防爆型消防水炮由炮身;供氣系統(tǒng)、供液系統(tǒng)、反后座裝置、隨動系統(tǒng)、監(jiān)視瞄準系統(tǒng)、控制系統(tǒng)及附屬設(shè)備組成。
水炮炮身主要由炮口、身管、氣壓控制室等部分組成。其工作原理是:以高壓壓縮空氣作為動力源,氣壓控制室的額定壓力為30MPa,容積20升,出口處有減壓閥,可輸出2.5MPa壓縮空氣進入氣控室,當其中的壓力達到2.5MPa后充氣停止,儲水箱中的水在水泵的作用下,連續(xù)向炮膛內(nèi)補充,同時加入刺激劑,充滿后即可發(fā)射。按壓發(fā)射按鈕,控制閥在電磁閥的作用下快速開啟,氣控室內(nèi)的壓縮空氣快速噴出,推動空氣與水分子摩擦碰撞并經(jīng)炮口產(chǎn)生霧化,形成水與刺激劑的霧化流,完成一次發(fā)射。此時打開進水閥,可自動進行補水補氣,準備下一次發(fā)射。
水炮實現(xiàn)刺激劑液體的可控射擊,關(guān)鍵在于控制閥。水炮采用了閥芯控制腔壓力平衡設(shè)計,使得閥門具有排氣快、控制力小、沒有空耗的優(yōu)點。在密封形式上,采用了金屬與非金屬復(fù)合的形式,使密封更加可靠。
在閥芯的設(shè)計上,采用了低摩擦材料,使閥芯及閥體間沒有金屬接觸,大大降低了摩擦,提高了閥的快速性并實現(xiàn)了無油潤滑,使流道的局部能量損失降低了20%。
炮口擋板的材料壽命也是一個關(guān)鍵問題,它既要有較好的彈性和合適的彈性系數(shù),以便于炮口打開,又要能夠防止多次發(fā)射出現(xiàn)的變形,使其控制在允許的范圍內(nèi),同時,還要耐刺激劑的腐蝕。普通橡膠材料壽命短,達不到要求。通過多次摸索和實驗,綜合了橡膠和塑料的優(yōu)點,配制了一種新型橡塑材料,滿足了壽命要求。
與連續(xù)噴射水流的水炮不同,噴霧水炮的一個脈沖發(fā)射時間極短,屬毫秒級,同樣的水量用射流水炮需要1~2秒,因此噴霧水炮發(fā)射時后坐力較大,雖然比不上大口徑火炮,但較輕武器大得多。為了緩沖后坐力,保證發(fā)射時的穩(wěn)定,降低對炮架的沖擊,設(shè)計了反后坐裝置。
對于后坐能量較小的輕武器,一般采用彈簧式復(fù)進機。由于彈簧為儲能元件,在整個后坐過程中只儲存能量而不消耗能量,但噴霧水炮后坐力較大,如果只采用彈簧緩沖裝置,則在復(fù)進到位時炮身仍具有較大的動能,將產(chǎn)生較為劇烈的剛性碰撞,嚴重影響水炮的穩(wěn)定性和壽命,因此,必須加裝液壓緩沖裝置,用以消耗大部分后坐與復(fù)進的能量,使發(fā)射與復(fù)進時動作平穩(wěn)。
該水炮采用彈簧式復(fù)進機,定孔活塞式液壓緩沖裝置,兩者合二為一,大大減輕了質(zhì)量和體積。發(fā)射時,彈簧壓縮吸收一定的能量,活塞向后運動壓縮緩沖液,迫使其從活塞小孔流向前方,復(fù)進時,彈簧伸張,緩沖液又從前方經(jīng)小孔流向后方,在流動過程中,產(chǎn)生較大的阻力,使后坐能量轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮苌⑹У簟椈晌盏哪芰績H保證在最惡劣的情況下能使水炮及時、快速、穩(wěn)定到位。