CN110585633B - 灭火弹及其发射系统 - Google Patents

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Abstract

本发明是关于灭火弹和以压缩空气为发射动力的发射器的改进。改进后的特点是灭火弹带有数控电引信，数控电引信上有微控制器，接收天线或光接收器，可以接受以无线方式编程，在发射器上有可与灭火弹无线通讯的通讯装置，灭火弹接受编程后在发射器发出发射命令的同时启动程序或灭火弹发射后在灭火弹经过发射器发射管口时用磁铁启动倒计时程序。提供了下述实例：弹体外壳、内塞、和尾翼用高分子材料制成且尾翼是组合形式的格栅式尾翼的灭火弹；在发射器内用无线电对灭火弹进行编程并立即发射；数控电引信上有线圈在发射管口用磁铁激发；发射器上发射天线或光通讯组件的结构，全集成化的手持控制器结构。改进后可以控制灭火弹在火场上空爆炸。

Description

灭火弹及其发射系统
技术领域：
本发明涉及消防设备，是关于灭火弹及其发射系统的改进。
背景技术：
当干粉灭火弹在火焰上方一定距离起爆，散布的灭火剂有最大的灭火效率，但过去的灭火弹都是落地爆炸，因此影响了灭火效率。CN201710536102.9号专利申请公开了一种以压缩空气为动力的发射装置，该发射装置可以发射多种灭火弹但该发射装置未提及空中定点爆炸的问题。
本发明的目的是提供一种能够在火场上空爆炸抛洒灭火剂的灭火弹及与其配套的发射装置。
发明内容：
本发明是一种灭火弹及其发射系统，包括灭火弹和以压缩空气为发射动力的发射器，其特征在于：灭火弹带有数控电引信，数控电引信上有微控制器，数控电引信上有弹上天线或光接收器，可以接受以无线方式编程，在发射器上有可与灭火弹无线通讯的通讯装置，通讯方式包括无线电通讯、光通讯或电磁感应通讯，灭火弹接受编程后在发射器发出发射命令的同时启动程序或灭火弹发射后在灭火弹经过发射器的发射管中或发射管口时用磁铁启动程序。
优选的，灭火弹包括弹体外壳、内塞、尾翼和数控电引信，载荷容纳于弹体外壳与内塞封闭的空间内，弹体外壳的开口处是中空的凸起，尾翼的端部有套筒，套筒与弹体外壳开口处配合，通过螺纹或弹性卡扣连接，内塞固定在数控电引信上，内塞塞在弹体外壳的开口处，套筒阻挡内塞，弹体外壳、内塞、和尾翼用高分子材料制成。
优选的，数控电引信以印刷电路板为安装基板，内塞固定在印刷电路板上，以内塞的底部为界将印刷电路板分隔为前后两部分，前部在以内塞和弹体外壳封闭的空间内，后部在以内塞和弹体外壳封闭的空间外部，微控制器和电点火头在前部，靠近灭火弹尾部的后部上有电源开关。
优选的，灭火弹的尾翼的中心部有孔，通过孔操作电源开关。
优选的，内塞有两个半柱体夹住印刷电路板，印刷电路板的边缘有凹陷或印刷电路板上有孔，内塞的一部分镶嵌在凹陷或孔中并通过孔或凹陷插入另一半内塞上的孔中，组合成完整的内塞。
优选的，灭火弹在发射器内接受编程，发射器通过无线电与灭火弹上的数控电引信通讯，发射器上有无线电天线，灭火弹进入发射管后执行如下程序：数控电引信收到发射器控制端的识别码信息并解密确认后，数控电引信上的微控制单元根据算法计算出一个识别码反馈给控制端，控制端根据识别码确认后建立数控电引信与发射器控制端的一对一加密数据通道，然后控制端发出包含延时时间数值的编程命令，编程完成后数控电引信反馈给控制端可发射信号，控制端收到可发射信号后对发射器发出发射命令的同时命令数控电引信进入倒计时程序，发射器立即发射此灭火弹，达到预定时限时接通数控电引信上的执行电路，引爆电点火头或启动执行器件。
优选的，发射器上有机上天线，机上天线穿过安装有电控角式脉冲阀的基座，机上天线的尾部在基座的后面。
优选的，灭火弹的数控电引信通过光与发射器通讯，在数控电引信的印刷电路板的后部有光接收器。
优选的，发射器上有电控角式脉冲阀，发光二极管组件安装在电控角式脉冲阀出气口的支架上或与电控角式脉冲阀出气口连接的弯通管上，光通讯的发光二极管组件发出的光线正对光接收器。
优选的，灭火弹的数控电引信上带有线圈，在发射器的发射管口有磁铁，灭火弹发射时线圈感应出的电动势经放大整形后作为数控电引信进入倒计时程序的启动信号。
优选的，在发射器的发射管口固定有非磁性材料制成的筒，筒上固定有多组磁铁，多组磁铁各自的主磁场方向在径向上均布，轴向上错开距离。
优选的，灭火弹的尾翼是几个零件组合成的，尾翼端部的套筒是阶梯轴状，尾翼翼片是格栅形式的其横断面是多边形网格结构的，尾翼翼片的中心有孔与套筒的阶梯轴或尾塞配合。
发明效果：
采用无线数控的编程方式对灭火弹编程可以方便精确的控制延时时间，使灭火弹在火场上空起爆，达到提高灭火效率的目的。
附图说明：
图1是按本发明设计的灭火弹的后视图
图2是图1的A-A剖面图
图3是另一种按本发明设计的灭火弹的纵剖面图，剖切位置与图2相同
图4是数控电引信的组合式内塞和印刷电路板的立体图(打开一半内塞后)
图5是按本发明设计的发射器的立体图
图6是从发射器尾部看过去的向视图(去掉了一些零件)
图7是图6的B-B剖视图
图8是图7的C部放大图，显示机上天线位置结构
图9是发射器通过无线电与灭火弹上的数控电引信通讯的方框图
图10是发射器的手持控制器的外形立体图
图11是发射管管口磁铁及非磁性材料筒的正视图
图中：1、尾塞 2、尾翼翼片 3、套筒 4、内塞 5、数控电引信 6、弹体外壳 7、弹上天线 8、凹陷 9、光接收器 10、电源开关 11、微控制器芯片 12、线圈 13、印刷电路板 14、电点火头 15、储气罐 16、发射管 17、发射管导轨 18、管箍 19、弹仓 20、气缸 21、机上天线22、电控角式脉冲阀 23、基座 24、弯通管 25、瞄准器 26、直通接管 27、发射器上主控板28、电源按钮 29、手持控制器 30、触摸屏 31、发射按钮 32、开仓按钮 33、手柄 34、电缆35、非磁性材料筒 36、磁铁 37、磁铁外箍
具体实施方式：
参见图1、图2和图3，
灭火弹包括弹体外壳6、内塞4、尾翼和数控电引信5，干粉灭火剂充填在外壳内，电点火头14也在外壳内，灭火弹的弹体外壳用高分子材料吹塑制成，外形类似饮料瓶，瓶口也就是弹体外壳的开口处呈圆柱状，尾翼用高分子材料制成，尾翼的后部呈栅格状，其翼片的横断面是多边形网格结构的，尾翼的端部是套筒状，套筒3套在弹体外壳开口处的圆柱体外面，相互间通过螺纹或弹性卡扣连接，用弹性卡扣连接时弹体开口处可以制成其他形状的柱体或锥体，以螺纹连接为好，便于拆卸。数控电引信以印刷电路板为安装基板，内塞固定在印刷电路板上，以内塞的底部为界将印刷电路板分隔为前后两部分，前部在以内塞和弹体外壳封闭的空间内，后部在以内塞和弹体外壳封闭的空间外部，靠近灭火弹尾部的后部上有电源开关10，灭火弹的尾翼的中心部有孔，通过孔操作电源开关。灭火弹的尾翼中心部的孔平时用尾塞1封闭或涂有不干胶的塑料膜封闭。当然也可以把整个尾翼拧下来然后操作电源开关。
内塞4可以是两部分组成，呈两个半圆状，印刷电路板的边缘有凹陷8或印刷电路板中间有孔，内塞的一部分镶嵌在凹陷或孔中并通过孔或凹陷插入另一半内塞上的孔中，组合成完整的内塞，并将印刷电路板夹在中间，内塞上有凸缘，内塞塞在弹体外壳的开口处，尾翼端部的套筒3压住内塞4上的凸缘。
印刷电路板后部的电源开关10是人工开关，可以采用拨动开关、按键开关、船型开关等各种形式的开关，本例中选用了两个弹性铜片中间夹一片绝缘塑料片的形式，使用时抽掉塑料片，电源接通。电池可固定在印刷电路板前部或后部。电源开关10可以与电池仓结合，此时塑料片阻隔弹性铜片与电池接触。
除整体式的尾翼外，灭火弹的尾翼也可以是几个零件组合成的，尾翼端部的套筒3是阶梯轴状，尾翼翼片2是格栅形式的其横断面是多边形网格结构的，尾翼翼片的中心有孔与套筒3的阶梯轴或尾塞1配合，相互间可用卡扣、勾头、胶结、或用螺纹柱压住等任一方法阻止轴向移动。图2所示是卡扣连接方式，图中尾翼翼片中心的孔与尾塞配合，尾塞与套筒3阶梯轴的外径配合，当然也可以反过来尾翼翼片中心的孔与套筒3阶梯轴的外径配合，尾塞1塞在空心阶梯轴的端部。图3所示是勾头连接方式，套筒3阶梯轴是空心的，头部有勾头，勾头勾住尾翼翼片2，尾塞1塞在空心阶梯轴的端部。
参见图5，图5是按本发明设计的发射器实例的立体图
CN201710536102.9号专利申请提出了如下所述发射器：发射器上有基座23、压缩气罐15和电控角式脉冲阀22，电控角式脉冲阀通过弯通管24与压缩气罐连接，电控角式脉冲阀固定在基座23的一个面上，压缩气罐固定在基座上与电控角式脉冲阀相对的另一个面上，发射管16的轴线与压缩气罐的轴线上下平行，压缩气罐上固定有数个发射管导轨17，发射管向发射口的方向移动一段距离后可空出放置灭火弹的位置，预备发射时发射管向后移动可将灭火弹置于发射管内并封闭电控角式脉冲阀出气口的四周。发射器的发射管用气缸20推动闭锁和打开，发射管上固定有一个管箍18，气缸杆与管箍18铰接，气缸与固定在储气罐上的发射管导轨17铰接，气缸可以选用带位置传感器的标准气缸，在气缸的极限位置有与发射器的手持控制器29连锁的传感器或开关。
在此基础上按本发明对发射器做了下述改进：采用无线电通讯方式时，发射器上有机上天线21，机上天线穿过安装有电控角式脉冲阀的基座23，机上天线的尾部在基座23的后面。当脉冲阀的出气口外径小于发射管内径较多时相接触的子口处有一个小的平台，机上天线穿过这个平台和后面的基座平面上的孔(参见图8)。当脉冲阀的出气口外径接近发射管内径时，机上天线贴近脉冲阀出气管口直通接管26的内壁，同轴电缆从脉冲阀出气管口的直通接管26的管壁穿出。
参见图9，灭火弹在发射器内接受编程，发射器通过无线电与灭火弹上的数控电引信通讯，发射器上有机上天线21，灭火弹进入发射管后执行如下程序：数控电引信5收到发射器控制端的识别码信息并解密确认后，数控电引信上的微控制单元11根据算法计算出一个识别码反馈给控制端，控制端根据识别码确认后建立数控电引信与发射器控制端的一对一加密数据通道，然后控制端发出包含延时时间数值的编程命令，编程完成后数控电引信反馈给控制端可发射信号，控制端收到可发射信号后对发射器发出发射命令的同时命令数控电引信进入倒计时程序，发射器立即发射此灭火弹，达到预定时限时接通数控电引信上的执行电路，引爆电点火头或启动执行器件。
灭火弹的数控电引信采用通过光与发射器通讯时，在数控电引信的印刷电路板的后部有光接收器9，光接收器固定在印刷电路板后部的边缘处，位置在尾翼的中轴线上，光通讯的发光二极管组件正对光接收器，发射器上有电控角式脉冲阀，发光二极管组件安装在电控角式脉冲阀出气口的十字支架的中心或与电控角式脉冲阀出气口连接的弯通管上，发光二极管组件安装在弯通管上时弯通管正对发射管。
采用光通讯且要求超高可靠性时有时需要灭火弹反馈编程完成的信号，可以在灭火弹上加装发光二极管及在发射器上加装光接收器，实现双向通讯。
触发数控电引信上的倒计时程序有两种方式，一种是在发射的同时触发，另一种是在发射后用磁铁触发。采用发射后用磁铁触发的方式时灭火弹的数控电引信上带有线圈12，在发射器的发射管外或发射管口有磁铁，灭火弹发射时线圈感应出的电动势经放大整形后作为数控电引信进入倒计时程序的启动信号。因为在发射管内触发需要发射管采用非磁性材料制造以及灭火弹的速度在出口最高所以发射后在发射管出口触发的方式比较好。
采用发射后在发射器的发射管内或发射管出口触发倒计时程序的灭火弹可以在发射器外编程，可以采用手持式编程器对准灭火弹尾部进行编程，用光通讯的灭火弹用光编程器进行编程，用无线电通讯的灭火弹用无线电编程器进行编程，目前很多带通讯功能的微控制器芯片都可以实现此功能。
发射器发射管口的磁铁可以是永磁铁也可以是电磁铁，用永磁铁比较方便。
在发射器的发射管口用螺纹固定有一个用铝或铜等非磁性材料制成的筒35，筒上面固定有多组磁铁36，各组磁铁的主磁场方向也就是各组磁铁的北极与南极的虚拟连线方向在圆周上均布，且前后错开不在一个平面上。数控电引信上的线圈的平面与灭火弹轴线平行，本例中有两组磁铁，两组磁铁的主磁场方向互相垂直，数控电引信上的线圈的平面与印刷电路板平行，磁铁外箍37用于固定磁铁。
磁铁也可以采用环形磁铁，环形磁铁固定在发射管口，此时线圈平面与灭火弹轴线垂直。
参见图10，发射器通过手持控制器29对灭火弹编程及控制灭火弹发射，作为控制端。手持控制器有手枪形状的外壳，手持控制器的电源、计算、输入、输出、显示模块装在外壳内，输入模块还包括蓝牙模块，蓝牙模块可接收外部指令作为控制手持控制器29的输入值，在手枪形状的外壳的手柄33的部位有发射按钮31，枪身部位有带有输出输入功能的触摸屏30，手持控制器通过电缆34和接插件与发射器上主控板27连接。发射按钮31还兼有关仓功能，当按下发射按钮31时若发射管还未关闭则关仓，当已关仓时按下发射钮31则发射。开仓按钮32可强制发射管打开。电源按钮28按下后打开手持控制器电源。

Claims (10)

1.一种灭火弹， 包括弹壳、尾翼、数控电引信，其特征在于：灭火弹用发射器发射，数控电引信上有微控制器，天线或光接收器，能够接受以无线方式编程，灭火弹接受编程后在发射器发出发射命令的同时启动程序或灭火弹发射后在灭火弹经过发射器的发射管中或发射管口时用磁铁启动程序。
2.根据权利要求1所述的灭火弹， 其特征在于：灭火弹的数控电引信上带有线圈，灭火弹发射时线圈感应出的电动势经放大整形后作为数控电引信进入倒计时程序的启动信号。
3.根据权利要求2所述的灭火弹， 其特征在于：灭火弹上有内塞，载荷容纳于弹体外壳与内塞封闭的空间内，弹体外壳的开口处是中空的凸起，尾翼的端部有套筒，套筒内腔与弹体外壳开口处配合，通过螺纹或弹性卡扣连接，内塞固定在数控电引信上，内塞塞在弹体外壳的开口处，套筒阻挡内塞，弹体外壳、内塞、和尾翼用高分子材料制成。
4.根据权利要求3所述的灭火弹， 其特征在于：数控电引信以印刷电路板为安装基板，内塞固定在印刷电路板上，以内塞的底部为界将印刷电路板分隔为前后两部分，前部在以内塞和弹体外壳封闭的空间内，后部在以内塞和弹体外壳封闭的空间外部，微控制器和电点火头在前部，靠近灭火弹尾部的后部上有电源开关。
5.根据权利要求4所述的灭火弹， 其特征在于：灭火弹的尾翼的中心部有孔，通过孔操作电源开关。
6.根据权利要求5所述的灭火弹， 其特征在于：内塞有两个半柱体夹住印刷电路板，印刷电路板的边缘有凹陷或印刷电路板上有孔，内塞的一部分镶嵌在凹陷或孔中并通过孔或凹陷插入另一半内塞上的孔中，组合成完整的内塞，灭火弹的尾翼是几个零件组合成的，尾翼端部的套筒是阶梯轴状，尾翼翼片是格栅形式的其横断面是多边形网格结构的，尾翼翼片的中心有孔与套筒的阶梯轴或尾塞配合。
7.一种与权利要求1所述的灭火弹配套使用的发射系统，具有储气罐、发射管、脉冲阀组成的发射器，其特征在于：发射器上有机上天线，发射器的发射管中部或发射管口有磁铁，灭火弹在发射器内接受编程，发射器通过电磁波与灭火弹上的数控电引信通讯。
8.根据权利要求7所述的发射系统，其特征在于：发射器上的机上天线穿过安装有电控角式脉冲阀的基座，机上天线装在与角式脉冲阀出口连接的管内。
9.根据权利要求8所述发射系统，其特征在于：灭火弹进入发射管后执行如下程序：数控电引信收到发射器控制端的识别码信息并解密确认后，数控电引信上的微控制单元根据算法计算出一个识别码反馈给控制端，控制端根据识别码确认后建立数控电引信与发射器控制端的一对一加密数据通道，然后控制端发出包含延时时间数值的编程命令，编程完成后数控电引信反馈给控制端可发射信号，控制端收到可发射信号后对发射器发出发射命令，发射器立即发射此灭火弹，在灭火弹经过发射器的发射管中或发射管口时用磁铁启动程序。
10.根据权利要求7所述发射系统，其特征在于：发射管上有多组磁铁且前后错开不在一个平面上。
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