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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)实用新型专利 (10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201620405713.0 (22)申请日 2016.05.06 (73)专利权人 江苏恒达动力科技发展股份有限 公司 地址 211122 江苏省南京市江宁区淳化街 道淳化工业区胜利河路118号 (72)发明人 戴国俊 (74)专利代理机构 江苏银创律师事务所 32242 代理人 孙计良 (51)Int.Cl. A62C 31/02(2006.01) A62C 31/00(2006.01) (ESM)同样的发明创造已同日申请发明专利 (54)实用新型名称 一种水炮炮头和高压水炮。
2、 (57)摘要 本实用新型公开了一种水炮炮头和高压水 炮。 其中水炮炮头包括与炮管相连的底部和炮 口， 底部的内径大于炮口内径使得水炮炮头的内 部形成锥形的炮腔； 炮腔是由抛物线段围绕轴心 旋转360度后形成的旋转体。 相比于无炮头结构 和普通锥形炮口的水炮炮头， 从本实用新型的水 炮炮头流出的水束具有更优的水速分布， 从而提 高水炮射程。 权利要求书1页 说明书3页 附图3页 CN 205598486 U 2016.09.28 CN 205598486 U 1.一种水炮炮头， 包括与炮管相连的底部(221)和炮口(222)， 其特征在于， 底部(221) 的内径大于炮口(222)内径使得水炮。
3、炮头的内部形成锥形的炮腔(223)； 炮腔(223)是由曲 线段围绕轴心旋转360度后形成的旋转体。 2.如权利要求1所述的水炮炮头， 其特征在于， 所述曲线段为抛物线段， 所述抛物线段 为抛物线在A点(xA,yA)和B点(xB,yB)之间的曲线段， 其 中， yByA； 炮腔(13)是所述抛物线段围绕X轴旋转360度形成的旋转体。 3.如权利要求1所述的水炮炮头， 其特征在于， 炮腔(223)的腔壁上铺设有疏水层 (226)； 疏水层(226)由疏水材料制成。 4.如权利要求3所述的水炮炮头， 其特征在于， 所述疏水材料为聚四氟乙烯。 5.一种高压水炮， 其特征在于， 包括水炮罐(1)、 储。
4、气罐(41)、 空气压缩机(42)以及炮管 (21)和炮头(22)； 水炮罐(1)设有出水管(12)、 进水口(13)、 进气口(14)和内管(15)； 进气口 (14)位于水炮罐(1)的顶部， 并通过电磁阀(43)与储气罐(41)相连； 储气罐(41)连接空气压 缩机(42)； 水炮罐(1)的进水口(13)设有止回阀(32)； 出水管(12)竖直设立于水炮罐(1)的 顶部， 并通过炮管方向调整机构(5)连接炮管(21)和炮头(22)； 出水管(12)通过内管(15)伸 入至水炮罐(1)的罐腔底部； 炮头(22)安装在炮管(21)的末端， 是如权利要求1或2或3或4所 述的水炮炮头； 炮管(2。
5、1)的内径大于炮头(22)的炮口的内径。 6.如权利要求5所述的高压水炮， 其特征在于， 还包括蓄水箱(3)； 蓄水箱(3)通过水泵 (31)和止回阀(32)连接水炮罐(1)。 权 利 要 求 书 1/1 页 2 CN 205598486 U 2 一种水炮炮头和高压水炮 技术领域 0001 本实用新型涉及消防用或舰船用的水炮， 特别涉及水炮炮管部分的结构。 背景技术 0002 一般来说， 水炮分为两种： 第一种是消防用或舰船用的水炮； 第二种是喷泉等娱乐 用的水炮。 现有技术下， 消防用或舰船用的水炮其实不能称为水炮而得称为水枪。 它通过高 功率的抽水机直接将水通过炮管发射， 发射是连续的。 。
6、这种水炮的问题主要在于， 一是射程 不够远， 二是运转功率高。 目前消防用的水炮射程为60米左右。 而火灾现场中， 60米距离也 不一定能够抵挡火焰的温度， 特别是在化工厂的火灾中， 化学物质剧烈燃烧， 消防人员得站 在火场百米开外进行消防灭火工作。 舰船用的水炮用于警务舰船在水域进行巡警时替代真 枪实炮。 特别在一些有国际争议的水域中， 使用真枪实炮驱赶他国渔民， 容易造成国际纠 纷。 目前舰船用的水炮功率一般为1000W千瓦。 由于功率过大， 启动水炮后， 舰船也就无法提 供足够的功率维持舰船移动。 也就是说， 启用水炮的时候， 舰船必须停止。 而舰船开动时， 水 炮没有足够的功率启用。 。
7、为此， 采用压缩空气作为水炮的动力源逐渐得到发展。 公开号为 CN103638622A的专利文献公开了一种消防用的水炮。 该消防用水炮通过压缩空气作为动力 源。 尽管该专利文献未公开水炮炮管部分的内容， 但一般来说水炮炮管是必须的。 从炮管射 出的水束的射程很大程度上依赖于， 水束自身的形状。 如果水束集中， 空气正向的阻力只能 作用于水束前端的水， 空气正向阻力无法直接作用于水束中间端， 只能在水束表层形成摩 擦阻力， 由此使得水束的射程最大化。 但假如水束分散， 水束前端不能为这个水束抵消空气 正向阻力， 而作用于各个部分， 水束射程往往很短。 发明内容 0003 本实用新型所要解决的问题。
8、： 优化水炮射出的水束形状和速度， 从而提高水炮射 程。 0004 为解决上述问题， 本实用新型采用的方案如下： 0005 一种水炮炮头， 包括与炮管相连的底部和炮口， 底部的内径大于炮口内径使得水 炮炮头的内部形成锥形的炮腔； 炮腔是由曲线段围绕轴心旋转360度后形成的旋转体。 0006进一步， 所述曲线段为抛物线段， 所述抛物线段为抛物线 在A点(xA,yA)和B点(xB,yB)之间的曲线段， 其中， yByA； 炮腔是所述抛物线段围绕X轴旋转 360度形成的旋转体。 0007 进一步， 炮腔的腔壁上铺设有疏水层； 疏水层由疏水材料制成。 0008 进一步， 所述疏水材料为聚四氟乙烯。 0。
9、009 一种高压水炮， 包括水炮罐、 储气罐、 空气压缩机以及炮管和炮头； 水炮罐设有出 水管、 进水口、 进气口和内管； 进气口位于水炮罐的顶部， 并通过电磁阀与储气罐相连； 储气 罐连接空气压缩机； 水炮罐的进水口设有止回阀； 出水管竖直设立于水炮罐的顶部， 并通过 说 明 书 1/3 页 3 CN 205598486 U 3 炮管方向调整机构连接炮管和炮头； 出水管通过内管伸入至水炮罐的罐腔底部； 炮头安装 在炮管的末端， 是上述的水炮炮头。 0010 进一步， 该高压水炮还包括蓄水箱； 蓄水箱通过水泵和止回阀连接水炮罐。 0011 本实用新型的技术效果如下： 相比于无炮头结构和普通锥形。
10、炮口的水炮炮头， 从 本实用新型的水炮炮头流出的水束具有更优的水速分布， 从而提高水炮射程。 附图说明 0012 图1是炮头安装在炮管末端的结构示意图。 0013 图2是炮头以经过轴心的面作为截面的剖视图。 0014 图3是炮物线段的坐标图。 0015 图4是炮管和炮头的剖视图。 0016 图5是三种炮头结构的流速分布图。 0017 图6是高压水炮的结构示意图。 具体实施方式 0018 下面结合附图对本实用新型做进一步详细说明。 0019 实施例1 0020 如图1、 图2所示， 一种水炮炮头， 包括与炮管21相连的底部221和炮口222。 图1中的 炮头22即为本实施例的水炮炮头。 炮头的底。
11、部221的内径大于炮口222内径使得水炮炮头的 内部形成锥形的炮腔223。 炮腔223是由曲线段围绕轴心旋转360度后形成的旋转体。 也就是 在图2中， 以经过轴心的面为截面， 在水炮炮头的内壁224与截面相交线为曲线段， 该围绕轴 心O旋转360度后形成的旋转体即为炮腔223。 此外， 为节约材料， 该炮头的外周225与截面相 交线也为曲线段。 本实施例中， 该曲线段为抛物线段， 也即， 抛物线上的一段。 如图3所示， A 点(xA,yA)和B点(xB,yB)是以图2中的轴心O为X轴构建笛卡尔平面坐标上的点， 其中A点是图 2中内壁224与截面相交形成的曲线段位于炮口222处的端点； B点是。
12、图2中内壁224与截面相 交形成的曲线段位于底部221处的端点， A和B之间的抛物线段即为内壁224与截面相交形成 的曲线段。 也就是， 炮腔223是A和B之间的抛物线段围绕X轴旋转360度后形成的旋转体。 显 而易见地 ， 这里A点和B点的坐标满足 ： yByA。 该经过A和B的抛物线满足方程 ： 根据该方程可以得知， A为抛物线的极点， A的切线C 平行于X轴。 此外， 本实施例中， 为减少炮头内壁224与水流的阻尼， 炮腔223的腔壁上铺设有 疏水层226。 疏水层226由疏水材料制成。 。 疏水材料是指那些具有与水互相排斥的物理性质 的材料， 用于减少炮管管壁作用在水流上的阻力。 疏水。
13、材料很多， 比如聚四氟乙烯、 柱状结 构阵列碳纳米管膜。 本实施例中， 疏水材料优选为聚四氟乙烯。 0021 图4是本实施例炮管21和炮头22的剖视图。 炮管21由外管211和内管212组成。 内管 212架设在外管211的管腔内， 内管212的内径大于炮头22的炮口222的内径。 内管212的内径 也即为炮管21的内径。 由此产生的效果是高速水流从炮管21射出后， 进入炮腔223， 由于内 管212的内径大于炮头22的炮口222的内径， 经过炮腔223的水流必然被炮头22的内壁压缩， 说 明 书 2/3 页 4 CN 205598486 U 4 使得水流加速。 由于本实施例的这种结构， 使得。
14、出炮口222后的水束具有良好的速度分布和 流向分布。 图5是三种情形下出炮口水束的流速分布图， 其中， 曲线L为无炮头情形下的流速 分布图， 曲线M为普通锥形炮口的流速分布图， 曲线N为本实施例的流速分布图。 曲线L显示， 无炮头情形下， 水流在炮管中流动， 使得水流中间部分的流速最快， 而与管壁接触的部分由 于受到管壁的阻尼导致流速下降， 由此使得水束呈现中间高， 边缘低的情形。 曲线M和N显示 加入炮头后， 流速分布改善， 中间和边缘的流速差减少。 虽然曲线M和N显示效果差不多， 但 这里没有表现径向流速。 在普通锥形炮口之下， 内压产生径向流速， 该径向流速远远大于本 实施例的结构， 根。
15、据实际测试效果显示， 相比于普通锥形炮口， 本实施例可增加520 的射程。 普通锥形炮口比本实施例通常具有20以上的面中面积， 由此可见， 普通锥形炮口 导致水束发散。 另一方面假如不考虑水束在中央和边缘的流速分布， 整体流速分布假设相 同， 由于炮腔223是由抛物线段围绕轴心旋转360度后形成的旋转体， 在炮腔223中， 水流流 速的增加呈现线性。 而普通锥形炮口， 正比于行进距离的平方。 0022 实施例2 0023 一种高压水炮， 如图3所示， 用于消防或舰艇， 包括水炮罐1、 储气罐41、 空气压缩机 42、 蓄水箱3以及炮管21和炮头22。 水炮罐1用于放置发射后成为水炮的水， 通过。
16、支撑架11竖 直安装在地面或底座上。 储气罐41用于存储高压压缩空气， 与空气压缩机42相连。 空气压缩 机42将大气中的空气压缩后成为高压压缩空气， 通过管道送入储气罐41。 储气罐41通过电 磁阀43与水炮罐1相连。 当电磁阀43打开后， 储气罐41内的高压压缩空气冲入水炮罐1内， 将 水炮罐1内的水压出水炮罐1形成水炮， 通过出水口发射。 水炮罐1平时存储在蓄水箱3内。 蓄 水箱3通过水泵31和止回阀32与水炮罐1相连。 当水炮罐1需要水时， 蓄水箱3内的水通过水 泵31经止回阀32泵入水炮罐1内。 水炮罐1设有出水管12。 水炮罐1的出水管12通过炮管方向 调整机构5连接炮管21和炮头。
17、22。 经出水管12发射的水炮通过炮管方向调整机构5进行方向 调整后最终通过炮管21和炮头22射向目标。 炮头22是安装在炮管21末端的机构， 即为本实 施例1的水炮炮头。 如图4所示， 炮管21的内径， 也即内管212的内径大于炮头22的炮口222的 内径。 0024 需要说明的是， 本实施例的蓄水箱3在那些具有充足水源的场合是不必要的。 水炮 罐1可以通过水泵31和止回阀32从提供水源的池塘或江河中获得水炮需要的供水。 说 明 书 3/3 页 5 CN 205598486 U 5 图1 图2 说 明 书 附 图 1/3 页 6 CN 205598486 U 6 图3 图4 图5 说 明 书 附 图 2/3 页 7 CN 205598486 U 7 图6 说 明 书 附 图 3/3 页 8 CN 205598486 U 8 。