CN110270020A - 一种无人机载的无后坐力破窗器 - Google Patents

Abstract

一种无人机载的无后坐力破窗器，分为破窗段、产气段和点火段。使用前，在装填有产气剂的前腔室开口和后腔室开口处分别粘贴封药膜将其封闭，以便于该破窗器的运输。使用时，将所述点火段与产气段对接，使所述破膜楔锥的锥端穿破后腔室开口处的封药膜并进入壳体的后腔室内的产气剂中。依次点燃后腔室与前腔室内的产气剂，通过气体产生向前的推力，使该无后坐力破窗器向前飞行并击发破窗弹，击碎高层、超高层建筑或者是人员无法直接接近的外窗玻璃。同时前腔室内的产气剂产生的反作用力抵消向前飞行的无后坐力破窗器的作用力，使该无后坐力破窗器落在远离火场的安全区域。本发明具有重量轻、体积小，使用安全的特点。

Description

一种无人机载的无后坐力破窗器

技术领域

本发明涉及消防安全技术领域，具体涉及一种无人机载的无后坐力破窗器。

背景技术

随着建筑技术的进步和城市的快速发展，高层建筑的数量越来越多，特别是高度超过120米的超高层建筑为了增强安全性和美观，建筑的外窗玻璃和玻璃幕墙都采用高强度厚玻璃，一旦发生火灾，为了实施建筑外部救援和灭火,击破这些高强度厚玻璃成为首要关键。

目前已有的各种破窗器,比如公告号为CN104139752B的发明创造中公开了一种破窗器；在公告号为CN104260688B的发明创造中公开了一种弹射式破窗装置；在公告号为CN207152898U的发明创造中公开了一种破窗器。所述的破窗器都是手持操作且必须紧贴玻璃或者距玻璃足够近才能使用，对于高层、超高层建筑，如若着火部位高于110 米，已经完全超过了目前的消防云梯所能达到的最大高度，人员无法接近，而且这样的高度对消防人员的人身安全也构成很大的威胁，所以一般破窗器根本无法使用，再者这些破窗器其撞击力量也有限，对于19毫米厚的高强度玻璃很难击破。

发明内容

为克服现有技术中存在的不适于着火部位高于110米的火情，并且近距离的破窗对消防人员的人身安全构成很大威胁的不足，本发明提出了一种无人机载的无后坐力破窗器。

本发明分为破窗段、产气段和点火段。使用时，将破窗段的前盖与所述产气段的前端对接，将点火段与所述产气段的后端对接。当点火段与所述产气段对接后，破膜楔锥的锥尖刺破粘贴在产气段段端面的封药膜，插入位于该产气段后腔室内的产气剂中。

所述破窗段包括前盖和破窗弹。该破窗弹位于所述前盖内。所述破窗弹为实心圆柱体，当前腔室的产气剂燃烧产生气体后，气体的冲击力击穿粘贴在该壳体前端端面的封药膜，进入前盖，进而推动破窗弹发射，以击碎玻璃。

所述产气段包括封药膜、壳体、产气剂和隔板。其中，所述壳体的内孔分为前腔室、阻隔段和后腔室，并且在所述前腔室内与后腔室内均装有产气剂。在所述阻隔段上有贯通该前腔室和后腔室的通孔，该通孔直径：前腔室直径＝1:8～1:2，在该通孔两端的孔口处均有纸质的隔板，或者在该通孔内安放延迟药剂，通过该隔板或延迟药剂控制前腔室内产气剂的点火时间，从而控制破窗器的落点。所述壳体两端的外圆周表面均为螺纹面。在该壳体两端的孔口上分别粘贴有封药膜，将所述前腔室的开口和后腔室的开口封闭，以便于该破窗器的运输。所述前腔室的轴向长度与后腔室的轴向长度之比为1:1～3:2。所述前腔室的直径与后腔室的直径相同。

所述前腔室内和后腔室内装填的产气剂均为1.5～2.0g。

所述产气剂是由高氯酸钾粉末或高氯酸铵与铝粉配制而成；高氯酸钾粉末或高氯酸铵：铝粉＝7:3～9:1，所述的比例为质量比。

所述点火段包括破膜楔锥、电点火器、压盖、后盖、插头、导线、遥控开关和电池；其中，所述压盖位于后盖内，并使该压盖的大外径端与所述后盖的内表面内表面紧密配合。所述破膜楔锥亦位于该后盖内，将该破膜楔锥的一端套装在该压盖小直径端的外圆周上，并使该破膜楔锥的锥尖朝向所述产气段。在该压盖小直径端的外圆周表面涂覆粘接剂，使该压盖小直径端的外圆周表面与该破膜楔锥的内圆周表面胶接。所述压盖中部大直径段的端面与所述壳体的端面贴合，并通过后盖将压盖与壳体固接。电点火器的一端穿过压盖中心孔放置在所述破膜楔锥内，另一端穿过所述后盖的中心孔，通过插头与两根导线的一端连接；两根导线的另一端与电池上的导线连接。在所述导线上串联有遥控开关。

所述压盖的小外径一端装入破膜楔锥内，大外径一端装入后盖的内孔中。该压盖的中心孔为导线的过孔。在该压盖大外径端端面加工凹槽，并使该凹槽底部表面与该大外径端的端面之间形成的槽底的厚度d为1～20mm，通过不同的槽底厚度实现对所述破窗器推动距离的控制。

所述破膜楔锥为圆管状，其一端为锥形，另一端为平面；破膜楔锥的锥形端用于刺破壳体后腔室封药膜。所述破膜楔锥的内径与压盖的外径相同。

本发明在使用前，在装填有产气剂的前腔室开口和后腔室开口处分别粘贴封药膜将其封闭，以便于该破窗器的运输。使用时，将电池固定在无人机上，将所述点火段与产气段对接，使所述破膜楔锥的锥端穿破后腔室开口处的封药膜并进入壳体的后腔室内。

本发明在工作时通过遥控点火器点燃后腔室内的产气剂，使该后腔室产生大量气体冲开破窗器后部的压盖，产生向前的推力，使该无后坐力破窗器向前飞行，同时使导线与插头脱离。在该无后坐力破窗器向前飞行的过程中，后腔室内燃烧的产气剂通过壳体阻隔段上的通孔引燃前腔室内的产气剂，继而产生大量气体将破窗弹推出前盖，击碎玻璃。同时前腔室内的产气剂产生的反作用力抵消向前飞行的无后坐力破窗器的作用力，使该无后坐力破窗器落在远离火场的安全区域。

本发明的有益效果：

1、本发明重量轻、体积小，可用小型旋翼无人机携带至高空实施高层楼宇建筑玻璃幕墙或外部玻璃窗户的破窗工作；

2、本发明通过远程遥控激发电点火器，电点火器引燃壳体后腔室中的产气剂，生成大量气体连同部分压盖中心从后盖中心孔喷出，为破窗器形成向前的推力，使其远离无人机，避免了燃烧产生的气体损毁无无人机；

3、为了保证安全，填入产气剂的壳体在日常贮存和运输时独立存放，如果由于意外某个腔室内的产气剂发生误燃，因为封药膜的承压能力非常小，需要很小的压力就能冲破，因此不会因为产生高压气体造成事故。

4、本发明构思新颖，结构简单，无人机载，无后坐力，破窗弹冲击力大，可击破19mm厚的安全玻璃；

5、主要用于击破高层、超高层建筑或者是人员无法直接接近的外窗玻璃。

6、通过改变压盖凹槽的厚度，改变后腔室的储压能力，从而控制破窗器的推送距离。

附图说明

图1是本发明的结构示意图

图2是通过隔板控制前腔室内产气剂点火时间的示意图。

图3是通过延迟药剂控制前腔室内产气剂点火时间的示意图。

图4本发明与无人机配合示意图

图5是破膜楔锥的结构示意图

图6是压盖的结构示意图

图中：1.前盖；2.破窗弹；3.封药膜；4.壳体；5.产气剂；6.破膜楔锥；7.电点火器；8.压盖；9.后盖；10.插头；11.导线；12.遥控开关；13.电池；14.隔板；15. 延时药剂。

具体实施方式

本实施例是一种无人机载的无后坐力破窗器，分为三段，分别是破窗段、产气段和点火段。使用时，将破窗段的前盖与所述产气段的前端通过螺纹对接，将点火段与所述产气段的后端通过螺纹对接。当点火段与所述产气段对接后，破膜楔锥6的锥尖瓷破粘贴在产气段段端面的封药膜，插入位于该产气段后腔室内的产气剂中。

所述破窗段包括前盖1和破窗弹2。该破窗弹位于所述前盖内。所述破窗弹2为采用铝合金制成实心圆柱体，当前腔室的产气剂燃烧产生气体后，该气体的冲击力击穿粘贴在该壳体的前端端面的封药膜3，进入前盖，进而推动破窗弹击发，以击碎玻璃。

所述产气段包括封药膜3、壳体4、产气剂5和隔板14。其中，所述壳体4的内孔分为前腔室、阻隔段和后腔室，所述前腔室与后腔室、之间通过阻隔段分割。在所述前腔内与后腔室内均装有的产气剂5；所述前腔室内和后腔室内装填的产气剂均为 1.5～2.0g。所述产气剂是由高氯酸钾粉末或高氯酸铵与铝粉配制而成；高氯酸钾粉末或高氯酸铵：铝粉＝7:3～9:1，所述的比例为质量比。

在所述阻隔段上有贯通该前腔室和后腔室的通孔，该通孔的直径:前腔室的直径＝1:8～1:2。在该通孔两端的孔口处分别有纸质的隔板14，或者在该通孔内安放延迟药剂15，通过该隔板或延迟药剂控制前腔室内产气剂5的点火时间，从而控制破窗器的落点。当采用隔板实施控制产气剂点火时间时，在所述阻隔段的两个端面分别粘贴牛皮纸制作的隔板，从而将所述阻隔段上通孔的两端封闭。当采用所述延迟药剂实施控制产气剂点火时间时，将由北方特种能源集团有限公司西安庆华公司生产的延时药剂安放在该通孔内；所述延时药剂的用量根据需要延迟时间由西安庆华公司确定。

所述壳体两端的外圆周表面均为螺纹面。在该壳体两端的孔口上分别粘贴有封药膜3，将所述前腔室的开口和后腔室的开口封闭，以便于该破窗器的运输。所述前腔室的轴向长度与后腔室的轴向长度之比为1:1～3:2。所述前腔室的直径与后腔室的直径相同。

所述点火段包括破膜楔锥6、电点火器7、压盖8、后盖9、插头10、导线11、遥控开关12和电池13；其中，所述压盖8位于后盖9内，并使该压盖的大外径端与所述后盖的内表面紧密配合。所述破膜楔锥6亦位于该后盖内，将该破膜楔锥的一端套装在该压盖小直径端的外圆周上，并使该破膜楔锥的锥尖朝向所述产气段。在该压盖小直径端的外圆周表面涂覆粘接剂，使该压盖小直径端的外圆周表面与该破膜楔锥的内圆周表面胶接。所述压盖中部大直径段的端面与所述壳体的端面贴合，并通过后盖 9将压盖与壳体固接。电点火器7的一端穿过压盖中心孔放置在所述破膜楔锥内，另一端穿过所述后盖的中心孔，通过插头10与两根导线11的一端连接；两根导线的另一端与电池13上的导线连接。在所述导线上串联有遥控开关12。

所述前盖为中空回转体。该前盖的内孔用于安放破窗弹2。该前盖后端的内表面为与壳体连接的内螺纹面。

所述压盖8的外圆周表面为阶梯状，其中小外径一端装入破膜楔锥内，大外径一端装入后盖9的内孔中，该大外径段的轴向长度为H。该压盖的中心孔为导线11的过孔。在该压盖大外径端端面加工凹槽，并使该凹槽的深度d为1～20mm，通过不同的凹槽深度改变该凹槽槽底的厚度，该槽底的厚度D＝H-d，从而改变所述后腔室的蓄压能力，实现对所述破窗器推动距离的控制。

所述破膜楔锥6为圆管状，其一端为锥形，另一端为平面；破膜楔锥的锥形端用于刺破壳体后腔室封药膜。所述破膜楔锥的内径与压盖8的外径相同。

所述后盖一端的端盖上有通孔，该通孔的内径以所述压盖大外径端端面凹槽的内径相同。该后盖的另一端的内表面为与所述壳体外表面配合的螺纹。

所述插头采用已有技术，用于在破窗器工作后使破窗器与无人机分离；所述遥控开关用于远程激发电点火头；所述电源用导线与电点火头连接，用于给电点火器供电。

本发明在工作时通过遥控将信号传递给电点火器，点火器点燃后腔室内的产气剂，产生大量气体冲开破窗器后部的压盖，产生向前的推力，是破窗器向前飞行，同时拉开导线接头，小强腔室内的产气剂燃烧烧穿隔板通过壳体的中心孔传递给前腔室，引燃前腔室内的产气剂，产生大量气体将破窗弹推出前盖，击碎玻璃，同时产生的反作用力抵消向前飞行的壳体的作用力，使破窗器的外壳落在制定的区域内。

Claims (7)

1.一种无人机载的无后坐力破窗器，其特征在于，分为破窗段、产气段和点火段；使用时，将破窗段的前盖与所述产气段的前端对接，将点火段与所述产气段的后端对接；当点火段与所述产气段对接后，破膜楔锥的锥尖刺破粘贴在产气段段端面的封药膜，插入位于该产气段后腔室内的产气剂中。

2.如权利要求1所述无人机载的无后坐力破窗器，其特征在于，所述破窗段包括前盖和破窗弹；该破窗弹位于所述前盖内；所述破窗弹为实心圆柱体，当前腔室的产气剂燃烧产生气体后，气体的冲击力击穿粘贴在该壳体前端端面的封药膜，进入前盖，进而推动破窗弹发射，以击碎玻璃。

3.如权利要求1所述无人机载的无后坐力破窗器，其特征在于，所述产气段包括封药膜、壳体、产气剂和隔板；其中，所述壳体的内孔分为前腔室、阻隔段和后腔室，并且在所述前腔室内与后腔室内均装有产气剂；在所述阻隔段上有贯通该前腔室和后腔室的通孔，该通孔直径：前腔室直径＝1:8～1:2；在该通孔两端的孔口处均有纸质的隔板，或者在该通孔内安放延迟药剂，通过该隔板或延迟药剂控制前腔室内产气剂的点火时间，从而控制破窗器的落点；所述壳体两端的外圆周表面均为螺纹面；在该壳体两端的孔口上分别粘贴有封药膜，将所述前腔室的开口和后腔室的开口封闭，以便于该破窗器的运输；所述前腔室的轴向长度与后腔室的轴向长度之比为1:1～3:2；所述前腔室的直径与后腔室的直径相同。

4.如权利要求3所述无人机载的无后坐力破窗器，其特征在于，所述前腔室内和后腔室内装填的产气剂均为1.5～2.0g；所述产气剂是由高氯酸钾粉末或高氯酸铵与铝粉配制而成；高氯酸钾粉末或高氯酸铵：铝粉＝7:3～9:1，所述的比例为质量比。

5.如权利要求1所述无人机载的无后坐力破窗器，其特征在于，所述点火段包括破膜楔锥、电点火器、压盖、后盖、插头、导线、遥控开关和电池；其中，所述压盖位于后盖内，并使该压盖的大外径端与所述后盖的内表面内表面紧密配合；所述破膜楔锥亦位于该后盖内，将该破膜楔锥的一端套装在该压盖小直径端的外圆周上，并使该破膜楔锥的锥尖朝向所述产气段；在该压盖小直径端的外圆周表面涂覆粘接剂，使该压盖小直径端的外圆周表面与该破膜楔锥的内圆周表面胶接；所述压盖中部大直径段的端面与所述壳体的端面贴合，并通过后盖将压盖与壳体固接；电点火器的一端穿过压盖中心孔放置在所述破膜楔锥内，另一端穿过所述后盖的中心孔，通过插头与两根导线的一端连接；两根导线的另一端与电池上的导线连接；在所述导线上串联有遥控开关。

6.如权利要求1所述无人机载的无后坐力破窗器，其特征在于，所述压盖的小外径一端装入破膜楔锥内，大外径一端装入后盖的内孔中；该压盖的中心孔为导线的过孔；在该压盖大外径端端面加工凹槽，并使该凹槽底部表面与该大外径端的端面之间形成的槽底的厚度d为1～20mm，通过不同的槽底厚度实现对所述破窗器推动距离的控制。

7.如权利要求1所述无人机载的无后坐力破窗器，其特征在于，所述破膜楔锥为圆管状，其一端为锥形，另一端为平面；破膜楔锥的锥形端用于刺破壳体后腔室封药膜；所述破膜楔锥的内径与压盖的外径相同。