炮管發射，發射是連續的。這種水炮的問題主要在于，一是射程不夠遠，二是運轉功率高。目前消防用的水炮射程為60米左右。而火災現場中，60米距離也不一定能夠抵擋火焰的溫度，特別是在化工廠的火災中，化學物質劇烈燃燒，消防人員得站在火場百米開外進行消防滅火工作。艦船用的水炮用于警務艦船在水域進行巡警時替代真槍實炮。特別在一些有國際爭議的水域中，使用真槍實炮驅趕他國漁民，容易造成國際糾紛。目前艦船用的水炮功率一般為1000W千瓦。由于功率過大，啟動水炮后，艦船也就無法提供足夠的功率維持艦船移動。也就是說，啟用水炮的時候，艦船必須停止。而艦船開動時，水炮沒有足夠的功率啟用。為此，采用壓縮空氣作為水炮的動力源逐漸得到發展。公開號為CN103638622A的專利文獻公開了一種消防用的水炮。該消防用水炮通過壓縮空氣作為動力源。但這種消防用的水炮存在的一個問題在于，水炮炮管方向調整比較麻煩。這是由于這種水炮的炮管不能采用軟管，必然得采用剛性的管子，而且得和水炮罐一體化連接。否則高壓壓縮空氣作用于水所產生的高壓水容易沖爆炮管。由此，和水炮罐一體化連接的剛性炮管通常無法自由調整方向，需要調整方向時靠轉動水炮罐，卻也無法調整炮管的仰角。

技術實現要素：
本發明所要解決的問題：以壓縮空氣為動力源的水炮中，水炮炮管的方向調整問題。為解決上述問題，本發明采用的方案如下：。根據本發明的管道旋轉連接器，包括母接頭、公接頭、環蓋、渦桿以及電機；母接頭和公接頭通過環蓋卡在一起，內部設有管腔；母接頭和公接頭相互之間能夠旋轉；母接頭設有第一卡口和第二卡口；第一卡口的內徑大于管腔直徑；第二卡口的內徑大于第一卡口的內徑；第一卡口和第二卡口形成臺階式的卡口結構；公接頭設有齒輪、凹凸環結構和插管；公接頭上的齒輪、凹凸環結構和插管按順序排列；環蓋是由多個扇形環體組成的圓環體；所述扇形環體內設有與公接頭上所述凹凸環結構相匹配的凸凹環結構；環蓋套在公接頭的所述凹凸環結構處，并通過所述凸凹環結構與公接頭卡合；套在公接頭上的環蓋和插管組成臺階式的插頭結構；插管卡在母接頭的第一卡口內，環蓋卡在第二卡口內；插管的外徑與第一卡口的內徑相匹配；環蓋的外徑與第二卡口的內徑相匹配；環蓋通過螺栓與第二卡口相固定；齒輪位于母接頭的第一卡口和第二卡口之外，并與渦桿上的外螺紋相嚙合；所述電機固定安裝在母接頭上，與渦桿相連，用于驅動渦桿旋轉。進一步，根據本發明的管道旋轉連接器，所述扇形環體為半環體；環蓋是由兩個半環體組成的圓環體。進一步，根據本發明的管道旋轉連接器，第一卡口與插管之間設有密封圈。進一步，根據本發明的管道旋轉連接器，所述扇形環體的外圓周上設有橡皮筋槽；橡皮筋槽內設置有橡皮筋。進一步，根據本發明的管道旋轉連接器，所述凹凸環結構包括凸環部和凹環部；所述凸凹環結構包括蓋凸部和蓋凹部；凸環部的尺寸與蓋凹部相匹配；凹環部的尺寸和蓋凸部相匹配。進一步，根據本發明的管道旋轉連接器，所述凹凸環結構上的凸環部和凹環部的有多個；多個凸環部和凹環部相間排列。根據本發明的炮管方向調整機構，包括豎直設立的基管、方向調整連接器a、水平折彎管、仰角調整連接器b和炮管；豎直設立的基管通過方向調整連接器a連接所述水平折彎管；所述水平折彎管通過仰角調整連接器b連接炮管；方向調整連接器a和仰角調整連接器b是前述的管道旋轉連接器；方向調整連接器a用于驅動所述水平折彎管相對于基管圍繞豎直的軸心在水平面上旋轉，從而調整炮管的方向；仰角調整連接器b用于驅動炮管相對于所述水平折彎管圍繞水平的軸心在豎直面上旋轉，從而調整炮管的仰角。進一步，根據本發明的炮管方向調整機構，所述水平折彎管包括第一水平段、第二水平段、第三水平段、第四水平段和豎直段；第一水平段、第二水平段、第三水平段、第四水平段的管體為水平；豎直段的管體為豎直；炮管的底部設有折彎段；折彎段的管體為水平，并與炮管的本體相垂直；豎直段與第一水平段相連；第一水平段與第二水平段相連，并相垂直；第二水平段和第三水平段相連并垂直；第三水平段和第四水平段相連并垂直；第二水平段、第三水平段和第四水平段組成U形結構；豎直段通過方向調整連接器a與基管相連；第四水平段通過仰角調整連接器b連接折彎段。根據本發明的一種水炮，包括水炮罐、儲氣罐、空氣壓縮機以及炮管和炮頭；水炮罐和儲氣罐之間通過電磁閥相連；儲氣罐連接空氣壓縮機；水炮罐的出水口通過前述的炮管方向調整機構連接炮管和炮頭。進一步，根據本發明的一種水炮，還包括蓄水箱；蓄水箱通過水泵和止回閥連接水炮罐。本發明的技術效果如下：1、本發明的管道旋轉連接器用于管道連接時，結構牢固，從而在應用水炮炮管時，較重的水炮炮管也能夠通過本發明的管道旋轉連接器得到支撐。2、本發明的管道旋轉連接器的公接頭和母接頭都可以一體化加工得到，增強了牢固性，減少螺絲安裝產生的密封性問題和螺絲松動的風險。而環蓋主要用于限位，牢固性對環蓋的依賴性小。因此，環蓋通過螺絲固定的方式并不會帶來密封性問題和螺絲松動的風險。3、本發明的管道旋轉連接器的安裝方便。4、本發明的水炮炮管方向調整機構通過安裝在管道直管上的管道旋轉連接器，管道內的高速水流所產生的沖擊力并不直接作用于管道旋轉連接器，由此可以提高管道旋轉連接器的壽命，此外，因水炮炮管方向調整而引起的水流作用力的方向變化也不會對管道旋轉連接器造成沖擊或影響。5、本發明的炮管方向調整機構應用于水炮炮管方向調整時，高速水流對炮管彎折處所產生的沖擊力在水平方向上能夠相互抵消，從而不會因為高速水流對炮管彎折處所產生的側向沖擊力使得炮管圍繞基管軸心旋轉，從而使得避免側向沖擊力造成炮管方向發生變化。6、本發明的炮管方向調整機構應用于水炮炮管方向調整時，可以使得炮管能夠做360度旋轉，并能夠實現0~90度的仰角調整。7、本發明的炮管方向調整機構安裝在水炮水炮罐的頂部，由此當炮管方向調整機構調整水炮水炮炮管方向時，不會為水炮罐本體所阻擋。附圖說明圖1是本發明管道旋轉連接器實施例的整體結構示意圖。圖2是圖1中的母接頭的結構示意圖。圖3是圖1中的公接頭的結構示意圖。圖4是圖1中的組成環蓋的半環體的結構示意圖。圖5是另一實施方式下的公接頭的結構示意圖。圖6是本發明的水炮實施例的整體結構示意圖。圖7是圖6中的炮管方向調整機構的立體結構示意圖。具體實施方式下面結合附圖對本發明做進一步詳細說明。實施例1本實施例是管道旋轉連接器，如圖1、2、3、4所示，包括母接頭51、公接頭52、環蓋54、渦桿58以及電機。母接頭51和公接頭52通過環蓋54卡在一起，內部設有管腔59。母接頭51和公接頭52相互之間能夠圍繞管腔59的軸心旋轉。母接頭51用于連接固定管道，安裝在固定管道的端部，設有第一卡口512和第二卡口513。第一卡口512和第二卡口513帶有圓柱形腔體，其中，第一卡口512的內徑大于管腔59直徑。第二卡口513的內徑大于第一卡口512的內徑。第一卡口512和第二卡口513形成臺階式的卡口結構。第二卡口513的上方形成開口，該開口用于公接頭52插入母接頭51內。第一卡口512的下端則連接固定管道。公接頭52用于連接活動管道，安裝在活動管道的端部，設有齒輪521、凹凸環結構和插管522。公接頭52上的齒輪521、凹凸環結構和插管522按順序排列，其中，齒輪521的上方與活動管道相連，凹凸環結構和插管522是插入母接頭51之內的部分。本實施例的凹凸環結構由一個凸環部523和一個凹環部524組成。凸環部523和凹環部524均為圓環體，凸環部523的外徑大于凹環部524和插管522的外徑。本實施例中，凹環部524的外徑和插管522外徑相同，由此使得凸環部523為凹環部524和插管522組成的管體上的外凸出部。需要指出的是，凹環部524的外徑也可以與插管522的外徑不相同。事實上，實際加工時，也很難保證凹環部524和插管522的外徑完全相同。環蓋54是由多個扇形環體組成的圓環體。每個扇形環體內設有與公接頭52上凹凸環結構相匹配的凸凹環結構。本實施例的扇形環體為如圖4所示的半環體，兩個半環體組成環蓋54。本領域技術人員理解，環蓋54也可以由三個三分之一扇形環體組成或四個四分之一扇形環體組成，甚至也可以由更多的扇形環體組成。本實施例的凸凹環結構是由半環體上的一個蓋凸部541和一個蓋凹部542組成。蓋凸部541的尺寸和凹環部524相匹配，蓋凹部542的尺寸和凸環部523相匹配，由此使得環蓋54上各個扇形環體內的凸凹環結構與公接頭52上凹凸環結構相匹配。具體來說，蓋凸部541的內徑和凹環部524的外徑相匹配，蓋凸部541的高度和凹環部524的高度相同。蓋凹部542的內徑和凸環部523的外徑相匹配，蓋凹部542的高度和凸環部523的高度相同。環蓋54用于將公接頭52卡在母接頭51內。具體來說，環蓋54套在公接頭52的凹凸環結構處，并通過凸凹環結構與公接頭52卡合。套在公接頭52上的環蓋54和插管522組成臺階式的插頭結構。插管522卡在母接頭51的第一卡口512內，環蓋54卡在第二卡口513內。插管522的外徑與第一卡口512的內徑相匹配；環蓋54的外徑與第二卡口513的內徑相匹配。環蓋54則通過螺栓與第二卡口513相固定。具體來說，母接頭51上設有凸環511。第二卡口513位于凸環511內。凸環511的側面設有側向螺絲孔514，底面設有底部螺絲孔515。相對應的，環蓋54的側面設有徑向螺絲孔544，底部設有軸向螺絲孔543。凸環511上的側向螺絲孔514和底部螺絲孔515分別與環蓋54的徑向螺絲孔544和軸向螺絲孔543相對應，并通過安裝在側向螺絲孔514和徑向螺絲孔544內的徑向螺絲562和安裝在底部螺絲孔515和軸向螺絲孔543內的軸向螺絲561將環蓋54固定在母接頭51上。由于環蓋54和公接頭52通過凸凹環結構和凹凸環結構相卡合，環蓋54和母接頭51通過螺栓相固定后，公接頭52被卡在母接頭51內，無法拔出。而且，由于公接頭52和母接頭51之間公接頭52和環蓋54之間均非固定連接，因此，公接頭52可以相對于母接頭51圍繞兩者的軸心旋轉。公接頭52和母接頭51的軸心也即為管腔59的軸心。公接頭52卡在母接頭51內時，齒輪521位于母接頭51的第一卡口512和第二卡口513之外。渦桿58是帶有外螺紋的圓形桿，通過軸承與母接頭固定。渦桿58上的外螺紋與公接頭52上的齒輪521相嚙合。電機也固定安裝在母接頭51上，并于與渦桿58相連，用于驅動渦桿58旋轉。當渦桿58旋轉時，通過渦桿58上的外螺紋與公接頭52上的齒輪521之間的嚙合作用帶動齒輪521旋轉，由此，電機能夠驅動公接頭52相對于母接頭51圍繞管腔59的軸心旋轉。公接頭52和母接頭51之間的密封通過密封圈55實現。具體來說公接頭52的插管522上設有多道密封槽525。密封圈55設于密封槽525內，由此，密封圈位于第一卡口512與插管522。本實施例的組合安裝非常方便。首先，在公接頭52的插管522的各個密封槽525內設置密封圈55，然后將環蓋54的兩個半環體套在公接頭52的凹凸環結構處，再然后將由環蓋54和公接頭52組成的整體結構插入母接頭51內，再擰上螺絲使環蓋54和母接頭51相固定，最后再安裝渦桿58和電機。由于環蓋54是兩個半環體拼湊而成套在公接頭52的凹凸環結構處，這種拼湊并不固定，容易散開，為此，本實施例在半環體的外圓周上設有橡皮筋槽545，見圖4。當兩個半環體拼湊而成的環蓋54套在公接頭52的凹凸環結構處后，用橡皮筋放入橡皮筋槽545內，從而使得環蓋54和公接頭52相固定。本實施例半環體上的橡皮筋槽545只有一道，本領域技術人員理解，半環體上的橡皮筋槽545可以設置多道。此外還需要說明的是，本實施例的公接頭52凹凸環結構上的凸環部523和凹環部524均為一個。本領域技術人員理解，公接頭52凹凸環結構上的凸環部523和凹環部524也可以有多個，多個凸環部523和凹環部524相間排列。如圖5所示的實施方式中，公接頭52凹凸環結構上的凸環部523和凹環部524有兩個，兩個凸環部523和凹環部524相間排列。本領域技術人員理解，當公接頭52凹凸環結構上的凸環部523和凹環部524有多個時，與之相匹配的組成環蓋54的扇形環體上凸凹環結構中的蓋凸部541和蓋凹部542也得有多個。實施例2本實施例是一種用于消防或艦艇上的水炮，該水炮上設有炮管方向調整機構，而炮管方向調整機構則通過實施例1中的管道旋轉連接器實現。該水炮如圖6所示，包括水炮罐1、儲氣罐41、空氣壓縮機42、蓄水箱3以及炮管21和炮頭22。水炮罐1用于放置發射后成為水炮的水，通過支撐架11豎直安裝在地面或底座上。儲氣罐41用于存儲高壓壓縮空氣，與空氣壓縮機42相連。空氣壓縮機42將大氣中的空氣壓縮后成為高壓壓縮空氣，通過管道送入儲氣罐41。儲氣罐41通過電磁閥43與水炮罐1相連。當電磁閥43打開后，儲氣罐41內的高壓壓縮空氣沖入水炮罐1內，將水炮罐1內的水壓出水炮罐1，通過出水口發射。水炮罐1平時存儲在蓄水箱3內。蓄水箱3通過水泵31和止回閥32與水炮罐1相連。當水炮罐1需要水時，蓄水箱3內的水通過水泵31經止回閥32泵入水炮罐1內。水炮罐1的出水口通過炮管方向調整機構連接炮管21和炮頭22。經出水口發射的水炮通過炮管方向調整機構進行方向調整后最終通過炮管21和炮頭22射向目標。炮管方向調整機構如圖6、圖7所示，包括基管12、方向調整連接器5a、水平折彎管6、仰角調整連接器5b和炮管21。本實施例的基管12豎直安裝在水炮罐1的頂部出水口處，也就是，炮管方向調整機構的基管12是水炮罐1的出水管。豎直設立在水炮罐1的頂部的基管12通過方向調整連接器5a連接水平折彎管6。水平折彎管6通過仰角調整連接器5b連接炮管21。炮頭22安裝在炮管21的末端。方向調整連接器5a和仰角調整連接器5b均為實施例1中的管道旋轉連接器。方向調整連接器5a用于驅動水平折彎管6相對于基管12圍繞豎直的軸心在水平面上旋轉，從而調整炮管21的方向。仰角調整連接器5b用于驅動炮管21相對于水平折彎管6圍繞水平的軸心在豎直面上旋轉，從而調整炮管21的仰角。水平折彎管6是由管體多次折彎后形成的結構。本實施例中，水平折彎管6，如圖7所示，包括第一水平段61、第二水平段62、第三水平段63、第四水平段64和豎直段69。第一水平段61、第二水平段62、第三水平段63、第四水平段64的管體為水平。豎直段69的管體豎直設立，通過方向調整連接器5a與基管12相連。由此，方向調整連接器5a能夠通過電機帶動水平折彎管6圍繞豎直段69和基管12共同的軸心旋轉。豎直段69經90度彎折后與第一水平段61相連；第一水平段61經90度彎折后與第二水平段62相連；第二水平段62經90度彎折后與第三水平段63相連；第三水平段63經90度彎折后與第四水平段64相連。也就是，豎直段69與第一水平段61相連并垂直；第一水平段61與第二水平段62相連并相垂直；第二水平段62和第三水平段63相連并垂直；第三水平段63和第四水平段64相連并垂直。第二水平段62、第三水平段63和第四水平段64組成U形結構。炮管21的底部設有折彎段23，折彎段23與炮管21本體相垂直。折彎段23通過過仰角調整連接器5b安裝在第四水平段64上。由此，仰角調整連接器5b能夠通過電機帶動炮管21和炮頭22圍繞折彎段23和第四水平段64共同的軸心旋轉。需要指出的是，由于炮管21的仰角調整需要圍繞水平軸心旋轉而實現，因此，水平折彎管6的第一個作用是將一個水平設置的管體，也即第四水平段64，連接到豎直的基管21上。炮管21的底部折彎段23與炮管21本體相垂直導致，高速水流在折彎段23與炮管21本體的相折部形成側向沖力，作用于第四水平段64，假如第四水平段64直接與豎直段69相連，作用于第四水平段64的側向沖力導致第四水平段64會圍繞豎直段69和基管21共同的軸心旋轉，從而無法保持炮管21的方向。本實施例，水平折彎管6的第二個作用是抵充高速水流的側向沖擊力，從而保持炮管21的方向。本實施例通過第一水平段61和由第二水平段62、第三水平段63和第四水平段64組成U形結構共同組成的結構可以抵消作用于第一水平段61的側向沖擊力，避免水平折彎管6圍繞豎直段69和基管21共同的軸心旋轉。需要說明的是，本實施例的蓄水箱3在那些具有充足水源的場合是不必要的。水炮罐1可以通過水泵31和止回閥32從提供水源的池塘或江河中獲得水炮需要的供水。