一种交叉振荡型灭火剂喷嘴及方法与流程

本发明涉及消防设备，具体涉及一种交叉振荡型灭火剂喷嘴及方法。

背景技术：

1、飞机防火系统是针对机舱内发生火灾初期，对火源进行有效的探测、灭火及指示控制的系统。当探测器检测到机舱内发生火灾时，灭火子系统将气体灭火剂通过灭火剂喷嘴喷射到机舱空间内，进行火灾抑制。而灭火剂喷射后为达到良好的灭火效果需要保证空间内分布的灭火剂达到一定体积分数及持续时间。

2、但由于飞机的结构设计，机舱内存在较多狭窄隐藏区域，如客舱与蒙皮夹层区域，通过现有的喷嘴，其喷射出的灭火剂扩散速率较慢，很难到达这些狭窄空间内，更难以保证在该空间内达到要求的体积分数或持续时间。导致若飞机机舱内某些区域出现火灾情况时，难以在第一时间内进行火灾抑制，甚至难以实现灭火处理。而为了提高灭火效果，只能增加喷射点和喷射浓度，而大范围的喷射也会降低喷射压力，导致空间内灭火剂分布不均，同时也造成灭火剂的严重浪费。

3、对此本方案提出了一种交叉振荡型灭火剂喷嘴及方法，实现对机舱内隐藏区域的有效喷射且精准控制喷射量，以减少灭火剂浪费的问题。

技术实现思路

1、本发明意在提供一种交叉振荡型灭火剂喷嘴及方法，以提高机舱内隐藏区域的喷洒面积，提高喷射精准度，减少灭火剂浪费的问题，使灭火剂喷嘴能够根据灭火区域内的流体浓度，自动调节喷射，提高灭火效率。

2、为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：应用于飞机防火系统中，包括壳体；所述壳体包括依次连接的出口端、喷腔和入口端；所述出口端包括呈十字型的出口，在出口的外围设有感应组件，感应组件用于对出口外的流体浓度进行识别；所述喷腔内部一体成型有第一振荡体和第二振荡体，第一振荡体和第二振荡体十字相交，且与出口的十字方向对应连通；所述入口端上设有流量控制组件，所述流量控制组件分别与所述第一振荡体和第二振荡体连接，用于分别控制第一振荡体和第二振荡体的流量大小。

3、本方案的原理及优点是：

4、在对飞机内区域进行灭火时，为了保证灭火效果，都会增大喷射范围或者提高喷射浓度，认为只要喷射范围够大且喷射的浓度够高，就能够达到快速灭火的效果且能够覆盖到飞机隐藏区域的灭火。但在实际灭火作业中，却忽略了现有的出口端是被动式喷射，只根据控制大面积进行喷射，其喷射范围，喷射角度和喷射浓度都是固定的。而在大范围喷射时其压力和精准度其实是有所下降的，导致灭火剂存在分布不均匀的情况，从而对于飞机隐藏区域，就算总体灭火剂浓度很高，但隐藏区域的浓度却达不到灭火要求，无法达到良好的灭火效果，而进一步造成灭火剂的严重浪费。

5、本方案首先采用两个交叉设置的振荡腔，通过双流体振荡激励器实现主动性的上、下、左、右四个方向的周期摆动喷射，从而在不需要额外增设方向控制器的情况下，扩大固定喷射面积，达到喷射方向调节的效果，以满足飞机隐藏区域的灭火需求，提高灭火剂扩散速率，使得灭火剂能够快速有效覆盖火灾区域，减少灭火剂用量。

6、同时，在出口处设置感应组件，自动对区域内的灭火剂浓度进行识别，并根据火灾区域实际情况，通过流量控制组件，精准调节振荡腔室内的流场，有效控制交叉振荡形式，从而实现全方向或单独上下方向或单独左右方向的振荡喷射，以此精准控制喷射用量，提高灭火剂使用率，提高灭火效率，降低灭火剂用量。

7、优选的，作为一种改进，所述第一振荡体包括第一耦合腔和第一反馈通道；第二振荡体包括第二耦合腔和第二反馈通道；其中第一耦合腔和第二耦合腔中轴线重合并垂直相交形成耦合腔；第一反馈通道和第二反馈通道相互垂直并分别位于十字型的x轴方向和y轴方向。

8、优选的，作为一种改进，所述第一反馈通道包括相对设于所述第一耦合腔两侧的第一回流通道和第二回流通道；所述第二反馈通道包括分别设于第二耦合腔两侧的第三回流通道和第四回流通道；所述第一回流通道、第二回流通道、第三回流通道和第四回流通道上端分别与出口底部连通，下端分别与耦合腔底部连通，并对应形成第一回流通道口、第二回流通道口、第三回流通道口和第四回流通道口。

9、优选的，作为一种改进，所述流量控制组件包括x轴控制阀和y轴控制阀；所述x轴控制阀用于控制调节位于x轴方向的第一反馈通道流体量；所述y轴控制阀用于控制调节位于y轴方向的第二反馈通道流体量。确保两侧对称的通道内的流量能够保持一致，确保第一反馈通道和第二反馈通道的流量均匀性，确保主动振荡的有效性，能够满足四个方向上的均匀周期摆动喷射。

10、优选的，作为一种改进，所述入口端内设有十字交叉的锥形入口，并与出口的十字方向对应连通；所述x轴控制阀设于锥形入口的x轴方向，所述y轴控制阀设于锥形入口的y轴方向。使x轴和y轴的流体控制更精准。

11、优选的，作为一种改进，所述出口为倒锥形结构，所述出口上端口长度为10-13mm，下端口口径与上端口交叉处宽度一致，为4-6mm。确保灭火剂能够快速稳定的进入耦合腔，形成主动式的周期振荡喷射，同时又避免造成堵塞，影响使用，且能够有效控制用量，避免浪费。

12、一种交叉振荡型灭火剂喷嘴灭火方法，应用于上述交叉振荡型灭火剂喷嘴，根据机舱内判定的起火情况，调节喷嘴喷射区域方向；在喷射过程中通过出口端前端的感应组件，自动感应当前喷射区域内的流体浓度，将当前流体浓度与预设浓度进行对比，根据对比结果调节出口端的喷射方向和喷射浓度。

13、优选的，作为一种改进，喷射方向包括x轴和y轴两个方向；喷射流量包括0％-100％。提高可控性，同时能够分别对两个方向的喷射摆动进行流量强度控制，以提高灭火剂的利用率，避免浪费。

14、优选的，作为一种改进，预设浓度为流体灭火的有效浓度，当高于预设浓度时，停止该方向的喷射，当低于预设浓度时，将对该区域进行二次喷射。针对性的进行二次喷射，以提高灭火效率，同时减少用量。

15、优选的，作为一种改进，喷射浓度通过流量控制组件进行控制调节；当浓度低于预设浓度的50％时，按照最大喷射浓度进行二次喷射；当浓度高于预设浓度的50％时，按照最大浓度的50％进行喷射。对灭火剂用量进行精准控制，提高灭火剂的利用率，控制喷射量更精准，有效提高灭火效率。

16、本方案通过自动检测区域内的流体浓度情况，进而能够更加准确的了解喷射出的灭火剂在空间范围内的具体分布情况，从而主动对喷射方向和喷射浓度进行调节，有效提高区域内灭火剂的有效浓度，提高均匀性，同时精准控制各方向上灭火剂的喷射剂量，确保喷射精准度和灭火效率，同时减少灭火剂的浪费。且通过x轴和y轴方向的周期性振荡喷射，有效提高喷射面积，覆盖隐藏区域，而减少额外调节装置的设置，简化出口端结构，更便于喷射操作，增加出口端喷射主动性，提高喷射覆盖效果，增大灭火效率。

技术特征：

1.一种交叉振荡型灭火剂喷嘴，其特征在于：包括壳体；所述壳体包括依次连接的出口端、喷腔和入口端；所述出口端包括呈十字型的出口，在出口的外围设有感应组件，感应组件用于对出口外的流体浓度进行识别；所述喷腔内部一体成型有第一振荡体和第二振荡体，第一振荡体和第二振荡体十字相交，且与出口的十字方向对应连通；所述入口端上设有流量控制组件，所述流量控制组件分别与所述第一振荡体和第二振荡体连接，用于分别控制第一振荡体和第二振荡体的流量大小。

2.根据权利要求1所述的一种交叉振荡型灭火剂喷嘴，其特征在于：所述第一振荡体包括第一耦合腔和第一反馈通道；第二振荡体包括第二耦合腔和第二反馈通道；其中第一耦合腔和第二耦合腔中轴线重合并垂直相交形成耦合腔；第一反馈通道和第二反馈通道相互垂直并分别位于十字型的x轴方向和y轴方向。

3.根据权利要求2所述的一种交叉振荡型灭火剂喷嘴，其特征在于：所述第一反馈通道包括相对设于所述第一耦合腔两侧的第一回流通道和第二回流通道；所述第二反馈通道包括分别设于第二耦合腔两侧的第三回流通道和第四回流通道；所述第一回流通道、第二回流通道、第三回流通道和第四回流通道上端分别与出口底部连通，下端分别与耦合腔底部连通，并对应形成第一回流通道口、第二回流通道口、第三回流通道口和第四回流通道口。

4.根据权利要求2所述的一种交叉振荡型灭火剂喷嘴，其特征在于：所述流量控制组件包括x轴控制阀和y轴控制阀；所述x轴控制阀用于控制调节位于x轴方向的第一反馈通道流体量；所述y轴控制阀用于控制调节位于y轴方向的第二反馈通道流体量。

5.根据权利要求4所述的一种交叉振荡型灭火剂喷嘴，其特征在于：所述入口端内设有十字交叉的锥形入口，并与出口的十字方向对应连通；所述x轴控制阀设于锥形入口的x轴方向，所述y轴控制阀设于锥形入口的y轴方向。

6.根据权利要求1所述的一种交叉振荡型灭火剂喷嘴，其特征在于：所述出口为倒锥形结构，所述出口上端口长度为10-13mm，下端口口径与上端口交叉处宽度一致，为4-6mm。

7.一种交叉振荡型灭火剂喷嘴灭火方法，适用于如权利要求1-6任一项所述的一种交叉振荡型灭火剂喷嘴，其特征在于：根据机舱内判定的起火情况，调节喷嘴喷射区域方向；在喷射过程中通过出口端前端的感应组件，自动感应当前喷射区域内的流体浓度，将当前流体浓度与预设浓度进行对比，根据对比结果调节出口端的喷射方向和喷射浓度。

8.根据权利要求7所述的一种交叉振荡型灭火剂喷嘴灭火方法，其特征在于：喷射方向包括x轴和y轴两个方向；喷射流量包括0％-100％。

9.根据权利要求7所述的一种交叉振荡型灭火剂喷嘴灭火方法，其特征在于：预设浓度为流体灭火的有效浓度，当高于预设浓度时，停止该方向的喷射，当低于预设浓度时，将对该区域进行二次喷射。

10.根据权利要求9所述的一种交叉振荡型灭火剂喷嘴灭火方法，其特征在于：喷射浓度通过流量控制组件进行控制调节；当浓度低于预设浓度的50％时，按照最大喷射浓度进行二次喷射；当浓度高于预设浓度的50％且低于100％时，按照最大浓度的50％进行喷射。

技术总结本发明涉及航空器材技术领域，公开了一种交叉振荡型灭火剂喷嘴及方法，包括壳体；壳体包括依次连接的出口端、喷腔和入口端；出口端包括呈十字型的出口，在出口的外围设有感应组件；喷腔内部一体成型有第一振荡体和第二振荡体，第一振荡体和第二振荡体十字相交，且与出口的十字方向对应连通；入口端上设有流量控制组件，流量控制组件分别与所述第一振荡体和第二振荡体连接，用于分别控制第一振荡体和第二振荡体的流量大小。本发明通过自动检测区域内的流体浓度情况，从而主动对喷射方向和喷射浓度进行调节，有效提高区域内灭火剂的有效浓度，精准控制各方向上灭火剂的喷射剂量，确保喷射精准度和灭火效率，同时减少灭火剂的浪费。技术研发人员：武斌,吴海涛,谢飞,苏正良,曾泰,刘馨钰,李果林受保护的技术使用者：中国民用航空总局第二研究所技术研发日：技术公布日：2024/1/15