專利名稱:氣動發(fā)射式森林滅火炮彈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種消防器材，特別涉及一種由壓縮空氣驅(qū)動的氣動發(fā)射式森林滅火炮彈。
背景技術(shù)：
大面積的森林火災(zāi)會給人類財(cái)產(chǎn)和生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重的破壞，現(xiàn)已引起各國的高度重視。根據(jù)森林火的燃燒特點(diǎn)可將其分為地下火、地表火和樹冠火三類，其中樹冠火最不易撲救，在有大風(fēng)的作用下，易形成狂燃大火或產(chǎn)生“飛火”、“火旋風(fēng)”、“火暴”等，是加快林火蔓延速度的主要原因之一。
滅火彈作為一種有力的滅火武器已經(jīng)被消防界所認(rèn)同。現(xiàn)已知的森林滅火彈的種類有很多種，包括手拋式滅火彈、炮射式滅火彈以及機(jī)載式滅火彈等。但從目前各種滅火彈的引信結(jié)構(gòu)上看，它們大部分都是即將觸地或撞擊地面后拋撒滅火劑，因此就限制了滅火劑的彌散范圍，對林火中的樹冠火作用很小。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種能夠在樹冠高度拋撒滅火劑，達(dá)到最優(yōu)的滅火效果的氣動發(fā)射式森林滅火炮彈。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的
本發(fā)明的氣動發(fā)射式森林滅火炮彈的主要組成包括風(fēng)帽、引信、圓柱殼體、滅火劑、中心爆管、傘倉殼體、減速傘和拋傘解脫結(jié)構(gòu)；風(fēng)帽與圓柱殼體前端連接，圓柱殼體與傘倉殼體通過連接盤連接在一起；引信固定在圓柱殼體前端；中心爆管固定在圓柱殼體內(nèi)部并通過導(dǎo)線與引信相連；傘倉殼體內(nèi)設(shè)有拋傘解脫結(jié)構(gòu)和減速傘；滅火劑裝填在圓柱殼體內(nèi)。
本發(fā)明還可以包括
1、所述的引信為微控制器電引信，內(nèi)部有一個溫度傳感器，所述的溫度傳感器一部分固定在風(fēng)帽的內(nèi)部、一部分伸出彈體外部。
2、所述的微控制器電引信主要包括微控制器、溫度傳感器檢測電路、執(zhí)行級電路、 電源、慣性開關(guān)和通信單元。
3、在圓柱殼體頭部粘有承壓鑄鋼片。
4、連接盤上裝有密封圈，所述密封圈嵌入在連接盤外圈的凹槽內(nèi)。
5、所述的拋傘解脫機(jī)構(gòu)由后螺帽、中央襯筒、拋射藥、電發(fā)火管、中心管、導(dǎo)管、襯環(huán)、撞頭、滾珠和銷釘組成，拋射藥裝在中央襯筒內(nèi)，連接盤上設(shè)有碗型座，中央襯筒固定在碗型座上，襯環(huán)固定在中心管外壁上，滾珠一部分嵌入導(dǎo)管的環(huán)向槽內(nèi)、一部分嵌入中心管的徑向孔內(nèi)，撞頭由銷釘固定在中心管內(nèi)。
本發(fā)明是一種壓縮空氣驅(qū)動的氣動發(fā)射式森林滅火炮彈。該滅火炮彈帶有減速傘，引信由微控制器控制，滅火炮彈由空氣壓縮炮發(fā)射到森林火場上空后，通過微控制器控制引信實(shí)施拋傘減速下降，從而給溫度傳感器以足夠的反應(yīng)時(shí)間采集周圍溫度信息，在樹冠火上方進(jìn)入樹冠火場，達(dá)到預(yù)設(shè)溫度閾值后，起爆滅火炮彈，以使滅火劑能在樹冠上部拋撒、彌散，形成自上而下的立體滅火效果。此外，對拋傘時(shí)間和起爆溫度是通過外部的裝定器來載入，從而減小了引信的體積，增加滅火劑填裝量。
本發(fā)明的主要效果體現(xiàn)在滅火炮彈能夠在樹冠高度拋撒滅火劑，以達(dá)到最優(yōu)的滅火效果。


圖1是本發(fā)明的氣動發(fā)射式森林滅火炮彈的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是氣動發(fā)射式森林滅火炮彈引信電路原理框圖；
圖3是氣動發(fā)射式森林滅火炮彈引信時(shí)間裝定器原理框圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖舉例對本發(fā)明做更詳細(xì)地描述
結(jié)合圖1，本發(fā)明的氣動發(fā)射式森林滅火炮彈的組成包括風(fēng)帽1、慣性開關(guān)2、螺釘3、鑄鋼片4、連接螺5、中心爆管6、滅火劑7、圓柱殼體8、連接盤9、密封圈10、碗型罩11、 減速傘12、傘倉殼體13、中心管14、尾翼15、襯環(huán)16、導(dǎo)管17、后端蓋18、撞頭19、銷釘20、 滾珠21、中央襯筒22、拋射藥23、電發(fā)火管M、后螺帽25、螺帽沈、控制電路芯片27、插孔 28和溫度傳感器四。
風(fēng)帽與圓柱殼體前端采用螺紋連接。引信通過螺釘固定在圓柱殼體前端的螺母上，發(fā)射前可將風(fēng)帽拆下來對微控制器電引信進(jìn)行參數(shù)裝定。鑄鋼片粘接在圓柱殼體前端的錐面上，根據(jù)氣動發(fā)射原理可知在發(fā)射前彈體將被固定在炮管內(nèi)，受到尾部高壓氣體壓力和與圓柱部前端接觸的鎖閉結(jié)構(gòu)的反作用力，由于目前的氣動發(fā)射炮鎖閉機(jī)構(gòu)與圓柱部前端的接觸面積不大，導(dǎo)致彈頭部局部接觸應(yīng)力增大，因此必須增大圓柱部壁厚防止其被壓潰，而采用鑄鋼片與圓柱殼體組合的結(jié)構(gòu)將有效減小圓柱殼體的厚度。中心爆管通過連接螺固定在圓柱殼體內(nèi)部并通過導(dǎo)線與引信相連。圓柱殼體與傘倉殼體通過連接盤連接在一起，連接盤外圈的凹槽內(nèi)設(shè)有0型密封圈，在高壓氣體充氣階段其將起到閉氣的作用。傘倉殼體內(nèi)設(shè)有拋傘解脫結(jié)構(gòu)和減速傘，拋傘解脫機(jī)構(gòu)固定在碗型罩上，其內(nèi)部的電點(diǎn)火裝置通過導(dǎo)線與引信相連，工作時(shí)引信裝置傳來電脈沖，電發(fā)火管點(diǎn)燃藥盒內(nèi)的拋射藥，拋射藥燃燒生成高溫高壓氣體，推動撞頭向后運(yùn)動，剪斷銷釘，撞頭繼續(xù)向后運(yùn)動并釋放滾珠， 解脫導(dǎo)管和中心管之間的約束，撞頭繼續(xù)向后運(yùn)動將后端蓋等部件一起拋出并釋放減速傘。傘倉尾部設(shè)有尾翼，保證彈體飛行中的穩(wěn)定。
圖2是氣動發(fā)射式森林滅火炮彈引信電路原理框圖，它是引信的主體電路，電引信主要包括微控制器，溫度傳感器檢測電路，執(zhí)行級電路，電源，慣性開關(guān)和通信單元。它以微控制器為核心對各部分實(shí)施控制，溫度傳感器檢測電路采用PTlOO溫度傳感器。執(zhí)行級電路主要包括點(diǎn)火電路及其相關(guān)控制開關(guān)，采用點(diǎn)火電容充放電電路，引信所需電源包括 3. 6V和10V，3. 6V由電池直接提供，IOV采用電源管理管理芯片升壓得到。慣性開關(guān)有三對觸點(diǎn)，一個是作為定時(shí)起點(diǎn)的觸發(fā)信號開關(guān)，另外兩個是作為兩個點(diǎn)火電路的電點(diǎn)火管的保險(xiǎn)開關(guān)。通信單元采用UART異步串口通信方式。[0022]圖3是氣動發(fā)射式森林滅火炮彈引信時(shí)間裝定器原理框圖，裝定器同樣以微控制器為核心，鍵盤作為數(shù)據(jù)輸入設(shè)備，IXD液晶屏幕作為數(shù)據(jù)顯示設(shè)備，通過通信單元UART與引信電路進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。
整個電路由3. 6V柱式鋰電池供電，通過電源管理芯片將電壓變?yōu)?0V，供發(fā)火電容充放電使用。滅火彈發(fā)射后，在膛內(nèi)瞬間，慣性開關(guān)受到后坐力作用，慣性開關(guān)閉合，慣性開關(guān)的觸點(diǎn)1閉合，微控制器的引腳輸入一個上升沿信號，程序進(jìn)入延時(shí)，同時(shí)慣性開關(guān)觸點(diǎn)2、3斷開，保險(xiǎn)打開，對用于開傘的點(diǎn)火電容進(jìn)行充電，待達(dá)到預(yù)設(shè)時(shí)間后，充電過程也結(jié)束，斷開充電電路，連接點(diǎn)火電路放電，起爆電發(fā)火管M，打開傘倉，滅火彈拋傘減速。微控制器開始采集經(jīng)過信號處理的溫度傳感器信號，微控制器本身集成了 A/D模塊，達(dá)到設(shè)置的樹冠火溫度后，另外一路用于起爆中心爆管6的點(diǎn)火電路接通，引爆整個滅火彈，實(shí)現(xiàn)滅火。充電控制采用集成電子開關(guān)，放電電路采用場效應(yīng)管，場效應(yīng)管接通時(shí)內(nèi)阻小，能量浪費(fèi)少。
滅火炮彈在發(fā)射前，需要對溫度閾值和拋傘時(shí)間進(jìn)行裝定。裝定時(shí)將裝定器的插針與引信插孔連接，兩個微控制器的UART異步通信模塊開始工作收發(fā)數(shù)據(jù)，根據(jù)液晶屏的顯示，由鍵盤輸入裝定數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)輸入結(jié)束后，引信返回裝定數(shù)據(jù)，并在裝定器屏幕上顯示裝定結(jié)果，檢查是否正確，確認(rèn)后拔下插針即可。
本滅火炮彈通過壓縮空氣驅(qū)動的氣動發(fā)射式滅火炮發(fā)射，發(fā)射前根據(jù)發(fā)射距離及火場強(qiáng)度進(jìn)行引信參數(shù)裝定，調(diào)整拋傘時(shí)間及溫度傳感器閥值來使滅火炮彈能在樹冠高度拋撒滅火劑。發(fā)射后滅火炮彈經(jīng)過預(yù)定時(shí)間后彈出減速傘，滅火炮彈速度急劇下降直到穩(wěn)定降落。由于滅火炮彈的速度降低，彈體頭部的溫度傳感器就會有足夠的響應(yīng)時(shí)間。當(dāng)林火的溫度達(dá)到溫度傳感器的閥值后，滅火炮彈起爆，滅火劑在樹冠上部被拋撒，以達(dá)到最優(yōu)的滅火效果。
權(quán)利要求
1.一種氣動發(fā)射式森林滅火炮彈，其特征是主要組成包括風(fēng)帽、引信、圓柱殼體、滅火劑、中心爆管、傘倉殼體、減速傘和拋傘解脫結(jié)構(gòu)；風(fēng)帽與圓柱殼體前端連接，圓柱殼體與傘倉殼體通過連接盤連接在一起；引信固定在圓柱殼體前端；中心爆管固定在圓柱殼體內(nèi)部并通過導(dǎo)線與引信相連；傘倉殼體內(nèi)設(shè)有拋傘解脫結(jié)構(gòu)和減速傘；滅火劑裝填在圓柱殼體內(nèi)；所述的拋傘解脫機(jī)構(gòu)由后螺帽、中央襯筒、拋射藥、電發(fā)火管、中心管、導(dǎo)管、襯環(huán)、撞頭、滾珠和銷釘組成，拋射藥裝在中央襯筒內(nèi)，連接盤上設(shè)有碗型座，中央襯筒固定在碗型座上，襯環(huán)固定在中心管外壁上，滾珠一部分嵌入導(dǎo)管的環(huán)向槽內(nèi)、一部分嵌入中心管的徑向孔內(nèi)，撞頭由銷釘固定在中心管內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的氣動發(fā)射式森林滅火炮彈，其特征是所述的引信為微控制器電引信，內(nèi)部有一個溫度傳感器，所述的溫度傳感器一部分固定在風(fēng)帽的內(nèi)部、一部分伸出彈體外部。
3.根據(jù)權(quán)利要求
2所述的氣動發(fā)射式森林滅火炮彈，其特征是所述的微控制器電引信主要包括微控制器、溫度傳感器檢測電路、執(zhí)行級電路、電源、慣性開關(guān)和通信單元。
4.根據(jù)權(quán)利要求
1、2或3所述的氣動發(fā)射式森林滅火炮彈，其特征是在圓柱殼體頭部粘有承壓鑄鋼片。
5.根據(jù)權(quán)利要求
1、2或3所述的氣動發(fā)射式森林滅火炮彈，其特征是連接盤上裝有密封圈，所述密封圈嵌入在連接盤外圈的凹槽內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求
4所述的氣動發(fā)射式森林滅火炮彈，其特征是連接盤上裝有密封圈， 所述密封圈嵌入在連接盤外圈的凹槽內(nèi)。
專利摘要
本發(fā)明提供的是一種氣動發(fā)射式森林滅火炮彈。主要組成包括風(fēng)帽、引信、圓柱殼體、滅火劑、中心爆管、傘倉殼體、減速傘和拋傘解脫結(jié)構(gòu)；風(fēng)帽與圓柱殼體前端連接，圓柱殼體與傘倉殼體通過連接盤連接在一起；引信固定在圓柱殼體前端；中心爆管固定在圓柱殼體內(nèi)部并通過導(dǎo)線與引信相連；傘倉殼體內(nèi)設(shè)有拋傘解脫結(jié)構(gòu)和減速傘；滅火劑裝填在圓柱殼體內(nèi)。本發(fā)明能夠在樹冠高度拋撒滅火劑，能達(dá)到最優(yōu)的滅火效果。
文檔編號A62C19/00GKCN101703830 B發(fā)布類型授權(quán) 專利申請?zhí)朇N 200910073149
公開日2011年11月16日 申請日期2009年11月9日
發(fā)明者劉剛, 劉少剛, 安進(jìn)華, 龐永剛, 徐建偉, 李明, 王延軍, 王飛, 莫英華, 鄧波 申請人:哈爾濱工程大學(xué)導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan