CN111359125A - 一种用于高楼灭火的电磁弹射灭火弹 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于电磁弹射的灭火弹，用于高层楼宇灭火。本发明由灭火弹弹头部、灭火剂舱室部和灭火弹弹尾部三部分组成。灭火弹弹头部安装有击穿器，可击穿至少9mm的中空玻璃，灭火弹弹尾部为一电磁线圈，通过发射系统装置中的驱动线圈和灭火弹弹尾部的电磁线圈产生电磁斥力弹射灭火弹至着火点。灭火弹通过传感器和内部引爆控制线路实现灭火剂舱部的精准引爆，仅产生较少的塑料碎片，灭火弹总重3kg，可装1.5kg超细干粉灭火剂，有效灭火面积不低于6m²，且灭火弹内部不安装动力源，结构简单并可避免造成二次伤害。本发明针对高层楼宇可实现快速、高效、低成本灭火，可满足高层楼宇灭火的需求。

Description

一种用于高楼灭火的电磁弹射灭火弹

技术领域

本发明属于消防领域，具体涉及一种基于电磁弹射的灭火弹。

背景技术

高层楼宇灭火一直是一个世界性的难题，传统的消防设备如消防云梯、举高消防车等无法实现对高层火灾的有效救援。近年来出现了一些针对高层楼宇灭火发射灭火弹的发射装置，如灭火无人机、导弹消防车等，但无人机灭火由于载弹量有限，且无法靠近火源，灭火效率低；消防导弹成本过高，难以推广。

电磁弹射技术成熟，具有加载力可调范围大、加载力调节简单、多次加载重复性高、安全可靠等优势，且已在电磁炮，电磁铆接等领域具有广泛的应用。若将电磁弹射技术应用到高楼灭火中，可对高楼灭火提供一种全新、高效的解决方案，因此，研发一种适用于电磁弹射技术的灭火弹非常有意义。

申请号为201910771159.6的发明创造提出一种轻型灭火弹。该发明创造重点阐述了收缩尾端和翼片的结构设计，该种灭火弹无电磁线圈，且采用所述可折叠翼片会对电磁发射方式产生干扰，不适用于灭火弹电磁弹射系统。

申请号为201810958334.8的发明创造提出了一种采用火箭发动机推进的灭火弹。该灭火弹结构设计复杂，存在误炸的危险，并且在高速命中着火火源后，发动机和爆炸螺栓存在对人员造成二次伤害的可能，此外，采用火箭发动机成本过高，现实生活中很难推广。

发明内容

要解决的技术问题

为了克服现有技术发射困难，灭火效率低和伤害大等不足，本发明提出一种可用于电磁弹射的灭火弹。所述灭火弹基于电磁加载，通过发射系统的驱动线圈和灭火弹之间产生的电磁斥力，可实现灭火弹的快速发射，将灭火弹弹射至高层楼宇火源点，灭火弹动力性能好，爆炸控制精准，不产生二次伤害，有效灭火面积不低于6m²。

技术方案

一种用于高楼灭火的电磁弹射灭火弹，其特征在于包括灭火弹弹头部、灭火剂舱室部和灭火弹弹尾部，所述的灭火弹弹头部包括击穿器、弹头罩、加速度传感器、前圆柱部、计时器、控制板和温度传感器，击穿器与弹头罩连接，弹头罩与前圆柱部连接，控制板位于前圆柱部内，加速度传感器、温度传感器和计时器焊接在控制板上，在灭火弹击穿玻璃产生后，加速度传感器测得一反向加速度反馈给控制板，控制板激活温度传感器和定时器，计时器设定在一定时间内温度传感器若测得环境温度高于某个温度值则控制板发送引爆信号给雷管；所述的灭火剂舱室部和灭火弹弹头部通过螺栓连接，灭火剂舱室部包括灭火剂舱室、雷管、连接器和保护罩，灭火剂舱室里面填充灭火剂，雷管通过连接器固定在灭火剂舱室中心，连接器由保护罩进行密封；所述的灭火弹弹尾部包括后圆柱部、全螺纹螺栓、收缩尾椎、电磁线圈和可拆卸翼片，后圆柱部连接灭火剂舱室和收缩尾椎，收缩尾椎和电磁线圈通过全螺纹螺栓连接，收缩尾椎和电磁线圈开有卡槽，可拆卸的翼片通过装卡均布安装，电磁线圈底部与发射系统的驱动线圈表面接触，瞬时大电流经过驱动线圈后，产生巨大的电磁斥力，完成灭火弹的发射。

所述的击穿器为圆柱和圆锥组成的锥体。

所述的灭火剂舱室表面开有预制槽，表面材料为ABS工程塑料，填充灭火剂为ABC超细干粉灭火剂。

所述的电磁线圈为铜质。

所述的可拆卸翼片安装后最大高度不超过灭火弹最大直径。

所述的计时器设定在30s内温度传感器若测得环境温度高于60℃则控制灭火弹起爆。

有益效果

本发明提出的一种用于高楼灭火的电磁弹射灭火弹，有益效果如下：

(一)、所述灭火弹弹头部1的击穿器4通过合适的电磁力可轻松击穿当前国内高楼普遍的9mm中空玻璃，避免了其他灭火弹因无法击穿高强度玻璃而无法灭火，或因需要极大的冲击力才能穿透玻璃进入房间灭火，对被困人员造成二次伤害。

(二)、所述灭火弹可实现延迟、精准爆炸，爆炸仅在灭火剂舱室发生，舱室表面采取ABS工程塑料，并开有预制槽实现均匀爆炸，产生的塑料碎片对人体伤害小，填充的ABC超细干粉灭火剂适用范围广，灭火效率高，有效灭火面积不低于6m2，且不发生爆炸的灭火弹弹头部1和灭火弹弹尾部3部分如电磁线圈11等部分结构可多次重复利用，在降低成本的同时切实保障人民群众的生命财产安全。

(三)、所述灭火弹基于电磁加载弹射，而传统以火药和火箭发动机为动力的灭火弹发射时存在尾焰，而电磁弹射避免了既是火源又是危险源的尾焰的出现，在为灭火弹提供可调驱动力的同时，减少了安装内置动力源的成本，降低的灭火弹结构的复杂程度，更有利于生产和推广。

附图说明

图1是本发明基于电磁弹射灭火弹的总体结构示意图。

图2是本发明基于电磁弹射灭火弹的零件爆炸图。

图3为图1中灭火剂舱室内部剖视图。

图4为图1中灭火弹弹尾部剖视图。

图中，1-灭火弹弹头部、2-灭火剂舱室部、3-灭火弹弹尾部、4-击穿器、5-弹头罩、6-加速度传感器、7-前圆柱部、8-灭火剂舱室、9-后圆柱部、10-翼片、11-电磁线圈、12-收缩尾椎、13-全螺纹螺栓、14-连接器、15-计时器、16-控制板、17-温度传感器、18-雷管、19-保护罩。

具体实施方式

现结合实施例、附图对本发明作进一步描述：

如图1所示，本发明为一种基于电磁弹射的灭火弹，所述灭火弹包括：灭火弹弹头部1，灭火剂舱室部2和灭火弹弹尾部3。

如图2所示，所述的灭火弹弹头部由击穿器4、弹头罩5和前圆柱部7组成，灭火弹弹头部的击穿器4为一圆柱和一圆锥组成的锥体，击穿器4用于击碎至少9mm中空玻璃，弹头罩5和前圆柱部7通过螺纹连接，前圆柱部7表面上有M4螺钉，内部安装有控制板16，加速度传感器6、温度传感器17和计时器15安装在控制板16上，在灭火弹击穿玻璃产生后，加速度传感器6测得一反向加速度反馈给控制板16，此时控制板16激活温度传感器17和定时器15，在30s内温度传感器17若测得环境温度高于60℃则控制灭火弹起爆，否则仍为待引爆状态。

如图2所示，所述的灭火剂舱室部2和灭火弹弹头部1通过M8螺栓连接，所述的灭火剂舱室部2由灭火剂舱室8、雷管18、连接器14、保护罩19组成，灭火剂舱室8表面开有预制槽，表面材料为ABS工程塑料，填充灭火剂为ABC超细干粉灭火剂，控制板16将温度传感器17和计时器15反馈的信号传递给雷管18控制灭火弹的引爆。

灭火剂舱室8表面材料选取ABS工程塑料，并开有预制槽便于充分爆炸，且爆炸后灭火剂舱室产生的塑料碎片冲击较小，而灭火弹弹头部1质量较重不会受到灭火剂舱室8爆炸影响，这样设计不易对被困人员造成二次伤害。灭火剂舱室8中心安装有连接器14将控制板16和雷管18之间的引爆电路连接，同时将雷管18固定在灭火剂舱室8的中心，连接器14由保护罩19进行密封，同时防止灭火剂舱室8中的灭火剂进入灭火弹弹头部1，对电器元件产生干扰。填充灭火剂为ABC超细干粉灭火剂，适用于大部分起火源的灭火，且灭火效率高，有效灭火面积不低于6m²。

如图2所示，所述的灭火弹弹尾部3由后圆柱部9、收缩尾椎12、电磁线圈11和6个可拆卸翼片10组成，2个M8的全螺纹螺栓13通过收缩尾椎12底部的通孔和电磁线圈11的盲孔将上述两部分连接，电磁线圈12上通过开槽便于可拆卸的翼片10的装配定位，电磁线圈11底部与发射系统的驱动线圈表面接触，瞬时大电流经过驱动线圈后，产生巨大的电磁斥力，完成灭火弹的发射。

后圆柱部9作为灭火剂舱室8与收缩尾椎12之间的过渡连接，同时可平衡灭火弹在飞行过程中重心，保证灭火弹的平稳准确飞行，且进入火源房间后，后圆柱部9自身的质量可以避免灭火剂舱室8的爆炸对灭火弹尾部3造成的影响，避免产生金属碎片对被困人员造成二次伤害。收缩尾椎12和电磁线圈11之间通过两对M8全螺纹螺栓13连接，收缩尾椎12和电磁线圈11表面开有槽口，便于翼片10装配定位，6个可拆卸的翼片10通过与槽口的卡接定位完成在灭火弹尾部3的安装，和所述的收缩尾椎12、电磁线圈11构成一整体；且翼片10安装后最大高度不超过灭火弹最大直径，便于放置在弹射筒内发射，翼片10对灭火弹飞行过程中的空气动力特性发挥了重要的作用。电磁线圈11底部与发射系统的驱动线圈表面接触，瞬时大电流经过驱动线圈后，产生巨大的电磁斥力，完成灭火弹的发射。

所述的灭火弹具体灭火过程实施步骤如下：

步骤一:电流在驱动线圈释放后和灭火弹弹尾部电磁线圈11产生巨大的电磁斥力，将灭火弹弹射至高层楼宇的着火点；

步骤二：击穿器4击碎房间玻璃，便于灭火弹顺利进入着火房间，同时在撞击过程中产生反向加速度；

步骤三：灭火弹弹头部1中的加速度传感器6检测到反向加速度，控制板16此时激活温度传感器17和计时器15，计时器15设定30s内温度传感器17检测环境温是否度高于60℃；

步骤四：是，则控制板16的信号通过引爆电路将灭火弹引爆；否，则灭火弹重新进入待爆状态。

步骤五：重复步骤一至五，可实现对高层楼宇的精确、高效灭火。

Claims (6)

1.一种用于高楼灭火的电磁弹射灭火弹，其特征在于包括灭火弹弹头部(1)、灭火剂舱室部(2)和灭火弹弹尾部(3)，所述的灭火弹弹头部(1)包括击穿器(4)、弹头罩(5)、加速度传感器(6)、前圆柱部(7)、计时器(15)、控制板(16)和温度传感器(17)，击穿器(4)与弹头罩(5)连接，弹头罩(5)与前圆柱部(7)连接，控制板(16)位于前圆柱部(7)内，加速度传感器(6)、温度传感器(17)和计时器(15)焊接在控制板(16)上，在灭火弹击穿玻璃产生后，加速度传感器(6)测得一反向加速度反馈给控制板(16)，控制板(16)激活温度传感器(17)和定时器(15)，计时器(15)设定在一定时间内温度传感器(17)若测得环境温度高于某个温度值则控制板(16)发送引爆信号给雷管(18)；所述的灭火剂舱室部(2)和灭火弹弹头部(1)通过螺栓连接，灭火剂舱室部(2)包括灭火剂舱室(8)、雷管(18)、连接器(14)和保护罩(19)，灭火剂舱室(8)里面填充灭火剂，雷管(18)通过连接器(14)固定在灭火剂舱室(8)中心，连接器(14)由保护罩(19)进行密封；所述的灭火弹弹尾部(3)包括后圆柱部(9)、全螺纹螺栓(13)、收缩尾椎(12)、电磁线圈(11)和可拆卸翼片(10)，后圆柱部(9)连接灭火剂舱室(8)和收缩尾椎(12)，收缩尾椎(12)和电磁线圈(11)通过全螺纹螺栓(13)连接，收缩尾椎(12)和电磁线圈(11)开有卡槽，可拆卸的翼片(10)通过装卡均布安装，电磁线圈(11)底部与发射系统的驱动线圈表面接触，瞬时大电流经过驱动线圈后，产生巨大的电磁斥力，完成灭火弹的发射。

2.根据权利要求1所述的一种用于高楼灭火的电磁弹射灭火弹，其特征在于所述的击穿器(4)为圆柱和圆锥组成的锥体。

3.根据权利要求1所述的一种用于高楼灭火的电磁弹射灭火弹，其特征在于所述的灭火剂舱室(8)表面开有预制槽，表面材料为ABS工程塑料，填充灭火剂为ABC超细干粉灭火剂。

4.根据权利要求1所述的一种用于高楼灭火的电磁弹射灭火弹，其特征在于所述的电磁线圈(11)为铜质。

5.根据权利要求1所述的一种用于高楼灭火的电磁弹射灭火弹，其特征在于所述的可拆卸翼片(10)安装后最大高度不超过灭火弹最大直径。

6.根据权利要求1所述的一种用于高楼灭火的电磁弹射灭火弹，其特征在于所述的计时器(15)设定在30s内温度传感器(17)若测得环境温度高于60℃则控制灭火弹起爆。

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