滅火霧化噴嘴的製作方法
2023-05-17 18:58:01
專利名稱：滅火霧化噴嘴的製作方法
技術領域：
本實用新型為一種噴嘴，用於消防滅火系統。
背景技術：
高壓細水霧滅火系統是利用高壓水強行通過水霧噴頭，形成細水霧，均勻覆蓋到保護對象的表面。細水霧表面積大，可以快速汽化，充分地吸收火場熱量，急劇降低火場溫度。同時，霧滴受熱後汽化形成水蒸氣，可使燃燒物周圍空氣中的氧濃度降低，燃燒因缺氧而受抑制或中斷。
細水霧滅火技術對霧滴的基本要求是1霧滴的分布均勻，能形成穩定的霧錐覆蓋著火區域；2霧滴有較大的動量，能夠穿透到火源的根部。根據霧滴的分布情況，噴嘴可分為空心霧化噴嘴和實心霧化噴嘴。傳統的噴嘴起源於噴霧乾燥和噴射燃燒，主要是空心霧化噴嘴。空心霧化噴嘴中心區域無霧滴，噴射距離短，難以有效滅火。實心霧化噴嘴的霧滴分布不均勻，噴嘴軸線附近的霧粒粗大，外圍的霧滴細小。在氣流的卷吸作用下，外圍的細霧滴向中心收縮，難以形成穩定的霧錐，霧滴覆蓋面積非常有限。為克服傳統噴嘴霧錐覆蓋面小的問題，丹麥Danfoss公司、芬蘭Marioff Hi-Fog公司及美國Spray System公司相繼研製了組合噴嘴，但噴嘴間霧錐有幹涉，霧滴直徑增大。中國科技大學黃東林等人提出了簧片式水霧噴嘴，並對其噴射距離、霧粒直徑及用水量進行了研究，見簧片式噴霧滅火機理分析.火災科學.1992.9。浙江大學範明豪等人對收斂型高壓射流噴嘴霧粒的速度分布和霧粒平均直徑進行了理論分析，見高壓細水霧滅火噴嘴的霧化特性研究.機械工程學報.2002.9。這兩種噴嘴屬實心。由於噴嘴內的水流無旋轉運動，故霧粒均勻性好，但霧粒直徑較大(0.2～0.8mm)，滅火效果欠佳。
發明內容
為克服現有技術的缺陷，本實用新型提出一種滅火霧化噴嘴，具有雙層離心式結構，用於產生適合滅火的細水霧。
本實用新型的一種滅火霧化噴嘴，包括前端具有錐孔的噴嘴體，其特徵為所述噴嘴體前端錐孔內置有圓錐形隔離套、隔離套內嵌入噴嘴芯，卡環將隔離套和噴嘴芯固定於噴嘴體內，隔離套與噴嘴體之間、噴嘴芯與隔離套之間具有通道，構成雙層噴嘴。
所述的滅火霧化噴嘴，其進一步特徵為噴嘴體前端錐孔的錐角[β]為90～100°；隔離套內錐孔的錐角[α]為70～80°；噴嘴芯前端臺階上開有作為通道的內螺旋槽、隔離套外側的臺階上開有作為通道的外螺旋槽，兩螺旋槽與軸線角度為40～50°。
所述的滅火霧化噴嘴，所述內、外螺旋槽螺旋方向可以相反。
滅火霧化噴嘴的隔離套外側的臺階上開有外螺旋槽[d]；噴嘴芯前端臺階上開有內螺旋槽[c]。噴嘴芯與隔離套之間構成內層噴嘴旋渦室，隔離套與噴嘴體之間構成外層噴嘴旋渦室。來自管道的高壓水通過水道[a]、[b]及內、外螺旋槽[c]、[d]分別進入內、外層噴嘴旋渦室，並從噴嘴口噴出。設計時已考慮外層噴嘴的平均霧滴直徑略大於內層噴嘴的平均霧滴直徑，外層噴嘴的平均霧滴直徑為內層噴嘴的平均霧滴直徑1.1～1.3。在工作壓力與流量基本相同的條件下，與單層實心相比，雙層噴嘴的霧滴分布更均勻，霧錐的覆蓋範圍也大得多。
圖1本實用新型結構示意圖；圖2隔離套結構示意圖；圖3噴嘴芯結構示意圖；圖4本實用新型雙層噴嘴噴霧強度分布曲線。
具體實施方式
本實用新型雙層噴嘴包括噴嘴體1、隔離套2、噴嘴芯3及卡環4，見圖1。隔離套結構見圖2，圖中下部分為上部分的俯視圖；隔離套2外側的臺階上開有40～50°外螺旋槽d。噴嘴芯結構見圖3，圖中下部分為上部分的俯視圖；噴嘴芯前端臺階上開有40～50°內螺旋槽c。噴嘴芯與隔離套之間構成內層噴嘴旋渦室，其錐角α為70～80°，隔離套與噴嘴體之間構成外層噴嘴旋渦室，其錐角β為90～100°。來自管道的高壓水通過水道a、b及內、外螺旋槽c、d分別進入內、外層噴嘴旋渦室，並從噴嘴口噴出。
實施例1雙層噴嘴的結構參數為內層噴嘴旋渦室入口當量半徑rc＝1.5mm，出口半徑r0＝0.6mm，錐角α＝70°；外層噴嘴旋渦室入口當量半徑rd＝1.5mm，出口半徑r1＝1.0mm，r2＝1.2mm，錐角β＝90°。內外螺旋槽的螺旋角均為45°。噴嘴內壁表面粗糙度為0.8μm。當壓力P＝8.0MPa，流量Q＝5.5L/min時，雙層噴嘴與丹麥Danfoss公司的1918實心霧錐噴嘴的霧化強度對分布比見圖4。圖4表明，在工作壓力與流量基本相同的條件下，與單層實心相比，雙層噴嘴的霧滴分布更均勻，霧錐的覆蓋範圍也大得多。
實施例2錐角α＝70°，錐角β＝100°，內外層螺旋槽的螺旋角均為50°，雙層噴嘴其餘參數同實施例1。
權利要求1.一種滅火霧化噴嘴，包括前端具有錐孔的噴嘴體[1]，其特徵為所述噴嘴體前端錐孔內置有圓錐形隔離套[2]、隔離套內嵌入噴嘴芯[3]，卡環[4]將隔離套和噴嘴芯固定於噴嘴體內，隔離套與噴嘴體之間、噴嘴芯與隔離套之間具有通道，構成雙層噴嘴。
2.如權利要求1所述的滅火霧化噴嘴，其特徵為噴嘴體前端錐孔的錐角[β]為90～100°；隔離套內錐孔的錐角[α]為70～80°；噴嘴芯[3]前端臺階上開有作為通道的內螺旋槽[c]、隔離套[2]外側的臺階上開有作為通道的外螺旋槽[d]，兩螺旋槽與軸線角度為40～50°。
3.如權利要求2所述的滅火霧化噴嘴，其特徵為所述內、外螺旋槽螺旋方向相反。
專利摘要滅火霧化噴嘴，為一種用於消防滅火系統的噴嘴，為克服現有技術的缺陷，產生適合滅火的細水霧；噴嘴體[1]前端錐孔內置有圓錐形隔離套[2]、隔離套內嵌入噴嘴芯[3]，卡環[4]將隔離套和噴嘴芯固定於噴嘴體內，隔離套與噴嘴體之間、噴嘴芯與隔離套之間具有通道，構成雙層噴嘴；噴嘴芯[3]前端臺階上開有作為通道的內螺旋槽[c]、隔離套[2]外側的臺階上開有作為通道的外螺旋槽[d]。在工作壓力與流量基本相同的條件下，與單層實心相比，雙層噴嘴的霧滴分布更均勻，霧錐的覆蓋範圍也大得多。
文檔編號A62C31/02GK2688319SQ20042001763
公開日2005年3月30日 申請日期2004年4月2日 優先權日2004年4月2日
發明者廖義德, 李壯雲, 賀小峰, 邱鴻利, 萬會雄 申請人:華中科技大學