阅读说明：本技术 一种高压水炮 (High-pressure water cannon ) 是由 胡星星 于 2019-10-23 设计创作，主要内容包括：本发明属于水射流技术领域,尤其涉及一种高压水炮,它包括小车、A三通管、B三通管、双控模块、炮管、增压模块等,其中小车上装有炮管、增压模块和双控模块；通过A齿轮的持续旋转来实现两个调节机构中的活塞块往复移动,从而实现不同路径的封堵或疏通；本发明的双控模块在未启动时便能完成连续射流的要求,在本发明的双控模块启动后就能实现脉冲射流的要求,使得本发明能够在连续射流和脉冲射流之间切换,达到一套水炮两种使用模式的使用效果,让本发明的水炮能根据不同使用场景来选择射流模式。本发明结构简单,应用场景广。(The invention belongs to the technical field of water jet, and particularly relates to a high-pressure water monitor which comprises a trolley, a three-way pipe A, a three-way pipe B, a double-control module, a gun barrel, a pressurizing module and the like, wherein the trolley is provided with the gun barrel, the pressurizing module and the double-control module; piston blocks in the two adjusting mechanisms move in a reciprocating manner through the continuous rotation of the gear A, so that plugging or dredging of different paths is realized; the double control module can meet the requirement of continuous jet flow when not started, and can meet the requirement of pulse jet flow after the double control module is started, so that the double control module can switch between the continuous jet flow and the pulse jet flow, the using effect of two using modes of one set of water cannon is achieved, and the water cannon can select the jet flow mode according to different using scenes. The invention has simple structure and wide application range.)

一种高压水炮

技术领域

本发明属于水射流技术领域，尤其涉及一种高压水炮。

背景技术

水炮是一种通过能量转换将一定量的水从管口高速喷出的装置，主要应于消防领域，且水炮作为一种非杀伤性武器，在海上执法、维稳防暴等领域也得到了广泛使用。目前正在使用的水炮主要为连续射流水炮，它主要由水源、高压泵、高位水箱或气压稳压装置、水泵接合器和管路组成，通过将水的高压转化为水的动能，并由炮***出。众所周知，脉冲水射流由于可以充分利用“水锤”压力，具有远远优于连续射流的打击力和破坏效果。因而脉水炮除了可应用与消防以外，还可以应用与矿山开采，硬岩破碎、隧道等领域。

目前市面上的水炮一般为连续射流水炮，而现有公开技术中也有脉冲水炮；但是在实际不同环境要求下，有时候就需要连续射流水炮才能达到好的效果，有时候反而应用脉冲水炮就效果好。为了能适应不同要求下的水炮，一种可切换调整为连续射流水炮或脉冲水炮的新型高压水炮将是非常必须的，而且这种新型可切换模式的高压水炮能适应不同使用场景，大大提高它的实际使用范围。

本发明设计一种高压水炮解决如上问题。

发明内容

为解决现有技术中的上述缺陷，本发明公开一种高压水炮，它是采用以下技术方案来实现的。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“内”、“下”、“上”等指示方位或者位置关系为基于附图所示的方位或者位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或者位置关系，仅仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造或操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

一种高压水炮，其特征在于：它包括小车、A三通管、A弹性囊、B弹性囊、A进管、B进管、A出管、B出管、B三通管、双控模块、炮管、软管、增压模块、进水管、高压管，其中小车上装有连通有进水管和高压管的增压模块；A三通管、B三通管和双控模块均通过支撑板装在小车上，双控模块位于A三通管和B三通管之间；A三通管的一个管口与高压管远离增压模块的一端密封连通，另外两个管口分别密封连通有A弹性囊和B弹性囊；B三通管的一个管口通过软管与装配在小车上的炮管密封连通，另外两个管口分别通过A出管和B出管与双控模块连通；与A出管位置相对的A进管一端与双控模块连通，另一端与A弹性囊密封连通；与B出管位置相对的B进管一端与双控模块连通，另一端与B弹性囊密封连通。

双控模块包括壳体、电驱模块、调节机构、A齿轮，其中壳体经支撑板装在小车上，A进管、A出管、B进管和B出管均与壳体密封连通；壳体内对称安装有两个调节机构；壳体中间位置装配有电驱模块，电驱模块输出轴上装有A齿轮，A齿轮外齿面对称开有两个缺口；A齿轮分别与两个调节机构传动配合。

调节机构包括活塞块、B齿轮、齿条、拉绳、A弹簧、隔板、限位块、B弹簧、缠轮、C弹簧、转轴，其中壳体一端内壁上固装有隔板，隔板上方与壳体周边壁面形成滑动空间，具有通孔的活塞块密封滑动于滑动空间中；活塞块上装有供其移动复位的A弹簧；与活塞块配合的齿条滑动安装在壳体内，齿条上装有供其移动复位C弹簧；具有斜面的限位块竖直滑动安装于隔板处，限位块上装有供其移动复位的B弹簧；限位块的斜面端与活塞块下表面的限位槽配合；B齿轮和缠轮经同一个转轴安装在壳体中；缠轮与限位块之间经过拉绳传动连接；B齿轮与上述A齿轮传动配合。

双控模块中一个调节机构中的活塞块与A进管和A出管配合，另一个调节机构中的活塞块与B进管和B出管配合；上述两个调节机构中的B齿轮旋转方向始终相反。

作为本技术的进一步改进，上述炮管上装有握把，炮管通过支撑杆与固装在小车上的固定杆进行球型铰接，握把和球型铰接的设计便于控制炮管在上下左右方向均可摆动；上述软管始终处于松弛状态。

作为本技术的进一步改进，上述A弹簧位于隔板上方与壳体周边壁面形成滑动空间内，A弹簧的一端与壳体内端面连接，另一端与活塞块连接。

作为本技术的进一步改进，上述壳体内顶面上装有横截面为T型的滑轨；上述齿条上装有T型滑块；T型滑块滑动安装于横截面为T型的滑轨中；滑轨的横截面为T型和滑块为T型的设计在于，满足齿条平稳移动的同时，还要保证齿条不会从滑轨脱离。上述壳体内顶面中间位置固装有安装块；滑轨位于相应活塞块与安装块之间；上述C弹簧安装在安装块与相应齿条之间。

作为本技术的进一步改进，上述C弹簧始终处于拉伸状态。

作为本技术的进一步改进，上述隔板与壳体内底壁面之间装有侧面开有安装口的导轨；上述限位块滑动安装于导轨中；导轨内下部装有方型环；位于导轨内的上述B弹簧一端与限位块连接，另一端与方型环连接；位于方型环下方的定滑轮安装在导轨的安装口处。

作为本技术的进一步改进，初始状态下，当活塞块未被外力推动时，活塞块位于限位块与齿条之间；上述拉绳的一端多圈缠绕于缠轮上，另一端经定滑轮引导且穿过方型环和B弹簧后与限位块连接。

作为本技术的进一步改进，上述限位块的外表面均采用光滑面处理。本发明中限位块的外侧面均采用光滑面处理，保证限位块在较小力的情况下就能从限位槽中拉出。

作为本技术的进一步改进，对于A齿轮的缺口而言，上述缺口的弧度小于两个缺口之间外弧齿面的弧度。对于缺口弧度的设计要求在于，以一个调节机构中的B齿轮来说，A齿轮驱动B齿轮的时长大于A齿轮不驱动B齿轮的时长，满足弹性囊有长时间存水，短时间进行快速排水的要求。

作为本技术的进一步改进，位于A进管和A出管之间的调节机构中B齿轮与A齿轮直接传动配合；位于B进管和B出管之间的调节机构中B齿轮通过三个依次啮合的过渡齿轮与A齿轮间接传动配合，距离A齿轮最近的过渡齿轮与A齿轮配合。

相对于传统的水炮技术，本发明的有益效果：

1、相比较于传统的连续射流水炮和脉冲水炮，本发明的双控模块在未启动时便能完成连续射流的要求，在本发明的双控模块启动后就能实现脉冲射流的要求，使得本发明能够在连续射流和脉冲射流之间切换，达到一套水炮两种使用模式的使用效果，让本发明的水炮能根据不同使用场景来选择射流模式。本发明结构简单，应用场景广。

2、本发明中通过控制双控模块中的A齿轮的旋转速度来控制脉冲射流频率，也能间接控制两个弹性囊变形的存水量；在需要高压脉冲射流时，可加快A齿轮旋转速度，两个弹性囊变形量大且存水量大，达到更快频率进行高压脉冲射流；在需要更高压脉冲射流时，可减慢A齿轮旋转速度，两个弹性囊变形量且存水量更大，达到较低频率进行更高压脉冲射流。通过控制脉冲射流水的脉冲频率来适应不通使用场景下所需要的高压射流。

3、相比较于采用一个阀门和一个弹性囊来控制一个管路来实现脉冲射流与连续射流之间的切换的方式，一个阀门和一个弹性囊配合虽然能实现脉冲射流与连续射流之间的切换，但是由于一个弹性囊变形存水需要耗费一定时间，所以在需要同样的高压脉冲射流的情况下，采用一个阀门和一个弹性囊方案的脉冲射流的间隔时间长，效率不高；而本发明采用两个弹性囊和两个调节机构的往复运动，达到了脉冲射流的间隔时间短的目的，效率大大提高。

4、相比较于采用两个电磁阀的往复控制来替代本发明中的双控模块的设计，两个电磁阀的往复控制操控起来较麻烦，且电磁阀的高频的开启和关闭容易造成电磁阀的损坏；而本发明采用的是往复机械传动，高频的往复机械传动不易损坏，大大延长了使用时间，实用效果更好。

附图说明

图1是本发明整体示意图以及正视示意图。

图2是A弹性囊和B弹性囊的安装示意图。

图3是双控模块整体及剖面示意图。

图4是双控模块整体剖面正视示意图以及局部放大示意图。

图5是双控模块整体剖面示意图。

图6是隔板和A齿轮的安装示意图。

图7是壳体内部所有结构分布示意图。

图8是活塞块、滑轨剖面、滑块结构示意图。

图9是B齿轮和A齿轮安装以及限位块安装剖面示意图。

图中标号名称：1、小车；2、支撑板；3、A三通管；4、A弹性囊；5、B弹性囊；6、A进管；7、B进管；8、A出管；9、B出管；10、B三通管；13、双控模块；14、握把；16、炮管；17、固定杆；18、支撑杆；19、软管；20、增压模块；21、进水管；22、高压管；25、壳体；26、电驱模块；27、活塞块；28、A齿轮；29、齿条；30、拉绳；31、A弹簧；32、隔板；33、限位块；34、B弹簧；35、导轨；36、定滑轮；38、限位槽；39、B齿轮；40、缠轮；41、过渡齿轮；42、C弹簧；43、安装块；44、滑轨；45、滑块；46、通孔；47、转轴；48、缺口；49、方型环；50、安装口。

具体实施方式

以下将参照附图来描述本发明，附图的结构比例只是示意性的，具有结构比例可根据实际需求来具体确；但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本公开的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本公开的概念。在此使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有本领域技术人员通常所理解的含义，除非另外定义。应注意，这里使用的术语应解释为具有与本说明书的上下文相一致的含义，而不应以理想化或过于刻板的方式来解释。

一种高压水炮，它包括小车1、A三通管3、A弹性囊4、B弹性囊5、A进管6、B进管7、A出管8、B出管9、B三通管10、双控模块13、炮管16、软管19、增压模块20、进水管21、高压管22，如图1、2所示，其中小车1上装有连通有进水管21和高压管22的增压模块20；A三通管3、B三通管10和双控模块13均通过支撑板2装在小车1上，双控模块13位于A三通管3和B三通管10之间；A三通管3的一个管口与高压管22远离增压模块20的一端密封连通，另外两个管口分别密封连通有A弹性囊4和B弹性囊5；B三通管10的一个管口通过软管19与装配在小车1上的炮管16密封连通，另外两个管口分别通过A出管8和B出管9与双控模块13连通；与A出管8位置相对的A进管6一端与双控模块13连通，另一端与A弹性囊4密封连通；与B出管9位置相对的B进管7一端与双控模块13连通，另一端与B弹性囊5密封连通。

双控模块13包括壳体25、电驱模块26、调节机构、A齿轮28，如图1、3所示，其中壳体25经支撑板2装在小车1上，A进管6、A出管8、B进管7和B出管9均与壳体25密封连通；如图4、5所示，壳体25内对称安装有两个调节机构；如图6所示，壳体25中间位置装配有电驱模块26，如图9所示，电驱模块26输出轴上装有A齿轮28，A齿轮28外齿面对称开有两个缺口48；如图4所示，A齿轮28分别与两个调节机构传动配合。

调节机构包括活塞块27、B齿轮39、齿条29、拉绳30、A弹簧31、隔板32、限位块33、B弹簧34、缠轮40、C弹簧42、转轴47，如图5、6所示，其中壳体25一端内壁上固装有隔板32，隔板32上方与壳体25周边壁面形成滑动空间，如图5、8所示，具有通孔46的活塞块27密封滑动于滑动空间中；活塞块27上装有供其移动复位的A弹簧31；如图4、7所示，与活塞块27配合的齿条29滑动安装在壳体25内，齿条29上装有供其移动复位C弹簧42；具有斜面的限位块33竖直滑动安装于隔板32处，限位块33上装有供其移动复位的B弹簧34；限位块33的斜面端与活塞块27下表面的限位槽38配合；如图9所示，B齿轮39和缠轮40经同一个转轴47安装在壳体25中；如图4所示，缠轮40与限位块33之间经过拉绳30传动连接；B齿轮39与上述A齿轮28传动配合。

如图3所示，双控模块13中一个调节机构中的活塞块27与A进管6和A出管8配合，另一个调节机构中的活塞块27与B进管7和B出管9配合；上述两个调节机构中的B齿轮39旋转方向始终相反。

如图1所示，上述炮管16上装有握把14，炮管16通过支撑杆18与固装在小车1上的固定杆17进行球型铰接，握把14和球型铰接的设计便于控制炮管16在上下左右方向均可摆动；上述软管19始终处于松弛状态。

如图4、5所示，上述A弹簧31位于隔板32上方与壳体25周边壁面形成滑动空间内，A弹簧31的一端与壳体25内端面连接，另一端与活塞块27连接。

如图5、7、8所示，上述壳体25内顶面上装有横截面为T型的滑轨44；上述齿条29上装有T型滑块45；T型滑块45滑动安装于横截面为T型的滑轨44中；滑轨44的横截面为T型和滑块45为T型的设计在于，满足齿条29平稳移动的同时，还要保证齿条29不会从滑轨44脱离。上述壳体25内顶面中间位置固装有安装块43；滑轨44位于相应活塞块27与安装块43之间；上述C弹簧42安装在安装块43与相应齿条29之间。

上述C弹簧42始终处于拉伸状态。

如图4、9所示，上述隔板32与壳体25内底壁面之间装有侧面开有安装口50的导轨35；上述限位块33滑动安装于导轨35中；导轨35内下部装有方型环49；位于导轨35内的上述B弹簧34一端与限位块33连接，另一端与方型环49连接；位于方型环49下方的定滑轮36安装在导轨35的安装口50处。

如图4所示，初始状态下，当活塞块27未被外力推动时，活塞块27位于限位块33与齿条29之间；上述拉绳30的一端多圈缠绕于缠轮40上，另一端经定滑轮36引导且穿过方型环49和B弹簧34后与限位块33连接。

上述限位块33的外表面均采用光滑面处理。本发明中限位块33的外侧面均采用光滑面处理，保证限位块33在较小力的情况下就能从限位槽38中拉出。

如图4、9所示，对于A齿轮28的缺口48而言，上述缺口48的弧度小于两个缺口48之间外弧齿面的弧度。对于缺口48弧度的设计要求在于，以一个调节机构中的B齿轮39来说，A齿轮28驱动B齿轮39的时长大于A齿轮28不驱动B齿轮39的时长，满足弹性囊有长时间存水，短时间进行快速排水的要求。

如图4、7所示，位于A进管6和A出管8之间的调节机构中B齿轮39与A齿轮28直接传动配合；位于B进管7和B出管9之间的调节机构中B齿轮39通过三个依次啮合的过渡齿轮41与A齿轮28间接传动配合，距离A齿轮28最近的过渡齿轮41与A齿轮28配合。

本发明中所有的密封要求均采用现有密封技术处理即可。

本发明的增压模块20将可以将来自进水管21的水进行增压成高压水后，再从高压管22排出。增压模块20采用现有技术处理即可。本发明中的电驱模块26主要有电池、电机、减速器、控制单元等构成。

本发明的实施例：未进行喷射流的初始状态下，增压模块20和电驱模块26均未启动；距离A齿轮28最近的B齿轮39位于A齿轮28的缺口48处而没有产生啮合关系，距离A齿轮28最近的过渡齿轮41与A齿轮28上一段齿牙处的端齿牙刚好啮合；A进管6经对应的活塞块27的通孔46与A出管8相通，B进管7经对应的活塞块27的通孔46与B出管9相通；两个C弹簧42均处于预拉伸状态，两个B弹簧34均处于预压缩状态，两个限位块33均未穿出相应的导轨35，两个拉绳30均处于绷紧状态，两个齿条29刚好与相应的活塞块27接触但不基本不产生挤压；两个弹性囊处于自然状态。

当本发明水炮需要进行连续喷射流时，启动增压模块20，来自进水管21的水进行增压成高压水后排入高压管22；高压管22中的高压水经A三通管3、A弹性囊4、A进管6、对应活塞块27通孔46、A出管8流入到B三通管10中，高压管22中的高压水经A三通管3、B弹性囊5、B进管7、对应活塞块27通孔46、B出管9流入到B三通管10中，A弹簧31囊和B弹性囊5基本不发生形变；B三通管10中高压水经软管19从炮管16连续喷射出。

当本发明水炮连续喷射流结束后，停止增压模块20即可。

当本发明水炮需要进行脉冲喷射流时，启动增压模块20和电驱模块26；如图4所示，电驱模块26驱动A齿轮28顺时针旋转，在缺口48的作用下，A齿轮28无法驱动相应B齿轮39，那么位于A进管6和A出管8之间的调节机构不动作；A齿轮28驱动过渡齿轮41，经过过渡齿轮41传递后驱动相应的B齿轮39旋转，那么位于B进管7和B出管9之间的调节机构进行封堵动作。随着A齿轮28继续顺时针旋转，距离A齿轮28最近的B齿轮39不再与A齿轮28的缺口48相对，此时A齿轮28带动该B齿轮39旋转，那么位于A进管6和A出管8之间的调节机构进行封堵动作。在距离A齿轮28最近的B齿轮39与A齿轮28刚好开始啮合时，相应过渡齿轮41依然与A齿轮28啮合；当相应过渡齿轮41与A齿轮28不再啮合时，此时的距离A齿轮28最近的B齿轮39与A齿轮28依然处于啮合状态；在缺口48的作用下，相应过渡齿轮41与A齿轮28脱离啮合期间，位于B进管7和B出管9之间的调节机构进行复位动作；在缺口48的作用下，相应B齿轮39与A齿轮28脱离啮合期间，位于A进管6和A出管8之间的调节机构进行复位动作；综上，在A齿轮28旋转一圈的过程中，两个调节机构中存在均处于封堵动作的状态，也存在只有一个调节机构处于封堵动作的状态，但是两个调节机构有且只有一个在进行快速复位疏通动作，那么双控模块13启动后就能达到交替脉冲的目的。不过初始状态下，A进管6经对应的活塞块27的通孔46与A出管8相通，B进管7经对应的活塞块27的通孔46与B出管9相通；在A齿轮28旋转一圈过程中，会存在A进管6经对应的活塞块27的通孔46与A出管8相通，B进管7经对应的活塞块27的通孔46与B出管9相通的状态，两条路径相通的时间会持续很短，但本发明的结构依然能保证在交替脉冲状态下，有且只有一个脉冲在快速发生。

两个调节机构的封堵动作完全相同，以A进管6和A出管8之间的调节机构进行封堵动作流程为例：B齿轮39带动齿条29推动活塞块27向A弹簧31方向移动，A弹簧31被压缩，C弹簧42进一步被拉伸，B齿轮39经转轴47带动缠轮40释放拉绳30，那么在B弹簧34的复位作用下，限位块33的斜面端穿出导轨35；随着B齿轮39的继续驱动，直到相应过渡齿轮41与A齿轮28的一段齿牙结束啮合并与A齿轮28的相对时，整个B齿轮39驱动齿条29期间，缠轮40持续施肥拉绳30，拉绳30从绷紧状态变为松弛状态，齿条29推动活塞块27向A弹簧31方向移动到极限位置，A进管6和A出管8之间无法通过活塞块27通孔46连通，活塞块27向A弹簧31方向移动期间挤压限位块33的斜面，限位块33再次被挤入导轨35中，B弹簧34再次被压缩；当活塞块27向A弹簧31方向移动到极限位置时，限位块33正好与限位槽38相对，在B弹簧34的复位作用下，限位块33快速***到限位槽38中对活塞块27的复位造成限制。

两个调节机构的复位疏通动作完全相同，以A进管6和A出管8之间的调节机构进行复位动作流程为例：在缺口48作用下，A齿轮28使得B齿轮39继续旋转，那么在C弹簧42的复位作用下，齿条29快速移动复位，齿条29带动B齿轮39、转轴47和缠轮40复位旋转，缠轮40将拉绳30重新缠绕起来，缠轮40在将拉绳30从松弛状态缠绕为绷紧状态后，随着缠轮40的继续缠绕，拉绳30拉动限位块33从限位槽38中脱离，B弹簧34重新被压缩；解除复位限制的活塞块27在A弹簧31的复位作用下快速移动复位至初始状态，活塞块27的通孔46将A进管6和A出管8之间重新进行连通。

在双控模块13中的电驱模块26启动后，首先A进管6和A出管8之间的调节机构不进行封堵动作，B进管7和B出管9之间的调节机构进行封堵动作；那么高压管22中的一部分高压水经A三通管3、A弹性囊4、A进管6、对应活塞块27通孔46、A出管8流入到B三通管10中，B三通管10中高压水经软管19从炮管16喷射出；那么高压管22中另一部分的高压水流经A三通管3、B弹性囊5、B进管7而无法从对应活塞块27通孔46、B出管9流入到B三通管10中，所以B弹性囊5进行变形来存水。随后，当两个调节机构都处于封堵状态时，A进管6无法经对应活塞块27通孔46流通于A出管8，B进管7无法经对应活塞块27通孔46流通于B出管9，那么A弹性囊4和B弹性囊5均进行变形存水。之后，A进管6和A出管8之间的调节机构依然进行封堵动作，B进管7和B出管9之间的调节机构进行快速复位疏通动作；那么对应的活塞块27的通孔46将B进管7和B出管9连通，在B弹性囊5的复位作用以及来自A三通管3的一部分高压水推动下，高压水经B进管7、对应活塞块27、B出管9、流入到B三通管10中，B三通管10中高压水经软管19从炮管16喷射出。接下来，重复A进管6和A出管8之间的调节机构快速复位疏通动作，B进管7和B出管9之间的调节机构封堵动作，A进管6和A出管8之间的调节机构封堵复位动作，B进管7和B出管9之间的调节机构快速复位疏通动作。在双控模块13来回切换连通路径的情况下，B三通管10中高压水经软管19从炮管16脉冲式喷射出。

当本发明水炮进行脉冲喷射流结束后，停止增压模块20和电驱模块26，要求电驱模块26驱动A齿轮28停止到之前两个调节机构都处于疏通状态的位置，也就是初始状态下，距离A齿轮28最近的B齿轮39位于A齿轮28的缺口48处而没有产生啮合关系，距离A齿轮28最近的过渡齿轮41与A齿轮28上一段齿牙处的端齿牙刚好啮合；A进管6经对应的活塞块27的通孔46与A出管8相通，B进管7经对应的活塞块27的通孔46与B出管9相通。

虽然本发明是结合以上实施例进行描述的，但本发明并不被限定于上述实施例，而只受所附权利要求的限定，本领域普通技术人员能够容易地对其进行修改和变化，但并不离开本发明的实质构思和范围。