[发明专利]一种消防炮机构设计及其方法

说明书

本发明涉及一种消防炮机构设计及其方法，包括由喷嘴、炮管、炮管支座、中心主轴、动平台、支撑杆、摇杆、蜗轮蜗杆、轴承支座、蜗轮轴机架和电机组成，炮管在炮管支座的固定下与中心主轴连成一体，电机带动上蜗杆，上蜗轮与中心轴一起转动带动炮管与喷嘴进行360旋转，实现消防炮工作时的其中一个水平旋转运动，同时电机带动下蜗杆进而传动下蜗轮，下蜗轮中开有装销的螺纹孔，而下摇杆中开有放轴承的槽，将销安装在蜗轮的螺纹孔中进而与下摇杆中的轴承相配合，当下蜗轮转动时，销迫使下摇杆在一定角度范围进行往复摇摆，下摇杆往下拉动或向上推动上摇杆。有益效果：本发明提高消防炮的灭火射程，增加灭火的反应敏捷程度，切实提高灭火效率。

技术领域

本发明涉及消防用具设计方法技术领域，具体涉及一种消防炮机构设计及其方法。

背景技术

消防水炮是消防实战中运用最广泛的灭火装备之一，它使得消防人员能够站在离火场辐射热、爆炸危险、有毒浓烟区较远的地方进行灭火，同时消防水炮不仅灭火效率高，而且威力大，从而在移动的消防车、消防船上或常规灭火设备中都得到广泛运用。在一些容易发生恶性区域性火灾场所中，如石油化工、机场、码头等，消防炮同样起到了不可替代的作用。

消防炮具有流量大、射程远和工作稳定可靠等特点，已成为消防实战中运用最广泛的灭火装备之一。传统的消防炮由于炮体自身结构存在多个弯曲，造成水流动能量损失直接影响了消防炮射程，增加了能耗，降低了灭火效率，常见的传统消防炮主要由进口连接附件、炮体、喷射部件组成。炮体通过调节水平方向的选择和竖直方向的俯仰运动实现喷射方向的改变。但传统的炮体是由若干节弯曲的管道通过串联方式连接在一起，利用蜗轮蜗杆传动改变两节相邻的弯管之间的位置，通过弯管的旋转实现喷射方向的改变。这种串联结构形式的消防炮由于炮体自身的弯曲，对水流形成较大的阻力，由此造成的压力损失直接影响了射程，增加了能耗，降低了灭火效率。

发明内容

本发明目的是提供一种消防炮机构设计及其方法，解决了管道受到水力阻力大、消防炮射程大，增加了能耗，降低了灭火效率的技术问题，是通过如下方案实现的。

为了实现以上目的，本发明采用的技术方案为：一种消防炮机构设计，其特征在于，包括由喷嘴、炮管、炮管支座、中心主轴、动平台、支撑杆、摇杆、蜗轮蜗杆、轴承支座、蜗轮轴机架和电机组成，炮管在炮管支座的固定下与中心主轴连成一体，电机带动上蜗杆，上蜗轮与中心轴一起转动带动炮管与喷嘴进行360旋转，实现消防炮工作时的其中一个水平旋转运动，同时电机带动下蜗杆进而传动下蜗轮，下蜗轮中开有装销的螺纹孔，而下摇杆中开有放轴承的槽，将销安装在蜗轮的螺纹孔中进而与下摇杆中的轴承相配合，当下蜗轮转动时，销迫使下摇杆在一定角度范围进行往复摇摆，下摇杆往下拉动或向上推动上摇杆，上摇杆带动动平台在垂直方向进行俯仰运动

一种消防炮机构设计方法，其特征在于，包括消防接口、主流通径和喷嘴直径；所述消防接口为内扣式、卡口式、螺纹式任意一种；

所述主流通径中流道内径一般为等截面的圆形管道；

所述喷嘴的结构包括流道形状、整体长度和进出口直径大小，当消防炮的额定流量和额定工作压力确定后，由于水射流需要以一定的射流速度才能达到射程要求，因此喷嘴的出口直径相应确定，喷嘴直径的大小与消防炮在一定的工作压力下过流能力的大小相对应，工作压力不变，喷水流量随着喷嘴的直径增大而增大，消防炮喷嘴的出口速度可以按照如下计算：

其中：V_out：喷嘴水流出口速度，m/s；

g:重力加速度，9.8m/s；

H₁:喷嘴出口压力水头，即水流的压力势能，m，压力与压力水头之间的转换关系为1MPa，相当于100m；

消防炮流量与喷嘴出口面积的关系：

Q＝A₀V_out