CN108578944B - 一种以高吸水性树脂作为弹药的消防枪及其灭火方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种以高吸水性树脂作为弹药的消防枪及其灭火方法。现有救火装置当火灾发生在较高的楼层时，由于水的输送距离有限，无法将水送入火源。本发明一种以高吸水性树脂作为弹药的消防枪，包括枪身、动力组件、弹夹和灭火弹。所述的枪身内设置有由外至内依次连通的装弹腔、柱塞滑道和动力腔。动力腔的内端固定有导杆。所述的弹射组件包括弹簧、柱塞、推板和传动管。传动管的内端与导杆构成滑动副，外端与柱塞的一端固定。柱塞的另一端与推板固定。灭火弹为强化剂与高吸水性树脂原料的水溶液在交联剂及引发剂的作用下交联的产物。本发明采用吸水后的高吸水性树脂作为灭火的媒介，大大弥补了现有技术中水枪射程不足的缺陷。

Description

一种以高吸水性树脂作为弹药的消防枪及其灭火方法

技术领域

本发明属于消防器械技术领域，具体涉及一种以高吸水性树脂作为弹药的消防枪及其灭火方法。

背景技术

随着城市里的高楼越来越多，高楼起火的问题也愈加凸显。在高楼救火中，需要将水输送着高楼上的着火点。但现有的水枪等救火装置的输水距离有限，无法将水送入的着火点，导致火势的蔓延不能得到及时控制。

高吸水性树脂具有极强的吸水性与保水性，其与吸收的水形成凝胶状产物，其独特的三维空间网络结构将水分牢固的束缚住，并且其吸水能力可以达到吸取自己本身10-2000倍以上体积的水，可以作为一个很好的吸水载体。其中高质量的高吸水性树脂不仅对造成的污染很小，而且载水量高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种以高吸水性树脂作为弹药的消防枪及其灭火方法。

本发明一种以高吸水性树脂作为弹药的消防枪，包括枪身、动力组件、弹夹和灭火弹。所述的枪身内设置有由外至内依次连通的装弹腔、柱塞滑道和动力腔。所述动力腔的内端固定有导杆。

所述的弹射组件包括弹簧、柱塞、推板和传动管。所述传动管的内端与导杆构成滑动副，外端与柱塞的一端固定。柱塞的另一端与推板固定。推板设置在装弹腔内。柱塞与柱塞滑道构成滑动副。导杆上套置有弹簧。弹簧的两端分别抵住传动管的外端、装弹腔的内壁。动力腔内与装弹腔连通处设置有柱塞滑道。所述的传动管由动力组件驱动。

所述的灭火弹吸水后装在弹夹内。弹夹安装在枪身的中部。弹夹的出口与装弹腔连通。灭火弹为强化剂与高吸水性树脂原料的水溶液在交联剂及引发剂的作用下交联的产物。高吸水性树脂原料为丙烯酰胺。强化剂采用膨润土。引发剂为过硫酸盐。交联剂为甲叉基双丙烯酰胺。交联反应前，高吸水性树脂原料、强化剂、交联剂的质量比为10：4：0.004。

进一步地，所述的动力组件包括电机、第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮和齿条。齿条固定在传动管的外侧壁上。第一齿轮、第二齿轮及第三齿轮均支承在动力腔内。第一齿轮与第二齿轮啮合。第二齿轮与第三齿轮啮合。第三齿轮与齿条啮合。

进一步地，所述装弹腔的内径为100～200mm。推板的直径比装弹腔的内径小1～4mm。灭火弹呈球形，吸水后直径比装弹腔的内径小10～20mm。

进一步地，所述的强化剂采用膨润土。所述的高吸水性树脂采用聚丙烯酸钠高吸水性树脂。

进一步地，所述柱塞的侧壁上嵌有O型密封圈。

进一步地，所述的动力腔除与柱塞滑道连通处外，其余位置均密封。

进一步地，本发明一种以高吸水性树脂作为弹药的消防枪还包括扳机。所述扳机的中部与枪身通过铰接轴铰接。铰接轴上套置有扭簧。扭簧的两端与扳机、枪身分别固定。

进一步地，所述枪身上靠近扳机的位置安装有按钮开关。电机的启停受按钮开关控制。

进一步地，所述高吸水性树脂原料的水溶液中高吸水性树脂原料与水的质量比为3：7。

该以高吸水性树脂作为弹药的消防枪的灭火方法具体如下。

步骤一、灭火人员将装弹腔的外端对准着火点，并扣下扳机。

步骤二、动力组件驱动传动管向远离装弹腔的一侧移动，从而带动推板向导杆滑动。

步骤三、推板达到预设位置后，动力组件锁止传动管。弹夹内一颗吸水饱后的灭火弹进入装弹腔；。

步骤四、动力组件解除对传动管的锁止，柱塞弹出，使得推板推动灭火弹从装弹腔射出。进入步骤五。

步骤五、若扳机未被松开，则重复步骤二、三和四。否则，停止工作。

本发明具有的有益效果是：

1、本发明采用吸水后的高吸水性树脂作为灭火的媒介，大大弥补了现有技术中水枪射程不足的缺陷。

2、本发明的灭火弹通过强化剂和高吸水性树脂交联后得到，避免了灭火弹在发射时破碎的情况发生。

3、本发明通过消防枪将灭火弹射出，提高灭火的精确度，减少了水资源的浪费。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步说明。

如图1所示，一种以高吸水性树脂作为弹药的消防枪，包括枪身1、动力组件、灭火弹、弹夹2和扳机12。枪身1内设置有由外至内依次连通的装弹腔、柱塞滑道和动力腔。动力腔除与柱塞滑道连通处外，其余位置均密封。动力腔的内端固定有导杆3。

弹射组件包括弹簧4、柱塞5、推板6和传动管7。传动管7的内端套置在导杆3上，并与导杆3构成滑动副，外端与柱塞5的一端固定。柱塞5的另一端与推板6通过连接杆固定。推板6设置在装弹腔内。装弹腔的内径为100～200mm。推板6的直径比装弹腔的内径小1～4mm。柱塞5与柱塞滑道构成滑动副。导杆3上套置有弹簧4。弹簧4的两端与传动管7的外端、装弹腔的内壁分别固定。动力腔内与装弹腔连通处设置有柱塞滑道。柱塞5的侧壁上嵌有O型密封圈，从而将动力腔分隔为压缩部分和让位部分。动力腔内压缩部分完全封闭，且内部气压大小将随柱塞5的滑动而增大或减小。

动力组件包括电机、第一齿轮8、第二齿轮9、第三齿轮10和齿条11。齿条11固定在传动管7的外侧壁上。第一齿轮8、第二齿轮9及第三齿轮10均支承在动力腔内。第一齿轮8与第二齿轮9啮合。第二齿轮9与第三齿轮10啮合。第三齿轮10与齿条11啮合。第一齿轮8、第二齿轮9、第三齿轮10的齿数依次增大。电机固定在动力腔内。电机的输出轴与第一齿轮8固定。电机采用步进电机。

扳机12的中部与枪身1通过铰接轴铰接。铰接轴上套置有扭簧。扭簧的两端与扳机12、枪身1分别固定。枪身1上靠近扳机12的位置安装有按钮开关。电机的启停受按钮开关控制。当扳机12被扳动时，按钮开关被按下，电机启动。

枪身1的顶部装有瞄准器，从而提高射击的准确性。弹夹2安装在枪身1的中部。弹夹2的出口与装弹腔连通。弹夹2内装有吸饱水后的灭火弹。

灭火弹为强化剂与高吸水性树脂原料的水溶液在交联剂及引发剂的作用下交联后的产物。高吸水性树脂原料为丙烯酰胺。强化剂采用膨润土(矿物学名称是蒙脱石)。引发剂为过硫酸盐。交联剂为甲叉基双丙烯酰胺。所述高吸水性树脂原料的水溶液中高吸水性树脂原料与水的质量比为3：7。高吸水性树脂原料、强化剂、交联剂的添加质量比为10：4：0.004。灭火弹呈球形，吸饱水后直径比装弹腔的内径小10～20mm。由于高吸水性树脂本身是化合物。故高吸水性树脂自身能够被点燃。火灾现场经常有被困人员存在。为保证人身安全，灭火弹内的高吸水性树脂在燃烧时不能产生有毒气体，故本发明选用了丙烯酰胺作为高吸水性树脂原料。

在高吸水性树脂中引进膨润土之后，在交联剂作用下，可以形成以膨润土粒子为主要网络点的交联结构。由于膨润土与高吸水性树脂在交联后通过化学键连接。故在高吸水性树脂吸水膨胀后，膨润土仍能牢固地结合在高吸水性树脂的交联高分子网络上，使交联高分子网络的刚性增强。

在丙烯酰胺与水以3：7的质量比混合所得的溶液加入氢氧化钠调节为碱性，之后加入甲叉基双丙烯酰胺和硫酸盐，交联后晾干并加工为球形。甲叉基双丙烯酰胺的加入量与丙烯酰胺水溶液的质量比为0.003:25。所得球形产物吸饱水后所能承受的压强极限为1.53×10⁴Pa。

在丙烯酰胺与水以3：7的质量比混合所得的溶液加入氢氧化钠调节为碱性，之后依次加入膨润土、甲叉基双丙烯酰胺、硫酸盐，交联后晾干并加工为球形。膨润土的加入量与丙烯酰胺水溶液的质量比为3:25。甲叉基双丙烯酰胺的加入量与丙烯酰胺水溶液的质量比为0.003:25。所得球形产物细胞水后所能承受的压强极限为2.94×10⁴Pa。

此外，膨润土是具有三层结构的硅酸盐矿物，每个晶层的两端都是硅氧四面体层，中间夹着一个铝氧八面体。由于晶层之间氧层和氧层的联系力很小，水分子以及其他极性分子容易进入晶层中间。深加工之后的膨润土粉体具有较大的比表面，可以很好地与有机单体复合。

可见，选用膨润土作为强化剂能够在对高吸水性树脂吸水性能影响较小的前提下，显著增强交联所得灭火弹的强度。

该以高吸水性树脂作为弹药的消防枪的灭火方法具体如下。

步骤一、灭火人员在火灾现场就近架设枪身1，并将装弹腔的外端对准着火点后，扣住扳机12，使得扳机12按下按钮开关。

步骤二、电机通电转动，齿条11向远离装弹腔的一侧移动，从而带动推板6向导杆3滑动。

步骤三、推板6达到预设位置后(即弹夹2的出口位于推板6靠近装弹腔外端的状态，根据电机转动的时间确定是否达到)，电机停转自锁，弹夹2内一颗吸饱水后的灭火弹进入装弹腔。

步骤四、电机断电结束自锁，柱塞5在弹簧4的弹力及动力腔内气压的压力下向装弹腔弹出，使得推板6推动灭火弹从装弹腔射出。灭火弹撞击着火点并破碎(撞击着火点时灭火弹所受的冲击压强大于灭火弹发射时所受的压强，故没灭火弹能够破碎)，灭火弹破碎后释放出内部锁住的水，从而实现灭火。进入步骤五。

步骤五、若扳机12未被松开或弹夹2内还有灭火弹，则重复步骤二、三和四。否则，停止工作。

Claims (6)

1.一种以高吸水性树脂作为弹药的消防枪，包括枪身、动力组件、弹夹和灭火弹；其特征在于：所述的枪身内设置有由外至内依次连通的装弹腔、柱塞滑道和动力腔；所述动力腔的内端固定有导杆；

弹射组件包括弹簧、柱塞、推板和传动管；所述传动管的内端与导杆构成滑动副，外端与柱塞的一端固定；柱塞的另一端与推板固定；推板设置在装弹腔内；柱塞与柱塞滑道构成滑动副；导杆上套置有弹簧；弹簧的两端分别抵住传动管的外端、装弹腔的内壁；动力腔内与装弹腔连通处设置有柱塞滑道；所述的传动管由动力组件驱动；所述柱塞的侧壁上嵌有O型密封圈；所述的动力腔除与柱塞滑道连通处外，其余位置均密封；

所述的灭火弹吸水后装在弹夹内；弹夹安装在枪身的中部；弹夹的出口与装弹腔连通；灭火弹为强化剂与高吸水性树脂原料的水溶液在交联剂及引发剂的作用下交联的产物；高吸水性树脂原料为丙烯酰胺；强化剂采用膨润土；引发剂为过硫酸盐；交联剂为甲叉基双丙烯酰胺；交联反应前，高吸水性树脂原料、强化剂、交联剂的质量比为10:4:0.004；所述装弹腔的内径为100～200mm；推板的直径比装弹腔的内径小1～4mm；灭火弹呈球形，吸水后直径比装弹腔的内径小10～20mm。

2.根据权利要求1所述的一种以高吸水性树脂作为弹药的消防枪，其特征在于：所述的动力组件包括电机、第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮和齿条；齿条固定在传动管的外侧壁上；第一齿轮、第二齿轮及第三齿轮均支承在动力腔内；第一齿轮与第二齿轮啮合；第二齿轮与第三齿轮啮合；第三齿轮与齿条啮合。

3.根据权利要求1所述的一种以高吸水性树脂作为弹药的消防枪，其特征在于：还包括扳机；所述扳机的中部与枪身通过铰接轴铰接；铰接轴上套置有扭簧；扭簧的两端与扳机、枪身分别固定。

4.根据权利要求3所述的一种以高吸水性树脂作为弹药的消防枪，其特征在于：所述枪身上靠近扳机的位置安装有按钮开关；电机的启停受按钮开关控制。

5.根据权利要求1所述的一种以高吸水性树脂作为弹药的消防枪，其特征在于：所述高吸水性树脂原料的水溶液中高吸水性树脂原料与水的质量比为3：7。

6.如权利要求3所述的一种以高吸水性树脂作为弹药的消防枪的灭火方法，其特征在于：步骤一、灭火人员将装弹腔的外端对准着火点，并扣下扳机；

步骤二、动力组件驱动传动管向远离装弹腔的一侧移动，从而带动推板向导杆滑动；

步骤三、推板达到预设位置后，动力组件锁止传动管；弹夹内一颗吸水后的灭火弹进入装弹腔；

步骤四、动力组件解除对传动管的锁止，柱塞弹出，使得推板推动灭火弹从装弹腔射出；进入步骤五；

步骤五、若扳机未被松开，则重复步骤二、三和四；否则，停止工作。

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