一種雙流體細(xì)水霧噴頭的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種雙流體細(xì)水霧噴頭，包括細(xì)水霧噴嘴座(1)、旋轉(zhuǎn)體外殼(2)、旋轉(zhuǎn)體芯(3)、連接件(4)和細(xì)水霧蝸旋混合噴嘴(5)等五部分；細(xì)水霧蝸旋混合噴嘴(5)安裝在細(xì)水霧噴嘴座(1)上的噴嘴孔(11)中；旋轉(zhuǎn)體芯(3)安裝在旋轉(zhuǎn)體外殼(2)中形成旋轉(zhuǎn)體；旋轉(zhuǎn)體一端安裝連接件(4)，另一端和細(xì)水霧噴嘴座(1)連接構(gòu)成一種雙流體細(xì)水霧發(fā)生噴頭。這些細(xì)水霧顆粒以較高的速度可穿過(guò)火羽流，到達(dá)火焰根部，吸收熱量并迅速氣化，降低了可燃物的溫度，抑制可燃物的熱解，中斷燃燒鏈，達(dá)到抑制熄滅火焰的目的。
【專利說(shuō)明】一種雙流體細(xì)水霧噴頭

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于火災(zāi)防控器材【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種雙流體細(xì)水霧噴頭。

【背景技術(shù)】
[0002]將雙流體細(xì)水霧技術(shù)應(yīng)用到火災(zāi)防治中，用于抑制和熄滅火災(zāi)，是一項(xiàng)先進(jìn)的火災(zāi)防治技術(shù)。它是將具有一定壓力的空氣和水同時(shí)注入到雙流體細(xì)水霧發(fā)生噴頭的混合腔中，形成兩相流，在壓力的作用下，使得氣泡收縮變小。在旋轉(zhuǎn)體中運(yùn)行的兩相流得到充分混合，趨于均勻；當(dāng)氣液兩相流流出噴口時(shí)，氣相迅速膨脹，氣泡破裂，使得流出的水形成具有較高速度的微米量級(jí)的細(xì)水霧。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明提供一種雙流體細(xì)水霧發(fā)生噴頭，在IMPa左右壓力的作用下所產(chǎn)生的細(xì)水霧一般有效傳輸距離為3?5米。這些細(xì)水霧顆粒以較高的速度可穿過(guò)火羽流，到達(dá)火焰根部，吸收熱量并迅速氣化，降低了可燃物的溫度，抑制可燃物的熱解，中斷燃燒鏈，達(dá)到抑制熄滅火焰的目的。
[0004]本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:一種雙流體細(xì)水霧噴頭，包括細(xì)水霧噴嘴座、旋轉(zhuǎn)體外殼、旋轉(zhuǎn)體芯、連接件和細(xì)水霧蝸旋混合噴嘴等五部分；細(xì)水霧蝸旋混合噴嘴安裝在細(xì)水霧噴座上的噴嘴孔中；旋轉(zhuǎn)體芯安裝在旋轉(zhuǎn)體外殼中形成旋轉(zhuǎn)體；旋轉(zhuǎn)體一端安裝連接件，另一端和細(xì)水霧噴頭座連接構(gòu)成一種雙流體細(xì)水霧發(fā)生噴頭。
[0005]所述細(xì)水霧噴頭座是用剛體材料做成的類柱形構(gòu)件，在其一端及體上均勻布置多個(gè)內(nèi)螺紋的噴嘴孔，用于安裝細(xì)水霧噴嘴，其另一端開(kāi)有內(nèi)螺紋的孔，也是噴頭座的內(nèi)混合腔，并與噴嘴孔相通；
[0006]所述旋轉(zhuǎn)體外殼是用剛性材料做成的，旋轉(zhuǎn)體芯緊配合安裝在其中形成旋轉(zhuǎn)體，其兩端為外螺紋和連接件相鏈接；
[0007]所述旋轉(zhuǎn)體芯是用剛性材料做成圓臺(tái)形狀，在其外表面均勻開(kāi)有兩道旋轉(zhuǎn)槽和，用于通過(guò)氣液兩相混合流體，在其上端有一內(nèi)螺紋，用螺釘和連接件鏈接固定；
[0008]所述連接件是用剛性材料做成的，其一端開(kāi)有含內(nèi)螺紋的環(huán)形凹槽，用于安裝旋轉(zhuǎn)體；其中心開(kāi)有孔，用螺釘穿過(guò)孔與旋轉(zhuǎn)體芯上的內(nèi)螺紋固定連接；同時(shí)開(kāi)有兩個(gè)與凹槽相通的兩個(gè)斜孔，其中一個(gè)是進(jìn)入有壓力的水，另一個(gè)是進(jìn)入有壓力的氣體，水和氣在環(huán)形凹槽中混合后通過(guò)旋轉(zhuǎn)體的兩道旋轉(zhuǎn)槽到達(dá)噴嘴座的內(nèi)腔，繼續(xù)旋轉(zhuǎn)混合流動(dòng)，直至流經(jīng)細(xì)水霧噴嘴的錐形孔入口后從其出口噴出；兩個(gè)斜孔為兩個(gè)內(nèi)螺紋的孔，用于安裝外部水管和氣管的接件。
[0009]所述細(xì)水霧蝸旋混合噴嘴，其一端為六角體，用于安裝操作，另一端為外螺紋用于安裝在細(xì)水霧噴頭座上的噴嘴孔中，細(xì)水霧蝸旋混合噴嘴的內(nèi)部為一錐形孔，大端為進(jìn)口，小端為出口。
[0010]使用時(shí)將具有一定壓力的水管和氣管分別通過(guò)接頭與兩個(gè)斜孔固定連接，水和氣將同時(shí)進(jìn)入連接件的環(huán)形凹槽中，混合后同時(shí)進(jìn)入旋轉(zhuǎn)體的兩道旋轉(zhuǎn)槽，繼續(xù)旋轉(zhuǎn)著混合通過(guò)旋轉(zhuǎn)槽，隨后旋轉(zhuǎn)進(jìn)入細(xì)水霧發(fā)生噴頭座I的蝸旋混合腔，接著通過(guò)細(xì)水霧噴嘴的錐形孔入口并從其出口噴出，形成細(xì)水霧。
[0011]本發(fā)明的原理在于:
[0012]本發(fā)明一種雙流體細(xì)水霧發(fā)生噴頭，在有一定壓力的水和空氣進(jìn)入旋轉(zhuǎn)體混合旋轉(zhuǎn)后再進(jìn)入蝸旋混合腔中，經(jīng)由蝸旋混合噴嘴噴出。氣液兩相流在氣液旋轉(zhuǎn)體和蝸旋混合噴嘴中加速運(yùn)動(dòng)，由于蝸旋混合噴嘴的特點(diǎn)是進(jìn)入總量與噴射出總量相等，而進(jìn)入口徑遠(yuǎn)大于噴出口徑，所以出口的氣液溶液流速將大幅度提高:
[0013]V1S1 = V2S2 ；
[0014]V1為進(jìn)口氣液兩相流流速，S1為進(jìn)口截面積；
[0015]V2為出水氣液兩相流流速，S2為出口截面積；
[0016]S1 = 31 Cl12Ad1 為進(jìn)口直徑；S2 = d22/4d2 為出口直徑；
[0017]則出口氣液兩相流流速V2計(jì)算如下:
[0018]V2 = V1Cl1Vd22 ；
[0019]若:蝸旋混合噴嘴進(jìn)口直徑Cl1 = G1/2”，出口直徑d2 = G1/16” ；
[0020]則V2 = 64V!。
[0021]從噴口射出的具有較高速度的雙流體，和空氣相對(duì)運(yùn)動(dòng)摩擦，促使液體破碎，形成微小的水霧顆粒。
[0022]當(dāng)氣體在壓強(qiáng)不是很高，溫度不是很低的狀態(tài)下，液體的密度僅有微小的變化，在大多數(shù)情況下，可以忽略壓縮性的影響，認(rèn)為液體的密度是一個(gè)常數(shù)。氣體具有顯著的可壓縮性。在一般情況下，常用氣體(如空氣、氮?dú)狻⒍趸嫉?的密度、壓強(qiáng)和溫度三者的關(guān)系符合氣體狀態(tài)方程表示:p/ P = RT/M
[0023]式中P為氣體的絕對(duì)壓強(qiáng)(N/m2) ； P為氣體的密度(kg/m3) ;T為氣體的熱力學(xué)溫度(K) ;Μ為氣體的分子量；R為氣體常數(shù)，在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，空氣的氣體常數(shù)R = 287 (J/kg.K)。
[0024]氣液混合流中的氣泡在一定壓力的作用下被壓縮,變成一個(gè)個(gè)細(xì)小的氣泡。含有細(xì)小氣泡的雙流體，在經(jīng)過(guò)上大下小的圓臺(tái)外表面的旋轉(zhuǎn)槽時(shí)，受一個(gè)向心的力作用，同時(shí)又受到旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力作用，使得雙流體中的細(xì)小氣泡可均勻地分布在水流中，形成均勻的兩相混合流體。當(dāng)這樣的氣液混合流從噴口噴出時(shí)，被壓縮的細(xì)小氣泡將迅速膨脹爆破，使得噴出的水射流迅速破碎，形成細(xì)微的水霧顆粒。
[0025]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點(diǎn)在于:
[0026]該雙流體細(xì)水霧發(fā)生噴頭在較低的壓力(IMpa)作用下，產(chǎn)生水霧在距離噴嘴Im處的粒徑為70 μ m到120 μ m,速率在3?4m/s ;該細(xì)水霧流場(chǎng)能射4?5m遠(yuǎn)。該雙流體細(xì)水霧發(fā)生噴頭節(jié)省動(dòng)力，由于其所產(chǎn)生的霧顆粒較細(xì)，使用安全。本發(fā)明一種雙流體細(xì)水霧發(fā)生噴頭可用于抑制熄滅A類火、B類火和電器火。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0027]圖1為本發(fā)明提供一種雙流體細(xì)水霧噴頭的結(jié)構(gòu)原理示意圖。
[0028]圖2為一種雙流體細(xì)水霧噴頭的噴嘴座結(jié)構(gòu)原理示意圖。
[0029]圖3為一種雙流體細(xì)水霧噴頭旋轉(zhuǎn)外殼示意圖。
[0030]圖4為一種雙流體細(xì)水霧噴頭旋轉(zhuǎn)體芯的結(jié)構(gòu)原理示意圖。
[0031]圖5為一種雙流體細(xì)水霧噴頭連接件的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0032]圖6為一種雙流體細(xì)水霧噴頭的噴嘴結(jié)構(gòu)原理示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0033]以下結(jié)合附圖具體說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例。
[0034]實(shí)施例1
[0035]如圖1所示，本發(fā)明提供一種雙流體細(xì)水霧噴頭，其由細(xì)水霧噴嘴座1、旋轉(zhuǎn)外殼
2、旋轉(zhuǎn)體芯3、連接件4和細(xì)水霧蝸旋混合噴嘴5等五部分組成。
[0036]所述細(xì)水霧噴嘴座I是用不銹鋼材料做成如圖2所示長(zhǎng)約34mm直徑約41mm的類柱形構(gòu)件，在其一端頭為邊長(zhǎng)12mm的六邊平面，垂直平面中心有一個(gè)深1mm的M12第一層內(nèi)螺紋孔，用于安裝一只細(xì)水霧噴嘴；端頭與六邊平面有成50度夾角的六面體，每一面的中部垂直布一個(gè)深1mm的M12內(nèi)螺紋孔，用于安裝2?7號(hào)6只細(xì)水霧噴嘴；端頭平面15mm至34mm是一圓柱體；細(xì)水霧噴嘴座I另一端開(kāi)有深1mm的M26內(nèi)螺紋,用于和旋轉(zhuǎn)體相連接；該內(nèi)螺紋的深部約為深6_直徑20_氣液混合旋轉(zhuǎn)腔，該混合旋轉(zhuǎn)腔和2層7個(gè)內(nèi)螺紋孔均想通，氣液在其中繼續(xù)旋轉(zhuǎn)混合后分別從7支噴嘴噴出。
[0037]所述旋轉(zhuǎn)外殼2是用不銹鋼材料做成如圖3所不。旋轉(zhuǎn)外殼2的一長(zhǎng)30mm外徑32mm, 一端內(nèi)徑22mm深1mm,另一端內(nèi)徑17mm深1mm,中部是一深15mm, —端內(nèi)徑為17mm,另一端內(nèi)徑為的22mm圓臺(tái)孔，旋轉(zhuǎn)外殼2兩端為M26的外螺紋，用于和細(xì)水霧噴頭座I及連接件4相連接。
[0038]所述旋轉(zhuǎn)體芯3如圖4所示是不銹鋼材料做成的一高15mm, —端直徑22mm,另一端直徑17mm的圓臺(tái)，圓臺(tái)外表面對(duì)稱開(kāi)有的旋轉(zhuǎn)槽31和32,槽深2mm寬2mm,用于通過(guò)氣液兩相混合流體，在圓臺(tái)的大徑端面中心布一個(gè)深5mm的M3內(nèi)螺紋35，用螺釘和連接件4鏈接固定；旋轉(zhuǎn)體芯3緊配合安裝在旋轉(zhuǎn)外殼2中形成旋轉(zhuǎn)體。
[0039]所述連接件4是一高20mm直徑34mm的不銹鋼材料做成如圖5所示，其一端開(kāi)有深1mm,外徑26mm,內(nèi)徑9mm的環(huán)形凹槽41,環(huán)形凹槽41為M26內(nèi)螺紋,用于安裝氣液旋轉(zhuǎn)體，另一端距離端面中心1mm處，分別與直徑面傾斜10度，布2個(gè)并與環(huán)形凹槽41相通的M8內(nèi)螺紋孔43和孔44，分別用于接水源和氣源，水和氣以10度傾斜角通過(guò)孔43和孔44進(jìn)入環(huán)形凹槽41，并在其中作環(huán)形旋轉(zhuǎn)混合后進(jìn)入旋轉(zhuǎn)體的兩旋轉(zhuǎn)槽31和32，再到達(dá)噴頭座I的氣液混合旋轉(zhuǎn)腔。
[0040]所述細(xì)水霧蝸旋混合噴嘴5如圖6所示，其一端為六角體用于安裝操作，另一端為M12的外螺紋用于安裝在細(xì)水霧噴嘴座I上的噴嘴孔11中，細(xì)水霧蝸旋混合噴嘴5的內(nèi)部為一深13mm的錐形孔25,進(jìn)口端直徑為8mm,出口端直徑為1.2mm。
[0041]裝配時(shí)各部件連接處用密封膠涂抹，以防泄漏。
[0042]使用時(shí)將具有一定壓力的外螺紋M8的水管和氣管分別通過(guò)接頭與內(nèi)螺紋孔43和孔44固定連接，水和氣將同時(shí)進(jìn)入連接件4的環(huán)形凹槽41中，混合后進(jìn)入旋轉(zhuǎn)體的兩道旋轉(zhuǎn)槽31和旋轉(zhuǎn)槽32中，繼續(xù)作混合并沿旋轉(zhuǎn)槽旋轉(zhuǎn)通過(guò)，進(jìn)入細(xì)水霧噴頭座I的蝸旋混合腔，接著通過(guò)細(xì)水霧蝸旋混合噴嘴5的錐形孔51入口并從其出口噴出，形成細(xì)水霧流場(chǎng)。
[0043]將本發(fā)明一種雙流體細(xì)水霧噴頭的多支分布安裝在有一定壓力的水路和氣路管網(wǎng)上,可組成區(qū)域型的雙流體細(xì)水霧滅火系統(tǒng),也可將本發(fā)明一種雙流體細(xì)水霧噴頭安裝在手持式控制裝置上，加上水罐和氣罐構(gòu)成便攜式的雙流體細(xì)水霧滅火系統(tǒng)。該系統(tǒng)可用于抑制熄滅A類火，B類火和電器火，也可用于抑制熄滅微重力環(huán)境下的電器火災(zāi)。
[0044]實(shí)施例2:
[0045]本實(shí)施例2雙流體微細(xì)水霧發(fā)生噴頭的結(jié)構(gòu)和實(shí)施例1的雙流體微細(xì)水霧發(fā)生噴頭的結(jié)構(gòu)相同。是將實(shí)施例1中的噴頭座第一層噴嘴孔封堵，第二層上均勻布置4個(gè)噴嘴而實(shí)現(xiàn)的一種雙流體微細(xì)水霧噴頭。
【權(quán)利要求】
1.一種雙流體細(xì)水霧噴頭，其特征在于:包括細(xì)水霧噴嘴座(I)、旋轉(zhuǎn)體外殼(2)、旋轉(zhuǎn)體芯(3)、連接件(4)和細(xì)水霧蝸旋混合噴嘴(5)等五部分；細(xì)水霧蝸旋混合噴嘴(5)安裝在細(xì)水霧噴嘴座(I)上的噴嘴孔(11)中；旋轉(zhuǎn)體芯(3)安裝在旋轉(zhuǎn)體外殼(2)中形成旋轉(zhuǎn)體；旋轉(zhuǎn)體一端安裝連接件(4)，另一端和細(xì)水霧噴嘴座(I)連接構(gòu)成一種雙流體細(xì)水霧發(fā)生嗔頭； 所述細(xì)水霧噴嘴座(I)是用剛體材料做成的類柱形構(gòu)件，在其一端及體上均勻布置多個(gè)內(nèi)螺紋的噴嘴孔(11)，用于安裝細(xì)水霧噴嘴(5)，其另一端開(kāi)有內(nèi)螺紋的孔(12)，也是噴嘴座⑴的內(nèi)混合腔，并與噴嘴孔(11)相通； 所述旋轉(zhuǎn)體外殼(2)是用剛性材料做成的，旋轉(zhuǎn)體芯(3)緊配合安裝在其中形成旋轉(zhuǎn)體，其兩端為外螺紋和連接件(4)相鏈接； 所述旋轉(zhuǎn)體芯(3)是用剛性材料做成圓臺(tái)形狀，在其外表面均勻開(kāi)有兩道旋轉(zhuǎn)槽(31)和(32)，用于通過(guò)氣液兩相混合流體，在其上端有一內(nèi)螺紋(35)，用螺釘和連接件(4)鏈接固定； 所述連接件(4)是用剛性材料做成的，其一端開(kāi)有含內(nèi)螺紋的環(huán)形凹槽(41)，用于安裝旋轉(zhuǎn)體；其中心開(kāi)有孔(42)，用螺釘穿過(guò)孔(42)與旋轉(zhuǎn)體芯(3)上的內(nèi)螺紋(35)固定連接；同時(shí)開(kāi)有兩個(gè)與凹槽(41)相通的兩個(gè)斜孔(43、44)，其中一個(gè)是進(jìn)入有壓力的水，另一個(gè)是進(jìn)入有壓力的氣體，水和氣在環(huán)形凹槽(41)中混合后通過(guò)旋轉(zhuǎn)體的兩道旋轉(zhuǎn)槽(31、32)到達(dá)噴嘴座(I)的內(nèi)腔，繼續(xù)旋轉(zhuǎn)混合流動(dòng)，直至流經(jīng)細(xì)水霧噴嘴(5)的錐形孔(51)入口后從其出口噴出；兩個(gè)斜孔(43、44)為兩個(gè)內(nèi)螺紋的孔，用于安裝外部水管和氣管的接件； 所述細(xì)水霧蝸旋混合噴嘴(5)，其一端為六角體，用于安裝操作，另一端為外螺紋用于安裝在細(xì)水霧噴嘴座(I)上的噴嘴孔(11)中，細(xì)水霧蝸旋混合噴嘴(5)的內(nèi)部為一錐形孔(51)，大端為進(jìn)口，小端為出口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙流體細(xì)水霧噴頭，其特征在于，使用時(shí)將具有一定壓力的水管和氣管分別通過(guò)接頭與兩個(gè)斜孔(43、44)固定連接，水和氣將同時(shí)進(jìn)入連接件(4)的環(huán)形凹槽(41)中，混合后同時(shí)進(jìn)入旋轉(zhuǎn)體的兩道旋轉(zhuǎn)槽(31、32)，繼續(xù)旋轉(zhuǎn)著混合通過(guò)旋轉(zhuǎn)槽，隨后旋轉(zhuǎn)進(jìn)入細(xì)水霧發(fā)生噴嘴座(I)的蝸旋混合腔，接著通過(guò)細(xì)水霧噴嘴(5)的錐形孔(51)入口并從其出口噴出，形成細(xì)水霧。
【文檔編號(hào)】A62C31/03GK104127980SQ201410390452
【公開(kāi)日】2014年11月5日 申請(qǐng)日期:2014年8月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月8日
【發(fā)明者】秦俊, 費(fèi)芹, 馮明輝, 韓雪 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)