CN107089331B - 一种可搭载的灭火弹抛投系统及其抛投方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可搭载的灭火弹抛投系统及其抛投方法。本发明采用将灭火弹设置在发射筒内，多个发射筒安装在发射器支架上，通过连接杆安装在工作平台上，一次可以携带多发灭火弹，且装药量是现有装备的2倍以上，提高了灭火效率；灭火弹在安装定位组件、发射筒密封盖和低压气室内气体的共同作用下保持静止；当气体压力持续升高达到压力阈值时，低压气室内的压力高于安装定位组件所受的剪切力和发射筒密封盖所受的剪切力之和，气体的压力通过发射推板推动灭火弹从发射筒内发射；本发明具有存储运输发射一体化功能，提高了灭火弹适应性；采用低压气室发射，具有更大的射程和更精确的落点，可增大扑火人员与火场距离，降低了扑火人员工作危险性。

Description

一种可搭载的灭火弹抛投系统及其抛投方法

技术领域

本发明涉及灭火装备，具体涉及一种可搭载的灭火弹抛投系统及其抛投方法。

背景技术

我国目前森林草原灭火装备状况不足以支撑应对日益严峻的重特大森林草原火灾发生威胁。现有灭火装备多以人工作业为主，效率低下，危险性高。以灭火弹为例，单兵携带灭火弹通常采用人工投掷的方式从火场周围向火场内部抛射，受人体运动能力限制，这类灭火弹质量轻因此灭火效率低下，抛掷的距离近因此作业危险性极高并且难以快速控制火势。

由此期望一种可以由单兵携带的高效灭火弹及其抛投系统，可以具有较大的质量，较远的抛掷距离和较高的灭火效率。

发明内容

针对以上问题，本发明提供一种可搭载的灭火弹抛投系统，具有存储、运输、发射一体化功能，采用高低压气室发射，可以有效解决灭火弹的高效灭火和较远距离抛射的难题。

本发明的一个目的在于提出一种可搭载的灭火弹抛投系统。

本发明的可搭载的灭火弹抛投系统包括：发射器支架、固定卡板、发射筒和灭火弹；每一个发射筒内装配一发灭火弹；一个或多个发射筒安装在发射器支架上；固定卡板将发射筒与发射器支架固定；发射器支架通过连接杆装配在工作平台上；每一个发射筒包括发射筒密封盖、发射筒前筒、发射筒后筒、环形卡槽、发射推板、剪切簧片、发射筒限位片、限位盖板、发射筒底盖、低压气室和高压进气口；其中，剪切簧片为具有缺口的环形薄片；在发射筒后筒的前端的内壁上设置有环形卡槽，剪切簧片装配在环形卡槽内；发射推板从发射筒后筒的前端旋入剪切簧片，二者匹配安装；发射筒限位片从发射筒后筒的后端伸入至发射筒后筒内，将发射推板与剪切簧片卡锁；在发射筒后筒内的发射筒限位片后设置限位盖板，将发射筒限位片的位置固定；剪切簧片、发射筒限位片和限位盖板构成安装定位组件；在发射筒后筒的后端设置发射筒底盖；在发射筒后筒内的限位盖板与发射筒底盖之间形成低压气室；在发射筒底盖的中心设置高压进气口；高压进气口连接至外部的高压气体发生器；发射筒前筒与发射筒后筒连接；在发射筒前筒内装入灭火弹；在发射筒前筒的顶端安装发射筒密封盖，灭火弹的前端抵住发射筒密封盖，灭火弹的后端抵住发射推板；外部的高压气体发生器生成的高压气体通过高压进气口，进入低压气室，低压气室的内部压力升高，在达到压力阈值前，灭火弹在安装定位组件、发射筒密封盖和低压气室内气体的共同作用下保持静止；当气体压力持续升高达到压力阈值时，低压气室内的压力高于安装定位组件所受的剪切力和发射筒密封盖所受的剪切力之和，气体的压力通过发射推板推动灭火弹从发射筒内发射，灭火弹与发射推板运动出发射筒后，发射推板与灭火弹分离，提高了灭火弹弹道精度。

工作平台为车辆、飞机或无人机。

剪切簧片为具有缺口的环形薄片，环形薄片上沿周向分布多个相间的凸块和凹缺，其中一个凹缺中间断开，断开的弧度角θ范围在10°～60°之间；发射推板的底部沿周向分布多个相间的凹槽和滑槽，发射推板的凹槽与剪切簧片的凹缺相对应；剪切簧片安装在发射筒后筒的环形卡槽内，剪切簧片的凹缺比发射筒后筒的内半径大，而凸块比发射筒后筒的内半径小，从而安装剪切簧片完毕后凸块比发射筒后筒的内壁凸出；发射推板上的凹槽对准发射筒后筒内凸出的凸块插入，之后将发射推板旋转，使得凸块完全滑入发射推板的滑槽内，同时剪切簧片的凹缺与发射推板的凹槽正对，二者之间形成的空腔作为定位腔；发射筒限位片为筒状，顶端具有沿筒壁方向的多个卡板，每一个卡板与定位腔相对应，将发射筒限位片的卡板插入剪切簧片与发射推板之间的定位腔，从而限定发射推板的与剪切弹簧之间不会发生旋转，防止发射推板因旋转而脱落。

发射筒限位片后设置限位盖板，从而固定发射筒限位片、剪切簧片和发射推板卡锁在发射筒后筒内；限位盖板采用螺纹、卡锁或者插销的方式将发射筒限位片的位置固定。限位盖板采用螺纹连接的方式，在发射筒后筒的内壁设置有内螺纹，限位盖板设置有外螺纹，限位盖板从后至前旋进发射筒后筒，抵住发射筒限位片，将发射筒限位片固定。

发射器支架包括支撑板、发射筒定位槽、固定卡板装配螺纹孔和装配卡扣；其中，在支撑板上设置一对或多对发射筒定位槽，在发射筒前筒和发射筒后筒的外壁上分别设置发射筒卡槽，发射筒卡槽与发射筒定位槽相匹配，将每一个发射筒通过发射筒卡槽安装在一对发射筒定位槽内；在支撑板上设置有固定卡板装配螺纹孔，固定卡板通过螺钉与固定卡板装配螺纹孔连接，将发射筒固定；在支撑板上设置有装配卡扣，在装配卡口中安装连接杆，发射器支架通过连接杆装配在工作平台上，并通过螺钉与螺纹孔紧固。

灭火弹包括依次连接的灭火弹头、灭火弹壳和灭火弹底；其中，在灭火弹壳内安装灭火药；灭火弹头抵住发射筒密封盖，灭火弹底抵住发射推板。在灭火弹头与发射筒密封盖之间设置垫片，采用橡胶或毛毡，以防止灭火弹在发射筒内发生轴向运动。

在发射推板的顶部设置有电极，与灭火弹的底部电学连接，在发射推板的底部设置有电学凹槽，电学凹槽内设置有电极，通过在发射筒底盖上开孔走线与外部电学连接，从而实现灭火弹与外部的电学连接；开孔处采用胶密封手段，有效保证压力密封。

在发射筒前筒的顶端安装发射筒密封盖的方式采用密封销，或者在发射筒密封盖上制作倒钩结构，或者用胶粘发射筒密封盖，或者自锁带紧固，或者发射筒密封盖与发射筒前筒过盈配合。采用密封销的方式是在发射筒前筒的顶端沿周向均匀分布多个密封销，将发射筒密封盖卡锁。

发射筒前筒与发射筒后筒连接采用螺旋连接。

本发明的另一个目的在于提供一种可搭载的灭火弹抛投系统的抛投方法。

本发明的可搭载的灭火弹抛投系统的抛投方法，包括以下步骤：

1)装配灭火弹：

i.将剪切簧片装配在发射筒后筒的前端的环形卡槽内；

ii.将发射推板从发射筒后筒的前端旋入剪切簧片，二者匹配安装；

iii.将发射筒限位片从发射筒后筒的后端伸入至发射筒后筒内，从而将发射推板与剪切簧片卡锁；

iv.将限位盖板设置在发射筒后筒内的发射筒限位片后，从而将发射筒限位片的位置固定，剪切簧片、发射筒限位片和限位盖板构成安装定位组件；

v.在发射筒后筒的后端设置发射筒底盖；在发射筒后筒内的限位盖板与发射筒底盖之间形成低压气室；

vi.将发射筒底盖中心高压进气口连接至外部的高压气体发生器；

vii.将发射筒前筒与发射筒后筒连接；

viii.将灭火弹装入发射筒前筒内；

ix.将发射筒密封盖安装在发射筒前筒的顶端，灭火弹的前端抵住发射筒密封盖，灭火弹的后端抵住发射推板；

x.将一个或多个安装有灭火弹的发射筒安装在发射器支架上，通过固定卡板将发射筒与发射器支架固定；

xi.通过连接杆将发射器支架装配在工作平台上；

2)打开高压气体发生器的高压阀门，外部的高压气体发生器生成的高压气体通过高压进气口，进入低压气室；

3)低压气室的内部压力升高，在达到压力阈值前，灭火弹在安装定位组件、发射筒密封盖和低压气室内气体的共同作用下保持静止；

4)当气体压力持续升高超过压力阈值时，低压气室内的压力高于安装定位组件所受的剪切力和发射筒密封盖所受的剪切力之和，气体的压力通过发射推板推动灭火弹从发射筒内发射；

5)灭火弹与发射推板运动出发射筒后，发射推板与灭火弹分离，提高了灭火弹弹道精度。在步骤4)中，压力阈值为安装定位组件和发射筒密封盖的最大抗剪切应力之和。

本发明的优点：

本发明采用将灭火弹设置在发射筒内，多个发射筒安装在发射器支架上，一次可以携带多发灭火弹，且装药量是现有装备的2倍以上，提高了灭火效率；并且具有存储运输发射一体化功能，提高了灭火弹适应性；采用低压气室发射，具有更大的射程和更精确的落点，可增大扑火人员与火场距离，降低了扑火人员的工作危险性。

附图说明

图1为本发明的可搭载的灭火弹抛投系统的整体示意图；

图2为本发明的可搭载的灭火弹抛投系统的发射器支架的示意图；

图3为本发明的可搭载的灭火弹抛投系统的发射筒的剖面图；

图4为本发明的可搭载的灭火弹抛投系统的发射推板、剪切簧片和发射筒限位片的示意图，其中，(a)为剪切簧片的俯视图，(b)为发射推板、剪切簧片和发射筒限位片连接关系的爆炸图。

具体实施方式

下面结合附图，通过具体实施例，进一步阐述本发明。

如图1所示，本实施例的可搭载的灭火弹抛投系统包括：发射器支架、固定卡板、发射筒和灭火弹；其中，每一个发射筒内装配一发灭火弹；一个或多个发射筒300安装在发射器支架100上；固定卡板200将发射筒300与发射器支架100固定。

如图2所示，发射器支架100包括支撑板104、装配卡扣101、发射筒定位槽102和固定卡板装配螺纹孔103；其中，在支撑板104上设置一对或多对发射筒定位槽102发射筒卡槽与发射筒定位槽相匹配，将每一个发射筒通过发射筒卡槽320和321安装在一对发射筒定位槽102内；在支撑板104上设置有固定卡板装配螺纹孔103，固定卡板200通过螺钉与固定卡板装配螺纹孔103连接，将发射筒固定；在支撑板104上设置有装配卡扣101，在装配卡口中安装连接杆，发射器支架通过连接杆装配在工作平台上，并通过螺钉与螺纹孔紧固。

如图3所示，发射筒包括发射筒密封盖301、密封销308、发射筒前筒302、发射筒后筒303、环形卡槽、发射推板310、剪切簧片311、发射筒限位片312、限位盖板304、发射筒底盖306、低压气室305和高压进气口307；其中，剪切簧片311为具有缺口的环形薄片；在发射筒后筒303的前端的内壁上设置有环形卡槽，剪切簧片311装配在环形卡槽内；发射推板310旋入剪切簧片311，二者匹配安装；发射筒限位片312从发射筒后筒303的后端伸入至发射筒后筒303内，将发射推板310与剪切簧片311卡锁；在发射筒后筒303内的发射筒限位片312后设置限位盖板，将发射筒限位片312的位置固定；在发射筒后筒303的后端设置发射筒底盖；在发射筒后筒303内的限位盖板与发射筒底盖之间形成低压气室；在发射筒底盖的中心设置高压进气口；高压进气口连接至外部的高压气体发生器；发射筒前筒302与发射筒后筒303螺旋连接；在发射筒前筒302内装入灭火弹；灭火弹包括依次连接的灭火弹头401、灭火弹壳402和灭火弹底403；在发射筒前筒302的顶端安装发射筒密封盖301，灭火弹的前端抵住发射筒密封盖301，灭火弹的后端抵住发射推板310；在发射筒前筒302的顶端沿周向均匀分布多个密封销308，将发射筒密封盖301卡锁；在发射筒前筒302和发射筒后筒303的外壁上分别设置发射筒卡槽320和321。通过连接杆将发射器支架装配在工作平台上，并通过螺钉与螺纹孔紧固。

如图4所示，剪切簧片311为具有缺口的环形薄片，环形薄片上沿周向分布相间的3个凸块3112和3个凹缺3111，其中一个凹缺中间断开，断开的弧度角θ为30°；发射推板310的底部沿周向分布相间的3个凹槽3101和3个滑槽3102，发射推板的凹槽与剪切簧片的凹缺相对应；剪切簧片安装在发射筒后筒的环形卡槽内，剪切簧片311的和凹缺比发射筒后筒的内半径大，而凸块3112比发射筒后筒的内半径小，从而安装剪切簧片完毕后凸块3112比发射筒后筒的内壁凸出；发射推板上的凹槽3101对准发射筒后筒内凸出的凸块3112插入，之后将发射推板310旋转，使得凸块3112完全滑入发射推板的滑槽3102内，同时剪切簧片的凹缺3111与发射推板的凹槽3101正对，二者之间的空腔形成定位腔；发射筒限位片312为筒状，顶端具有沿筒壁方向的多个卡板，每一个卡板与定位腔相对应，将发射筒限位片的卡板插入剪切簧片与发射推板内的定位腔，从而限定发射推板的位置，防止发射推板因旋转而脱落。

最后需要注意的是，公布实施例的目的在于帮助进一步理解本发明，但是本领域的技术人员可以理解：在不脱离本发明及所附的权利要求的精神和范围内，各种替换和修改都是可能的。因此，本发明不应局限于实施例所公开的内容，本发明要求保护的范围以权利要求书界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种可搭载的灭火弹抛投系统，其特征在于，所述灭火弹抛投系统包括：发射器支架、固定卡板、发射筒和灭火弹；每一个发射筒内装配一发灭火弹；一个或多个发射筒安装在发射器支架上；所述固定卡板将发射筒与发射器支架固定；发射器支架通过连接杆装配在工作平台上；每一个发射筒包括发射筒密封盖、发射筒前筒、发射筒后筒、环形卡槽、发射推板、剪切簧片、发射筒限位片、限位盖板、发射筒底盖、低压气室和高压进气口；其中，所述剪切簧片为具有缺口的环形薄片；在发射筒后筒的前端的内壁上设置有环形卡槽，剪切簧片装配在环形卡槽内；所述发射推板从发射筒后筒的前端旋入剪切簧片，二者匹配安装；所述发射筒限位片从发射筒后筒的后端伸入至发射筒后筒内，将发射推板与剪切簧片卡锁；在发射筒后筒内的发射筒限位片后设置限位盖板，将发射筒限位片的位置固定；所述剪切簧片、发射筒限位片和限位盖板构成安装定位组件；在发射筒后筒的后端设置发射筒底盖；在发射筒后筒内的限位盖板与发射筒底盖之间形成低压气室；在发射筒底盖的中心设置高压进气口；所述高压进气口连接至外部的高压气体发生器；所述发射筒前筒与发射筒后筒连接；在发射筒前筒内装入灭火弹；在发射筒前筒的顶端安装发射筒密封盖，灭火弹的前端抵住发射筒密封盖，灭火弹的后端抵住发射推板；外部的高压气体发生器生成的高压气体通过高压进气口，进入低压气室，低压气室的内部压力升高，在达到压力阈值前，灭火弹在安装定位组件、发射筒密封盖和低压气室内气体的共同作用下保持静止；当气体压力持续升高超过压力阈值时，低压气室内的压力高于安装定位组件所受的剪切力和发射筒密封盖所受的剪切力之和，气体的压力通过发射推板推动灭火弹从发射筒内发射，灭火弹与发射推板运动出发射筒后，发射推板与灭火弹分离，提高灭火弹的弹道精度。

2.如权利要求1所述的灭火弹抛投系统，其特征在于，所述剪切簧片的环形薄片上沿周向分布多个相间的凸块和凹缺，其中一个凹缺中间断开；所述发射推板的底部沿周向分布多个相间的凹槽和滑槽，所述发射推板的凹槽与剪切簧片的凹缺相对应；所述剪切簧片安装在发射筒后筒的环形卡槽内，剪切簧片的凹缺比发射筒后筒的内半径大，而凸块比发射筒后筒的内半径小，从而安装剪切簧片完毕后凸块比发射筒后筒的内壁凸出；所述发射推板上的凹槽对准发射筒后筒内凸出的凸块插入，之后将发射推板旋转，使得凸块完全滑入发射推板的滑槽内，同时剪切簧片的凹缺与发射推板的凹槽正对，二者之间形成的空腔作为定位腔；所述发射筒限位片为筒状，顶端具有沿筒壁方向的多个卡板，每一个卡板与定位腔相对应，将发射筒限位片的卡板插入剪切簧片与发射推板之间的定位腔。

3.如权利要求2所述的灭火弹抛投系统，其特征在于，断开的弧度角θ范围在10°～60°之间。

4.如权利要求1所述的灭火弹抛投系统，其特征在于，在发射筒后筒的内壁设置有内螺纹，限位盖板设置有外螺纹，限位盖板从后至前旋进发射筒后筒，抵住发射筒限位片，从而限位盖板以螺纹连接将发射筒限位片固定。

5.如权利要求1所述的灭火弹抛投系统，其特征在于，所述发射器支架包括支撑板、发射筒定位槽、固定卡板装配螺纹孔和装配卡扣；其中，在支撑板上设置一对或多对发射筒定位槽，在发射筒前筒和发射筒后筒的外壁上分别设置发射筒卡槽，发射筒卡槽与发射筒定位槽相匹配，将每一个发射筒通过发射筒卡槽安装在一对发射筒定位槽内；在支撑板上设置有固定卡板装配螺纹孔，固定卡板通过螺钉与固定卡板装配螺纹孔连接，将发射筒固定；在支撑板上设置有装配卡扣，在装配卡口中安装连接杆，发射器支架通过连接杆装配在工作平台上，并通过螺钉与螺纹孔紧固。

6.如权利要求1所述的灭火弹抛投系统，其特征在于，在发射推板的顶部设置有电极，与灭火弹的底部电学连接，在发射推板的底部设置有电学凹槽，电学凹槽内设置有电极，与外部电学连接。

7.如权利要求1所述的灭火弹抛投系统，其特征在于，在发射筒前筒的顶端沿周向均匀分布多个密封销，将发射筒密封盖卡锁在发射筒前筒的顶端。

8.如权利要求1所述的灭火弹抛投系统，其特征在于，所述发射筒前筒与发射筒后筒连接采用螺纹连接。

9.一种可搭载的灭火弹抛投系统的抛投方法，其特征在于，所述抛投方法包括以下步骤：

1)装配灭火弹：

i.将剪切簧片装配在发射筒后筒的前端的环形卡槽内；

ii.将发射推板从发射筒后筒的前端旋入剪切簧片，二者匹配安装；

iii.将发射筒限位片从发射筒后筒的后端伸入至发射筒后筒内，从而将发射推板与剪切簧片卡锁；

iv.将限位盖板设置在发射筒后筒内的发射筒限位片后，从而将发射筒限位片的位置固定，剪切簧片、发射筒限位片和限位盖板构成安装定位组件；

v.在发射筒后筒的后端设置发射筒底盖；在发射筒后筒内的限位盖板与发射筒底盖之间形成低压气室；

vi.将发射筒底盖中心高压进气口连接至外部的高压气体发生器；

vii.将发射筒前筒与发射筒后筒连接；

viii.将灭火弹装入发射筒前筒内；

ix.将发射筒密封盖安装在发射筒前筒的顶端，灭火弹的前端抵住发射筒密封盖，灭火弹的后端抵住发射推板；

x.将一个或多个安装有灭火弹的发射筒安装在发射器支架上，通过固定卡板将发射筒与发射器支架固定；

xi.通过连接杆将发射器支架装配在工作平台上；

2)打开高压气体发生器的高压阀门，外部的高压气体发生器生成的高压气体通过高压进气口，进入低压气室；

3)低压气室的内部压力升高，在达到压力阈值前，灭火弹在安装定位组件、发射筒密封盖和低压气室内气体的共同作用下保持静止；

4)当气体压力持续升高超过压力阈值时，低压气室内的压力高于安装定位组件所受的剪切力和发射筒密封盖所受的剪切力之和，气体的压力通过发射推板推动灭火弹从发射筒内发射；

5)发射推板与灭火弹分离，提高灭火弹的弹道精度。

10.如权利要求9所述的抛投方法，其特征在于，在步骤4)中，压力阈值为安装定位组件和发射筒密封盖的最大抗剪切应力之和。