CN110302483A - 一种子母式机载消防灭火弹 - Google Patents

Abstract

一种子母式机载消防灭火弹，破窗组件通过前连接盖安装在灭火弹主弹体前端的端面，该灭火弹主弹体的后端端面安装有后连接盖，微型火箭发动机的前接头安装在所述后连接盖外端面的安装孔内。所述子灭火弹装填舱位于所述灭火弹主弹体内，各子灭火弹分别固定在该装填舱内。各子灭火弹的温控开关均朝向微型火箭发动机一端。灭火弹发射速度大于20m/s，灭火面积可达30m²，并且发射完毕后即可重新挂载灭火弹在空中平台上进行下次发射操作，准备时间小于十分钟，一组电池足够进行多次发射。本发明具有结构简单、操作方便、质量轻的特点，并能够避免其碎裂后飞溅的碎片对室内的人造成二次伤害，安全性好。

Description

一种子母式机载消防灭火弹

技术领域

本发明属于灭火弹技术领域，具体涉及一种子母式的机载消防灭火弹。

背景技术

随着我国工业化和城市化进程的迅猛发展，高层建筑数量急剧增多，一旦发生火灾，其危险性与灭火难度远远大于一般低层建筑，传统的水枪灭火方式在效率和安全性上有所欠缺且有灭火高度限制，近几年出现了一些发射灭火弹的灭火装置，包括导弹灭火消防车、灭火无人机等，而无人机平台可实现更高的发射高度，成本也更低廉，具有很大的市场前景，如今无人机平台及灭火弹发射技术基本成熟，亟待解决的是灭火弹的灭火效率问题。

申请号为201610930267.X的发明创造中提出了一种基于空中抛洒模式的灭火弹。该灭火弹破窗后延时爆炸抛洒灭火剂，延时爆炸装置增加了灭火弹的重量和复杂程度，且难以保证在高温情况下正常工作，同时，延时爆炸缩短了灭火弹在空中停留的时间，灭火剂的抛洒效果难以保障。

申请号为201220540794.7的专利中公开了一种自爆式的灭火弹，其包括壳体、灭火剂、爆炸物和导火索，灭火剂和爆炸物设于壳体的内部，导火索的一端与爆炸物连接，导火索的另一端设于壳体的外部。该种灭火弹能够远距离溶化，使火区局部充满阻燃气体而达到灭火目的，但是，该种灭火弹需要通过火源将灭火弹的导线线点燃之后，其才能够爆裂，并释放出灭火的物质，这样无形之中就延长了灭火的时间，增加了不可控因素的产生。

申请号为201720027566.2的发明中提出了一种通过无人机投放的灭火弹，该灭火弹包括壳体、灭火剂、悬挂机构和启动系统，启动系统包括自发火装置、投置延时器、红外探测器和启动器；当无人机飞临火场上空时，红外探测器检测火源信号，并控制灭火弹上的吊环松开，松开吊环的同时拉动了灭火弹上的投置延时器，灭火弹打开，灭火剂均匀的撒到火场实现灭火。但该灭火弹主要针对的是森林火灾，未涉及高空投掷装置，不适用于高层建筑的火灾。

发明内容

为克服现有技术中存在的灭火弹灭火效率低、灭火剂抛洒效果难以保障的不足，本发明提出了一种子母式机载消防灭火弹。

本发明包括破窗组件、灭火弹主弹体、子灭火弹、微型火箭发动机和子灭火弹装填舱，其中：破窗组件通过前连接盖安装在灭火弹主弹体前端的端面，该灭火弹主弹体的后端端面安装有后连接盖，微型火箭发动机的前接头安装在所述后连接盖外端面的安装孔内。所述子灭火弹装填舱位于所述灭火弹主弹体内，各子灭火弹分别固定在该装填舱内。各子灭火弹的温控开关均朝向微型火箭发动机一端。

所述破窗组件包括破窗撞针、二次破窗杆、二次撞击底板和弹体头锥。所述弹体头锥由头锥等径段和头锥锥段组成，所述头锥等径段的内径与所述破窗撞针等径段的外径相同，所述头锥锥段的锥度为87°，在头锥锥段的大径端通过螺纹安装有二次撞击底板。在该破窗撞针头部的表面加工有防滑纹。所述二次破窗杆位于所述弹体头锥内，并使该二次破窗杆的小径端通过螺纹装入所述二次撞击底板的中心孔内，大径端与位于所述弹体头锥等径段内的破窗撞针等径段的端面粘接。

所述灭火弹主弹体包括前连接盖、后连接盖、外部壳体、导轨滑块。所述外部壳体的前端安装有前连接盖，在该外部壳体的后端安装有后连接盖。在所述外部壳体外表面的两端分别固定有两段导轨滑块，并且该两段导轨滑块宽度方向中心线的延长线重合。后盖安装在所述后连接盖的外端端面上。

所述子灭火弹装填舱由上半舱盖与下半舱盖扣合组成；所述上半舱盖与下半舱盖均为半圆柱体，在该上半舱盖的矩形平面上和下半舱盖的矩形平面上均分布有多个用于安放子灭火弹的半球形凹槽；在各所述半球形凹槽槽口之间有条形凹槽，该条形凹槽为温控开关安放槽。所述上半舱盖的两端和下半舱盖的两端分别与前连接盖、后连接盖通过卡槽固定。

所述子灭火弹为球状，由子灭火弹壳体、温控开关、引线、爆管和灭火剂组成。所述灭火剂装填在该子灭火弹壳体内。所述爆管置于所述灭火剂内并位于灭火弹壳体的中心。所述引线的一端穿过所述灭火弹壳体与温控开关连接，另一端与所述爆管连接。温控开关安装在该灭火弹壳体的外表面上。

所述微型火箭发动机包括前接头、发动机壳体、喷管座、药柱、药槽堵盖。所述药柱位于发动机壳体内；在该药柱的前端面有与前接头固连的药槽堵盖。所述前接头的内端通过螺纹安装在发动机壳体内孔前端，使该前接头的内端面与所述药槽堵盖的端面贴合，并使分布在所述药槽堵盖上的喷气孔与该前接头内端端面中心的点火药包孔相对应。喷管座安装在所述微型火箭发动机的后端，并使该喷管座的等径段一端与药柱的后端面相邻。安装时，使位于该点火药包孔内的发动机点火药包的点火线穿过所述药槽堵盖中心的通孔与药柱相连。

所述喷管座为拉瓦尔喷管。喷管座内孔由等径段、收缩段、喉段和扩张段组成，所述等径段为朝向药柱的一端，收缩段为内敛的锥段，其大径端与该喷管座的等径段衔接，小径端与喉段相衔接；该收缩段的锥度为90°，轴向长度为4.5mm。所述喉段为等径圆柱孔，喉段的轴向长度为2mm。所述扩张段为外扩的锥段，该扩张段的小径端与所述喉段相衔接，该扩张段的大径端位于该喷管座尾端端面；该扩张段的锥度为24°，轴向长度为40mm。

所述药槽堵盖上分布有多个喷气孔，该喷气孔的孔径为3mm，相邻孔的中心距为4.4mm。并使所述多个喷气孔的分布范围与所述点火药包孔对应。

所述前接头为回转体。在该前接头内端端面中心有用于安放发动机点火药包的点火药包孔。

本发明是适用于空中灭火平台的子母式机载灭火弹。与现有技术相比较，本发明具有以下优点：

1)结构简单、质量轻、灭火范围大

本发明的灭火弹壳体11与内置子灭火弹壳体18材料均为酚醛类材料，质量轻，有助于提高无人机的载重能力和续航时间。装填舱13和14盖住四个子灭火弹3，主弹体壳体11炸裂后子灭火弹3落地随机滚动，子灭火弹3上的温控开关15感受到火场高温后，迅速引燃爆管17，从而引爆子灭火弹3，释放出干粉灭火剂26，四个子灭火弹可以随机滚动到房间的不同方位，若子灭火弹的落地点不在着火点时，子灭火弹可继续滚动，直到靠近着火区域，检测到高温后引爆，从而释放出灭火剂，由于灭火弹发射速度在20m/s以上，因此子灭火弹可借助惯性在地面上滚动较长时间，灭火面积可达30m²。

2)使用方便、安全性好

本发明的灭火弹为一次性使用，无需其他多余准备，与配套导轨配合使用，发射完毕后即可重新挂载灭火弹在空中平台上进行下次发射操作，准备时间不超过十分钟，操作简单，一组电池足够进行多次发射。灭火弹壳体11和子灭火弹壳体18均采用酚醛类材料，可避免其碎裂后飞溅的碎片对室内的人造成二次伤害，安全性好。

附图说明

图1为本发明机载灭火弹的三维视图；

图2为图1的剖视图；

图3为破窗组件的爆炸图；

图4为破窗组件的剖视图；

图5为灭火弹主弹体的三维视图；

图6为灭火弹主弹体的爆炸图；

图7为灭火弹主弹体的剖视图；

图8为子灭火弹的三维视图；

图9为子灭火弹的爆炸图；

图10为子灭火弹的剖视图；

图11为微型火箭发动机的三维视图；

图12为微型火箭发动机的爆炸图；

图13为微型火箭发动机的剖视图；

图14为药槽堵盖的三维视图；

图15为前接头的三维视图；

图16为前接头的剖视图；

图17为喷管座的三维视图；

图18为喷管座的剖视图；

图中：

1.破窗组件；2.灭火弹主弹体；3.子灭火弹；4.微型火箭发动机；5.破窗撞针；6.二次破窗杆；7.二次撞击底板；8.弹体头锥；9.前连接盖；10.后连接盖；11.外部壳体；12.导轨滑块；13.上半舱盖；14.下半舱盖；15.温控开关；16.引线；17.爆管；18.子灭火弹壳体；19.后盖；20.前接头；21.发动机壳体；22.喷管座；23.药柱；24.垂尾；25.平尾；26.灭火剂；27.药槽堵盖；28温控开关安放槽；29.点火药包孔；30.喷气孔。

具体实施方式

本实施例是一种机载灭火弹，包括破窗组件1、灭火弹主弹体2、子灭火弹3、微型火箭发动机4、子灭火弹的上半舱盖13和下半舱盖14，其中：破窗组件1通过前连接盖9安装在灭火弹主弹体2前端的端面，该灭火弹主弹体的后端端面安装有后连接盖10，微型火箭发动机4的前接头20安装在所述后连接盖外端面的安装孔内。子灭火弹的上半舱盖13和下半舱盖14分别位于所述灭火弹主弹体2内，并使所述上半舱盖与下半舱盖扣合后组成子灭火弹装填舱，将各子灭火弹3固定在该装填舱内。

多个子灭火弹3安装在所述灭火弹装填舱内，并使各所述子灭火弹的温控开关15均朝向微型火箭发动机4一端。本实施例中，所述子灭火弹的数量为四个。

所述破窗组件1包括破窗撞针5、二次破窗杆6、二次撞击底板7和弹体头锥8。所述弹体头锥8为锥形壳体，由头锥等径段和头锥锥段组成，所述头锥等径段的内径与所述破窗撞针5等径段的外径相同，所述头锥锥段的锥度为87°，在头锥锥段的大径端通过螺纹安装有二次撞击底板7。所述破窗撞针5采用45号钢制成，并将其头部钝化为锥形，在该头部的表面加工有防滑纹，以防止破窗撞针5与玻璃间发生打滑，影响破窗。所述二次破窗杆6位于所述弹体头锥8内，并使该二次破窗杆的小径端通过螺纹装入所述二次撞击底板7的中心孔内，大径端与位于所述弹体头锥等径段内的破窗撞针5等径段的端面粘接，以提高弹体破窗能力。

所述灭火弹主弹体2包括前连接盖9、后连接盖10、外部壳体11、导轨滑块12、上半舱盖13和下半舱盖14。所述外部壳体11为采用酚醛布棒管制成的圆筒。在该外部壳体的前端通过螺纹安装有前连接盖9，在该外部壳体的后端通过螺纹安装有后连接盖10。在所述外部壳体11外表面的两端分别固定有两段导轨滑块12，并且该两段导轨滑块宽度方向中心线的延长线重合。后盖19通过螺纹安装在所述后连接盖10的外端端面上。

所述前连接盖9内端面的外缘处有轴向凸出的环状凸台，该凸台的外圆周表面为与所述外部壳体11内端面连接的螺纹面。所述前连接盖9外端面中心有轴向凸出的环形凸台，该环形凸台的外圆周表面与弹体头锥8的内圆周表面通过螺纹连接，同时使前连接盖9外端面与弹体头锥8的大端面相贴合。

所述后连接盖10内端面的外缘处有轴向凸出的环状凸台，该凸台的外圆周表面为与所述外部壳体11内端面连接的螺纹面。所述后连接盖10外端面中心有轴向凸出的环形凸台，该环形凸台的外圆周表面为与后盖19内圆周表面连接的螺纹面，同时使后连接盖10外端面与后盖19的大端面相贴合。

所述上半舱盖13与下半舱盖14均为半圆柱体，在该上半舱盖13的矩形平面上和下半舱盖的矩形平面上均分布有多个用于安放子灭火弹的半球形凹槽；在各所述半球形凹槽槽口之间有横截面为半圆形的条形凹槽，该条形凹槽为温控开关安放槽28。当所述上半舱盖13与下半舱盖14扣合后，分别位于上半舱盖的半球形凹槽与下半舱盖的半球形凹槽组成了各子灭火弹装填舱，各子灭火弹分别安放在各子灭火弹装填舱内，并使各所述子灭火弹的温控开关15位于所述条形凹槽内。所述上半舱盖13的两端和下半舱盖14的两端分别与前连接盖9、后连接盖10通过卡槽固定。

所述子灭火弹3为球状，由子灭火弹壳体18、温控开关15、引线16、爆管17和灭火剂26组成。所述灭火剂26装填在该子灭火弹壳体18内。所述爆管17置于所述灭火剂26内并位于灭火弹壳体的中心，所述爆管17是一种导爆装置，爆管17内部装有电点火头。所述引线16的一端穿过所述灭火弹壳体与温控开关15连接，另一端与所述爆管17连接。温控开关15安装在该灭火弹壳体18的外表面上，温控开关15内部是自带有电源的，温控开关15的启动温度根据具体情况来确定，当子灭火弹散落在火场后，温控开关检测到其周围环境的温度达到设定值时，温控开关就会启动，使引线与爆管构成闭合回路，点燃爆管17，使其能够在1s内发生爆炸将壳体18炸开，使干粉灭火剂26能够分散开来将火扑灭。

所述微型火箭发动机4包括前接头20、发动机壳体21、喷管座22、药柱23、垂尾24、平尾25、药槽堵盖27。所述药柱位于发动机壳体21内；在该药柱的前端面有与前接头20固连的药槽堵盖27。所述前接头20的内端通过螺纹安装在发动机壳体21内孔前端，使该前接头的内端面与所述药槽堵盖27的端面贴合，并使分布在所述药槽堵盖上的喷气孔30与该前接头内端端面中心的点火药包孔相对应。喷管座22安装在所述微型火箭发动机4的后端，并使该喷管座的等径段一端与药柱23的后端面相邻。安装时，使位于该点火药包孔29内的发动机点火药包的点火线穿过所述药槽堵盖27中心的通孔与药柱23相连。

所述喷管座22为拉瓦尔喷管。喷管座22内孔由等径段、收缩段、喉段和扩张段组成，所述等径段为朝向药柱的一端，收缩段为内敛的锥段，其大径端与该喷管座的等径段衔接，小径端与喉段相衔接；该收缩段的锥度为90°，轴向长度为4.5mm。所述喉段为等径圆柱孔，喉段的轴向长度为2mm。所述扩张段为外扩的锥段，该扩张段的小径端与所述喉段相衔接，该扩张段的大径端位于该喷管座尾端端面；该扩张段的锥度为24°，轴向长度为40mm。本实施例中的喷管座22内孔的前半部由大变小向中间收缩，经过喉段之后又由小变大向外扩张至箭底。药柱23引燃后，气体受高压流入喷嘴的前半部，穿过喉段后由该内孔的后半部逸出。

在该喷管座的外圆周表面有与发动机壳体21后端面配合的定位止口。

所述发动机壳体21采用ABS材料制成，发动机壳体与前接头20的大径段和喷管座22的大径段通过螺纹连接。

所述垂尾24和平尾25均为ABS塑料制成，平尾与垂尾之间的夹角为90°，平尾和垂尾可提高灭火弹飞行过程中的方向稳定性，能更精确地命中目标。

所述药槽堵盖27为圆片状，其外径与药柱23的外径相同。在所述药槽堵盖上分布有多个喷气孔30，该喷气孔的孔径为3mm，相邻孔的中心距为4.4mm。并使所述多个喷气孔的分布范围与所述点火药包孔29对应。

所述前接头20为回转体。在该前接头20内端端面中心有用于安放发动机点火药包的点火药包孔29；该点火药包孔两侧对称的分布有两个螺栓孔，用于固定药槽堵盖27。在该前接头的外圆周上有径向凸出的定位止口。

Claims (9)

1.一种子母式机载消防灭火弹，其特征在于，包括破窗组件、灭火弹主弹体、子灭火弹、微型火箭发动机和子灭火弹装填舱，其中：破窗组件通过前连接盖安装在灭火弹主弹体前端的端面，该灭火弹主弹体的后端端面安装有后连接盖，微型火箭发动机的前接头安装在所述后连接盖外端面的安装孔内；所述子灭火弹装填舱位于所述灭火弹主弹体内，各子灭火弹分别固定在该装填舱内；各子灭火弹的温控开关均朝向微型火箭发动机一端。

2.如权利要求1所述子母式机载消防灭火弹，其特征在于，所述破窗组件包括破窗撞针、二次破窗杆、二次撞击底板和弹体头锥；所述弹体头锥由头锥等径段和头锥锥段组成，所述头锥等径段的内径与所述破窗撞针等径段的外径相同，所述头锥锥段的锥度为87°，在头锥锥段的大径端通过螺纹安装有二次撞击底板；在该破窗撞针头部的表面加工有防滑纹；所述二次破窗杆位于所述弹体头锥内，并使该二次破窗杆的小径端通过螺纹装入所述二次撞击底板的中心孔内，大径端与位于所述弹体头锥等径段内的破窗撞针等径段的端面粘接。

3.如权利要求1所述子母式机载消防灭火弹，其特征在于，所述灭火弹主弹体包括前连接盖、后连接盖、外部壳体、导轨滑块；所述外部壳体的前端安装有前连接盖，在该外部壳体的后端安装有后连接盖；在所述外部壳体外表面的两端分别固定有两段导轨滑块，并且该两段导轨滑块宽度方向中心线的延长线重合；后盖安装在所述后连接盖的外端端面上。

4.如权利要求1所述子母式机载消防灭火弹，其特征在于，所述子灭火弹装填舱由上半舱盖与下半舱盖扣合组成；所述上半舱盖与下半舱盖均为半圆柱体，在该上半舱盖的矩形平面上和下半舱盖的矩形平面上均分布有多个用于安放子灭火弹的半球形凹槽；在各所述半球形凹槽槽口之间有条形凹槽，该条形凹槽为温控开关安放槽；所述上半舱盖的两端和下半舱盖的两端分别与前连接盖、后连接盖通过卡槽固定。

5.如权利要求1所述子母式机载消防灭火弹，其特征在于，所述子灭火弹为球状，由子灭火弹壳体、温控开关、引线、爆管和灭火剂组成；所述灭火剂装填在该子灭火弹壳体内；所述爆管置于所述灭火剂内并位于灭火弹壳体的中心；所述引线的一端穿过所述灭火弹壳体与温控开关连接，另一端与所述爆管连接；温控开关安装在该灭火弹壳体的外表面上。

6.如权利要求1所述子母式机载消防灭火弹，其特征在于，所述微型火箭发动机包括前接头、发动机壳体、喷管座、药柱、药槽堵盖；所述药柱位于发动机壳体内；在该药柱的前端面有与前接头固连的药槽堵盖；所述前接头的内端通过螺纹安装在发动机壳体内孔前端，使该前接头的内端面与所述药槽堵盖的端面贴合，并使分布在所述药槽堵盖上的喷气孔与该前接头内端端面中心的点火药包孔相对应；喷管座安装在所述微型火箭发动机的后端，并使该喷管座的等径段一端与药柱的后端面相邻；安装时，使位于该点火药包孔内的发动机点火药包的点火线穿过所述药槽堵盖中心的通孔与药柱相连。

7.如权利要求6所述子母式机载消防灭火弹，其特征在于，所述喷管座为拉瓦尔喷管；喷管座内孔由等径段、收缩段、喉段和扩张段组成，所述等径段为朝向药柱的一端，收缩段为内敛的锥段，其大径端与该喷管座的等径段衔接，小径端与喉段相衔接；该收缩段的锥度为90°，轴向长度为4.5mm；所述喉段为等径圆柱孔，喉段的轴向长度为2mm；所述扩张段为外扩的锥段，该扩张段的小径端与所述喉段相衔接，该扩张段的大径端位于该喷管座尾端端面；该扩张段的锥度为24°，轴向长度为40mm。

8.如权利要求6所述子母式机载消防灭火弹，其特征在于，所述药槽堵盖上分布有多个喷气孔，该喷气孔的孔径为3mm，相邻孔的中心距为4.4mm；并使所述多个喷气孔的分布范围与所述点火药包孔对应。

9.如权利要求1所述子母式机载消防灭火弹，其特征在于，所述前接头为回转体；在该前接头内端端面中心有用于安放发动机点火药包的点火药包孔。