CN104127971B - 一种扑救输电线路山火用的直升机携带高压节水灭火水炮 - Google Patents
一种扑救输电线路山火用的直升机携带高压节水灭火水炮 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种扑救输电线路山火用的直升机携带高压节水灭火水炮，包括供气机构、供水机构、高压气室、炮膛、炮管、红外成像仪以及控制箱，供气机构安装在直升机机腹内，供气机构与位于机腹下方的高压气室连通，炮膛、炮管、红外成像仪均安装在机腹下方，高压气室与炮膛连通并用气室电磁阀隔断，炮膛与炮管连通并用炮膛电磁阀隔断，炮膛与安装在机腹内的供水机构相连，控制箱分别与供气机构、供水机构、红外成像仪、气室电磁阀、炮膛电磁阀连接。本发明的炮管采用小曲率螺旋式炮管，灭火液雾化效果好，在保证灭火效果的前提下最大限度地节约了灭火液，有效解决了野外缺乏直升机汲水所需大型水源的问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种灭火水炮，特别涉及一种扑救输电线路山火用的直升机携带高压节水灭火水炮。
背景技术
输电线路常常经过山区林地，野外高发的山火对电力系统造成了严重的损害。为应对点多面广、随机性大的输电线路山火，湖南省电力公司研制了很多山火扑救装备，如单人背负式高压细水雾灭火器、长距离高扬程移动灭火平台、电动高压灭火器等，起到了较好的灭火效果。然而，受山区地形复杂、交通不便的影响，现有灭火装备仍难以满足输电线路山火灭火机动性要求。随着越来越多的特高压输电线路经过不发达的山区，电力系统面临的山火隐患日趋严重，急切地需要研发满足需求的新型灭火装备。
直升飞机具有优异的垂直起降、空中悬停、低空低速的性能，且不受交通堵塞、丘陵阻隔等的限制，非常适合应用于火灾扑救。但现有的直升机灭火装备多为大面积森林火灾设计，其功率大、荷载大，对于扑救小面积山火，机动性差且经济性不佳；且山火高发地区多为丘陵地带，严重缺少水源，大型直升机的汲水装置形同虚设。而现有直升机搭载的灭火水炮，具有以下特点：(1)功率较大。一般单炮管单次喷射水量均在10L以上，耗水量较大；(2)以高压储气瓶作为动力，每次使用后需要更换气瓶，操作较为繁琐且成本高；(3)使用IFEX-3000脉冲技术的灭火水炮在灭火过程中能够自动连续喷射，在扑救较大火灾时，可简化操作，且灭火效果好，但用于小面积输电线路山火扑救，具有盲目性，容易造成灭火液的浪费；(4)缺乏火焰定位装置，完全依靠驾驶员的经验，灭火精确度不高。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种结构简单、成本低、精确度高、灭火效果好的扑救输电线路山火用的直升机携带高压节水灭火水炮。
本发明解决上述问题的技术方案是：一种扑救输电线路山火用的直升机携带高压节水灭火水炮，其特征在于：包括供气机构、供水机构、高压气室、炮膛、炮管、红外成像仪以及控制箱，所述供气机构安装在直升机机腹内，所述供气机构与位于机腹下方的高压气室连通，炮膛、炮管、红外成像仪均安装在机腹下方，所述高压气室与炮膛连通并用气室电磁阀隔断，所述炮膛与炮管连通并用炮膛电磁阀隔断，所述炮膛与安装在机腹内的供水机构相连，安装在机腹内的控制箱分别与所述供气机构、供水机构、红外成像仪、气室电磁阀、炮膛电磁阀连接，所述供气机构包括空气压缩机和空气压缩机阀门，所述空气压缩机与高压气室连通，空气压缩机阀门置于空气压缩机与高压气室之间，所述空气压缩机、空气压缩机阀门分别与控制箱连接，所述炮管采用小曲率螺旋式炮管。
上述扑救输电线路山火用的直升机携带高压节水灭火水炮中，所述供水机构包括灭火液箱、水泵和水泵阀门，灭火液箱中设有灭火液，所述灭火液箱与炮膛连接，水泵和水泵阀门置于灭火液箱与炮膛之间，所述水泵、水泵阀门分别与控制箱连接。
上述扑救输电线路山火用的直升机携带高压节水灭火水炮中，所述炮管的数量为2根。
上述扑救输电线路山火用的直升机携带高压节水灭火水炮中，所述灭火液由GXMHY-S03型高效灭火剂与水按体积比1:20的比例混合而成。
本实用新型的有益效果在于：
(1)本发明炮膛容量小，单次发射水弹的体积较小，雾化效果好，在空气压缩机的配合下，压力高、射程远，保障了灭火的安全性，避免了更换气瓶造成的时间浪费与成本损失；
(2)本发明的炮管采用小曲率螺旋式炮管，高速灭火液经过三次雾化，雾化效果好，在保证灭火效果的前提下最大限度地节约了灭火液，有效解决了野外缺乏直升机汲水所需大型水源的问题；
(3)本发明使用红外成像仪分析火源的距离与方位，提高了灭火的精确性；
(4)本发明的灭火液由GXMHY-S03型高效灭火剂与水按体积比1:20的比例混合而成，在灭火液添加降温防复燃灭火剂，灭火效果与防复燃效果俱佳；
(5)本发明装置结构轻便，迎合了越来越高的输电线路山火灭火需求，适合由小型直升飞机携带扑救输电线路零散山火，机动性和经济性高。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的安装位置示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
如图1、图2所示，本发明包括供气机构、供水机构、高压气室6、炮膛7、气室电磁阀8、炮膛电磁阀9、炮管10、红外成像仪11以及控制箱12；
所述供气机构包括空气压缩机1和空气压缩机阀门4，空气压缩机1和空气压缩机阀门4安装在机腹内，所述空气压缩机1与高压气室6连通，空气压缩机阀门4置于空气压缩机1与高压气室6之间，空气压缩机1、空气压缩机阀门4与控制箱12相连，通过控制箱12启动空气压缩机1向高压气室6内充气，达到规定压强后空气压缩机1关闭，空气压缩机阀门4关闭，停止充气；
所述供水机构包括灭火液箱3、水泵2和水泵阀门5，灭火液箱3中设有灭火液，灭火液由湖南省湘电试研技术有限公司生产的GXMHY-S03型高效灭火剂与水按体积比1:20的比例混合而成，其中GXMHY-S03型高效灭火剂以溴化铵与硫酸钾为主体，适合用于野外山火扑救，具有很好的灭火及防止复燃的效果。所述灭火液箱3与炮膛7连接，水泵2和水泵阀门5置于灭火液箱3与炮膛7之间，水泵2、水泵阀门5与控制箱12相连，通过控制箱12启动水泵2从安装在直升机机腹的灭火液箱3中抽取灭火液至炮膛7形成水弹，炮膛7装满后，关闭水泵2，关闭水泵阀门5，停止充液；
所述炮膛7、炮管10、红外成像仪11均安装在机腹下方，所述高压气室6与炮膛7连通并用气室电磁阀8隔断，所述炮膛7与炮管10连通并用炮膛电磁阀9隔断，所述炮管10采用小曲率螺旋式炮管，炮管10的数量为2根；
所述控制箱12安装在机腹内，控制箱12分别与空气压缩机1、水泵2、空气压缩机阀门4、水泵阀门5、气室电磁阀8、炮膛电磁阀9、红外成像仪11连接。
本发明的工作原理如下：
(1)灭火前，取灭火液箱3容量为1000L，炮管10内径为20mm，炮身(双炮管)长、宽、高分别为2m、0.5m、0.3m。空气压缩机1额定压强为3.5MPa，高压气室6工作压强为3.0MPa，炮膛7容积为7L；
(2)灭火时，使用红外成像仪11分析火源的距离与方位，调整直升飞机位置，使其距离火源20m以内，启动灭火炮系统，在3.5s的时间内，空气压缩机1完成向高压气室6内充气，使高压气室6内压强达到3.0MPa；同时，水泵2完成从灭火液箱3中抽取7L灭火液至炮膛7，此时发射按钮被激活；对准火源按下发射按钮，气室电磁阀8、炮膛电磁阀9在不超过18ms的时间内打开，高压气室6内的气体与炮膛7内的水弹迅速混合，形成气液混合物，完成一次雾化；一次雾滴在极短的时间内经过小曲率螺旋式炮管10，与管壁连续碰撞，完成二次雾化；二次雾滴从炮口喷出后迅速扩散，完成三次雾化；
(3)经过三次雾化的灭火液体积膨胀1700倍以上，以120m/s的初始速度喷向火源，射程达50m，喷射宽度达6m；三次雾化后7L灭火液变成直径5～180μm的雾滴，雾滴颗粒与火接触的表面积大大增加，且颗粒较大的雾滴随着高速气流冲向火源，起到吹熄、浇灭的作用；颗粒较小的雾滴则在火源周围气化，起到隔绝空气、带走热量的作用，而灭火液中添加的灭火剂蒸发后形成的致密盐层覆盖在燃烧物表面，能够大大提高燃烧物的燃点，阻止复燃；
(4)一次发送完毕后，控制箱12自动冻结发射按钮，气室电磁阀8、炮膛电磁阀9自动关闭，空气压缩机阀门4、水泵阀门5自动打开，空气压缩机1和水泵2分别再次完成上述充气、充水过程，等待下次发射，其中，空气压缩机1和水泵2完成充气、充水过程的时间不超过3.5秒。
本发明使用的是双炮管并排组合的方式，每发射一次可喷射灭火液7×2＝14L，现场试验表明，充分雾化后的14L灭火液能够对火焰高度为3m、明火面积3m2的火苗一次性扑灭。而1000L灭火液可发射70余次，可扑灭明火面积200余平米，对于输电线路附近数平米至数十平米明火的小面积山火的扑救绰绰有余。因此使用本灭火水炮灭火效果好、机动性强，且无需中途寻找水源补水，甚至在扑灭了一个火点后还可不停机迅速赶至下一个火点进行扑救，完全迎合了输电线路山火的灭火需求。
Claims (4)
1.一种扑救输电线路山火用的直升机携带高压节水灭火水炮，其特征在于：包括供气机构、供水机构、高压气室、炮膛、炮管、红外成像仪以及控制箱，所述供气机构安装在直升机机腹内，所述供气机构与位于机腹下方的高压气室连通，炮膛、炮管、红外成像仪均安装在机腹下方，所述高压气室与炮膛连通并用气室电磁阀隔断，所述炮膛与炮管连通并用炮膛电磁阀隔断，所述炮膛与安装在机腹内的供水机构相连，安装在机腹内的控制箱分别与所述供气机构、供水机构、红外成像仪、气室电磁阀、炮膛电磁阀连接，所述供气机构包括空气压缩机和空气压缩机阀门，所述空气压缩机与高压气室连通，空气压缩机阀门置于空气压缩机与高压气室之间，所述空气压缩机、空气压缩机阀门分别与控制箱连接，所述炮管采用小曲率螺旋式炮管。
2.如权利要求1所述的扑救输电线路山火用的直升机携带高压节水灭火水炮，其特征在于：所述供水机构包括灭火液箱、水泵和水泵阀门，灭火液箱中设有灭火液，所述灭火液箱与炮膛连接，水泵和水泵阀门置于灭火液箱与炮膛之间，所述水泵、水泵阀门分别与控制箱连接。
3.如权利要求1所述的扑救输电线路山火用的直升机携带高压节水灭火水炮，其特征在于：所述炮管的数量为2根。
4.如权利要求2所述的扑救输电线路山火用的直升机携带高压节水灭火水炮，其特征在于：所述灭火液由GXMHY-S03型高效灭火剂与水按体积比1:20的比例混合而成。
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