CN110013625B - 空投式消防水囊 - Google Patents

Abstract

本发明属于消防领域，具体涉及一种空投式消防水囊，包括薄膜制成的囊体，所述囊体上设有注水口，所述注水口与一引爆装置可拆卸式连接；所述引爆装置包括压缩气瓶和延时充气单元，所述压缩气瓶与延时充气单元连通，所述延时充气单元上设有触发装置和排气口，所述排气口所在的一端设有一连接管，所述排气口与连接管的中心孔连通，所述连接管从注水口插入至所述囊体内部。本发明采用整体抛投式水囊对森林火灾进行扑救，同时本发明的消防水囊配备了具有延时功能的引爆装置，使水囊能够在近地上空爆裂，而不是直接砸落在地面上，能够有效增大扑救面积，避免水源浪费。

Description

空投式消防水囊

技术领域

本发明属于消防领域，具体涉及一种空投式消防水囊。

背景技术

森林火灾一般发生在植被茂密的偏远地带，且燃烧面积广、蔓延速度快，因此很难采用人工地面扑救的方式进行灭火。现有技术中主要采用直升机吊桶对过火区域进行泼洒灭火，但现有技术中的吊桶在实际使用过程中仍然存在诸多缺陷：其一，直升机一般会就近选择取水点进行现场取水，取水时吊桶始终吊挂在直升机下方，因此在取水过程中直升机需要保持长时间悬停，这样不仅影响扑救效率，而且直升机在不确定的环境下进行长时间悬停存在较大安全风险；其二，现有技术中的吊桶在进行泼洒时，吊桶内的水并不会一次性涌出，而是会像瀑布一样缓慢倾泻，而直升机又不宜在火场上方悬停，一般都是直接略过火场上空，因此会导致火场单位面积泼水量不足，很难起到抑制火势的目的，另外水流在倾泻过程中会产生雾化，而水雾在遇到高温时很容易分解成氢气和氧气从而产生爆燃导致火势加重；其三，为了提高灭火效果，一般还会在吊桶内添加灭火剂，然而由于不同取水点的水质条件不同，灭火剂与水长时间混合后可能会导致灭火剂失效，尤其是取水点与火场距离较远的情况下，灭火剂在运输途中有充足的时间与水中的化学物质进行反应，这就进一步加大了灭火剂失效的风险。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够对森林火灾进行高效、可靠扑救的空投式消防水囊。

为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：一种空投式消防水囊，包括薄膜制成的囊体，所述囊体上设有注水口，所述注水口与一引爆装置可拆卸式连接；所述引爆装置包括压缩气瓶和延时充气单元，所述压缩气瓶与延时充气单元连通，所述延时充气单元上设有触发装置和排气口，所述排气口所在的一端设有一连接管，所述排气口与连接管的中心孔连通，所述连接管从注水口插入至所述囊体内部，所述延时充气单元被装配为当触发单元未被触发时，压缩气瓶与所述排气口断开，且当触发装置被触发时，延时充气单元能够在一段设定的时间后将压缩气瓶与所述排气口连通。

所述延时充气单元包括阀壳和阀芯，所述阀芯滑动设置在阀壳内，所述阀芯两端分别设有第一腔室和第二腔室，所述排气口开设于阀壳上与第二腔室相对应的端部，所述压缩气瓶与第二腔室连通，所述阀芯上与第二腔室相对应的一端设有堵头，所述堵头与所述排气口构成插接配合；所述第一腔室上设有第一充气接口和阻尼孔，所述触发装置是用于控制阻尼孔与大气之间通断的装置。

所述第一腔室的直径大于阀芯的直径，所述阀芯内开设有泄压孔，所述泄压孔的一端位于阀芯周面上，另一端与所述排气口或大气连通，所述泄压孔被装配为当阀芯的堵头与排气口闭合时，泄压孔位于阀芯周面上的一端与阀壳内环面贴合，当阀芯向第一腔室移动一段行程时，泄压孔位于阀芯周面上的一端能够与第一腔室连通，且在该端与第一腔室刚连通时堵头和排气口仍处于闭合状态，而当阀芯继续向第一腔室移动时堵头才与排气口分离；所述阀芯与第一腔室相对的一端设有一直径小于阀芯直径的第一压柱，所述第一压柱贯穿并凸伸至阀壳端面外侧。

所述第一腔室侧壁上设有一侧孔，所述侧孔外部链接一阀套，所述阀套内滑动设置有一阀块，所述阻尼孔开设于该阀块内，所述阻尼孔的一端位于阀块内侧端面上，另一端位于阀块周面上，所述阀套和阀块上开设有沿径向贯穿阀套和阀块的限位孔，所述限位孔内插有限位销，所述限位销的一端设有拉环；所述阀块被装配为当限位销插置于限位孔内时，阻尼孔位于阀块周面上的一端与阀套内环面贴合，当限位销从限位孔内拔出时，阀块能够在第二腔室的压力所用下外移并使阻尼孔位于阀块周面上的一端与所述阀套上的限位孔连通；所述阀套外端设有端盖，所述阀块与端盖相对的一侧设有第二压柱，所述第二压柱贯穿并凸伸至端盖外侧。

装置还包括灭火剂喷溅单元，所述灭火剂喷溅单元包括灭火剂储罐，所述灭火剂储罐内设有活动隔板，所述活动隔板与灭火剂储罐内壁构成滑动配合，所述活动隔板将灭火剂储罐分隔为加压仓和储液仓，所述加压仓内设有伸缩气囊，所述伸缩气囊通过管路与所述阀壳相连，且当阀芯向第一腔室移动时伸缩气囊能够与所述第二腔室连通，所述储液仓上连有出液管。

所述连接管是具有双层管壁的夹套状结构，所述出液管与连接管的夹套连通，所述连接管外壁上开设有喷溅口；所述喷溅口上设有多根纤维引流管，各纤维引流管的管口均匀分散在囊体内部。

所述连接管远离延时充气单元的一端与一膨胀气囊连通，所述喷溅口位于膨胀气囊与囊体之间。

所述囊体为圆柱形，所述注水口位于囊体顶面的中心。

所述囊体按重量份包括2-3份阻燃剂和47-48份可降解性树脂。

所述阻燃剂为磷酸甲苯二苯酯或异丙基化磷酸三苯酯。

本发明取得的技术效果为：本发明采用整体抛投式水囊对森林火灾进行扑救，同时本发明的消防水囊配备了具有延时功能的引爆装置，使水囊能够在近地上空爆裂，而不是直接砸落在地面上，能够有效增大扑救面积，避免水源浪费；另外与传统吊桶相比，本发明的水囊在从高空掉落到近地上空的过程中能够对水进行有效包裹，避免水因风阻而产生雾化，进而避免火场出现爆燃现象。

附图说明

图1是本发明的实施例所提供的引爆装置的立体图；

图2是本发明的实施例所提供的引爆装置未激活状态的剖视图；

图3是本发明的实施例所提供的引爆装置激活状态的剖视图；

图4是本发明的实施例所提供的引爆装置另一视角的剖视图；

图5是本发明的实施例所提供的消防水囊未引爆时的剖视图；

图6是本发明的实施例所提供的消防水囊被引爆时的的剖视图；

图7是本发明的实施例所提供的森林灭火装置的立体图及局部放大图；

图8是本发明的实施例所提供的森林灭火装置另一视角的立体图；

图9是本发明的实施例所提供的森林灭火装置的仰视图。

具体实施方式

为了使本发明的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行具体说明。应当理解，以下文字仅仅用以描述本发明的一种或几种具体的实施方式，并不对本发明具体请求的保护范围进行严格限定。

如图7、8、9所示，一种森林灭火装置，包括水囊以及用于运输和投放水囊的直升机及吊具，所述水囊上设有用于引爆水囊的引爆装置，所述吊具上设有用于释放水囊的释放装置以及用于激活引爆装置的激发单元。具体的，如图5、6所示，所述水囊包括薄膜制成的囊体20，所述囊体20上设有注水口，所述注水口与引爆装置可拆卸式连接；如图1所示，所述引爆装置包括压缩气瓶12和延时充气单元11，所述压缩气瓶12与延时充气单元11连通，所述延时充气单元11上设有触发装置和排气口，所述排气口所在的一端设有一连接管115，所述排气口与连接管115的中心孔连通，所述连接管115从注水口插入至所述囊体20内部，所述延时充气单元11被装配为当触发单元未被触发时，压缩气瓶12与所述排气口断开，且当触发装置被触发时，延时充气单元11能够在一段设定的时间后将压缩气瓶12与所述排气口连通。所述囊体20为圆柱形，所述注水口位于囊体20顶面的中心；所述囊体20按重量份包括2-3份阻燃剂和47-48份可降解性树脂；所述阻燃剂为磷酸甲苯二苯酯或异丙基化磷酸三苯酯。本发明采用整体抛投式水囊对森林火灾进行扑救，同时本发明的消防水囊配备了具有延时功能的引爆装置，使水囊能够在近地上空爆裂，而不是直接砸落在地面上，能够有效增大扑救面积，避免水源浪费；另外与传统吊桶相比，本发明的水囊在从高空掉落到近地上空的过程中能够对水进行有效包裹，避免水因风阻而产生雾化，进而避免火场出现爆燃现象。本发明的水囊采用可降解耐火材料制成，一方面能够避免破碎的水囊成为燃料加重燃烧，另一方面也能够防止破碎的水囊对生态环境造成二次破坏。

如图2、3所示，所述延时充气单元11包括阀壳111和阀芯112，所述阀芯112滑动设置在阀壳111内，所述阀芯112两端分别设有第一腔室113和第二腔室114，所述排气口开设于阀壳111上与第二腔室114相对应的端部，所述压缩气瓶12与第二腔室114连通，所述阀芯112上与第二腔室114相对应的一端设有堵头1122，所述堵头1122与所述排气口构成插接配合；所述第一腔室113上设有第一充气接口1131和阻尼孔1161，所述触发装置是用于控制阻尼孔1161与大气之间通断的装置。所述第一腔室113的直径大于阀芯112的直径，所述阀芯112内开设有泄压孔1121，所述泄压孔1121的一端位于阀芯112周面上，另一端与所述排气口或大气连通，所述泄压孔1121被装配为当阀芯112的堵头1122与排气口闭合时，泄压孔1121位于阀芯112周面上的一端与阀壳111内环面贴合，当阀芯112向第一腔室113移动一段行程时，泄压孔1121位于阀芯112周面上的一端能够与第一腔室113连通，且在该端与第一腔室113刚连通时堵头1122和排气口仍处于闭合状态，而当阀芯112继续向第一腔室113移动时堵头1122才与排气口分离；所述阀芯112与第一腔室113相对的一端设有一直径小于阀芯112直径的第一压柱，所述第一压柱贯穿并凸伸至阀壳111端面外侧。所述第一腔室113侧壁上设有一侧孔，所述侧孔外部链接一阀套117，所述阀套117内滑动设置有一阀块116，所述阻尼孔1161开设于该阀块116内，所述阻尼孔1161的一端位于阀块116内侧端面上，另一端位于阀块116周面上，所述阀套117和阀块116上开设有沿径向贯穿阀套117和阀块116的限位孔1163，所述限位孔1163内插有限位销1162，所述限位销1162的一端设有拉环；所述阀块116被装配为当限位销1162插置于限位孔1163内时，阻尼孔1161位于阀块116周面上的一端与阀套117内环面贴合，当限位销1162从限位孔1163内拔出时，阀块116能够在第二腔室114的压力所用下外移并使阻尼孔1161位于阀块116周面上的一端与所述阀套117上的限位孔1163连通；所述阀套117外端设有端盖，所述阀块116与端盖相对的一侧设有第二压柱，所述第二压柱贯穿并凸伸至端盖外侧。本发明采用纯机械的方式对引爆装置进行计时，无需电源，能够有效避免因救火而产生的次生灾害。本发明的引爆装置的具体工作原理如下：水囊组装阶段，首先按压阀块116和阀芯112上的压柱，使阀块116处于右位、阀芯112处于低位，如图2所示，并将限位销1162插入限位孔1163内使阀块116锁死，然后对第一腔室113进行加压，第一腔室113加压完毕后再对压缩气瓶12进行充气，并确保第一腔室113的压力始终大于压缩气瓶12的压力，从而确保阀芯112保持在低位，充气完成后将连接管115插入盛满水的水囊内，并用扎带将水囊注水口绑扎在连接管115上，水囊组装工作完成；水囊在投掷时，首先将限位销1162拔出，然后将水囊抛出，此时阀块116在第一腔室113压力作用下左移，阻尼孔1161与大气连通，如图3所示，第一腔室113压力逐渐降低，当第一腔室113的压力小于第二腔室114压力时阀芯112开始上行，阀芯112上行一段时间后泄压孔1121与第一腔室113连通，此时第一腔室113会瞬间失压，从而使阀芯112快速上移，排气口瞬间开启，压缩气瓶12内的高压气体迅速充入水囊内使水囊瞬间爆裂。上述过程中阀芯112的上移过程为水囊提供了充足的掉落时间，该时间的长短可以通过第一腔室113与第二腔室114的初始压力差来控制，从而精确控制水囊爆炸时距离地面的高度。

如图4所示，装置还包括灭火剂喷溅单元，所述灭火剂喷溅单元包括灭火剂储罐13，所述灭火剂储罐13内设有活动隔板131，所述活动隔板131与灭火剂储罐13内壁构成滑动配合，所述活动隔板131将灭火剂储罐13分隔为加压仓和储液仓，所述加压仓内设有伸缩气囊132，所述伸缩气囊132通过管路与所述阀壳111相连，且当阀芯112向第一腔室113移动时伸缩气囊132能够与所述第二腔室114连通，所述储液仓上连有出液管；所述连接管115是具有双层管壁的夹套状结构，所述出液管与连接管115的夹套连通，所述连接管115外壁上开设有喷溅口；所述喷溅口上设有多根纤维引流管1151，各纤维引流管1151的管口均匀分散在囊体20内部；所述连接管115远离延时充气单元11的一端与一膨胀气囊1152连通，所述喷溅口位于膨胀气囊1152与囊体20之间。当限位销1162被拔出后，随着阀芯112的上移伸缩气囊132与第二腔室114连通，从而将灭火剂储罐13内的灭火剂挤入水囊内，本发明所提供的灭火剂喷溅单元采用联动设计，无需单独的供液驱动部件，简化了设备结构，另外本发明中的灭火剂是在水囊即将抛出时才注入水囊，能够有效避免灭火剂与水中的化学物质发生反应导致灭火剂失效。本发明还在上述引爆装置的基础上增设了膨胀气囊1152，高压气体首先进入膨胀气囊1152内，利用膨胀气囊1152的膨胀将水囊涨破，这样能够使水囊各个区域压力均匀，从而使水均匀散开。

如图7、8、9所示，所述吊具包括支撑环31以及沿支撑环31周向均匀间隔设置的多根吊带32，各吊带32的上端与一连接盘34可拆卸式连接，所述连接盘34上端通过绳索35吊挂在直升机上，各吊带32的下端向支撑环31底部中心收拢设置，且各吊带32之间设有收紧装置，所述收紧装置包括拉带33，所述各吊带32的下端设有穿线孔，所述拉带33依次穿过各吊带32的穿线孔设置，拉带33的两端合拢后从支撑环31侧面引出并与连接盘34可拆卸式连接，所述拉带33至少设有两根且各拉带33的引出位置沿支撑环31周向均匀分布。所述释放装置包括目字扣36，所述目字扣36上端通过带体与连接盘34相连，所述拉带33的两端与一扁绳37相连，所述扁绳37穿插在目字扣36下端扣环内，所述目字扣36下端设有一绳扣，所述绳扣上连有第一拉线361，所述第一拉线361向上延伸至直升机内部，当向上提拉第一拉线361时能够使目字扣36下端抬起从而使扁绳37从目字扣36上松脱。所述激发单元包括第二拉线39，所述第二拉线39的下端与限位销1162上的拉环固接，第二拉线39的上端延伸至直升机内部，当向上提拉第二拉线39时能够将限位销1162从限位孔1163内抽出。所述引爆装置上还设有回收绳38，所述回收绳38下端与引爆装置相连，回收绳38上端与直升机上设置的绞盘相连。本发明的森林灭火装置的具体使用过程为：首先在取水点安排至少两名地面人员进行水囊装配工作，地面人员首先将吊具铺设在一个容器内，然后将空水囊放入容器，再对水囊进行注水，注水完毕后将引爆装置安装在水囊上，然后再将吊具与直升机下方的连接盘34相连，同时将第一拉线361和第二拉线39分别与目字扣36和限位销1162相连，吊装完成；机组人员运输水囊往返于火场与取水点之间实施扑救，直升机在运输过程中，地面人员能够同步进行工作，大大提高了水囊装载及投放效率。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本发明中未具体描述和解释说明的结构、装置以及操作方法，如无特别说明和限定，均按照本领域的常规手段进行实施。

Claims (7)

1.一种空投式消防水囊，其特征在于：包括薄膜制成的囊体，所述囊体上设有注水口，所述注水口与一引爆装置可拆卸式连接；所述引爆装置包括压缩气瓶和延时充气单元，所述压缩气瓶与延时充气单元连通，所述延时充气单元上设有触发装置和排气口，所述排气口所在的一端设有一连接管，所述排气口与连接管的中心孔连通，所述连接管从注水口插入至所述囊体内部，所述延时充气单元被装配为当触发单元未被触发时，压缩气瓶与所述排气口断开，且当触发装置被触发时，延时充气单元能够在一段设定的时间后将压缩气瓶与所述排气口连通；所述延时充气单元包括阀壳和阀芯，所述阀芯滑动设置在阀壳内，所述阀芯两端分别设有第一腔室和第二腔室，所述排气口开设于阀壳上与第二腔室相对应的端部，所述压缩气瓶与第二腔室连通，所述阀芯上与第二腔室相对应的一端设有堵头，所述堵头与所述排气口构成插接配合；所述第一腔室上设有第一充气接口和阻尼孔，所述触发装置是用于控制阻尼孔与大气之间通断的装置；所述第一腔室的直径大于阀芯的直径，所述阀芯内开设有泄压孔，所述泄压孔的一端位于阀芯周面上，另一端与所述排气口或大气连通，所述泄压孔被装配为当阀芯的堵头与排气口闭合时，泄压孔位于阀芯周面上的一端与阀壳内环面贴合，当阀芯向第一腔室移动一段行程时，泄压孔位于阀芯周面上的一端能够与第一腔室连通，且在该端与第一腔室刚连通时堵头和排气口仍处于闭合状态，而当阀芯继续向第一腔室移动时堵头才与排气口分离；所述阀芯与第一腔室相对的一端设有一直径小于阀芯直径的第一压柱，所述第一压柱贯穿并凸伸至阀壳端面外侧；所述囊体按重量份包括2-3份阻燃剂和47-48份可降解性树脂。

2.根据权利要求1所述的空投式消防水囊，其特征在于：所述第一腔室侧壁上设有一侧孔，所述侧孔外部链接一阀套，所述阀套内滑动设置有一阀块，所述阻尼孔开设于该阀块内，所述阻尼孔的一端位于阀块内侧端面上，另一端位于阀块周面上，所述阀套和阀块上开设有沿径向贯穿阀套和阀块的限位孔，所述限位孔内插有限位销，所述限位销的一端设有拉环；所述阀块被装配为当限位销插置于限位孔内时，阻尼孔位于阀块周面上的一端与阀套内环面贴合，当限位销从限位孔内拔出时，阀块能够在第二腔室的压力所用下外移并使阻尼孔位于阀块周面上的一端与所述阀套上的限位孔连通；所述阀套外端设有端盖，所述阀块与端盖相对的一侧设有第二压柱，所述第二压柱贯穿并凸伸至端盖外侧。

3.根据权利要求2所述的空投式消防水囊，其特征在于：装置还包括灭火剂喷溅单元，所述灭火剂喷溅单元包括灭火剂储罐，所述灭火剂储罐内设有活动隔板，所述活动隔板与灭火剂储罐内壁构成滑动配合，所述活动隔板将灭火剂储罐分隔为加压仓和储液仓，所述加压仓内设有伸缩气囊，所述伸缩气囊通过管路与所述阀壳相连，且当阀芯向第一腔室移动时伸缩气囊能够与所述第二腔室连通，所述储液仓上连有出液管。

4.根据权利要求3所述的空投式消防水囊，其特征在于：所述连接管是具有双层管壁的夹套状结构，所述出液管与连接管的夹套连通，所述连接管外壁上开设有喷溅口；所述喷溅口上设有多根纤维引流管，各纤维引流管的管口均匀分散在囊体内部。

5.根据权利要求4所述的空投式消防水囊，其特征在于：所述连接管远离延时充气单元的一端与一膨胀气囊连通，所述喷溅口位于膨胀气囊与囊体之间。

6.根据权利要求1所述的空投式消防水囊，其特征在于：所述囊体为圆柱形，所述注水口位于囊体顶面的中心。

7.根据权利要求1所述的空投式消防水囊，其特征在于：所述阻燃剂为磷酸甲苯二苯酯或异丙基化磷酸三苯酯。

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