CN112619001B - 一种高水胶囊灭火弹装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高水胶囊灭火弹装置，包括灭火弹体和推进器，灭火弹体的腔体隔离成安装有感控器的第一腔体和轴心部位设置有动力供给腔的第二腔体，动力供给腔与第二腔体之间设置有撞击杆，且以外的空间内装填有灭火弹，动力供给腔与爆炸动力气室连通且两者之间设置有封口，爆炸动力气室与推进器中的飞行动力气室连接，推进器的外侧面和尾部分别设置有侧翼和尾翼。本发明通过设置推进器带动飞行结合感控器精确识别火场区域及火源位置，并控制灭火弹呈花开状弹出，而灭火弹中的高水胶囊呈扇形向周围弥散与着火点均匀充分接触作用，大大提高了灭火的精确性，克服了地形限制，适用于高层建筑火灾或森林火灾。

Description

一种高水胶囊灭火弹装置

技术领域

本发明属于消防灭火设备技术领域，具体涉及一种高水胶囊灭火弹装置。

背景技术

目前城市高层建筑火灾、森林火灾频发，由于条件限制，针对高层建筑火灾的高效灭火技术和设备缺乏，导致人民的生命和财产遭受巨大的损失。已有研究者公开了一种温度灭火弹，包括由内部导热隔板隔开的第一容置空间和第二容置空间组成的灭火弹壳体，采用以全氟己酮为芯材的微胶囊灭火剂填充第一容置空间，采用烟火气溶胶灭火剂填充第二容置空间，电点火器安装在灭火弹壳体内并伸入至烟火气溶胶灭火剂中。现有以全氟己酮为灭火介质的降温灭火弹，通常直接采用液态的全氟己酮，如公开号为CN208493061U的发明专利公开了一种全氟己酮快速降温灭火弹，将全氟己酮灭火剂和驱动气体混装于灭火剂储存装置中，采用驱动气体推动灭火介质经自由重力导流管和虹吸管输出并将喷头释放，从而全方位地将灭火介质输出，该灭火弹的结构非常复杂。另外现有灭火弹常采用空中爆破弥散的灭火弹及灭火方式，这样会影响灭火剂弥散的均匀性与有效性，实现过程存在不足。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供了一种高水胶囊灭火弹装置。本发明的高水胶囊灭火弹装置通过设置推进器带动飞行，结合感控器精确识别火场区域及火源的位置，并控制灭火弹体的爆炸分离，使得灭火弹呈花开状弹出，而灭火弹中的高水胶囊受力后呈扇形向周围弥散，与着火点均匀充分接触作用，大大提高了灭火的精确性，增强了灭火效果，且克服了地形限制，扩大了灭火范围，适用于高层建筑火灾或森林火灾。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种高水胶囊灭火弹装置，其特征在于，包括灭火弹体和连接在灭火弹体尾部且处于同一轴向的推进器，所述灭火弹体的腔体隔离成第一腔体和第二腔体，所述第一腔体中安装有感控器，所述第二腔体的轴心部位设置有动力供给腔，所述动力供给腔的外侧壁上与第二腔体的内表面之间设置有撞击杆，且第二腔体中除了动力供给腔和撞击杆以外的空间内装填有灭火弹，所述动力供给腔与爆炸动力气室连通，且动力供给腔与爆炸动力气室之间设置有封口，所述爆炸动力气室的后侧与推进器中的飞行动力气室通过隔板连接，所述推进器的外侧面设置有侧翼，尾部设置有尾翼。

上述的一种高水胶囊灭火弹装置，其特征在于，所述灭火弹体的头部设置有撞击部。

上述的一种高水胶囊灭火弹装置，其特征在于，所述感控器中设置有测距仪和感温器，所述测距仪为激光测距仪或雷达测距仪。

上述的一种高水胶囊灭火弹装置，其特征在于，所述撞击杆沿动力供给腔的外侧壁圆周对称设置。

上述的一种高水胶囊灭火弹装置，其特征在于，所述动力供给腔为四个独立的面板组成的矩形腔，且至少有一对相对的面板上设置有撞击杆。

上述的一种高水胶囊灭火弹装置，其特征在于，所述灭火弹由上壳体和下壳体组成，所述上壳体呈花瓣状结构，所述下壳体的腔体底部设置有重力部，下壳体的内壁上安装有弹性曲面隔板，所述弹性曲面隔板的凹面向下，所述弹性曲面隔板与重力部的空腔中安装有感控元件，所述重力部的表面设置有弹性件，弹性件的周围设置有与重力部通过卡接件连接的限位杆，所述限位杆的顶部固定连接有压缩弹性件的挡板，所述挡板上固定连接有顶撞杆，顶撞杆穿过弹性曲面隔板凹面中心处并与上壳体的花瓣状结构中心接触，所述灭火弹中弹性曲面隔板的上部空腔内装填有高水胶囊。

上述的一种高水胶囊灭火弹装置，其特征在于，所述高水胶囊包括胶囊壳体和包裹在胶囊壳体中的液态灭火成分，所述液态灭火成分由主料和添加剂组成，且高水胶囊中胶囊壳体的质量含量为5％～12％，主料的质量含量为80％～91％，添加剂的质量含量为0％～10％，所述胶囊壳体由胶质壳体材料构成，所述主料为无机钙盐/无机锌盐和海藻酸钠的水溶液，所述添加剂为酚醛树脂、环氧树脂、月桂醇硫酸钠和脂肪醇聚氧乙烯醚中的一种或两种以上。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、本发明的高水胶囊灭火弹装置通过设置推进器带动飞行，结合感控器精确识别火场区域及火源的位置，并控制灭火弹体的爆炸分离，使得灭火弹呈花开状弹出，而灭火弹中的高水胶囊受力后呈扇形向周围弥散，与着火点均匀充分接触作用，大大提高了灭火的精确性，增强了灭火效果，且克服了地形限制，扩大了灭火范围，适用于高层建筑火灾或森林火灾。

2、本发明的高水胶囊灭火弹装置可在无人机等飞行器的辅助下，快速准确到达火场区域再进行火源位置识别和投射，进一步提高了灭火的精确性和效率，适用于位置较高或较广的火场区域，扩大了使用范围。

3、本发明的高水胶囊灭火弹装置在推动器的带动下进入火场区域的不同位置处，分别或同时实现多点爆破和密集爆破，使灭火弹和灭火弹中的高水胶囊依次弹出弥散，实现了火场区域全范围的覆盖灭火，进一步提供了灭火效率。

4、本发明的灭火弹中通过设置感控元件控制高水胶囊的受力弥散，使得高水胶囊精确作用于着火点，在感控器识别火源的基础上进行再次火源识别，进一步提高了灭火的精确性，实现了高效灭火。

5、本发明通过在灭火弹中设置重力部，保证了灭火弹中的高水胶囊始终处于上部，有利于高水胶囊弹射弥散至着火点并充分接触，提高了灭火效率，避免了高水胶囊的浪费。

6、本发明的高水胶囊灭火弹装置中灭火弹的数量和灭火弹中高水胶囊的数量均可根据实际灭火需求进行调整，从而根据不同的火场区域的着火情况选用高水胶囊灭火弹装置，灵活方便，有效避免了浪费。

7、本发明的高水胶囊中液态灭火成分的含水量高，有效缩短了灭火时间，对火灾有明显的抑制或熄灭作用，具有较高的灭火效率，其结构稳定，易于储存。

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。

附图说明

图1是本发明高水胶囊灭火弹装置的结构示意图。

图2是本发明灭火弹的结构示意图。

图3是本发明灭火弹上壳体与下壳体的连接示意图。

附图标记说明:

1—撞击部； 2—感控器； 3—灭火弹；

4—动力供给腔； 5—撞击杆； 6—封口；

7—爆炸动力气室； 8—飞行动力气室； 9—侧翼；

10—尾翼； 11—上壳体； 12—下壳体；

13—重力部； 14—弹性曲面隔板； 15—感控元件；

16—弹性件； 17—卡接件； 18—限位杆；

19—挡板； 20—顶撞杆； 21—花瓣状结构中心；

22—高水胶囊。

具体实施方式

实施例1

如图1所示，本实施例的高水胶囊灭火弹装置包括灭火弹体和连接在灭火弹体尾部且处于同一轴向的推进器，所述灭火弹体的腔体隔离成第一腔体和第二腔体，所述第一腔体中安装有感控器2，所述第二腔体的轴心部位设置有动力供给腔4，所述动力供给腔4的外侧壁上与第二腔体的内表面之间设置有撞击杆5，且第二腔体中除了动力供给腔4和撞击杆5以外的空间内装填有灭火弹3，所述动力供给腔4与爆炸动力气室7连通，且动力供给腔4与爆炸动力气室7之间设置有封口6，所述爆炸动力气室7的后侧与推进器中的飞行动力气室8通过隔板连接，所述推进器的外侧面设置有侧翼9，尾部设置有尾翼10。

本实施例的高水胶囊灭火弹装置包括灭火弹体和连接在灭火弹体尾部且处于同一轴向的推进器，通过推进器的推动作用带动灭火弹体飞行，避免灭火弹体的偏航；将灭火弹体的腔体隔离成第一腔体和第二腔体，由于第一腔体中安装有感控器2，以检测并获取周围的温度、距离等信息，从而识别火场及火源的位置；在第二腔体的轴心部位设置有动力供给腔4，动力供给腔4的外侧壁上与第二腔体的内表面之间设置有撞击杆5，且第二腔体中除了动力供给腔4和撞击杆5以外的空间内装填有灭火弹3，动力供给腔4与爆炸动力气室7连通，且动力供给腔4与爆炸动力气室7之间设置有封口6，灭火弹体的第二腔体主要用于装填有灭火弹3，以实现对火源的直接扑灭作用，而通过在第二腔体的轴心部位设置有与爆炸动力气室7连通的动力供给腔4，当感控器2获取的信息达到预设值时封口6开启，实现动力供给腔4与爆炸动力气室7的连通，爆炸动力气室7中装填的高压气体以高速流进入动力供给腔4中，使得动力供给腔4膨胀，腔壁向周围扩张，推动动力供给腔4的外侧壁上的撞击杆5撞击灭火弹体并使其爆破分离，从而使得灭火弹体的第二腔体中装填的灭火弹3弹射至火场中，实现精确灭火的效果，适用于高层建筑火灾或森林火灾等受地形限制的灭火区域；另外，爆炸动力气室7与推进器中的飞行动力气室8连接，利用飞行动力气室8的动力作用实现推进器的推动作用，为高水胶囊灭火弹装置的飞行和穿过障碍物提供动力，在推进器的外侧面设置有侧翼9，优选外侧面上的侧翼9呈阵列分布，尾部设置有尾翼10，以保证灭火弹体的飞行稳定性，避免了风流影响出现的偏航现象，有利于实现精确灭火。

实际使用中，针对不同的火灾情况和不同规格重量的灭火弹体，配备对应的推进器，以保证高水胶囊灭火弹装置能够顺利飞行，或者至少可以利用惯性作用，准确到达火场区域中的着火点。

实际使用中，通常在高水胶囊灭火弹装置的灭火弹体外壳上设置卡槽，并通过安装固定挂载在无人机等飞行器的底端，保证在飞行器的飞行过程中不会因为惯性脱落，然后通过飞行器运载至火场区域中，实行精确灭火，进一步提高了本实施例在高水胶囊灭火弹装置的适用范围，尤其有利于高层建筑、森林等受地形限制区域的灭火。

优选地，本实施例的高水胶囊灭火弹装置由密度小且强度高的ABS塑料制成，成本降低，且具有良好的抗冲击性、抗压性和绝缘性，使其更适用于条件苛刻的火场区域。

优选地，本实施例高水胶囊灭火弹装置的灭火弹体的头部设置有撞击部1。通过在灭火弹体的头部设置撞击部1，从而撞击并冲破玻璃、窗户等障碍物，更方便地进入建筑内部的火场区域，实现灭火作用，提高了高水胶囊灭火弹装置的应用范围；通常将撞击部1设计为流线形，尤其是圆锥形，并保证撞击部1由具有硬度和强度的金属材料制成，从而具有较佳的硬度，有利于高水胶囊灭火弹装置以较小的动力撞开障碍物并继续保持不偏航飞行，从而顺利到达火源上方。

优选地，本实施例的感控器2中设置有测距仪和感温器，所述测距仪为激光测距仪或雷达测距仪。通过在感控器2中设置测距仪，实时准确地检测并获取火场区域的位置信息，以及高水胶囊灭火弹装置与火场区域中着火点的位置信息，然后将该信息和飞行数据以无线形式传输至地面控制终端以调整高水胶囊灭火弹装置搭载的飞行器的运行位置，同时结合感温器实时检测火场区域中的温度信息，从而准确确定着火点的位置并进行灭火，有利于提高灭火效率，优选的激光测距仪或雷达测距仪均具有精准的测量功能；另外，利用感控器2中感温器获取的温度信息，使得封口6开启，从而有效触发灭火弹体的爆破分离。

优选地，本实施例高水胶囊灭火弹装置的撞击杆5沿动力供给腔4的外侧壁圆周对称设置。通过该设置，使得动力供给腔4膨胀后作用于对称设置的撞击杆5上，撞击杆5均匀撞击灭火弹体并使其均匀爆破分离，从而使得灭火弹3均匀弹射至火场中，进一步增强了灭火的精确性。更优选地，灭火弹体由两个半圆柱壳体经卡扣连接而成，既保证了其内部结构的稳定，又容易在撞击杆5的作用下爆破分离，有利于提高灭火效率。

优选地，本实施例高水胶囊灭火弹装置的动力供给腔4为四个独立的面板组成的矩形腔，且至少有一对相对的面板上设置有撞击杆5。通过设置独立面板组成的矩形腔，使得进入矩形腔的高压气体更容易推动各面板向外运动，并有效推动撞击杆5撞击破碎灭火弹体，使得灭火弹3快速均匀弹射至火场中，进一步提高了灭火效率。

优选地，本实施例测距仪选用model PLS-K100激光测距仪，感温器选用PT78-LE-XXX无线温度采集器，飞行器及对应的地面控制终端23选用A翼GF-X1型消防无人机。

优选地，如图2和图3所示，本实施例高水胶囊灭火弹装置的灭火弹3由上壳体11和下壳体12组成，所述上壳体11呈花瓣状结构，所述下壳体12的腔体底部设置有重力部13，下壳体12的内壁上安装有弹性曲面隔板14，所述弹性曲面隔板14的凹面向下，所述弹性曲面隔板14与重力部13的空腔中安装有感控元件15，所述重力部13的表面设置有弹性件16，弹性件16的周围设置有与重力部13通过卡接件17连接的限位杆18，所述限位杆18的顶部固定连接有压缩弹性件16的挡板19，所述挡板19上固定连接有顶撞杆20，顶撞杆20穿过弹性曲面隔板14凹面中心处并与上壳体11的花瓣状结构中心21接触，所述灭火弹3中弹性曲面隔板20的上部空腔内装填有高水胶囊22。

本实施例的灭火弹3由上壳体11和下壳体12组成，其中上壳体11呈花瓣状结构，通过花瓣状连接形成整个上壳体11，且可以通过受力使花瓣状结构中的花瓣分开，从而上壳体11散开破碎；通过在下壳体12的腔体底部设置重力部13，保证了灭火弹3落地过程及落地后下壳体12的重力部13处于灭火弹3的底部位置，而高水胶囊22处于灭火弹3的上部，有利于高水胶囊22喷射作用于着火点，提高了高水胶囊的利用效率；灭火弹3下壳体12的内壁上安装有弹性曲面隔板14，弹性曲面隔板14的凹面向下，弹性曲面隔板14与重力部13的空腔中安装有感控元件15，重力部13的表面设置有弹性件16，弹性件16的周围设置有与重力部13通过卡接件17连接的限位杆18，通过利用感控元件15检测获取火场区域中的温度，当感控元件15检测的温度到达预设值后，卡接件17松开，使得限位杆18脱离卡接件17的限制，不再与重力部13连接；由于限位杆18的顶部固定连接有压缩弹性件16的挡板19，挡板19上固定连接有顶撞杆20，顶撞杆20穿过弹性曲面隔板14凹面中心处并与上壳体11的花瓣状结构中心21接触，所述灭火弹3中弹性曲面隔板20的上部空腔内装填有高水胶囊22，当限位杆18不再与重力部13连接，固定连接在限位杆18顶部的挡板19在弹性件16的压缩反弹力作用下向上运动，带动顶撞杆20向与其接触的花瓣状结构中心21运动并发生顶撞，继而穿过花瓣状结构中心21处，破坏了花瓣的连接结构，使得上壳体11破碎，同时，由于顶撞杆20穿过弹性曲面隔板14凹面中心处，挡板19和顶撞杆20向上的运动作用带动弹性曲面隔板14的凹面中心也随着向上运动，使得弹性曲面隔板14发生形变，从而带动弹性曲面隔板20的上部空腔内装填的高水胶囊22向上运动，当上壳体11破碎后，高水胶囊22失去上壳体11的空间阻碍后成扇形弹射弥散，到达周围的着火点处，与燃烧物体均匀且大范围接触，发挥高水胶囊的灭火作用，实现对着火点的扑灭作用，提高了灭火效率。

优选地，本实施例高水胶囊灭火弹装置的高水胶囊22包括胶囊壳体和包裹在胶囊壳体中的液态灭火成分，所述液态灭火成分由主料和添加剂组成，且高水胶囊22中胶囊壳体的质量含量为5％～12％，主料的质量含量为80％～91％，添加剂的质量含量为0％～10％，所述胶囊壳体由胶质壳体材料构成，所述主料为无机钙盐/无机锌盐和海藻酸钠的水溶液，所述添加剂为酚醛树脂、环氧树脂、月桂醇硫酸钠和脂肪醇聚氧乙烯醚中的一种或两种以上。本实施的高水胶囊22由胶囊壳体包裹液态灭火成分制成，在保证其结构稳定、易于使用储存的同时，有效提高了高水胶囊22中液态灭火成分的含水量，从而提高了灭火效率；采用无机钙盐/无机锌盐和海藻酸钠的水溶液作为液态灭火成分的主料，有效缩短了灭火时间，减少了液态灭火成分用量，进一步提高了灭火效率，同时，液态灭火成分中的添加剂有效降低了主料中水的表面张力，进一步缩短了灭火时间，因此，本发明的高水胶囊防灭火剂释放到火灾空间中，对火灾有明显的抑制或熄灭作用，具有较高的灭火效率。

本发明高水胶囊灭火弹装置的实际使用过程为：在接到火情警报后，消防人员通过消防车携带无人机等飞行器和高水胶囊灭火弹装置快速赶至火场区域，并根据火场区域的位置和着火情况，选择具有不同推进器的高水胶囊灭火弹装置并组装在无人机等飞行器上，然后控制负载有高水胶囊灭火弹装置的无人机等飞行器到火场区域的着火点上方，该过程中，高水胶囊灭火弹装置内的感控器2实时进行测距和感温，获取着火点位置信息传送至地面控制终端，地面控制终端调节飞行器的飞行路线，并控制飞行器发射高水胶囊灭火弹装置，使得高水胶囊灭火弹装置释放后向着火点方向飞行，随着与着火点的接近，高水胶囊灭火弹装置中的感控器2获取的信息达到预设值时触发封口6开启，动力供给腔4与爆炸动力气室7连通，而装填在爆炸动力气室7中的高压气体以高速流进入动力供给腔4中，使得动力供给腔4膨胀，腔壁向周围扩张，推动动力供给腔4的外侧壁上的撞击杆5撞击灭火弹体并使其爆破分离，从而使得灭火弹体的第二腔体中装填的灭火弹3呈花开状弹射至火场中；灭火弹3的弹射进入火场的过程中，其内部安装的感控元件15检测或获取火场区域中的温度，当温度达到预设值后，卡接件17松开，使得限位杆18脱离卡接件17的限制，不再与重力部13连接，固定连接在限位杆18顶部的挡板19在弹性件16的压缩反弹力作用下向上运动，带动顶撞杆20向与其接触的花瓣状结构中心21运动并发生顶撞，继而穿过花瓣状结构中心21处，破坏了花瓣的连接结构，使得上壳体11破碎，同时，挡板19和顶撞杆20向上的运动作用带动弹性曲面隔板14的凹面中心也随着向上运动，使得弹性曲面隔板14发生形变，从而带动弹性曲面隔板20的上部空腔内装填的高水胶囊22向上运动，当上壳体11破碎后，高水胶囊22失去上壳体11的空间阻碍后成扇形弹射弥散，到达周围的着火点处，实现全区域高水胶囊22中液态灭火成分的弥散，与燃烧物体均匀且大范围接触，发挥高水胶囊的灭火作用，实现对着火点的扑灭作用，提高了灭火的精确性和效率，且灭火效果更好。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制。凡是根据发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制。凡是根据发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (6)

1.一种高水胶囊灭火弹装置，其特征在于，包括灭火弹体和连接在灭火弹体尾部且处于同一轴向的推进器，所述灭火弹体的腔体隔离成第一腔体和第二腔体，所述第一腔体中安装有感控器（2），所述第二腔体的轴心部位设置有动力供给腔（4），所述动力供给腔（4）的外侧壁上与第二腔体的内表面之间设置有撞击杆（5），且第二腔体中除了动力供给腔（4）和撞击杆（5）以外的空间内装填有灭火弹（3），所述动力供给腔（4）与爆炸动力气室（7）连通，且动力供给腔（4）与爆炸动力气室（7）之间设置有封口（6），所述爆炸动力气室（7）的后侧与推进器中的飞行动力气室（8）通过隔板连接，所述推进器的外侧面设置有侧翼（9），尾部设置有尾翼（10）；

所述灭火弹（3）由上壳体（11）和下壳体（12）组成，所述上壳体（11）呈花瓣状结构，所述下壳体（12）的腔体底部设置有重力部（13），下壳体（12）的内壁上安装有弹性曲面隔板（14），所述弹性曲面隔板（14）的凹面向下，所述弹性曲面隔板（14）与重力部（13）的空腔中安装有感控元件（15），所述重力部（13）的表面设置有弹性件（16），弹性件（16）的周围设置有与重力部（13）通过卡接件（17）连接的限位杆（18），所述限位杆（18）的顶部固定连接有压缩弹性件（16）的挡板（19），所述挡板（19）上固定连接有顶撞杆（20），顶撞杆（20）穿过弹性曲面隔板（14）凹面中心处并与上壳体（11）的花瓣状结构中心（21）接触，所述灭火弹（3）中弹性曲面隔板（14）的上部空腔内装填有高水胶囊（22）。

2.根据权利要求1所述的一种高水胶囊灭火弹装置，其特征在于，所述灭火弹体的头部设置有撞击部（1）。

3.根据权利要求1所述的一种高水胶囊灭火弹装置，其特征在于，所述感控器（2）中设置有测距仪和感温器，所述测距仪为激光测距仪或雷达测距仪。

4.根据权利要求1所述的一种高水胶囊灭火弹装置，其特征在于，所述撞击杆（5）沿动力供给腔（4）的外侧壁圆周对称设置。

5.根据权利要求1所述的一种高水胶囊灭火弹装置，其特征在于，所述动力供给腔（4）为四个独立的面板组成的矩形腔，且至少有一对相对的面板上设置有撞击杆（5）。

6.根据权利要求1所述的一种高水胶囊灭火弹装置，其特征在于，所述高水胶囊（22）包括胶囊壳体和包裹在胶囊壳体中的液态灭火成分，所述液态灭火成分由主料和添加剂组成，且高水胶囊（22）中胶囊壳体的质量含量为5%~12%，主料的质量含量为80%~91%，添加剂的质量含量为0%~10%，所述胶囊壳体由胶质壳体材料构成，所述主料为无机钙盐/无机锌盐和海藻酸钠的水溶液，所述添加剂为酚醛树脂、环氧树脂、月桂醇硫酸钠和脂肪醇聚氧乙烯醚中的一种或两种以上。

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