一种灭火剂喷嘴及其方法与流程

本发明涉及消防设备领域，具体涉及一种灭火剂喷嘴及其方法。

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。防火系统中的灭火子系统包括发动机灭火管路、辅助动力装置灭火管路、货舱灭火管路及盥洗室自动灭火装置等。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区域，如客舱与蒙皮夹层区域，喷射出的灭火剂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，只能加大喷射范围和喷射浓度，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灭火剂喷嘴及其方法，实现对机舱内各区域有效灭火且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灭火剂喷嘴及其方法，以提高机舱内灭火效率同时降低灭火剂浪费的问题。

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，包括整体呈椭圆状的壳体；所述壳体包括容纳部和连接部，在容纳部内一体成型有振荡腔，连接部与振荡腔连通；在连接部上设有转动结构，转动结构与防火系统电连接，转动结构带动所述壳体转动；在连接部末端设有调节机构，调节机构与防火系统电连接，通过调节机构控制振荡腔内流体流量；所述振荡腔包括耦合腔和多个反馈通道，在耦合腔的前后端分别开设有出口和入口，出口设于壳体顶端，入口与所述连接部连接；所述反馈通道一端与耦合腔靠近入口的一端连通，另一端与耦合腔靠近出口的一端连通。

3、本方案的原理及优点是：

4、在灭火时，为了提高灭火效率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。但在实际灭火作业中，却忽略了现有的喷头是被动式喷射，只能按照设定的参数定点进行喷射，导致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，从而使浓度达不到灭火要求，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、本方案首先通过设置椭圆状的壳体使喷嘴更小巧，质量更轻，更便于转动和安装。同时通过转动结构可实时调节喷嘴的喷射方向和角度，提高喷射精准度和有效性，有效提高特定区域的灭火剂浓度，使灭火剂能够达到指定区域，而避免需要大范围喷射，降低灭火剂消耗；同时通过调节机构可对喷射的浓度进行调节，进一步控制喷射的精准度，也能提高喷射压力，提高灭火效率的同时有效减少灭火剂浪费。

6、同时，在喷嘴内设置耦合腔和反馈通道，使得喷嘴中能够形成流体自激振荡结构，实现主动式周期喷射，在喷射灭火剂时，灭火剂在科恩达效应的作用下随机地附着于一侧壁面，大部分灭火剂将沿该侧壁面流向同侧出口，小部分流体经同侧的反馈通道在控制端处流入耦合腔并作用于从喷嘴流出的灭火剂，与此同时，在流体与壁面间形成一个回流区，使流体偏转向另一侧壁面附着，如此周而复始，使得在喷嘴在喷射灭火剂时，喷出的灭火剂能够在喷嘴的出口呈主动式的周期性左右摆动。使得喷射的覆盖范围在该区域内达到最大，提高灭火剂覆盖范围的准确性，提高灭火剂的利用率。

7、而本方案，将喷嘴设置为能够通过流体自动摆动，从而在喷射时主动对喷射区域内进行周期性摆动喷射，以扩大喷射面积，并能够更加集中喷射压力和精准度，从而提高区域范围内的灭火效率。同时，主动形成的左右摆动还能够覆盖一些隐藏区域，避免分布不均，浓度不够的情况，以实现通过喷嘴主动灭火的效果。

8、优选的，作为一种改进，容纳部包括依次连接的喷头部、腔体部和输送部；所述喷头部呈锥形结构，所述出口设于所述喷头部内；所述腔体部呈椭圆形结构，所述振荡腔设于所述腔体部内；所述输送部呈倒锥形结构，所述入口设于输送部内。

9、有益效果：通过喷头部可将灭火剂直接喷射至对应灭火区域，同时在振荡腔对流体的主动周期摆动下，课实现在灭火区域范围内的左右周期性喷射，从而扩大喷射范围，并保证喷射压力和喷射浓度，避免灭火剂分布不均，而需要对喷嘴进行反复调节或再次加大喷射量，从而提高灭火效率，减少灭火剂的用量。

10、优选的，作为一种改进，出口呈倒等腰梯形结构，其上底出口宽度为10-13mm，下底出口宽度为4-6mm；所述下底出口与所述振荡腔前端连接，其连接处呈半径为0.85mm的圆角设置。使得喷嘴在喷射灭火剂时，喷嘴的口径能够满足灭火时灭火剂流通数量需求的同时，保证灭火剂在通过喷嘴时能够顺利的进行起振，保证灭火剂在喷嘴内的振荡效果，减少阻挡或堵塞的情况。

11、优选的，作为一种改进，入口呈梯形结构，其入口高度为20-25mm，其上底入口与振荡腔后端连接，上底入口宽度为4-6mm；下底入口与所述连接部连接，下底入口宽度为6-8mm。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、优选的，作为一种改进，分别位于耦合腔的左侧和右侧，所述反馈通道的宽度为5mm。促使反馈通道能够与耦合腔形成周期性摆动结构，同时有效控制反馈通道中的流体量，避免造成浪费。且简化结构，提高喷嘴的轻量化和小巧结构，更利于安装和使用，提高通用性。

13、优选的，作为一种改进，转动结构为螺纹结构，设于所述连接部上，通过螺纹结构带动所述壳体转动；所述调节机构为流体控制阀门，所述流体控制阀门包括设于连接部内的挡片，以及与挡片两端连接的调节旋钮，所述调节旋钮设于连接部上。更便于对壳体的方向进行调节，从而可调节喷射摆动的具体方位，使喷射角度更加灵活可控。

14、一种灭火剂喷嘴灭火方法，根据防火系统判断的起火情况，调节喷嘴喷射区域方向；并根据防火系统中各区域内灭火剂分布浓度监测结果，调整喷嘴的喷射角度和喷射浓度，实现喷嘴对区域面积内的主动喷射。通过起火情况控制喷嘴初始喷射方向，确保喷射有效性。同时通过在喷射灭火剂的过程中，实时对区域内喷射的灭火剂浓度进行检测，并根据检测结果调整喷嘴喷射角度和喷射浓度，有效提高喷射力度和精准度，实现在喷射角度范围内主动周期性喷射，提高灭火剂利用率，从而避免灭火剂大范围喷射，减少灭火剂浪费。

15、优选的，作为一种改进，对灭火剂体积分数低于灭火剂有效浓度的区域进行二次喷射。以确保灭火剂达到灭火效果，提高灭火效率，保证对火灾的有效抑制。

16、优选的，作为一种改进，当该区域需要进行二次喷射时，通过转动结构将喷嘴出口转动至对应该区域的中心位置，并按照设定的喷射浓度进行喷射。喷射浓度通过调节机构进行控制调节；当浓度低于相关灭火剂有效浓度时，按照设定要求进行喷射。

17、本方案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，使得在对喷嘴的喷射方向进行调节时，灭火剂在空间范围内的分布情况能够更加均匀与精准，避免在灭火时灭火剂的浪费。