CN110339504A - 一种灭火弹及其灭火方法和在林区灭火中的应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种灭火弹，包括外壳和嵌套在所述外壳内部的内壳，其中：所述外壳和内壳均为球形结构，所述外壳和所述内壳均采用弹性材质，并且所述外壳采用材质的强度比内壳材质的强度大，所述内壳内装有受热分解放出气体的化学物质NaHCO3，所述外壳和内壳之间填装有阻燃材料，所述阻燃材料包括Al2(SO4)3的水溶液、发泡剂和稳定剂，其中Al2(SO4)3、H2O、发泡剂和稳定剂的质量比(40‑45)：(10‑16)：(3‑8)：(2‑6)，位于内壳内的NaHCO3与位于内壳和外壳之间的Al2(SO4)3的质量比为(4‑6)：(3‑4)。该灭火弹适用于森林火灾，可快速形成隔离带。

Description

一种灭火弹及其灭火方法和在林区灭火中的应用
技术领域
本发明涉及灭火用具技术领域，特别是涉及一种灭火弹及其灭火方法和在林区灭火中的应用。
背景技术
林区火灾一般过火面积大，人为用水灭火不仅灭火效果差，而且存在很大的安全隐患，风向转变时，会对消防员的人身安全造成威胁。
ZL201510384735.3的中国专利公开了一种灭火球装置，该灭火球适用于森林灭火，该由泡沫外壳、内装干粉驱动装置、ABC干粉灭火剂组成，灭火球装置外部用呈十字形引线缠绕，当外部引线被点燃时，驱动介质被激活，壳体内迅速膨胀破裂，干粉灭火剂向保护区快速喷射并迅速向四周弥漫，形成全淹没灭火状态，火焰在干粉灭火剂的物理和化学双重作用下被扑灭。
而该灭火球存在以下缺点：1.原产品生产技术复杂，生产成本较高，不适合大规模大范围的使用；2.使用时须依靠驱动介质，稳定性较差。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中存在的缺乏一种成本低、可大规模应用的灭火装置，而提供一种灭火弹。
本发明的另一个目的是提供所述灭火弹在林区灭火中的应用，从高处投放所述灭火弹，可有效的为林区火灾划分一条隔离带，阻止火势蔓延。；
本发明的另一目的是提供所述灭火弹的灭火方法，内壳先发生爆炸，外壳再发生爆炸，作为一个小型灭火器使用。
为实现本发明的目的所采用的技术方案是：
本发明的一种灭火弹，包括外壳和嵌套在所述外壳内部的内壳，其中：
所述外壳和内壳均为球形结构，所述外壳和所述内壳均采用弹性材质，并且所述外壳采用材质的强度比内壳材质的强度大，所述内壳内装有受热分解放出气体的化学物质NaHCO3，所述外壳和内壳之间填装有阻燃材料，所述阻燃材料包括Al2(SO4)3的水溶液、发泡剂和稳定剂，其中Al2(SO4)3、H2O、发泡剂和稳定剂的质量比(40-45)：(10-16)：(3-8)：(2-6)，位于内壳内的NaHCO3与位于内壳和外壳之间的Al2(SO4)3的质量比为(4-6)：(3-4)。
在上述技术方案中，所述外壳的材质为聚酰亚胺，所述内壳的材质为聚丙烯。
在上述技术方案中，所述外壳的直径为13-17cm，优选为15cm，所述内壳的直径为8-12cm，优选为10cm。
在上述技术方案中，所述内壳的厚度为0.1-0.3cm，所述外壳的厚度为0.2-0.4cm。
在上述技术方案中，所述发泡剂为植物水解蛋白质或甘草粉。
在上述技术方案中，所述稳定剂为三氯化铁。
本发明的另一方面，还包括所述灭火弹在林区灭火中的应用。
在上述技术方案中，所述灭火弹通过无人机或飞机空投的方式置于发生火情的林场中。
在上述技术方案中，一个所述灭火弹的灭火半径为0.4-0.7m，且在半径为0.25-0.40m的区域内无明火。
本发明的另一方面，所述灭火弹的灭火方法，包括以下步骤：
步骤1，利用无人机或飞机将所述灭火弹投掷在发生火情的林场中；
步骤2，内壳内的NaHCO3受热产生二氧化碳气体，使得内壳内压强逐渐变大，由于内壳采用材料强度小，压强超过内壳承受能力而发生爆炸；
2NaHCO3＝＝＝＝＝＝Na2CO3+H2O+CO2↑
步骤3，内壳内的NaHCO3与内壳和外壳之间的Al2(SO4)3、发泡剂和稳定剂随着爆炸的产生均匀混合组成小型“灭火器”；发生反应，继续快速产生二氧化碳；
Al2(SO4)3+6NaHCO3＝＝3Na2SO4+2Al(OH)3↓+6CO2↑
步骤4，外壳爆炸，二氧化碳起到灭火作用，同时爆炸后的NaHCO3、Al2(SO4)3、发泡剂和稳定剂继续发生反应，产生二氧化碳进行灭火。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.NaHCO3、Al2(SO4)3、H2O、发泡剂和稳定剂都是相对稳定的化学物质，在常温常压下可稳定保存，相较某些利用复杂化学方式爆炸来引发装置的灭火弹，本发明的灭火弹更加易于保存、无污染，安全系数高。
2.本发明中涉及的化学材料NaHCO3、Al2(SO4)3、H2O、发泡剂和稳定剂成本低，因此本发明的灭火弹造价低，便于大规模生产和应用，尤其是过火面积较大的森林灭火。
3.使用时可由飞机或无人机等大量快速投放，单一产品灭火范围可达0.5m，当大量投放时，可快速构建阻火带，及时减缓火势。
4.聚酰亚胺的外壳具有良好的耐热性和强度，聚丙烯材质的内壳具有良好的耐热性而且其强度比外壳小，聚丙烯材质的内壳先爆照，使得其内的NaHCO3与夹层中的Al2(SO4)3、H2O、发泡剂和稳定剂充分混合，便于夹在中间的灭火材质的喷出。
附图说明
图1所示为本发明的灭火弹的结构示意图。
图中：1-内壳，2-外壳。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
本发明的一种灭火弹，包括外壳和嵌套在所述外壳内部的内壳，其中：
所述外壳和内壳均为球形结构，所述外壳和所述内壳均采用弹性材质，并且所述外壳采用材质的强度比内壳材质的强度大，所述外壳的材质为聚酰亚胺，所述内壳的材质为聚丙烯，所述内壳内装有受热分解放出气体的化学物质NaHCO3，所述外壳和内壳之间填装有阻燃材料，所述阻燃材料包括Al2(SO4)3、发泡剂和稳定剂，其中Al2(SO4)3、H2O发泡剂和稳定剂的质量比40：10：3：2，位于内壳内的NaHCO3与位于内壳和外壳之间的Al2(SO4)3的质量比为4：3。
所述外壳的直径为13cm，所述内壳的直径为8cm。所述内壳的厚度为0.1cm，所述外壳的厚度为0.2cm。所述发泡剂为植物水解蛋白质。所述稳定剂为三氯化铁。
利用无人机将本实施例的灭火弹向地面炮制，该灭火弹的灭火半径为0.4m，且在半径为0.35m的区域内无明火。
实施例2
本发明的一种灭火弹，包括外壳和嵌套在所述外壳内部的内壳，其中：
所述外壳和内壳均为球形结构，所述外壳和所述内壳均采用弹性材质，并且所述外壳采用材质的强度比内壳材质的强度大，所述外壳的材质为聚酰亚胺，所述内壳的材质为聚丙烯。所述内壳内装有受热分解放出气体的化学物质NaHCO3，所述外壳和内壳之间填装有阻燃材料，所述阻燃材料包括Al2(SO4)3、发泡剂和稳定剂，其中Al2(SO4)3、发泡剂和稳定剂的质量比45：16：3：6，位于内壳内的NaHCO3与位于内壳和外壳之间的Al2(SO4)3的质量比为2：1。
所述外壳的直径为17cm，所述内壳的直径为12cm，所述内壳的厚度为0.3cm，所述外壳的厚度为0.4cm。所述发泡剂为甘草粉。所述稳定剂为三氯化铁。
利用无人机将本实施例的灭火弹向地面炮制，该灭火弹的灭火半径为0.6m，且在半径为0.25m的区域内无明火。
实施例3
本发明的一种灭火弹，包括外壳和嵌套在所述外壳内部的内壳，其中：
所述外壳和内壳均为球形结构，所述外壳和所述内壳均采用弹性材质，并且所述外壳采用材质的强度比内壳材质的强度大，所述外壳的材质为聚酰亚胺，所述内壳的材质为聚丙烯。所述内壳内装有受热分解放出气体的化学物质NaHCO3，所述外壳和内壳之间填装有阻燃材料，所述阻燃材料包括Al2(SO4)3、发泡剂和稳定剂，其中Al2(SO4)3、发泡剂和稳定剂的质量比40：12：8：6，位于内壳内的NaHCO3与位于内壳和外壳之间的Al2(SO4)3的质量比为1：1。
所述外壳的直径为15cm，所述内壳的直径为10cm。所述内壳的厚度为0.1cm，所述外壳的厚度为0.4cm。所述发泡剂为植物水解蛋白质，所述稳定剂为三氯化铁。
利用无人机将本实施例的灭火弹向地面炮制，该灭火弹的灭火半径为0.7m，且在半径为0.40m的区域内无明火。
实施例4
本发明的一种灭火弹，包括外壳和嵌套在所述外壳内部的内壳，其中：
所述外壳和内壳均为球形结构，所述外壳和所述内壳均采用弹性材质，并且所述外壳采用材质的强度比内壳材质的强度大，所述外壳的材质为聚酰亚胺，所述内壳的材质为聚丙烯。所述内壳内装有受热分解放出气体的化学物质NaHCO3，所述外壳和内壳之间填装有阻燃材料，所述阻燃材料包括Al2(SO4)3、发泡剂和稳定剂，其中Al2(SO4)3、发泡剂和稳定剂的质量比45：16：8：2，位于内壳内的NaHCO3与位于内壳和外壳之间的Al2(SO4)3的质量比为1：1。
所述外壳的直径为15cm，所述内壳的直径为10cm。所述内壳的厚度为0.1cm，所述外壳的厚度为0.4cm。所述发泡剂为植物水解蛋白质，所述稳定剂为三氯化铁。
利用无人机将本实施例的灭火弹向地面炮制，该灭火弹的灭火半径为0.6m，且在半径为0.30m的区域内无明火。
实施例5
本发明的一种灭火弹，包括外壳和嵌套在所述外壳内部的内壳，其中：
所述外壳和内壳均为球形结构，所述外壳和所述内壳均采用弹性材质，并且所述外壳采用材质的强度比内壳材质的强度大，所述外壳的材质为聚酰亚胺，所述内壳的材质为聚丙烯。所述内壳内装有受热分解放出气体的化学物质NaHCO3，所述外壳和内壳之间填装有阻燃材料，所述阻燃材料包括Al2(SO4)3、发泡剂和稳定剂，其中Al2(SO4)3、发泡剂和稳定剂的质量比45：16：3：6，位于内壳内的NaHCO3与位于内壳和外壳之间的Al2(SO4)3的质量比为1：1。
所述外壳的直径为15cm，所述内壳的直径为10cm。所述内壳的厚度为0.2cm，所述外壳的厚度为0.3cm。所述发泡剂为植物水解蛋白质，所述稳定剂为三氯化铁。
利用无人机将本实施例的灭火弹向地面炮制，该灭火弹的灭火半径为0.5m，且在半径为0.45m的区域内无明火。
为了易于说明，实施例中使用了诸如“上”、“下”、“左”、“右”等空间相对术语，用于说明图中示出的一个元件或特征相对于另一个元件或特征的关系。应该理解的是，除了图中示出的方位之外，空间术语意在于包括装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果图中的装置被倒置，被叙述为位于其他元件或特征“下”的元件将定位在其他元件或特征“上”。因此，示例性术语“下”可以包含上和下方位两者。装置可以以其他方式定位(旋转90度或位于其他方位)，这里所用的空间相对说明可相应地解释。
而且，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个与另一个具有相同名称的部件区分开来，而不一定要求或者暗示这些部件之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，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，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种灭火弹，其特征在于，包括外壳和嵌套在所述外壳内部的内壳，其中：
所述外壳和所述内壳均为球形结构，所述外壳和所述内壳均采用弹性材质，并且所述外壳采用材质的强度比内壳材质的强度大，所述内壳内装有受热分解放出气体的化学物质NaHCO3，所述外壳和内壳之间填装有阻燃材料，所述阻燃材料包括Al2(SO4)3、发泡剂和稳定剂，其中Al2(SO4)3、H2O、发泡剂和稳定剂的质量比(40-45)：(10-16)：(3-8)：(2-6)，位于内壳内的NaHCO3与位于内壳和外壳之间的Al2(SO4)3的质量比为(4-6)：(3-4)。
2.如权利要求1所述的灭火弹，其特征在于，所述外壳的材质为聚酰亚胺，所述内壳的材质为聚丙烯。
3.如权利要求1所述的灭火弹，其特征在于，所述外壳的直径为13-17cm，所述内壳的直径为8-12cm。
4.如权利要求1所述的灭火弹，其特征在于，所述内壳的厚度为0.1-0.3cm，所述外壳的厚度为0.2-0.4cm。
5.如权利要求1所述的灭火弹，其特征在于，所述发泡剂为植物水解蛋白质或甘草粉。
6.如权利要求1所述的灭火弹，其特征在于，所述稳定剂为三氯化铁。
7.如权利要求1所述的灭火弹在林区灭火中的应用。
8.如权利要求7所述的应用，其特征在于，所述灭火弹通过无人机或飞机空投的方式置于发生火情的林场中。
9.如权利要求8所述的应用，其特征在于，一个所述灭火弹的灭火半径为0.4-0.7m，且在半径为0.25-0.40m的区域内无明火。
10.如权利要求1所述的灭火弹在的灭火方法，包括以下步骤：
步骤1，利用无人机或飞机将所述灭火弹投掷在发生火情的林场中；
步骤2，内壳内的NaHCO3受热产生二氧化碳气体，使得内壳内压强逐渐变大，由于内壳采用材料强度小，压强超过内壳承受能力而发生爆炸；
步骤3，内壳内的NaHCO3与内壳和外壳之间的Al2(SO4)3、发泡剂和稳定剂随着爆炸的产生均匀混合组成小型“灭火器”，继续发生反应，继续快速产生二氧化碳；
步骤4，外壳爆炸，二氧化碳起到灭火作用，同时爆炸后的NaHCO3、Al2(SO4)3、发泡剂和稳定剂继续发生反应，产生二氧化碳进行灭火。
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