CN114917505A - 一种灭火弹、灭火弹发射装置及消防无人机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种灭火弹，所述灭火弹包括弹体和尾翼，所述弹体圆周外侧后端从前向后依次设置有闭气槽和闭锁槽，闭气槽设置有闭气环。一种灭火弹发射装置，所述发射装置用于发射灭火弹，所述发射装置包括一个集束框架、多个单管弹射装置和多个气瓶,所述单管弹射装置包括发射管和喷管,所述发射管后端从前向后依次设置有闭锁挡弹机构和气动接头。一种消防无人机，包括无人机本体和灭火弹发射装置。本发明的目的在于解决或至少减轻目前的灭火弹结构复杂、安全性差，灭火弹发射装置后座力大的问题，提供一种灭火弹、灭火弹发射装置及消防无人机。

Description

一种灭火弹、灭火弹发射装置及消防无人机
技术领域
本发明涉及灭火技术领域，尤其涉及一种灭火弹、灭火弹发射装置及消防无人机。
背景技术
随着灭火技术的发展，灭火弹的出现很好的弥补了手持式灭火器工作距离短、存在危险性的缺点。目前市场上的灭火弹按发射方式不同，主要分为手投式灭火弹和投射式灭火弹。手投式灭火弹的投掷方法类似于手榴弹，主要有带拉环和保险顶的，还有超导热敏线的。在火灾现场，消防人员用人力的方法将灭火弹投掷到火场，使灭火弹以爆破的方式将灭火剂瞬间冲击到火焰表面，可以在短时间内使火灾得到有效控制，其优点在于生产工艺简单，操作方便，成本低，灭火性好，但是也存在缺点，这种灭火弹一般要在延时七秒钟的时间内将灭火弹投出，否则会出现炸伤本人或同伴等情况，存在危险性。
投射式灭火弹一般采用碰炸引信，待灭火弹触碰到着火区域时，碰炸引信开始工作，引爆灭火弹。产生的灭火剂覆盖在燃烧物表面，实现灭火。但是此类灭火弹结构复杂，且含有火工品，安全性得不到保证。
目前的灭火弹发射装置不易固定其内灭火弹，且发射时有较大的后座力，影响无人机平台的平稳性。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术点的不足，解决或至少减轻目前的灭火弹结构复杂、安全性差，灭火弹发射装置后座力大的问题，提供一种灭火弹、灭火弹发射装置及消防无人机。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种灭火弹，所述灭火弹包括弹体和尾翼，所述弹体呈圆柱状壳体，弹体内设置有灭火剂，所述尾翼设置于弹体后端，所述弹体圆周外侧后端从前向后依次设置有闭气槽和闭锁槽，闭气槽设置有闭气环。
为了进一步实现本发明，可优先选用以下技术方案：
优选的，所述闭气槽和闭锁槽的截面分别呈矩形和直角梯形。
优选的，所述弹体前端纵截面呈前凸的弧形，弹体前端中心处设置有破窗器，所述破窗器由高硬度合金钢制成，破窗器前端呈圆锥状，破窗器后端螺纹连接至弹体。
优选的，所述弹体由ABS工程塑料制成，弹体内壁设置有内凹的应力槽。
优选的，所述应力槽呈沿弹体长度方向布设的长条状，多个应力槽沿弹体圆周内壁均匀圆周设置；
或者，所述应力槽呈螺旋状，应力槽沿弹体圆周内壁螺旋设置。
一种灭火弹发射装置，所述发射装置用于发射灭火弹，所述发射装置包括一个集束框架、多个单管弹射装置和多个气瓶，多个所述单管弹射装置安装于所述集束框架内，多个所述气瓶安装于集束框架外侧，气瓶的数量与单管弹射装置的数量相对且一一对应设置；
所述单管弹射装置包括发射管和喷管，所述发射管呈圆管状，所述喷管包括一体成型的前段和后段，所述前段和后段分别呈前大后小和前小后大的圆台状管体，喷管的前端密封连通至发射管后端；
所述发射管后端从前向后依次设置有闭锁挡弹机构和气动接头，所述闭锁挡弹机构与所述灭火弹的弹体后端的闭锁槽配合设置，所述气动接头通过电磁阀连通至气瓶。
优选的，所述闭锁挡弹机构包括滑套和档杆，所述滑套呈下端开口的圆筒状，滑套下端密封连通至发射管圆周侧壁，档杆沿滑套长度方向滑动设置，档杆中部与滑套内壁密封滑动贴合，档杆上端滑动伸出滑套上端，档杆与滑套之间设置有弹簧，所述弹簧驱使档杆下端向发射管轴心方向运动；
所述灭火弹装入单管弹射装置时，档杆下端位于弹体后端的闭锁槽内。
优选的，所述灭火弹装入单管弹射装置时，闭气环与弹体内壁密封滑动贴合。
一种消防无人机，包括无人机本体和灭火弹发射装置，所述灭火弹发射装置悬挂于所述无人机本体的机腹处。
通过上述技术方案，本发明的有益效果是：
本发明的灭火弹的弹体采用ABS工程塑料制成，弹体内壁设置有内凹的应力槽，弹体内部装超细干粉灭火剂，灭火弹进入房间掉在地面或碰撞墙面后，弹体在重力或撞击力的作用破碎，灭火剂抛洒灭火。简而言之，就是本发明中灭火剂的释放无需专门的释放机构就可以达到抛洒的目的。结构简单，不含火工品，安全性好。
因本发明为无人机使用，无人机在空中的姿态会有前后左右俯仰等，因此灭火弹发射前在空中必须与发射系统紧密连接，防止甩出或滑出发射系统。本发明采用了闭锁挡弹机构，闭锁挡弹机构用以固定灭火弹，通过弹簧产生闭锁力，闭锁力大小满足无人机5g的过载要求。装填后，闭锁挡弹机构自动卡住灭火弹；发射时，靠发射管内高压气体压缩弹簧解除闭锁作用。
本发明在每个发射管的后端设计了喷管，高压气体流经身管尾部的喷管向后喷出，形成向前的推力，以平衡灭火弹向前弹射过程中的后座力，保证无人机平台的稳定性。
附图说明
图1为本发明的灭火弹的结构示意图；
图2为本发明的灭火弹的结构剖视图；
图3为本发明的弹体的结构示意图；
图4为本发明的破窗器的结构示意图；
图5为本发明的尾翼的结构示意图；
图6为本发明的发射装置的结构示意图；
图7为本发明的单管弹射装置的结构示意图；
图8为本发明的发射管的结构示意图；
图9为本发明的喷管的结构示意图；
图10为本发明的闭锁挡弹机构的结构示意图；
其中：1-灭火弹；2-集束框架；3-单管弹射装置；4-气瓶；5-闭锁挡弹机构；6-气动接头；101-弹体；102-尾翼；103-破窗器；104-闭气环；301-发射管；302-喷管；501-滑套；502-档杆。
具体实施方式
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面将结合发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
如图1-图10所示，一种灭火弹，灭火弹1包括弹体101和尾翼102，弹体101呈圆柱状壳体，弹体101内设置有灭火剂，尾翼102设置于弹体101后端，弹体101圆周外侧后端从前向后依次设置有闭气槽和闭锁槽，闭气槽设置有闭气环104，尾翼102外边缘的尺寸小于闭锁槽底部直径，保证发射时闭锁挡弹机构5与尾翼102不发生干涉。
为了优化产品结构，闭气槽和闭锁槽的截面分别呈矩形和直角梯形。
为了打破窗户玻璃，弹体101前端纵截面呈前凸的弧形，弹体101前端中心处设置有破窗器103，破窗器103由高硬度合金钢制成，破窗器103前端呈圆锥状，破窗器103后端螺纹连接至弹体101。
为了便于弹体101破裂，弹体101由ABS工程塑料制成，弹体101内壁设置有内凹的应力槽。
应力槽呈沿弹体101长度方向布设的长条状，多个应力槽沿弹体101圆周内壁均匀圆周设置；
或者，应力槽呈螺旋状，应力槽沿弹体101圆周内壁螺旋设置。
初始时，灭火弹1在发射管301内由压缩空气推动，沿设计的弹道飞行，圆弧形弹头设计有助于减小空气阻力，弹尾部的尾翼102使灭火弹1稳定飞行；到达预定火灾区窗户外，依靠其自身动能，在弹前端锥形破窗器103的作用下，打碎窗户玻璃，冲入起火房间后与墙壁或家具发生碰撞，灭火弹1的工程塑料弹体101在撞击力作用下，首先在预制应力槽处发生碎裂，在惯性力和内置气压膨胀装置的作用下，灭火剂将被迅速抛撒开，达到快速高效灭火目标。
灭火弹1装填超细干粉灭火剂，弹体101内能容纳的灭火剂体积为3.81L，选用松密度为0.8g/ml的超微磷酸铵盐干粉灭火剂，灭火弹1能携带3kg灭火剂，可提供22～40m3空间的快速灭火效果。
一种灭火弹发射装置，发射装置用于发射灭火弹1，发射装置包括一个集束框架2、多个单管弹射装置3和多个气瓶4，多个单管弹射装置3安装于集束框架2内，多个气瓶4安装于集束框架2外侧，气瓶4的数量与单管弹射装置3的数量相对且一一对应设置；
单管弹射装置3包括发射管301和喷管302，发射管301呈圆管状，喷管302包括一体成型的前段和后段，前段和后段分别呈前大后小和前小后大的圆台状管体，喷管302的前端密封连通至发射管301后端；
发射管301后端从前向后依次设置有闭锁挡弹机构5和气动接头6，闭锁挡弹机构5与灭火弹1的弹体101后端的闭锁槽配合设置，气动接头6通过电磁阀连通至气瓶4。
单管弹射装置3使用压缩空气为动力在身管内推动灭火弹1前进，赋予灭火弹1一定的出口速度，为降低发射装置的重量，集束框架2、单管弹射装置3均使用铝合金材料或复合材料。
为了优化产品结构，本实施例中，闭锁挡弹机构5包括滑套501和档杆502，滑套501呈下端开口的圆筒状，滑套501下端密封连通至发射管301圆周侧壁，档杆502沿滑套501长度方向滑动设置，档杆502中部与滑套501内壁密封滑动贴合，档杆502上端滑动伸出滑套501上端，档杆502与滑套501之间设置有弹簧，弹簧驱使档杆502下端向发射管301轴心方向运动；
灭火弹1装入单管弹射装置3时，档杆502下端位于弹体101后端的闭锁槽内。
灭火弹1装入单管弹射装置3时，闭气环104与弹体101内壁密封滑动贴合。
一种消防无人机，包括无人机本体和灭火弹发射装置，灭火弹发射装置悬挂于无人机本体的机腹处。
工作时，灭火弹1从发射管301的前端装入发射管301内，由闭锁挡弹机构5将灭火弹1卡在发射管301后端，防止在惯性作用下滑出发射管301；弹射灭火弹1时，通过电磁阀使气瓶4与发射管301连通，高压气体流入发射管301内。首先高压气体流经气动闭锁挡弹机构5安装面的开口，作用于闭锁挡弹机构5的挡杆，进而压缩弹簧，解除闭锁作用；高压气体推动灭火弹1前行，使得灭火弹1出身管口时达到工作速度；同时，高压气体流经身管尾部的喷管302向后喷出，形成向前的推力，以平衡弹射过程中的后坐力，保证无人机平台的稳定性。
闭锁挡弹机构5用以固定灭火弹1，通过弹簧产生闭锁力，闭锁力大小满足无人机5g的过载要求。装填后，闭锁挡弹机构5自动卡住灭火弹1；发射时，靠发射管301内高压气体压缩弹簧解除闭锁作用。
喷管302采用拉瓦尔喷管302形式，在设计的工作压力和气体流量下，能够抵消大部分的弹射后坐力。
发射装置与无人机间接口采用快速连接形式，便于机体和电气接口快速连接；轻型单管弹射装置3也可方便从集束框架2上拆卸，利于维修和更换。
本发明的灭火弹1的弹体101采用ABS工程塑料制成，弹体101内壁设置有内凹的应力槽，弹体101内部装超细干粉灭火剂，灭火弹1进入房间掉在地面或碰撞墙面后，弹体101在重力或撞击力的作用破碎，灭火剂抛洒灭火。简而言之，就是本发明中灭火剂的释放无需专门的释放机构就可以达到抛洒的目的。结构简单，不含火工品，安全性好。
因本发明为无人机使用，无人机在空中的姿态会有前后左右俯仰等，因此灭火弹1发射前在空中必须与发射系统紧密连接，防止甩出或滑出发射系统。本发明采用了闭锁挡弹机构5，闭锁挡弹机构5用以固定灭火弹1，通过弹簧产生闭锁力，闭锁力大小满足无人机5g的过载要求。装填后，闭锁挡弹机构5自动卡住灭火弹1；发射时，靠发射管301内高压气体压缩弹簧解除闭锁作用。
本发明在每个发射管301的后端设计了喷管302，高压气体流经身管尾部的喷管302向后喷出，形成向前的推力，以平衡灭火弹1向前弹射过程中的后座力，保证无人机平台的稳定性。
最后应说明的是：以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种灭火弹，所述灭火弹(1)包括弹体(101)和尾翼(102)，所述弹体(101)呈圆柱状壳体，弹体(101)内设置有灭火剂，所述尾翼(102)设置于弹体(101)后端，其特征在于，所述弹体(101)圆周外侧后端从前向后依次设置有闭气槽和闭锁槽，闭气槽设置有闭气环(104)。
2.根据权利要求1所述的一种灭火弹，其特征在于，所述闭气槽和闭锁槽的截面分别呈矩形和直角梯形。
3.根据权利要求1所述的一种灭火弹，其特征在于，所述弹体(101)前端纵截面呈前凸的弧形，弹体(101)前端中心处设置有破窗器(103)，所述破窗器(103)由高硬度合金钢制成，破窗器(103)前端呈圆锥状，破窗器(103)后端螺纹连接至弹体(101)。
4.根据权利要求1所述的一种灭火弹，其特征在于，所述弹体(101)由ABS工程塑料制成，弹体(101)内壁设置有内凹的应力槽。
5.根据权利要求4述的一种灭火弹，其特征在于，所述应力槽呈沿弹体(101)长度方向布设的长条状，多个应力槽沿弹体(101)圆周内壁均匀圆周设置；
或者，所述应力槽呈螺旋状，应力槽沿弹体(101)圆周内壁螺旋设置。
6.一种灭火弹发射装置，所述发射装置用于发射权利要求1-5任一所述的一种灭火弹，其特征在于，所述发射装置包括一个集束框架(2)、多个单管弹射装置(3)和多个气瓶(4)，多个所述单管弹射装置(3)安装于所述集束框架(2)内，多个所述气瓶(4)安装于集束框架(2)外侧，气瓶(4)的数量与单管弹射装置(3)的数量相对且一一对应设置；
所述单管弹射装置(3)包括发射管(301)和喷管(302)，所述发射管(301)呈圆管状，所述喷管(302)包括一体成型的前段和后段，所述前段和后段分别呈前大后小和前小后大的圆台状管体，喷管(302)的前端密封连通至发射管(301)后端；
所述发射管(301)后端从前向后依次设置有闭锁挡弹机构(5)和气动接头(6)，所述闭锁挡弹机构(5)与所述灭火弹(1)的弹体(101)后端的闭锁槽配合设置，所述气动接头(6)通过电磁阀连通至气瓶(4)。
7.根据权利要求6所述的一种灭火弹发射装置，其特征在于，所述闭锁挡弹机构(5)包括滑套(501)和档杆(502)，所述滑套(501)呈下端开口的圆筒状，滑套(501)下端密封连通至发射管(301)圆周侧壁，档杆(502)沿滑套(501)长度方向滑动设置，档杆(502)中部与滑套(501)内壁密封滑动贴合，档杆(502)上端滑动伸出滑套(501)上端，档杆(502)与滑套(501)之间设置有弹簧，所述弹簧驱使档杆(502)下端向发射管(301)轴心方向运动；
所述灭火弹(1)装入单管弹射装置(3)时，档杆(502)下端位于弹体(101)后端的闭锁槽内。
8.根据权利要求6所述的一种灭火弹，其特征在于，所述灭火弹(1)装入单管弹射装置(3)时，闭气环(104)与弹体(101)内壁密封滑动贴合。
9.一种消防无人机，包括无人机本体，其特征在于，还包括权利要求6-8任一所述的一种灭火弹发射装置，所述灭火弹发射装置悬挂于所述无人机本体的机腹处。
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