專利名稱：細水霧發生噴頭的制作方法
技術領域：
本發明的主題是一個用于細水霧發生的噴頭，以滅火和鈍化化學和生物污染為目的。
用于產生細水霧的滅火水龍帶噴管帶有雙流體噴頭，并在噴頭內兩種相態——液態和氣態發生交互作用是已知的。通過一個氣體管線提供的具有高動能的氣體，在排水口出口處供給液流的氣力彌霧或者薄霧。
在一個單流體的氣壓霧化器中，任何形態的氣流作用于液流上。在多流體的噴霧器中，流過一個環形通路的液流從兩側被氣流包圍，或者氣流與液流相互作用。(Z.Orzechowski，J.Prywer，，，Rozpylanie cieczy”(“液體霧化”)，IX部分，211頁，WNT，Warszawa，1991)。
已知用于細水霧產生的氣動發生器帶有拉瓦爾噴管。該噴管具有一個通路，其橫截面面積從開始部分到喉部是漸減的，然后朝著噴管排出口的方向漸增。這種噴管部分外形可以通過在噴管內表面的一部分上成形或者通過在噴管內放置收斂-擴散型部分得到。
當前用于消防及化學回收中的細水霧發生噴頭，在給液滴流提供足夠的動能方面存在嚴重的問題。當霧的品質隨著液滴重量的減少而改善時，需要增加輸送速度以提高能量。同時，為了得到足夠小的液滴直徑，細水霧必須通過非常小的孔排出或者通過分散裝置打碎。如果繼續這些步驟，液滴將會有一個顯著的速度，必需使用非常高的壓力作為推動力。然而，在目前的使用中細水霧消防水龍帶噴管的射程受到限制，基本上不超過4到5米。本解決方案的目的就是改進具有較高出水量和較遠射程的細水霧發生噴頭。
細水霧發生噴頭具有帶氣、水分支的雙流體主體，該主體帶有軸向對稱的噴氣管和同軸布置在噴氣管之間的環形排水口，根據本發明其特征為在出口處布置的帶有一個噴水嘴的排水口，其朝向軸線方向收斂，中心和環形的遠離中心的噴氣管有一個帶有出口通道的并具有拉瓦爾噴管外形的部分，通道具有平行于軸線的壁。
如果排水口由固定到主體上的套管形成，構造出外部環形噴管的內側部分是有益處的。套筒終止在出口處，其帶有一個內側漸縮表面，向軸向收斂，并且在收斂-擴散型部分的后面的柱面形成于外側面上。在帶有與水路分支連接的徑向通道的入口部分的周邊上開有排水口。該水路分支至少帶有兩個通過水平通道與徑向通道連接的入口。
在優選方案中，中心噴管在收斂-擴散型部分的后面有一個柱形的出口通道形成于內側表面上。在此方案中，每個噴氣管，中心的和外側環形噴管，都具有一個與喉部橫截面面積比為1.5比2.5的出口。此外，外部環形噴管的喉部和中心噴管的喉部橫截面面積相等，優選的是，橫截面面積的公差在0.8到1.2之間。
在另一個方案中，中心噴管具有一個環形的中心出口通道，同時一個具有柱形外表面的收斂-擴散型部分同軸地布置在中心噴管的內側。優選的是，收斂-擴散型部分形成一個具有拉瓦爾噴管外形的環形噴管，出口通道帶有平行于軸線的壁。在此中心噴管的這個方案中，環形噴管的喉部的橫截面面積優選等于中心噴管喉部的橫截面面積，橫截面面積的公差在0.8到1.2之間。同樣優選的是環形噴管的出口和喉部橫截面面積的比為1.5比2.5，環形噴管的出口和喉部橫截面面積的比為5比8，以及外部環形噴管具有一個與喉部橫截面面積的比為1.5到2.5之間的外側出口。然而，外部環形噴管喉部的橫截面面積優選比中心噴管喉部的橫截面面積和環形噴管喉部橫截面積的總和大兩倍，橫截面面積的公差在0.8到1.2之間。
根據本發明，噴頭可以達到200微米下的高度的細水霧化，霧化液體的高速傳送以及所產生相當大的、8到10米的射程的細水霧。噴頭的特征是顯著的撲滅和熄火能力，ABCE分類(類型)，射界和火災地點的保護以及煙氣吸收。噴頭也可以實現有效地鈍化大面積的化學和生物污染區域并且也可噴射其他專用液體。
噴頭，如每一個發明中那樣，被顯示在示意性的視圖的圖解中。其中
圖1以軸向階梯截面的形式顯示了噴頭，圖2——從圖1中的入口分支端看到的噴頭視圖，圖3——以軸向階梯截面的形式顯示的噴頭的另一個視圖。
細水霧發生噴頭具有一個帶水、氣分支的雙流體主體1，該主體帶有同軸布置在噴管之間的、軸向對稱的噴氣管和環形排水口9。排水口9在其出口處有朝向軸線方向收斂的噴水嘴8，中心噴氣管3和外側噴氣管5有一個帶有出口通道的并具有拉瓦爾噴管外形的部分，通道具有平行于軸線的壁。排水口9由固定到主體1上的套管4組成，構成了外側環形噴管5的內側部分。套管4終止在出口處，其帶有一個內側漸縮表面，向軸向收斂，并且在收斂-擴散型部分的后面的柱面形成于外側面上。在它的入口部分的周邊上，排水口9具有連接到水路分支的徑向通道。水路分支至少有兩個經由水平通道連接到徑向通道的入口孔。
在顯示于圖1中的視圖中，中心噴管3具有一個在形成在內側表面的收斂-擴散型部分后面的柱形出口通道。在此視圖中，中心噴管3和外部環形噴管5出口和喉部橫截面面積比為1.5比2.5。然而，優選外部環形噴管5喉部和中心噴管3喉部的橫截面面積相等，橫截面積公差為0.8到1.2。噴頭1具有在三個梯級上都帶有外螺紋的梯級圓筒外形。中心噴管3被旋入到具有最小直徑的第一個梯級上。套筒4被旋入下一個帶螺紋的梯級上。外部環形噴管5被旋入第三個梯級上。在入口處的噴管5通過在主體1內的帶有軸向通道的分支接合與氣體分支連接。
水通過一個水平分支、水平通道和兩個徑向凹槽被供給排水口9，其中徑向凹槽被連接到排水口入口和出口。在排水口9的出口處，水通過噴水嘴8流出。水的流出速度具有一個指向軸線的徑向分量。由于液體動力和氣流流出中心噴管的作用，產生了非常顯著的水點散射同時保持了一個具有高動能的緊湊的霧流區。
在圖2中，顯示了分支的位置。氣體分支布置在主體1的中心線上并且兩個分支入口的周邊上等距地間隔開。
圖3顯示了噴頭視圖，其中中心噴管3具有一個環形出口通道6。在中心噴管3的內側，布置有在噴管出口上具有柱形外側面的收斂-擴散型部分2。而且，收斂-擴散型部分2構成了一個具有拉瓦爾噴管外形的環形噴管，其出口通道帶有平行于軸的壁。
在這個噴頭視圖中，環形噴管喉部的橫截面面積優選等于中心噴管3喉部的橫截面面積。大小范圍的偏差應不超過公稱尺寸的0.8到1.2。在這個噴頭視圖中，環形噴管的出口和喉部的橫截面面積的比為1.5比2.4，用下面的公式來表示d2/d02＝1.5÷2.5其中d-出口直徑，d0-出口直徑中心噴管3具有一個中心環形出口6，其橫截面面積相對于喉部的橫截面面積比為5比8，由下面的公式表示(D32-D22)/(D32-D22)＝5÷8其中D1-出口內側直徑，D2-喉部直徑，D3出口外側直徑。
外部環形噴管5出口橫截面面積和喉部橫截面面積的比為1.5比2.5，由如下的公式表示(D62-D42)/(D62-D52)＝1.5÷2.5其中D4-出口內側直徑，D5-喉部直徑，D6-出口外側直徑。
然而，外側環形噴管5喉部的橫截面面積比中心噴管3和環形噴管喉部的橫截面面積的總和的2倍還要大。大小范圍的偏差應該不超過這種橫截面面積公稱尺寸的0.8到1.2。環形噴管喉部的橫截面面積和中心環形噴管3的橫截面面積等于規定公差的20％。
環形噴管5的橫截面面積比其他噴管中喉部橫截面面積的2倍還要大，公差在20％以內。
在噴頭中，如圖3所示，主體1具有一種梯級圓柱的外形，在三個相鄰的梯級上帶有外螺紋。具有最小的直徑的第一個梯級既具有外螺紋又具有內螺紋。內螺紋在與氣體分支連接的軸向通道內被切斷。收斂-擴散型部分2被旋入到內螺紋上，該部分2提供有帶有孔的入口部分，通過它氣體從軸向通道流到具有環形出口通道6的中心噴管3。中心噴管被旋入到外螺紋上。套管4被旋入到下一個螺紋梯級上。外部環形噴管5被旋入到最后一個螺紋梯級上。這個噴管在入口處通過主體1內的帶有軸向通道被的分支接合連接到氣體分支。在它的收斂-擴散型部分2，環形噴管可以通過一個塞子用于限制和關閉該噴管出口通道的橫截面部分。
供給到主體1內的軸向上的氣體分支的壓縮氣體尤其壓縮空氣，通過軸向通道到達環形噴管和中心噴管3并且通過分支聯合裝置到達尾部噴管5。圖2中的箭頭P顯示了空氣入口，箭頭W顯示了水的進口。水通過水平分支，水平通道和與它的入口相接的兩個徑向凹槽被供給排水口9。繞著軸對稱地分隔開的凹槽允許適當地充滿出口的整個邊界內。在排水口9的出口處，水通過水噴管8流出。水外流速度具有指向軸的徑向分量。
在液體動力以及氣體流出共軸布置的噴管的作用下，水滴不僅實現了高速擴散，同時保持了發生具有高動能的細水霧的緊湊區域。由噴頭產生的細水霧團不僅僅由細水霧團組成，也包括空氣團。因此，產生的細水霧的動能增加到可能指向細水霧蒸汽的前方8到10米的范圍，這在熄火時是令人滿意的距離。作為每一個本發明的噴頭的效力都可以通過使用增加水密度的添加霧得到改進，例如鹽溶液，尤其是將NaCl供給噴頭。引入比水的揮發性要小的水溶液或者其他物質應用火焰帶增加了熄火的效果，并且蒸發了的固體微粒在射界的保持也構成了一個附加的火災撲滅作用物。
權利要求
1.細水霧發生噴頭具有帶氣、水分支的雙流體主體，該主體帶有軸向對稱的噴氣管和同軸布置在噴氣管之間的環形排水口，其特征在于排水口9在出口處帶有一個噴水嘴8，其朝向軸線方向收斂，并且中心3和外部環形5噴氣管的具有一個帶有出口通道的并具有拉瓦爾噴管外形的部分，通道具有平行于軸線的壁。
2.根據權利要求1所述的噴頭，其特征在于排水口9由固定到主體1上的套管4組成，成為外部環形噴管5的內側部分。
3.根據權利要求2所述的噴頭，其特征在于套管4在出口處終止，出口帶有一個內側漸縮表面，向軸向收斂，且在收斂-擴散型部分的后面的柱面形成于外側面上。
4.根據權利要求1所述的噴頭，其特征在于排水口9在與水路分支連接的入口部分的周邊上有徑向通道。
5.根據權利要求4所述的噴頭，其特征在于水路分支具有至少兩個入口，通過水平通道與徑向凹槽相連。
6.根據權利要求1中所述的噴頭，其特征在于中心噴管3在形成于內表面上的收斂-擴散型部分后面具有柱形出口通道。
7.根據權利要求1所述的噴頭，其特征在于中心噴管3具有環形中心出口通道6同時在噴管出口出帶有柱形外側面的收斂-擴散型部分2被共軸安裝在中心噴管3的內部。
8.根據權利要求7所述的噴頭，其特征在于收斂-擴散型部分2構成了一個具有拉瓦爾噴管外形的環形噴管，其出口通道具有平行于軸線的壁。
9.根據權利要求8所述的噴頭，其特征在于環形噴管喉部的橫截面面積優選等于中心噴管3喉部的橫截面面積，橫截面面積的公差在0.8到1.2。
10.根據權利要求8所述的噴頭，其特征在于環形噴管喉部出口橫截面面積與喉部橫截面面積的比為1.5比2.5，中心噴管具有環形出口通道6與喉部橫截面積比為5比8，并且外部環形噴管5出口與喉部橫截面面積比為1.5比2.5。
11.根據權利要求8的噴頭，其特征在于外部環形噴管喉部5的橫截面面積優選比中心噴管喉部的橫截面面積和環形噴管喉部橫截面積的總和大兩倍，橫截面面積的公差在0.8到1.2。
12.根據權利要求2的噴頭，其特征在于中心噴氣管3和外部環形噴管5出口和喉部的橫截面面積的比為1.5比2.5。
13.根據權利要求2的噴頭，其特征在于外部環形噴管5喉部的橫截面面積和中心噴管的優選相等，橫截面面積的公差在0.8到1.2。
全文摘要
細水霧發生噴頭具有氣、水分支的雙流體主體，軸向對稱的噴氣管和環形排水口，軸向布置在噴氣管之間。排水口9在出口處帶有一個噴水嘴8，朝向軸線方向收斂，并且中心噴氣管3和外部環形噴氣管5具有拉瓦爾噴管外形，其出口通道具有平行于軸線的壁。噴頭被設計成以熄滅火災和鈍化化學和生物污染為目的。
文檔編號A62C31/07GK1942220SQ200480042823
公開日2007年4月4日 申請日期2004年12月3日 優先權日2004年5月31日
發明者安東尼·塔諾格若斯基, 盧多米爾·都達, 波單·哈比特, 賴斯扎堤·格洛塞特 申請人:特利斯多公司