[發明專利]一種消防噴砂炮管及其型面的設計方法

有效

• 申請號: 202010435400.0
• 申請日: 2020-05-21
• 公開（公告）號: CN111467722B
• 公開（公告）日: 2023-07-04
• 發明（設計）人: 雍志培;左宸羽
• 申請（專利權）人: 南京湛瀘科技有限公司
• 主分類號: G06F30/17
• 分類號: G06F30/17;A62C31/00;A62C31/28
• 代理公司: 北京挺立專利事務所(普通合伙) 11265
• 代理人: 許翠玲

本發明涉及一種消防噴砂炮管及其型面的設計方法，包括進砂管、進氣管、外管、內管和連接圈；外管的左端封閉，外管的右端開口，進砂管穿插固定在外管的左端并與外管同心設置，進氣管的一端插入固定在外管的左端并與外管的內部相互連通，內管同心設于外管的內部，連接圈套設固定在內管外并嵌設固定在外管的內壁上；本發明能將砂礫與氣流相互混合并有效避免砂礫與管壁之間的碰撞以防止能量損失，從而將混有砂礫的氣流加速至超音速以大幅擴大投射距離，使得操作人員能在遠離火場的位置處將砂礫快速噴射到火場任意位置，效率高，有效覆蓋距離遠，并能保障操作人員的生命安全。

技術領域

本發明涉及一種消防噴砂炮管及其型面的設計方法。

背景技術

民用消防設施諸如滅火器、消防水帶、砂箱能夠應對小規模的火災。但對于化工廠、電廠、化學品儲運等場所，由于過火面積很大，而且著火材料也多為有毒有害的物質，通常需要通過表面覆蓋砂礫滅火；特別是遇水爆炸的化學品，砂礫覆蓋是唯一有效的手段。

現有的砂礫覆蓋方式是通過車輛將砂礫運輸到最靠近火場的位置，然后將砂礫卸下，再借助人工或者推土機鏟運砂礫，上述方式不僅效率低下，有效覆蓋距離短，只能在火場邊緣進行操作，無法對火場中心區域或其他區域進行操作，而且對操作人員的生命安全構成嚴重威脅，有待于進一步改進。

發明內容

針對上述現有技術的現狀，本發明所要解決的技術問題在于提供一種能將混有砂礫的氣流加速至超音速以大幅擴大投射距離，效率高，有效覆蓋距離遠，并能保障操作人員的生命安全的消防噴砂炮管及其型面的設計方法。

本發明解決上述技術問題所采用的技術方案為：一種消防噴砂炮管，其特征在于，包括進砂管、進氣管、外管、內管和連接圈；所述外管的左端封閉，所述外管的右端開口，所述進砂管穿插固定在外管的左端并與外管同心設置，所述進氣管的一端插入固定在外管的左端并與外管的內部相互連通，所述進砂管的一端形成有第一噴射頭，所述第一噴射頭設于外管的左端內部，所述內管同心設于外管的內部，所述連接圈套設固定在內管外并嵌設固定在外管的內壁上，所述第一噴射頭插入到內管的左端內部并與內管的左端內壁之間形成初級拉瓦爾管；所述連接圈中開設有多個沿圓周方向等角度分布的氣孔；所述內管的右端形成有第二噴射頭，所述第二噴射頭與外管的內壁之間形成了外圈拉瓦爾管；所述內管的中部內壁上向外形成有環向分布的凸環，所述凸環的內部形成了次級拉瓦爾管。

優選地，所述初級拉瓦爾管與第一噴射頭的外徑最大處之間形成了喉口，所述喉口的左右兩側分別形成了初級收縮段和初級擴張段，所述初級收縮段的截面積從左向右連續減小，所述初級擴張段的截面積從左向右連續增大。

優選地，所述凸環的左右兩側分別形成有環向分布的第一弧形圈和第二弧形圈，所述第一弧形圈的內部形成了次級收縮段，所述次級收縮段的截面積從左向右連續減小，所述次級收縮段套設在第一噴射頭的外部并與初級擴張段相互連通。

優選地，所述第二弧形圈的內部形成了次級擴張段，所述次級擴張段的截面積從左向右連續增大。

一種消防噴砂炮管型面的設計方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一，根據公式(1)計算出初級收縮段的內壁曲率以獲得一維流動曲線；

步驟二，采用Cresci解析法將初級擴張段和次級擴張段都分為3個區域：源流逐漸形成的AODB區、將源流整流到具有相同馬赫數的平行均勻流的BDEC區、型面消除壁面上所有膨脹波反射的BFC段；

步驟三，采用Foelsch方法的經驗曲線設計AB段曲線；

步驟四，根據公式(2)確定BDEF區的軸向分布，換算簡化后得到DE段的速度分布公式(3)；