專利名稱：一種超遠程高壓脈沖水炮的制作方法
技術領域：
本發明涉及水炮，尤其是一種遠程水炮。
背景技術：
中國的城市化步伐在加快，大中城市二十層以上的高樓林立，高樓層消防是重大課題。現裝備的消防水炮(槍)性能不足，只能打到三四十米高，無法進行有效的外部壓制，內攻時，英勇的消防隊員付出了較大的傷亡代價。因此，我國迫切需要遠程大威力消防水炮。現有的遠程水炮存在的技術缺陷射程較短。·
發明內容
為了克服已有水炮的射程較短的不足，本發明提供一種充氣速度快、成本低、射程較長的超遠程高壓脈沖水炮。本發明解決其技術問題所采用的技術方案是一種超遠程高壓脈沖水炮，包括蓄能器和水炮，所述水炮包括上部炮體、錐形容器和射水缸，所述蓄能器通過第一高壓球閥與所述射水缸的下部空氣腔連通，所述射水缸上安裝錐形容器，所述錐形容器的上端與炮體連通，所述錐形容器上連接進水機構，所述快超遠程高壓脈沖水炮還包括油箱、單出桿油缸和氣液缸，所述油箱的出油口通過液壓泵、單向閥與三位四通換向閥連接，所述油箱的回油口通過溢流閥與三位四通換向閥連接，所述三位四通換向閥通過插裝單向閥與所述單出桿油缸的無桿腔連通，所述單出桿油缸的活塞桿的另一端安裝在連接桿的一端，所述連接桿與活塞桿垂直布置，所述連接桿的另一端安裝用以帶動活塞向無桿腔移動的加載重塊，所述單出桿油缸的有桿腔與所述氣液缸的液體腔連通，所述氣液缸的氣體腔的進出氣口通過安全閥、壓力繼電器與所述蓄能器連接，所述氣液缸的氣體腔的進出氣口同時與吸氣閥、氣動梭閥和空氣濾清器連接。進一步，所述單出桿油缸的有桿腔與二位二通換向閥連接，所述二位二通換向閥與所述三位四通換向閥連接。更進一步，所述單出桿油缸的內徑大于所述氣液缸的內徑。所述氣動梭閥連接用于輸入剩余高壓氣體的手動球閥，所述手動球閥通過第二高壓球閥與所述射水缸的下部空氣腔連通。所述第一高壓球閥和第二高壓球閥均與減壓閥連通，所述減壓閥與附加蓄能器的進出口連通，所述附加蓄能器的進出口同時通過附加安全閥、附加壓力繼電器與所述氣液缸的氣體腔的進出氣口連通。所述第一高壓球閥有兩個，且兩個高壓球閥串聯。所述進水機構包括注水閥、水泵和水箱，所述水箱的出水口上安裝水泵，所述水泵與注水閥連接。本發明的有益效果主要表現在射程較長。
圖I是超遠程高壓脈沖水炮的示意圖。
具體實 施方式下面結合附圖對本發明作進一步描述。參照圖I，一種超遠程高壓脈沖水炮，包括蓄能器22和水炮，所述水炮包括上部炮體34、錐形容器33和射水缸32，所述蓄能器22通過第一高壓球閥與所述射水缸32的下部空氣腔連通，所述射水缸32上安裝錐形容器33，所述錐形容器33的上端與上部炮體34連通，所述錐形容器33上連接進水機構，所述快超遠程高壓脈沖水炮還包括油箱I、單出桿單出桿油缸10和氣液缸13，所述油箱I的出油口通過液壓泵4、單向閥5與三位四通換向閥7連接，所述油箱I的回油口通過溢流閥6與三位四通換向閥7連接，所述三位四通換向閥7通過插裝單向閥與8所述單出桿單出桿油缸10的無桿腔連通，所述單出桿單出桿油缸10的活塞桿的另一端安裝在連接桿的一端，所述連接桿與活塞桿垂直布置，所述連接桿的另一端安裝用以帶動活塞向無桿腔移動的加載重塊12，所述單出桿單出桿油缸10的有桿腔與所述氣液缸13的液體腔連通，所述氣液缸13的氣體腔的進出氣口通過安全閥20、壓力繼電器21與所述蓄能器22連接，所述氣液缸13的氣體腔的進出氣口同時與吸氣閥14、氣動梭閥16和空氣濾清器15連接。進一步，所述單出桿單出桿油缸10的有桿腔與二位二通換向閥9連接，所述二位二通換向閥9與所述三位四通換向閥7連接。更進一步，所述單出桿單出桿油缸10的內徑大于所述氣液缸13的內徑。所述氣動梭閥16與連接用于輸入剩余高壓氣體的手動球閥17，所述手動球閥17通過第二高壓球閥31與所述射水缸32的下部空氣腔連通。所述第一高壓球閥31和第二高壓球閥均與減壓閥28連通，所述減壓閥28與附加蓄能器26的進出口連通，所述附加蓄能器26的進出口同時通過附加安全閥24、附加壓力繼電器25與所述氣液缸13的氣體腔的進出氣口連通。所述第一高壓球閥有兩個，且兩個高壓球閥29、30串聯。所述進水機構包括注水閥35、水泵36和水箱37，所述水箱的出水口上安裝水泵，所述水泵與注水閥連接。液壓泵4由電機3驅動，所述連接桿上安裝接近開關11，所述氣液缸13的氣體腔的進出氣口與安全閥20之間的管道上安裝第二手動球閥18、第三手動球閥19 ;所述蓄能器22的出口安裝第四手動球閥23。本實施例中，高壓脈沖水炮有兩個子系統，包括快速儲能與剩余能量回收系統和水炮發射系統，高壓脈沖水炮由蓄能器22提供能量。快速儲能與剩余能量回收系統工作時，換向閥7右電磁鐵得電，換向閥右位，壓力油進入單出桿油缸10的下腔，將其上腔油壓入氣液缸13的下腔，壓縮氣液缸13上腔的空氣，當氣體壓力超過安全閥20的充氣壓力時，氣液缸13上腔的壓縮氣體被壓入蓄能器22中。然后，換向閥7右電磁鐵失電，換向閥中位，液壓泵4卸荷，插裝單向閥8開啟，在加載重塊的重力作用下，單出桿油缸10的下腔的液壓油回到油箱，同時，氣液缸13下腔的液壓油進入到單出桿油缸10的上腔，氣液缸通過空氣過濾器15、氣動梭閥16和吸氣閥14將大氣吸入氣液缸13的上腔，當單出桿油缸10的活塞桿退回到位時，接近開關11發出信號，使換向閥7右電磁鐵得電，開始下次蓄能過程。高能氣體射流水炮發射后，射水缸32的下腔仍有一定的剩余壓力，當高壓球閥31打開后,射水缸32下腔的壓縮氣體經手動球閥17、梭閥16和吸氣閥14進入氣液缸13的上腔，并推動快速回油，從而實現能量回收。單出桿油缸10和氣液缸13幾個往復運動后，射水缸32下腔的剩余能量回收完成，其活塞下降到缸體的底部，缸內壓力低于大氣壓力，氣液缸13再吸氣時不再從射水缸吸入，而是通過梭閥16和空氣過濾器15從大氣中吸取。經過多次對蓄能器22的充氣過程后，當達到壓力繼電器21的設定壓力時，換向閥7失電，泵卸荷，儲能過程結束。長期工作后，由于泄漏造成氣液缸13的活塞壓氣時不能到達最上端，開啟二位二通換向閥9進行補油。另外，當液壓缸10的內徑大于氣液缸13內徑時，有增壓作用，可使蓄能器22內的壓力高于油源壓力。
水炮發射系統工作時，需先打開手動球閥27，控制器控制高壓球閥29和30先后開啟關閉，一定體積的高能氣體進入射水缸32的下腔，高能氣體迅速膨脹推動活塞向上運動，將射水缸上腔的水體加速，當活塞加速運動結束時，高速水體經過上部炮管射出。發射完成后，水泵36開啟向錐形容器33內注水，水量達到后，水泵關閉。高壓球閥29和30是通過氣動驅動器控制的，控制氣體由蓄能器26經減壓閥28提供。當蓄能器26內的壓力降至壓力繼電器25的下限壓力時，蓄能器26的充氣提示燈開啟，打開手動球閥23，經氣體安全閥24，由儲能與回收系統向蓄能器26充氣，直至上限壓力升高至壓力繼電器25的上限壓力時，蓄能器26的充氣結束提示燈開啟，關閉手動球閥23。超遠程高壓脈沖水炮的特色是I、超遠程高壓脈沖水炮是通過高能氣體的瞬間爆發將氣體的壓力能轉化為水體的動能，可以獲得非常大的水流速度，射程比消防水炮能有大幅度提高。2、超遠程高壓脈沖水炮的效率取決于氣體蓄能過程和水體發射過程，發射過程時間非常短暫，能量損失小，剩余能量回收后比傳統水炮的效率更高。3、超遠程高壓脈沖水炮流速只取決于高能氣體的能量多少，通過控制高能氣體的體積來調節水炮流速，最大流速只是受到射水缸行程的限制。4、盡管超遠程高壓脈沖水炮間歇發射水流，考慮到比消防水炮效率高，其輸出水流的平均功率高于傳統水炮。5、實際使用時，超遠程高壓脈沖水炮則不受水源壓力的影響。
權利要求
1.一種超遠程高壓脈沖水炮，包括蓄能器和水炮，所述水炮包括上部炮體、錐形容器和射水缸，所述蓄能器通過第一高壓球閥與所述射水缸的下部空氣腔連通，所述射水缸上安裝錐形容器，所述錐形容器的上端與炮體連通，所述錐形容器上連接進水機構，其特征在于所述快超遠程高壓脈沖水炮還包括油箱、單出桿油缸和氣液缸，所述油箱的出油口通過液壓泵、單向閥與三位四通換向閥連接，所述油箱的回油口通過溢流閥與三位四通換向閥連接，所述三位四通換向閥通過插裝單向閥與所述單出桿油缸的無桿腔連通，所述單出桿油缸的活塞桿的另一端安裝在連接桿的一端，所述連接桿與活塞桿垂直布置，所述連接桿的另一端安裝用以帶動活塞向無桿腔移動的加載重塊，所述單出桿油缸的有桿腔與所述氣液缸的液體腔連通，所述氣液缸的氣體腔的進出氣口通過安全閥、壓力繼電器與所述蓄能器連接，所述氣液缸的氣體腔的進出氣口同時與吸氣閥、氣動梭閥和空氣濾清器連接。
2.如權利要求I所述的超遠程高壓脈沖水炮，其特征在于所述單出桿油缸的有桿腔與二位二通換向閥連接，所述二位二通換向閥與所述三位四通換向閥連接。
3.如權利要求I或2所述的超遠程高壓脈沖水炮，其特征在于所述單出桿油缸的內徑大于所述氣液缸的內徑。
4.如權利要求I或2所述的超遠程高壓脈沖水炮，其特征在于所述氣動梭閥連接用于輸入剩余高壓氣體的手動球閥，所述手動球閥通過第二高壓球閥與所述射水缸的下部空氣腔連通。
5.如權利要求4所述的超遠程高壓脈沖水炮，其特征在于所述第一高壓球閥和第二高壓球閥均與減壓閥連通，所述減壓閥與附加蓄能器的進出口連通，所述附加蓄能器的進出口同時通過附加安全閥、附加壓力繼電器與所述氣液缸的氣體腔的進出氣口連通。
6.如權利要求5所述的超遠程高壓脈沖水炮，其特征在于所述第一高壓球閥有兩個，且兩個聞壓球閥串聯。
7.如權利要求I或2所述的超遠程高壓脈沖水炮，其特征在于所述進水機構包括注水閥、水泵和水箱，所述水箱的出水口上安裝水泵，所述水泵與注水閥連接。
全文摘要
一種超遠程高壓脈沖水炮，包括蓄能器和水炮，油箱的出油口通過液壓泵、單向閥與三位四通換向閥連接，油箱的回油口通過溢流閥與三位四通換向閥連接，三位四通換向閥通過插裝單向閥與單出桿油缸的無桿腔連通，單出桿油缸的活塞桿的另一端安裝在連接桿的一端，連接桿與活塞桿垂直布置，連接桿的另一端安裝用以帶動活塞向無桿腔移動的加載重塊，單出桿油缸的有桿腔與氣液缸的液體腔連通，氣液缸的氣體腔的進出氣口通過安全閥、壓力繼電器與蓄能器連接，氣液缸的氣體腔的進出氣口同時與吸氣閥、氣動梭閥和空氣濾清器連接。本發明射程較長。
文檔編號A62C31/00GK102908737SQ20121038984
公開日2013年2月6日 申請日期2012年10月15日 優先權日2012年10月15日
發明者邢彤 申請人:浙江工業大學