旁通旋流-氣泡霧化型低壓細水霧噴頭的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種低壓水霧噴頭，具體涉及一種新型低壓細水霧滅火噴頭。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，對于細水霧滅火噴頭來說，理論和實驗的研究成果都較少，究竟何種噴頭結(jié)構(gòu)更適合滅火也一直沒有定論。當前常見的各種細水霧滅火噴頭所采取的成霧技術(shù)主要有撞擊作用、離心作用、氣泡霧化、多級霧化、雙流體霧化、超聲波霧化、靜電霧化等，但這些霧化方式也都存在著諸多的不足，而不同工作壓力級別的細水霧噴頭也都各有弊端，具體來說:
[0003]1.高壓細水霧噴頭的噴嘴流道往往易于堵塞，維修成本較大。
[0004]2.對于主要應(yīng)用撞擊霧化技術(shù)的噴頭來說，主要手段是加入了某些特定的機械結(jié)構(gòu)使流體霧化，如螺旋彈簧、旋流芯、金屬片等，其中又以加入旋流芯結(jié)構(gòu)居多，但引入旋流芯結(jié)構(gòu)會出現(xiàn)以下問題:
[0005](I).該結(jié)構(gòu)使流體運動阻力大大增加，消耗大量能量，容易導(dǎo)致水霧噴射速度不高，大量霧滴不能順利到達火羽表面或根部，使細水霧噴頭滅火效果變差，這在低壓細水霧滅火系統(tǒng)中尤為明顯。
[0006](2).旋流芯結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加入旋流芯增加了噴頭體結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，制造成本增加，且細水霧噴頭尺寸小。受旋流芯體積和加工難度限制，加工出的旋流芯式噴嘴數(shù)量有限，使該種噴頭滅火作用半徑減小。
[0007](3).旋流芯流道當量尺寸小，若來流過濾效果不佳易產(chǎn)生堵塞。
[0008]3.采用金屬盤、螺旋彈簧結(jié)構(gòu)的細水霧噴頭產(chǎn)生的霧滴粒徑往往較大，且也存在旋流芯式噴頭的弊端。
[0009]4.對于當前應(yīng)用最多的離心式細水霧噴頭來說，若離心力過大，很可能使噴出的細水霧軸向動量不足而徑向動量偏大，使細水霧霧場特性分布不均，而在達到滅火要求的細水霧噴霧強度的前提之下，細水霧噴霧強度分布均勻有利于節(jié)水并能大幅度縮短滅火時間，而該種噴頭離心力過大時的情形顯然不利于形成均勻的噴霧強度。
[0010]5.傳統(tǒng)的細水霧噴頭往往要借助外界給予的能量進行驅(qū)動霧化，不能充分利用水流自身的能量。
[0011 ] 6.傳統(tǒng)的細水霧噴頭應(yīng)用范圍較窄，噴嘴不能進行靈活的轉(zhuǎn)換;附加配件少。
[0012]綜上所述，當前常見的水霧噴頭存在著各種各樣的不足，適用范圍有待擴大，使用效果有待提升。
[0013]發(fā)明目的及發(fā)明效果
[0014]發(fā)明一種適用于動車等場所的新型低壓細水霧噴頭，主要為解決當前常見的細水霧噴頭霧化半徑較小、霧化錐角較小、徑向動量不足、霧滴顆粒較大、不節(jié)水等不足之處。該噴頭可關(guān)閉注氣孔，作單一水流體滅火噴頭之用，這種情況下在噴頭外部有較大的射流錐角和較強的卷吸水流能力，易于形成大范圍的霧化空間；水流體借助三個斜接旁通管在噴頭內(nèi)部能充分地進行旋流混合，這有利于水霧動量在徑向上的提高，進而擴大滅火范圍，該技術(shù)充分利用了水流自身的能量，同時因旁通水來自于噴頭來流使得噴頭更加節(jié)水。
[0015]噴頭同時應(yīng)用了氣泡霧化技術(shù)，其原理圖如圖1所示。該噴頭屬于兩相流噴頭，除了具備單一水流體噴頭的一些優(yōu)點外，還能顯著提高霧化效果。該噴頭能夠在注氣段水流道管壁區(qū)域形成低壓區(qū)，使注氣過程更加容易；外壁和內(nèi)壁開設(shè)了多個氣孔以提高注氣效果，使用外氣內(nèi)液式氣泡霧化結(jié)構(gòu)便于簡化噴頭整體結(jié)構(gòu)。
[0016]噴頭本體結(jié)構(gòu)相對簡單，易于加工和裝配，無活動部件，在噴孔上可安裝多種規(guī)格的噴嘴，若在實際使用過程中產(chǎn)生的霧滴粒徑過大，還可以在噴孔上安裝旋流芯以減小霧滴的平均粒徑;噴頭配件齊全，能實現(xiàn)自動滅火。
[0017]本發(fā)明的發(fā)明效果可歸納為:
[0018]1.該噴頭可關(guān)閉注氣孔，作單一水流體滅火噴頭之用，這種情況下在噴頭外部有較大的射流錐角和較強的卷吸水流能力，易于形成大范圍的霧化空間。
[0019]2.引入旁通旋流技術(shù)，該技術(shù)充分利用了水流自身的能量進行旋流混合，不僅使加入的高效滅火劑(如F-500)均勻混合，而且使霧化氣體在噴頭內(nèi)部進行更加充分的混合而增強了霧化效果;該旁通結(jié)構(gòu)因存在著噴頭徑向方向上的水流擾動，有利于水霧動量在徑向上的提高，進而擴大滅火范圍;此外，該結(jié)構(gòu)因旁通水來自于噴頭來流使得噴頭更加節(jié)水。
[0020]3.該噴頭亦應(yīng)用了氣泡霧化技術(shù)，屬于兩相流噴頭，除了具備單一水流體噴頭的一些優(yōu)點外，還能顯著提高霧化效果。該噴頭因主流入口邊界位于注氣段水流道邊界線以內(nèi)，能夠在注氣段水流道管壁區(qū)域形成低壓區(qū)，使注氣過程更加容易。
[0021]4.外壁和內(nèi)壁開設(shè)了多個氣孔以提高注氣效果，使用外氣內(nèi)液式氣泡霧化結(jié)構(gòu)便于簡化噴頭整體結(jié)構(gòu);采用外注氣孔的數(shù)量少于內(nèi)注氣孔的數(shù)量的方式進行注氣孔數(shù)量布置，既簡化了外部連接氣體管路的復(fù)雜性，又增加了內(nèi)筒注氣的注氣面積;采用外注氣孔位置靠近旋流段，而內(nèi)注氣孔位置靠近來流段的方式進行注氣孔位置布置，能夠使流體提前形成氣液兩相流而增強霧化效果。
[0022]5.噴頭本體無活動部件，使用不銹鋼材質(zhì)鍛造，使用壽命長，維護成本低。
[0023]6.在噴孔上可安裝多種規(guī)格的噴嘴以適應(yīng)多種滅火環(huán)境，若在實際使用過程中產(chǎn)生的霧滴粒徑過大，還可以在噴孔上安裝旋流芯以減小霧滴的平均粒徑。
[0024]7.噴頭配件齊全，下方可加裝玻璃泡以實現(xiàn)自動滅火，旋流段槽口處可加裝防塵卓以防止嗔頭堵塞。
[0025]8.工作壓力為低壓，即P < 1.2IMPa，噴頭應(yīng)用的安全性大大提高，并降低了堵塞的風險。
[0026]9.該噴頭可作為單一噴嘴使用，在使用場所均勻布置。由于噴頭存在側(cè)噴嘴，能夠顯著擴大施霧范圍，而當前常規(guī)的單一噴嘴大多不存在側(cè)噴嘴，還可根據(jù)需要在一個材料基體中加工出多個這樣的結(jié)構(gòu)作為多噴嘴器械使用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0027]本發(fā)明設(shè)計出的新型低壓細水霧噴頭裝置主要由來流段、注氣段、旋流段、漸縮段、噴嘴段等部分組成，如圖2所示。
[0028]新型低壓細水霧噴頭裝置功能段包括以下幾部分:a-來流段;b-注氣段;C-旋流段;d-漸縮段;e-噴嘴段。
[0029]其部件包括以下幾部分:1_消防水管路接口(螺紋連接)；2_多孔圓盤;3-注氣段水流入口 ； 4-旋流旁通管;