一种流场均匀稳定的超声速灭火装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供一种流场均匀稳定的超声速灭火装置，包括超声速喷嘴、橡胶软管、气源储罐和空气压缩机；超声速喷嘴通过橡胶软管与气源储罐连通，超声速喷嘴与橡胶软管之间以及橡胶软管与气源储罐之间均设有截止阀；空气压缩机与气源储罐连通；超声速喷嘴的内壁面为基于三次B样条曲线配置轴线马赫数分布的特征线方法设计的曲面。本新型的超声速灭火装置整体结构精简；采用基于三次B样条曲线配置轴线马赫数分布的特征线方法设计出的超声速喷嘴，能够使喷嘴出口获得均匀性好、气流速度精确、不存集中波系的高品质超声速流场；超声速和空气源的结合，使得灭火时气流持续时间长、稳定性好，灭火效率高，且灭火方式不造成二次污染，绿色环保。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及灭火装置领域，特别地，涉及一种流场均匀稳定的超声速灭火装置。
技术介绍
灭火器，又称灭火筒，是一种可携式灭火工具。灭火器内藏化学物品。灭火器是常见的防火设施之一，存放在公众场所或可能发生火警的地方。灭火器的种类很多，按其移动方式可分为：手提式和推车式；按驱动灭火剂的动力来源可分为：储气瓶式、储压式、化学反应式；按所充装的灭火剂则又可分为：泡沫、干粉、卤代烷、二氧化碳、清水等。利用物质在超声速条件下极难燃烧的原理，部分学者提出了超声速灭火，详情如下：申请号为96201367.6的专利提供一种强力型的自控超声灭火器，其本体的圆弧过渡处内壁向内延伸一弧形曲面体，其表面有喷嘴，孔的两端呈锥形，中间部分是圆柱形，在曲面体下方装有灭火剂，本体底部向外延伸一圆盘形，与栅板固接，自控线路装在线路盒与引发器之间的空腔内，自控线路包括热红外控制线路和温度控制线路，引发器接受信号后引发产生燃气流，经过喷嘴，形成超声速气流，使灭火剂成雾状喷出，由栅板导流，此本装置虽然能起到一定的灭火效果，但是整体结构复杂，成本高，不利于推广使用。申请号为02259174.5的专利提供一种超声速气溶胶干粉自动灭火器，由耐压容器、压缩气瓶、动力引发装置和超声速气溶胶发生器所组成，是一种集干粉灭火剂储存、粉碎、自动引发灭火于一体的新型灭火器，当起火时，压缩气体自动进入干粉仓，搅动干粉形成两相流进入超声速气溶胶发生器，将干粉粉碎成超细粉体由喷嘴喷向火点，形成气溶胶灭火，此种灭火器的灭火效果较好，但是其借助于干粉，造成二次污染，在博物馆、资料室等地点不适合使用，实用性不强。因此，设计一种结构精简以及能实现高效、环保灭火的灭火装置具体重大意义。
技术实现思路
本技术目的在于提供一种具有流场可持续性、均匀性以及稳定性的超声速灭火装置，具体技术方案如下：一种流场均匀稳定的超声速灭火装置，包括超声速喷嘴、橡胶软管、气源储罐以及空气压缩机；所述超声速喷嘴的末端通过橡胶软管与所述气源储罐的内部连通，所述超声速喷嘴与所述橡胶软管之间设有第一截止阀；所述橡胶软管与所述气源储罐之间依次设有减压阀以及第二截止阀；所述空气压缩机与所述气源储罐连通，且两者之间设有第三截止阀；所述气源储罐上设有安全泄压阀以及压力表；所述超声速喷嘴包括单个或者两个以上均布的喷嘴单件，所述喷嘴单件包括一个管道，由其前端至末端方向所述管道的内壁面先收缩后扩张，所述内壁面为基于三次B样条曲线配置轴线马赫数分布的特征线方法设计的曲面。以上技术方案中优选的，所述喷嘴单件为喷出扁平气流或柱状气流的喷嘴。为了达到更好的技术效果，所述气源储罐上还设有与外界气源连接用的接口管道，所述接口管道上设有第四截止阀。为了达到更好的技术效果，还包括控制所述超声速喷嘴在喷出气流和不喷出气流两者状态下进行切换的电磁阀以及与所述电磁阀连接的控制开关。为了达到更好的技术效果，还包括手推式移动小车，所述气源储罐以及所述空气压缩机均设置在所述手推式移动小车上。应用本技术的技术方案，具有以下有益效果：(1)本技术的流场均匀稳定的超声速灭火装置包括超声速喷嘴、橡胶软管、气源储罐、空气压缩机等，整体结构精简，成本低；采用基于三次B样条曲线配置轴线马赫数分布的特征线方法设计出的超声速喷嘴，能够使喷嘴出口获得均匀性好、气流速度精确、不存集中波系的高品质超声速流场，且其喷出的气流具有持续时间长以及稳定性好的特点，这样可以保证高速气流对火苗或燃烧物的有效覆盖率，从而提高灭火效率；采用超声速喷嘴的流道设计，利用物质在超声速条件下极难燃烧的原理以及利用廉价和充足的环境大气作为气源，为抗争火灾提供新的手段，灭火方式不会造成二次污染，绿色环保；超声速气流能使燃烧物在瞬间就处于极其严峻的环境而无法继续维持燃烧，高速气体所带来的低温效应能够降低燃烧物温度使其低于燃点，同时冷凝周围环境中的水汽在燃烧物表面形成覆盖从而在一定程度上隔离氧气，另外，高速气体强大的剪切力可以将分散、冲撞燃烧物，因此，本技术流场均匀稳定的超声速灭火装置不易对贵重的燃烧物造成破坏，在缺水或某些不适合用现有灭火手段的场合可以发挥作用，而且与现有灭火手段配合使用，能够提高灭火效率，降低对水资源的消耗。(2)本技术中喷嘴单件为喷出扁平气流或柱状气流的喷嘴，可以根据实际需求选用不同形状的喷嘴，鉴于喷嘴的形状不同所产生的超声速气流包裹也不同，可以在适当的场合发挥各自的功效，实用性强。(3)本技术中气源储罐上还设有与外界气源连接用的接口管道，该接口管道用于紧急时与外部气源连接，以达到快速填充的目的，便于充分利用使用地所具备的大型气源或大型压力装置等条件，实用性强且能提高灭火效率。(4)本技术中还包括控制所述超声速喷嘴开关的电磁阀以及与所述电磁阀连接的控制开关，便于控制超声速喷嘴的喷气，控制方便且能满足不同的条件。(5)本技术中还包括手推式移动小车，所述气源储罐以及所述空气压缩机均设置在所述手推式移动小车上，便于整个灭火装置的移动，提高灭火效率。除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本技术还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本技术作进一步详细的说明。附图说明构成本申请的一部分的附图用来提供对本技术的进一步理解，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：图1是本技术优选实施例1中流场均匀稳定的超声速灭火装置的整体结构示意图；图2是图1中流场均匀稳定的超声速灭火装置另一角度的整体结构示意图；图3是图1中超声速喷嘴的F向视图；图4是图1中超声速喷嘴的E-E剖视图；图5是图1中超声速喷嘴的一种结构示意图；图6是图1中超声速喷嘴的网格划分示意图；图7是图1中超声速喷嘴出口截面的马赫数分布图；图8是图1中超声速喷嘴由入口至出口方向沿喷嘴中轴线的马赫数分布图；图9是图1中超声速喷嘴由入口至出口方向沿喷嘴中轴线的气流温度分布图；图10是图1中超声速喷嘴由入口至出口方向沿喷嘴中轴线的气流压力分布图；图11是图1中超声速喷嘴的另一种结构示意图。具体实施方式以下结合附图对本技术的实施例进行详细说明，但是本技术可以根据权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。实施例1：一种流场均匀稳定的超声速灭火装置，其设计马赫数为2.0的喷嘴，若其气源的压力为8个大气压，气源温度为25摄氏度，那么在喷嘴出口处形成的超声速气流517m/s，气流的温度仅有零下100摄氏度左右，驻点压力达到5～6个大气压。本技术流场均匀稳定的超声速灭火装置的具体结构详见图1以及图2，包括超声速喷嘴1、橡胶软管3、气源储罐6、空气压缩机11以及手推式移动小车12。所述超声速喷嘴1的末端通过橡胶软管3与所述气源储罐6的内部连通，所述超声速喷嘴1与所述橡胶软管3之间设有第一截止阀2；所述橡胶软管3与所述气源储罐6之间依次设有减压阀4以及第二截止阀5。所述空气压缩机11与所述气源储罐6连通，且两者之间设有第三截止阀10。所述气源储罐6上设有安全泄压阀7以及压力表8。所述超声速喷嘴1包括四个均布的喷嘴单件1.1(喷嘴单件的数量还可以根据实际情况选择)，相邻两个所述喷嘴单件的轴线之间的夹角为90°，详见图3和图4。此种采用多个本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种流场均匀稳定的超声速灭火装置，其特征在于：包括超声速喷嘴(1)、橡胶软管(3)、气源储罐(6)以及空气压缩机(11)；所述超声速喷嘴(1)的末端通过橡胶软管(3)与所述气源储罐(6)的内部连通，所述超声速喷嘴(1)与所述橡胶软管(3)之间设有第一截止阀(2)；所述橡胶软管(3)与所述气源储罐(6)之间依次设有减压阀(4)以及第二截止阀(5)；所述空气压缩机(11)与所述气源储罐(6)连通，且两者之间设有第三截止阀(10)；所述气源储罐(6)上设有安全泄压阀(7)以及压力表(8)；所述超声速喷嘴(1)包括单个或者两个以上均布的喷嘴单件(1.1)，所述喷嘴单件(1.1)包括一个管道，由其前端至末端方向所述管道的内壁面先收缩后扩张，所述内壁面为基于三次B样条曲线配置轴线马赫数分布的特征线方法设计的曲面。

【技术特征摘要】
1.一种流场均匀稳定的超声速灭火装置，其特征在于：包括超声速喷嘴(1)、橡胶软管(3)、气源储罐(6)以及空气压缩机(11)；所述超声速喷嘴(1)的末端通过橡胶软管(3)与所述气源储罐(6)的内部连通，所述超声速喷嘴(1)与所述橡胶软管(3)之间设有第一截止阀(2)；所述橡胶软管(3)与所述气源储罐(6)之间依次设有减压阀(4)以及第二截止阀(5)；所述空气压缩机(11)与所述气源储罐(6)连通，且两者之间设有第三截止阀(10)；所述气源储罐(6)上设有安全泄压阀(7)以及压力表(8)；所述超声速喷嘴(1)包括单个或者两个以上均布的喷嘴单件(1.1)，所述喷嘴单件(1.1)包括一个管道，由其前端至末端方向所述管道的内壁面先收缩后扩张，所述内壁面为基于三次B样条曲线配置轴线...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈植，吴军强，吴勇航，王瑞波，林学东，刘光远，杨洋，陈宏涛，谢疆宇，陈学孔，邓吉龙，吴冠清，
申请(专利权)人：中国空气动力研究与发展中心高速空气动力研究所，
类型：新型
国别省市：四川;51