一種基于穩流器的新型消防噴頭的制作方法

本發明涉及消防噴頭，具體涉及一種基于穩流器的新型消防噴頭。

背景技術：

1、在進行消防救援的行動中時，消防水槍的主要功能是滅火。當火災發生時，消防水槍可以通過高壓噴水，將水霧噴灑到火源，有效地降低火源溫度，防止火勢擴大甚至熄滅火源。

2、消防水槍的使用還可以保護救援人員，使滅火工作更加安全。然而，對于常規消防水槍，其噴頭的長度一般是150mm至300mm之間，當槍內水壓超過0.8mpa后，會不可避免地在噴頭內產生大量的湍流動能與渦旋，導致消防水槍的出水流速變小、射流核心不均勻，進而導致水槍射程變小或者射流水滴分布不均等問題，大大降低了滅火效率，極易造成人員安全問題以及重大經濟損失。

技術實現思路

1、現有技術中存在的問題是：消防水槍的噴頭越短，噴頭噴腔內流體的湍流、渦旋問題就會越嚴重，當消防水槍槍內水壓超過0.8mpa時，常規消防水槍的出水速度變慢，射程變短，很難達到40m以上。針對上述問題，本發明提供一種基于穩流器的新型消防噴頭，其包括噴管段、穩流噴管段和外殼，

2、所述噴管段與穩流噴管段、外殼內壁的相鄰端面依次密閉固定連接形成噴頭噴腔，

3、用垂直于噴頭噴腔內壁軸線的平面切割噴頭噴腔的內壁，所獲截面的形狀為圓，

4、穩流噴管段腔體內部設置有穩流器，

5、所述穩流器將進入穩流噴管段腔體內的流體沿穩流噴管段軸向切分成流速流量均相等的三股流體，用垂直于穩流噴管段軸線的平面切割每股流體形成無數個流體截面，每股流體的每個流體截面過噴頭噴腔橫截面圓心的相鄰邊線所形成的夾角沿穩流噴管段的軸向重合，所述夾角均為120°，

6、所述外殼的一端與消防水管連通且兩者相鄰端面密閉固定連接。

7、優選地，所述穩流噴管段從進水口至出水口方向包括相互連通且相鄰端面依次密閉固定連接的靜關節管ⅰ、動關節管、靜關節管ⅱ，

8、所述靜關節管ⅰ與動關節管、靜關節管ⅱ三者內壁的相鄰端面依次密閉固定連接形成的空腔構成了穩流噴管段的穩流噴水腔，所述穩流噴水腔與噴管段、外殼內壁的相鄰端面密閉固定連接形成噴頭噴腔，

9、所述靜關節管ⅰ管腔內內置有靜止導流片ⅰ，

10、所述靜止導流片ⅰ將進入靜關節管ⅰ腔體內的流體沿靜關節管ⅰ軸向切分成流速流量均相等的三股流體，用垂直于靜關節管ⅰ軸線的平面切割流體形成無數個流體截面，每股流體的每個流體截面過噴頭噴腔橫截面圓心的相鄰邊線形成的夾角沿穩流噴管段的軸向重合，且夾角均為120°，

11、所述動關節管管腔內內置有運動導流片，

12、所述運動導流片將進入動關節管腔體內的流體沿動關節管軸向切分成流速流量均相等的三股流體，用垂直于動關節管軸線的平面切割流體形成無數個流體截面，每股流體的每個流體截面過噴頭噴腔橫截面圓心的相鄰邊線形成的夾角沿穩流噴管段的軸向重合，且夾角均為120°，

13、所述靜關節管ⅱ管腔內內置有靜止導流片ⅱ，

14、所述靜止導流片ⅱ將進入靜關節管ⅱ腔體內的流體沿靜關節管ⅱ軸向切分成流速流量均相等的三股流體，用垂直于靜關節管ⅱ軸線的平面切割流體形成無數個流體截面，每股流體的每個流體截面過噴頭噴腔橫截面圓心的相鄰邊線形成的夾角沿穩流噴管段的軸向重合，且夾角均為120°，

15、所述靜關節管ⅰ與動關節管、靜關節管ⅱ沿穩流噴管段軸向的長度比是4:3:2，

16、所述靜止導流片ⅰ與運動導流片、靜止導流片ⅱ沿穩流噴管段軸向的長度比是4:3:2，

17、所述靜止導流片與靜關節管ⅰ在軸向上的長度比是1:1；

18、所述靜關節管ⅰ與動關節管、靜關節管ⅱ的對稱面共面，所述靜止導流片ⅰ與運動導流片、靜止導流片ⅱ自進水口至出水口的方向依次固定連接形成穩流器。

19、優選地，所述運動導流片轉動穿設在中心轉軸表面，

20、所述中心轉軸的兩端分別與靜止導流片ⅰ、靜止導流片ⅱ相鄰的端面固定連接，

21、所述運動導流片與動關節管內壁的相鄰端面貼合密閉固定連接，

22、所述動關節管外表面上固定設置有握把，

23、動關節管跟隨握把轉動沿中心轉軸同步周向轉動，

24、所述外殼遠離進水口的一端套設在靜關節管ⅰ的表面與噴管段相鄰端面密閉固定連接，

25、所述外殼表面開設有允許動關節管伸出的轉動開口，所述握把在轉動開口內沿中心轉軸周向轉動的角度為60°。

26、優選地，所述轉動開口沿中心轉軸周向的兩個端部設置有限位卡槽，所述限位卡槽位于轉動開口的兩個端部，

27、所述握把包括把手、支撐桿、旋轉軸以及轉軸固定座，

28、所述把手與支撐桿相鄰的端面固定連接，

29、所述支撐桿的一端與把手相鄰的端面固定連接，支撐桿的另一端與轉動套設在轉軸表面，所述支撐桿只能沿轉軸周向轉動，所述轉軸的軸向與中心轉軸的軸向垂直，

30、所述轉軸的兩端分別與轉軸固定座相鄰的端面固定連接，所述轉軸固定座固定在動關節管表面，

31、支撐桿可沿轉軸周向轉動至外殼表面的設置的限位卡槽內固定，

32、支撐桿從其中一個限位卡槽轉動至另一個限位卡槽中，沿中心轉軸周向轉動的角度為60°。

33、優選地，所述運動導流片由三個尺寸完全相同的運動導流葉片ⅲ沿中心轉軸外壁周向等間距分布，

34、用垂直于中心轉軸軸線的平面切割運動導流葉片，所獲切割面的形狀均為尺寸收斂型針葉狀截面a，所有針葉狀截面a的形狀相同且對稱面也相同，運動導流葉片ⅲ與動關節管內壁相鄰的端面貼合密閉固定連接，

35、用水平面對每個針葉狀截面a進行切割，獲得一組沿中心轉軸徑向分布的相互平行的直線a，所述直線a沿中心轉軸的徑向向外逐漸收斂形成一個收斂點a，所有收斂點a之間的連線與中心轉軸軸線之間的夾角為13-15°，所有收斂點a均與動關節管的內壁表面接觸，

36、最靠近進水口方向的針葉狀截面a在水平面上的正投影與中心轉軸直徑之間的比值是13-14:5，

37、運動導流葉片ⅲ兩個端部的針葉狀截面a在水平面上的正投影的比值是37-38:20，

38、最靠近進水口方向的針葉狀截面a在垂直于水平面且也垂直于針葉狀截面ⅲ的平面上的正投影與中心轉軸直徑之間的比值是5-6:4，

39、分別與導流葉片ⅲ端部兩個端面共面的針葉狀截面a在垂直于水平面且也垂直于針葉狀截面a的平面上的正投影比值是36-37:25。

40、優選地，所述運動導流片還包括弧形部ⅲ，所述弧形部ⅲ可以使水流更勻速的通過腔體內而對水流的渦旋產生更小的擾動。

41、所述弧形部ⅲ與運動導流葉片相鄰端面的形狀完全相同且重合固定連接，

42、用垂直于中心轉軸軸線的平面切割弧形部ⅲ，獲得切割面b，所有切割面b的對稱面相同，

43、用水平面切割切割面b，獲得一組垂直于中心轉軸軸線的直線b，

44、所述直線b沿中心轉軸徑向逐漸收斂成一個點b，所有點b之間的連線形成弧形b，所述弧形b的半徑是18-19mm，

45、與運動導流葉片ⅲ相鄰端面的切割面b在垂直于水平面且垂直于運動導流葉片端面的平面內的正投影與中心轉軸直徑之間的比值是40-41:36，

46、與運動導流葉片ⅲ相鄰端面的切割面b在水平面內的正投影與中心轉軸直徑之間的比值是10-11:9。

47、優選地，所述靜止導流片ⅰ由三個靜止導流葉片ⅰ組成，三個靜止導流葉片ⅰ相鄰邊線之間的夾角為120°，靜止導流葉片ⅰ與靜關節管ⅰ內壁的相鄰端面貼合固定密閉連接，

48、用垂直于中心轉軸軸線的平面切割靜止導流片ⅰ，獲得切割面c，所有切割面c形狀相同且對稱面也相同，

49、用水平面切割每一個切割面c，獲得一組垂直于中心轉軸軸線的直線c，所述直線c沿中心轉軸徑向逐漸收斂形成一個點c，所有點c之間的連線與中心轉軸軸線之間的夾角是13-15°，

50、所有點c均與靜關節管ⅰ的內壁表面接觸，

51、最靠近進水口方向的切割面c在水平面內的正投影與中心轉軸直徑之間的比值是36-37：25，

52、分別與靜止導流片ⅰ端部兩個端面共面的切割面c在水平面內的正投影比值是9-10:5，

53、最靠近進水口方向的切割面c在垂直于水平面且也垂直于切割面c的平面上的正投影與中心轉軸直徑之間的比值是36-37:25，

54、分別與靜止導流片ⅰ端部兩個端面共面的切割面c在垂直于水平面且也垂直于切割面c的平面上的正投影比值是6-7:5。

55、優選地，所述靜止導流片ⅰ還包括弧形部ⅰ，

56、所述弧形部ⅰ與靜止導流葉片ⅰ相鄰端面的形狀完全相同且重合固定連接，

57、用垂直于中心轉軸軸線的平面切割弧形部ⅰ，獲得切割面d，所有切割面d的對稱面相同，

58、用水平面切割切割面d，獲得一組垂直于中心轉軸軸線的直線d，

59、所述直線d沿中心轉軸徑向逐漸收斂成一個點d，所有點d之間的連線形成弧形d，所述弧形d的半徑是12.5-13mm，

60、與靜止導流葉片ⅰ相鄰端面的切割面d在垂直于水平面且垂直于運動導流葉片端面的平面內的正投影與中心轉軸直徑之間的比值是5-6:1，

61、與靜止導流葉片ⅰ相鄰端面的切割面d在水平面內的正投影與中心轉軸直徑之間的比值是4-5:1。

62、優選地，所述靜止導流片ⅱ由三個靜止導流葉片ⅱ組成，三個靜止導流葉片ⅱ相鄰邊線之間的夾角為120°，靜止導流片ⅱ中的一個靜止導流葉片ⅱ的對稱面與靜止導流片ⅰ中的一個靜止導流葉片ⅰ的對稱面共面，所述靜止導流葉片ⅱ與靜關節管ⅱ內壁的相鄰端面貼合密閉固定連接，

63、用垂直于中心轉軸軸線的平面切割靜止導流片ⅱ，獲得切割面e，所有切割面e形狀相同且對稱面也相同，

64、用水平面切割每一個切割面e，獲得一組垂直于中心轉軸軸線的直線e，所述直線e沿中心轉軸徑向逐漸收斂形成一個點e，所有點e之間的連線與中心轉軸軸線之間的夾角是13-15°，所有點e均與靜關節管ⅱ的內壁接觸，

65、最靠近進水口方向的切割面e在水平面內的正投影與中心轉軸直徑之間的比值是32-33：75，

66、分別與靜止導流片ⅱ端部兩個端面共面的切割面e在水平面內的正投影比值是57-58：150，

67、最靠近進水口方向的切割面e在垂直于水平面且也垂直于切割面e的平面上的正投影與中心轉軸直徑之間的比值是4-5:15，

68、分別與靜止導流片ⅱ端部兩個端面共面的切割面e在垂直于水平面且也垂直于切割面e的平面上的正投影比值是5-6:4。

69、優選地，所述靜止導流片ⅱ還包括弧形部ⅱ，

70、所述弧形部ⅱ與靜止導流葉片ⅱ相鄰端面的形狀完全相同且重合固定連接，

71、用垂直于中心轉軸軸線的平面切割弧形部ⅱ，獲得切割面f，所有切割面f的對稱面相同，

72、用水平面切割切割面f，獲得一組垂直于中心轉軸軸線的直線f，

73、所述直線f沿中心轉軸徑向逐漸收斂成一個點f，所有點f之間的連線形成弧形f，所述弧形f的半徑是16-17°，

74、與靜止導流葉片ⅱ相鄰端面的切割面f在垂直于水平面且垂直于運動導流葉片端面的平面內的正投影與中心轉軸直徑之間的比值是9-10:25，

75、與靜止導流葉片ⅱ相鄰端面的切割面f在水平面內的正投影與中心轉軸直徑之間的比值是4-5:1。

76、本發明具有如下的有益效果：

77、(1)短噴頭傳統消防水槍噴腔內部水壓達到0.8mpa時，噴腔內部流體湍流與渦旋的問題十分嚴重，導致其射程短、射流核心不均勻、出水流速小，本發明所獲消防噴頭中內設有穩流器，所述穩流器由對稱面共面的靜止導流片ⅰ與運動導流片、靜止導流片ⅱ依次固定連接形成，所述穩流器將進入穩流噴管段腔體內的流體沿穩流噴管段軸向切分成流速流量均相等的三股流體，可顯著改善超過0.8mpa的高水壓下消防噴頭的噴頭噴腔內部流體的湍流與渦旋情況，本發明所獲消防噴頭在較高的噴腔水壓以及較短的噴頭長度下，流體射流核心更穩定，出水流速更大，射程更遠；

78、(2)本發明動關節管外表面上還固定設置有握把，所述握把沿中心轉軸周向轉動時，動關節管跟隨握把同向轉動，使得運動導流片中運動導流葉片的對稱面與相鄰的靜止導流葉片ⅱ或靜止導流葉片ⅰ的對稱面之間形成不大于60°的夾角，當夾角為0時，這時消防噴頭的射程最大，當夾角為60°時，這時消防噴頭的射程最小，但可以方便的實現霧狀噴射流；

79、(3)靜止導流片ⅰ的靜止導流葉片ⅰ自進水口至出水口方向的厚度逐漸變薄，這一設計不僅減輕了穩流器的整體重量，使得消防噴頭更加輕便易于操作，同時也使得流體在進入穩流噴管段時能夠更快速地適應流道的變化，減少了流體在流道轉換過程中產生的能量損失，此外，逐漸變薄的設計還有助于提高流體在穩流噴管段中的流速均勻性，進一步增強了消防噴頭的射程和射流穩定性；

80、(4)運動導流片的運動導流葉片同樣采用自進水口至出水口方向逐漸變薄的設計，這一設計除了上述提到的減輕重量和減少能量損失的優點外，還使得運動導流片在隨握把轉動時能夠更加靈活，便于實現不同噴射角度的調節，此外，逐漸變薄的設計還有助于提高運動導流葉片在高速水流沖擊下的穩定性，減少了因水流沖擊而產生的振動和噪音，有助于進一步提高消防噴頭的射程和射流穩定性；

81、(5)靜止導流片ⅱ的靜止導流葉片ⅱ同樣采用自進水口至出水口方向逐漸變薄的設計，這一設計使得流體在流經靜止導流片ⅱ時能夠更加順暢地進入出水口，減少了流體在出口處的阻力，進一步提高了消防噴頭的出水流速和射程，同時，逐漸變薄的設計還有助于增強靜止導流片ⅱ的抗壓能力，保證了在高水壓下消防噴頭的穩定工作；

82、(6)靜止導流葉片ⅰ與運動導流葉片、靜止導流葉片ⅱ的端部均設置有弧形部，且弧形部自出水口至進水口方向的厚度逐漸變薄，不僅減輕了穩流器的整體重量，使得消防噴頭更加輕便易于操作，同時也使得流體在進入穩流噴管段時能夠更快速地適應流道的變化，減少了流體在流道轉換過程中產生的能量損失，此外，逐漸變薄的設計還有助于提高流體在穩流噴管段中的流速均勻性，進一步提高了消防噴頭的射程和射流穩定性。