CN114010980B - 一种超高层多用途电磁消防炮 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种超高层多用途电磁消防炮,包括支撑调节装置,支撑调节装置包括安装板，安装板上表面设置有支撑座，且上端开口，支撑座的上端开口位置设置有支撑板，支撑板上表面设置有炮弹发射装置，炮弹发射装置包括架台块，架台块上侧设置有输弹架，输弹架内设置有弹丸本体，通过本发明，实现了对超高层建筑灭火，灭火物质承载量大，成本低，费效比高，持续灭火性强，不受天气和火场烟雾影响，尤其根据投射物质、器材的不同，可形成集多种灭火、救援等功能和用途于一身的装备，根据搭载平台的不同，可形成车载或舰载等不同形式的消防装备，具有广泛的应用前景和良好的推广价值。

Description

一种超高层多用途电磁消防炮

技术领域

本发明主要涉及消防设备的技术领域，具体为一种超高层多用途电磁消防炮。

背景技术

“消防”即是消除隐患，预防灾患(即预防和解决人们在生活、工作、学习过程中遇到的人为与自然、偶然灾害的总称)，当然狭义的意思在人们认识初期是:(扑灭)火灾的意思，主要包括火灾现场的人员救援，重要设施设备、文物的抢救，重要财产的安全保卫与抢救，扑灭火灾等，目的是降低火灾造成的破坏程度，减少人员伤亡和财产损失。

目前在人口增长和土地资源稀缺的大背景下，伴随建筑科技的飞速发展，世界各国在城市建设过程中，高层、超高层建筑层出不穷，300 米以上的标志性建筑多达50多座，著名的迪拜塔高达800多米，由于高层建筑的自身特点，发生火灾将面临火势蔓延快、扑救难度高、人员疏散慢等诸多问题，容易造成重大财产损失和人员伤亡，因此高层建筑的灭火被普遍认为是世界性的消防难题，近些年随着我国经济建设的飞速发展，各大城市高层建筑纷纷涌现，高层、超高层建筑火灾时有发生，造成了巨大的人员伤亡和经济损失。

目前大型可移动消防装备，根据灭火物质投放原理和技术的不同，基本可分为三类:喷射类、投射类、喷洒类。

喷射类灭火装备以配备高压水枪、水炮的消防车为典型代表，最大射程或射高一般为数十米， 通过举高臂可增至上百米，优点是

灭火物质可持续喷射，流量较大，可高达到每分钟上百升，甚至上

万升，缺点是受空气阻力及举高技术等限制，射程、射高难以取得

较大突破，目前还未突破200米以上建筑火灾扑救的技术瓶颈。

投射类灭火装备以火箭弹灭火为典型代表，制导火箭弹高层灭火技术亦有研究，目前火箭弹灭火主要用于森林灭火，未见有建筑灭火的报道，制导火箭弹高层灭火技术还未进入实际应用阶段，这类灭火装备在射程和射高方面具有明显优势，缺点是有效灭火物质承载量小，灭火成本高，费效比低，且尾部喷射的火焰或残余燃料，可能诱发二次火灾。

喷洒类灭火装备以直升机灭火为典型代表，一般用于森林灭火，优点是几乎不受灭火高度限制，缺点是一次灭火物质承载量有限，持续灭火性不好，不易对建筑内部着火点作业，灭火成本相对较高，尤其易受天气和火场烟雾条件的制约。

本方案形成的灭火装备可归属于投射类，但与上述三类灭火装备相较具有明显的优势，与现有喷射类灭火装备相比，受空气干扰因素小，易实现灭火物质上百米高度的投射，可突破当前超高层建筑灭火的极限，与现有投射类灭火装备相比，灭火物质承载量大，成本低，费效比高，与现有喷洒类灭火装备相比，持续灭火性强，不受天气和火场烟雾影响，本方案良好的避除和弥补了现有灭火装备的不足。尤其根据投射物质、器材的不同，可形成集多种灭火、救援等功能和用途于一身的装备，且具有投射控制灵活多变，精度高，射程远等诸多优点，该方案的成功研制，将极大提升我国在高层、超高层火灾扑救领域的能力和水平，根据搭载平台的不同，可形成车载或舰载等不同形式的消防装备，在民用消防灭火领域，都具有广泛的应用前景和良好的推广价值。

发明内容

本发明主要提供了一种超高层多用途电磁消防炮，用以解决上述背景技术中提出的技术问题。

本发明解决上述技术问题采用的技术方案为：

一种超高层多用途电磁消防炮,包括支撑调节装置,所述支撑调节装置包括安装板，所述安装板上表面设置有支撑座，且上端开口，所述支撑座的上端开口位置设置有支撑板，所述支撑板上表面设置有炮弹发射装置，所述炮弹发射装置包括架台块，所述架台块上侧设置有输弹架，所述输弹架内设置有弹丸本体；

所述炮弹发射装置的架台块内壁一侧设置有液压油缸，所述液压油缸的输出端设置有活塞杆，所述活塞杆远离液压油缸一端设置有移动连接块，所述移动连接块上侧设置有折弯支架，所述折弯支架上端设置有托弹板，所述托弹板与输弹架之间滑动连接，所述输弹架一端设置有身管，所述身管外壁设置有玻璃纤维缠绕层；

所述弹丸本体包括弹体，所述弹体设置在输弹架上，所述弹体的内腔上端设置有灭火物质气囊，所述灭火物质气囊下侧设置有气体发生剂气囊，所述弹体的内腔底部设置有感知及控制单元，所述弹体与托弹板之间设置有电枢。

优选的，所述电枢包括铝制圆环，所述铝制圆环内设置有橡胶填充块。

优选的，所述感知及控制单元和气体发生剂气囊之间设置有气体发生器。

优选的，所述弹体外壁后端设置有尾翼。

优选的，所述移动连接块下侧设置有稳定滑块，所述稳定滑块滑动连接有稳定滑槽，所述稳定滑槽设置在架台块内壁下表面上。

优选的，所述身管为21级驱动线圈同轴串联而成。

优选的，所述支撑座和支撑板之间转动连接。

优选的，所述安装板四个顶角位置分别设置有螺纹固定孔。

优选的，所述支撑座内壁下表面设置有电动滑轨，所述电动滑轨滑动连接有电动滑块，所述电动滑块上侧设置有电动推杆，所述电动推杆上端设置有斜边滑块，所述斜边滑块滑动连接有斜边滑槽，所述斜边滑槽上侧与支撑板下表面相互连接。

优选的，所述斜边滑块与电动推杆上端之间呈铰接。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明受空气干扰因素小，易实现灭火物质上百米高度的投射，可突破当前超高层建筑灭火的极限，与现有投射类灭火装备相比，灭火物质承载量大，成本低，费效比高，与现有喷洒类灭火装备相比，持续灭火性强，不受天气和火场烟雾影响，本方案良好的避除和弥补了现有灭火装备的不足。尤其根据投射物质、器材的不同，可形成集多种灭火、救援等功能和用途于一身的装备，且具有投射控制灵活多变，精度高，射程远等诸多优点，该方案的成功研制，将极大提升我国在高层、超高层火灾扑救领域的能力和水平，根据搭载平台的不同，可形成车载或舰载等不同形式的消防装备，在民用消防灭火领域，都具有广泛的应用前景和良好的推广价值。

以下将结合附图与具体的实施例对本发明进行详细的解释说明。

附图说明

图1为本发明的整体示意图；

图2为本发明的支撑调节装置示意图；

图3为本发明的支撑座内部结构截面示意图；

图4为本发明的炮弹发射装置和弹丸本体示意图；

图5为本发明的架台块内部结构截面示意图；

图6为本发明的弹体内部结构截面示意图。

附图说明：1、支撑调节装置；11、安装板；111、螺纹固定孔；12、支撑座；13、支撑板；14、电动滑轨；15、电动滑块；16、电动推杆；17、斜边滑块；18、斜边滑槽；2、炮弹发射装置；21、架台块；22、输弹架；23、身管；231、玻璃纤维缠绕层；24、液压油缸；241、活塞杆；242、移动连接块；243、折弯支架；25、托弹板；26、电枢；261、铝制圆环；262、橡胶填充块；27、稳定滑块；28、稳定滑槽；3、弹丸本体；31、弹体；311、尾翼；32、灭火物质气囊；33、气体发生剂气囊；34、气体发生器；35、感知及控制单元。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更加全面的描述，附图中给出了本发明的若干实施例，但是本发明可以通过不同的形式来实现，并不限于文本所描述的实施例，相反的，提供这些实施例是为了使对本发明公开的内容更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上也可以存在居中的元件，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件，本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常连接的含义相同，本文中在本发明的说明书中所使用的术语知识为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明，本文所使用的术语“及／或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

实施例一，请着重参照附图1-6所示,一种超高层多用途电磁消防炮,包括支撑调节装置1,所述支撑调节装置1包括安装板11，所述安装板11上表面设置有支撑座12，且上端开口，所述支撑座12的上端开口位置设置有支撑板13，所述支撑板13上表面设置有炮弹发射装置2，所述炮弹发射装置2包括架台块21，所述架台块21上侧设置有输弹架22，所述输弹架22内设置有弹丸本体3；所述炮弹发射装置2的架台块21内壁一侧设置有液压油缸24，所述液压油缸24的输出端设置有活塞杆241，所述活塞杆241远离液压油缸24一端设置有移动连接块242，所述移动连接块242上侧设置有折弯支架243，所述折弯支架243上端设置有托弹板25，所述托弹板25与输弹架22之间滑动连接，所述输弹架22一端设置有身管23，所述身管23外壁设置有玻璃纤维缠绕层231，保证能够承受一定的扩张力；所述弹丸本体3包括弹体31，所述弹体31设置在输弹架22上，所述弹体31的内腔上端设置有灭火物质气囊32，所述灭火物质气囊32下侧设置有气体发生剂气囊33，所述弹体31的内腔底部设置有感知及控制单元35，所述弹体31与托弹板25之间设置有电枢26。

本方案弹丸主要利用了安全气囊工作原理，将安全气囊技术、智能弹药技术和消防灭火技术有机结合，从而实现灭火等功能，弹丸内部装载有一定质量的灭火物质，以及感知及控制单元35和气体发生器34，当弹丸被投射至着火点临近区域，感知部分捕获灭火物质释放时机，控制部分触发弹丸中的气体发生器34，气体发生器34瞬间反应并释放大量惰性气体，气体在封闭的弹丸中形成高压，促使弹体31破裂的同时，将灭火物质高速喷射至着火点，从而实现灭火功能，高速气流的反向作用力使得残余弹体31减速，从而保证不对建筑物产生破坏作用。

实施例二，请着重参照附图2和3所示，所述支撑座12和支撑板13之间转动连接，所述安装板11四个顶角位置分别设置有螺纹固定孔111，通过螺纹固定孔111，实现了对装置整体的固定，可进行车载或船载，所述支撑座12内壁下表面设置有电动滑轨14，所述电动滑轨14滑动连接有电动滑块15，所述电动滑块15上侧设置有电动推杆16，所述电动推杆16上端设置有斜边滑块17，所述斜边滑块17滑动连接有斜边滑槽18，所述斜边滑槽18上侧与支撑板13下表面相互连接，所述斜边滑块17与电动推杆16上端之间呈铰接，通过支撑调节装置1，实现了对身管23前端的高度进行调节，达到改变炮口竖直方向的高度。

实施例三，请着重参照附图4、5和6所示，所述电枢26包括铝制圆环261，所述铝制圆环261内设置有橡胶填充块262，通过橡胶填充块262，实现了用于加速时电枢26与弹丸本体3之间的缓冲，减少电枢26复位对输弹部位的冲击，所述感知及控制单元35和气体发生剂气囊33之间设置有气体发生器34，通过气体发生器34，实现了与气体发生剂气囊33反应，并瞬间释放大量惰性气体，惰性气体在弹体31内形成高压，促使弹体31破裂的同时将灭火物质高速推向着火点，产生的反向作用力促使残余弹体31减速，所述弹体31外壁后端设置有尾翼311，通过尾翼311，实现了提高了弹丸本体3飞行的稳定性，所述移动连接块242下侧设置有稳定滑块27，所述稳定滑块27滑动连接有稳定滑槽28，所述稳定滑槽28设置在架台块21内壁下表面上，通过稳定滑块27和稳定滑槽28之间的相互配合，实现了对托弹板25移动稳定性的提高，所述身管23为21级驱动线圈同轴串联而成，每个驱动线圈内径400mm，长度60mm，驱动线圈由金属导线密绕于两端有限位端板的底筒上，形成多匝导电线圈，身管23中前20级驱动线圈提供加速力，用于推动弹丸本体3向炮口运动，最后1级驱动线圈(位于炮口处)提供反向力，用于电枢26与弹丸本体3的分离，并使电枢26反向运动。

本方案发射器主要采用了电磁发射原理，电磁发射的基本原理是将电枢26置于直线加速器或类似的磁场中，利用电磁力，使携带电

枢26的物体获得连续向前加速，从而达到发射目的，为减少弹丸本体3受力的波动和延长其加速行程，利用多级同步感应式线圈发射器实现弹丸的发射。

相比化学能发射和其他电磁发射形式，具有以下优点:

初速高。高初速能提高命中率和射程。只要电源能量足够

大，弹丸速度可持续提高，甚至可实现超高速发射。

发射质量范围大。弹丸可根据用途不同，实现从几克到几

百吨弹丸的发射。

能源安全简便。以电能作为初始能源，成本低，可与火药

分离，使用安全。

效率高。能量转化效率相对较高，理论上效率可达100%。

单位能量成本较低，加上弹丸价格合适，因此系统费效比高。

受控性好。可得到精确的加速度曲线和炮口初速。可实现

精确发射，配合发射角度控制，射程调节极为方便。

本发明的具体操作流程如下：

首先检查装置整体中的各个部分是否存在安全隐患，在确认无安全隐患后接通电源，然后打开支撑调节装置1，电动滑块15带动电动推杆16在电动滑轨14内线性移动，从而控制支撑板13与水平面的夹角，亦可通过电动推杆16改变，来达到调节身管23前端炮口的高度，然后打开炮弹发射装置2，液压油缸24启动，活塞杆241通过折弯支架243带动托弹板25向炮口运动，托弹板25推动电枢26，电枢26推动弹丸本体3，当输弹到位后停止动作，便可执行发射动作，发射完毕后电枢26反向运动至托弹板25，此时活塞杆241带动托弹板25反向运动，最终复位停止，完成整个输弹动作，飞出的炮弹撞击着火点时，气体发生器34瞬间反应并释放大量惰性气体，气体在封闭的弹丸本体3中形成高压，促使弹体31破裂的同时，将灭火物质高速喷射至着火点，从而实现灭火功能，高速气流的反向作用力使得残余弹体31减速，从而保证不对建筑物产生破坏作用。

上述结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的这种非实质改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其他场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种超高层多用途电磁消防炮,包括支撑调节装置（1），其特征在于,所述支撑调节装置（1）包括安装板（11），所述安装板（11）上表面设置有支撑座（12），且上端开口，所述支撑座（12）的上端开口位置设置有支撑板（13），所述支撑座（12）和支撑板（13）之间转动连接，所述支撑板（13）上表面设置有炮弹发射装置（2），所述炮弹发射装置（2）包括架台块（21），所述架台块（21）上侧设置有输弹架（22），所述输弹架（22）内设置有弹丸本体（3）；

所述炮弹发射装置（2）的架台块（21）内壁一侧设置有液压油缸（24），所述液压油缸（24）的输出端设置有活塞杆（241），所述活塞杆（241）远离液压油缸（24）一端设置有移动连接块（242），所述移动连接块（242）上侧设置有折弯支架（243），所述折弯支架（243）上端设置有托弹板（25），所述托弹板（25）与输弹架（22）之间滑动连接，所述输弹架（22）一端设置有身管（23），所述身管（23）外壁设置有玻璃纤维缠绕层（231）；

所述弹丸本体（3）包括弹体（31），所述弹体（31）设置在输弹架（22）上，所述弹体（31）的内腔上端设置有灭火物质气囊（32），所述灭火物质气囊（32）下侧设置有气体发生剂气囊（33），所述弹体（31）的内腔底部设置有感知及控制单元（35），所述弹体（31）与托弹板（25）之间设置有电枢（26）；

所述电枢（26）包括铝制圆环（261），所述铝制圆环（261）内设置有橡胶填充块（262）；

所述感知及控制单元（35）和气体发生剂气囊（33）之间设置有气体发生器（34）；

所述移动连接块（242）下侧设置有稳定滑块（27），所述稳定滑块（27）滑动连接有稳定滑槽（28），所述稳定滑槽（28）设置在架台块（21）内壁下表面上；

所述身管（23）为21级驱动线圈同轴串联而成，每个驱动线圈内径400mm，长度60mm，驱动线圈由金属导线密绕于两端有限位端板的底筒上，形成多匝导电线圈，身管（23）中前20级驱动线圈提供加速力，用于推动弹丸本体（3）向炮口运动，最后1级驱动线圈提供反向力，用于电枢（26）与弹丸本体（3）的分离，并使电枢（26）反向运动；

所述支撑座（12）内壁下表面设置有电动滑轨（14），所述电动滑轨（14）滑动连接有电动滑块（15），所述电动滑块（15）上侧设置有电动推杆（16），所述电动推杆（16）上端设置有斜边滑块（17），所述斜边滑块（17）滑动连接有斜边滑槽（18），所述斜边滑槽（18）上侧与支撑板（13）下表面相互连接，所述斜边滑块（17）与电动推杆（16）上端之间呈铰接。

2.根据权利要求1所述的一种超高层多用途电磁消防炮，其特征在于，所述弹体（31）外壁后端设置有尾翼（311）。

3.根据权利要求1所述的一种超高层多用途电磁消防炮，其特征在于，所述安装板（11）四个顶角位置分别设置有螺纹固定孔（111）。

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