CN101303217A - 复合装药的冷激波灭火弹 - Google Patents

Abstract

本发明涉及灭火技术，具体涉及一种可机载投放或炮弹发射用灭火弹的制作技术。所述灭火弹包括有圆锥形弹头的圆柱形壳体，该壳体设有放置低能起爆炸药和引信装置、击发装置的中心孔，以及盛放灭火材料的空腔，盛放灭火材料的空腔是两个或两个以上的环形，其中至少在一个环形空间内盛放液体灭火材料，另一个环形空间内盛放粉体灭火材料或者是泡沫灭火剂，各个环形空间分别密封；所述中心孔的容积与盛放灭火材料环形空间的容积和之比应控制在(1－500)∶2000范围内。本发明灭火弹在壳体内部设多层腔体结构，可根据火场性质及其特点确定各个腔体装药种类，将物理灭火与化学灭火相结合，灭火快，且不易复燃，具有效率高、安全性好、机动性强、造价低等优点。

Description

复合装药的冷激波灭火弹

技术领域

本发明涉及灭火技术，具体涉及一种可机载投放、火箭发射或炮发射用的灭火弹的制作技术。

背景技术

火不可控制时，它会带来巨大破坏性和灾害，对生命财产和生态环境构成巨大的威胁。根据世界范围内出版的火灾资料统计，在1995-1996年度和2000年度，美国、欧洲、和中国发生火灾总数约为1200万例，致使1.3万人死亡和至少17万人受伤，直接经济损失分别达129亿美元、230亿美元和15亿人民币。随着我国工业化、城市化进程的不断加快，高层建筑的发展日新月异，但高楼火灾事故也随之上升，由于缺乏有效的高楼火灾消防设备，高楼火灾所造成的损失也越来越严重。如2006年仅上海市就发生高楼火灾240多起，比上年增长50％。森林和草原火灾火阵面大，且受特殊地形、地貌环境的影响，消防人员很难利用现有的灭火设备及时、有效地控火、灭火。如2007年8月，希腊发生森林大火，火灾持续数天，导致六十多人死亡，过火面积超过希腊国土的一半，造成巨大的经济和极其严重的环境污染。因此，如何能快速有效灭火、减少人员灼伤和财产损失是科技工作者需要研究的重要的课题。

现有技术中，已有单纯利用水、干粉或炸药作为灭火材料的灭火弹进行灭火的实例或研究报道，如ZL03227425.4，其以水作为灭火材料制作成灭火弹，火药燃烧产生内压通过弹壳上密布的微孔对水进行抛洒雾化，这种单纯用物理方法灭火，由于内压不高，抛洒范围有限，雾化效果不好，对热辐射没有很好的抑制，水的利用率不高，灭火缓慢，灭火效率不高，且受火场水资源影响；如ZL200620012707.5，其以全干粉系列为灭火材料制成投放型灭火弹，用气体发生器抛撒。这种灭火弹存在不足之处：采用气体发生器抛撒范围有限，抛洒不均匀，对火场流场扰动很小，不能有效阻止热辐射，易受火场环境等的影响，而且由于降温慢，火场温度仍持续高温，极易导致复燃；ZL200410046754.7采用全炸药作为其灭火材料制作成灭火弹，炸药爆炸后将瞬间产生热激波，引起强大的震荡风速，在短时间内破坏火场流场，起到了较好的扑灭明火作用。但是，这种全炸药式灭火弹对火场热辐射现象不能起到很好的抑制作用，极易导致人员灼伤和火场蔓延等事故的发生，同时，也不能减低火场温度，反而在短时间内增加了火场能量，当明火扑灭后，极易复燃。而且强大的激波对被保护物会造成很大的损伤。

发明内容

本发明目的在于，针对现有技术中的不足，结合物理灭火与化学灭火方法，提供一种能在瞬间扑灭明火的同时，又能隔断热辐射、快速降低火场温度的复合装药冷激波灭火弹。

本发明目的通过以下方式实现。

本发明的复合装药结构冷激波灭火弹，包括具有圆锥形弹头的圆柱形壳体，该壳体设有用于放置低能爆炸抛洒药和引信装置、击发装置的中心孔，以及用于盛放灭火材料的空腔，其特征在于，所述盛放灭火材料的空腔是两个或两个以上的环形空腔，其中，至少在一个环形空腔内盛放液体灭火材料，在另一个环形空腔内盛放粉体灭火材料或者是泡沫灭火剂，各个环形空腔分别密封；所述中心孔的容积与盛放灭火材料环形空腔的容积和之比应控制在(1-500)∶2000范围内。

上述复合装药结构冷激波灭火弹中，所述低能爆炸抛洒药是现有技术中常见低能爆炸药，例如煤矿许用炸药，包括乳化炸药、铵梯炸药、水胶炸药、硝铵炸药等；所述起爆装置采用引信起爆，如触发引信、非触发引信、指令引信、时间引信等；所述液体灭火材料是含有添加剂的水或金属盐溶液，例如，≤10％的氯化钠溶液，≤10％的氯化亚铁溶液，≤10％的碳酸钾溶液，≤10％的碳酸氢钾溶液等；所述粉体灭火材料是钠盐干粉、钾盐干粉、磷铵干粉等干粉类灭火剂；所述泡沫灭火剂是化学泡沫灭火剂、蛋白泡沫灭火剂、水成膜泡沫灭火剂等。

实际使用中，当火场强度较大时，可投放中心孔容积比较大的复合装药的冷激波灭火弹，其中的低能爆炸抛洒药用量大，从而形成强大的冷激波，扰乱火场流场；当火场强度较小时，可投放中心孔容积比较小的复合装药的冷激波灭火弹，从而尽量减少爆炸产生的能量，相应的加大灭火介质的容积比，加快火场降温灭火的速度。

本发明复合装药结构冷激波灭火弹在壳体内部设多层腔体结构，可根据火场性质及其特点确定各个腔体装药种类，以期达到最好灭火效果。在实际使用时，当用发射或机载将本发明复合装药的冷激波灭火弹投放到火灾现场时，弹头引信装置接收到火场信息后立即开启击发装置，引爆高安全雷管后起爆中心孔内的抛洒药，爆炸形成冷激波，诱导固体可燃物热解气体的爆轰，引起振荡风速，破坏火场对流，使火场流场紊乱，导致火场燃烧物不能正常燃烧，燃烧中断，爆炸产物与爆轰产物稀释了火场氧气浓度和燃烧物浓度；外层所装水或金属盐溶液比热大，蒸发潜热大，爆炸抛撒后迅速形成雾状体，由于雾状体颗粒比重较小，长时间的漂浮在空中，从而有效的隔断热辐射，雾状体比表面积大，受热易蒸发，可以快速降低火场温度，里面所含的碱性盐强化剂受热离解成活性物质，与燃烧中的活性分子结合，有效的破坏火场燃烧的链锁反应，使燃烧中断，润湿剂有效的降低了水分子的表面张力，大大提高了水的雾化效果，从而使得灭火效果提高；次层所装的粉体灭火剂由于颗粒比重大，抛洒后受重力影响迅速下降，均匀的覆盖在燃烧物表面，隔断燃烧物表面与火焰，使燃烧中断，粉体灭火剂受热发生化学反应，生成二氧化碳，冲淡燃烧区氧气浓度，使燃烧终止。冷激波、外层溶液、次层粉体三个方面的相互作用，有效的结合了物理灭火方法与化学灭火方法，从而达到快速、有效的控火、灭火的目的。

本发明复合装药结构冷激波灭火弹，具有复合装药结构，能将物理灭火与化学灭火相结合，灭火快，且不易复燃、有效隔断热辐射。相比现有技术，具有效率高、安全性好、机动性强、造价低等优点。

下面通过附图和实施例做进一步说明。

附图说明

附图1是本发明所述双层复合装药结构灭火弹的一种实施例结构示意图。

附图2是本发明所述具有三层复合装药结构的灭火弹的一种结构示意图。

具体实施方式

实施例1

参见图1，本实施例的复合装药结构灭火弹的壳体8由阻燃材料吹塑而成，其外部为圆柱形，头部为圆锥形，中心孔为上大下小的阶梯状，下部的细中心孔内用以装填低能爆炸抛洒药，上部的大孔内置有固定套3，该固定套与壳体8之间采用螺纹连接。在固定套3内依次设有引信装置1、击发装置2，两者与固定套3紧密配合固定。高安全雷管4的下端插入在由低能爆炸抛洒药制作成的爆炸线5内，其上端与击发装置2接触。用以盛放灭火材料的空腔是两个环形空腔，内环形空腔内盛放有粉体灭火材料6，外环形空腔内盛放液体灭火材料7。中心孔与内环形空腔、外环形空腔三者的容积比为3∶46∶96，为了防止三个腔体内部的装药混合，同时也为了装药后更好的对弹体密封，壳体与底盖板9之间采用密封垫圈10密封。尾翼11固结在壳体8上，用以保持弹体飞行过程当中的重心稳定，防止弹体翻转，从而正确命中目标位置。

实施例2

参见图2，本实施例将盛放灭火材料的环形空腔分为三个，中心孔与内环形空腔、中环形空腔、外环形空腔之间的容积比为1∶30∶70∶140，可根据火场性质及其特点确定各个环形空腔内的装药种类，以便更加有效的灭火。例如，在三个空腔内分别盛放金属盐溶液、泡沫灭火剂和干粉类灭火剂等。相比实施例1，本实施例增加了中环形空腔12，其余结构与实施例大致相同。

为了论证本发明的实际使用效果，采用如图1所示的双层复合装药结构冷激波灭火弹对1m×1m×0.07m的汽油火盆进行灭火试验，灭火弹内层装药体积与次层、外层灭火介质的体积比为1∶20∶300，灭火弹总重1.5kg，中心孔内填装硝铵炸药，次层装填摩尔比为6∶1的碳酸氢钠与硫酸铝的混合物，外层装填5％的氯化钠溶液。往汽油火盆内倒入0.02m深的汽油，点燃汽油一分钟后，汽油火基本燃烧稳定，火焰高度在1.5m左右，以人工方式将试验灭火弹投放到汽油火盆一侧，离火盆距离为0.02m，地面高度0.08m的地方，爆炸抛洒后，冷激波瞬间穿越火场，引起振荡风速，扰乱火场流场，使得火焰面折叠，灭火介质抛洒后，外层溶液迅速雾化漂浮在火场当中，吸热蒸发，火场温度迅速下降，次层粉类物质迅速下降，在燃烧物与火焰之间形成隔断层。实验显示，复合装药冷激波灭火弹雾化效果好，粉类物质抛洒均匀，灭火时间短，明火扑灭时间与爆炸抛洒时间在同一量级，都控制在ms量级内，火场温度随着明火的扑灭迅速下降，在几分钟内即降到常温。

Claims (1)

1.一种复合装药结构冷激波灭火弹，包括具有圆锥形弹头的圆柱形壳体，该壳体设有用于放置低能爆炸抛洒药和引信装置、击发装置的中心孔，以及用于盛放灭火材料的空腔，其特征在于，所述盛放灭火材料的空腔是两个或两个以上的环形空腔，其中，至少在一个环形空腔内盛放液体灭火材料，在另一个环形空腔内盛放粉体灭火材料或者是泡沫灭火剂，各个环形空腔分别密封；所述中心孔的容积与盛放灭火材料环形空腔的容积和之比应控制在(1-500)∶2000范围内。

Images