一種撲救輸電線路山火用的直升機攜帶高壓節水滅火水炮的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種撲救輸電線路山火用的直升機攜帶高壓節水滅火水炮，包括供氣機構、供水機構、高壓氣室、炮膛、炮管、紅外成像儀以及控制箱，供氣機構安裝在直升機機腹內，供氣機構與位于機腹下方的高壓氣室連通，炮膛、炮管、紅外成像儀均安裝在機腹下方，高壓氣室與炮膛連通并用氣室電磁閥隔斷，炮膛與炮管連通并用炮膛電磁閥隔斷，炮膛與安裝在機腹內的供水機構相連，控制箱分別與供氣機構、供水機構、紅外成像儀、氣室電磁閥、炮膛電磁閥連接。本發明的炮管采用小曲率螺旋式炮管，滅火液霧化效果好，在保證滅火效果的前提下最大限度地節約了滅火液，有效解決了野外缺乏直升機汲水所需大型水源的問題。
【專利說明】一種撲救輸電線路山火用的直升機攜帶高壓節水滅火水炮
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種滅火水炮，特別涉及一種撲救輸電線路山火用的直升機攜帶高壓節水滅火水炮。
【背景技術】
[0002]輸電線路常常經過山區林地，野外高發的山火對電力系統造成了嚴重的損害。為應對點多面廣、隨機性大的輸電線路山火，湖南省電力公司研制了很多山火撲救裝備，如單人背負式高壓細水霧滅火器、長距離高揚程移動滅火平臺、電動高壓滅火器等，起到了較好的滅火效果。然而，受山區地形復雜、交通不便的影響，現有滅火裝備仍難以滿足輸電線路山火滅火機動性要求。隨著越來越多的特高壓輸電線路經過不發達的山區，電力系統面臨的山火隱患日趨嚴重，急切地需要研發滿足需求的新型滅火裝備。
[0003]直升飛機具有優異的垂直起降、空中懸停、低空低速的性能，且不受交通堵塞、丘陵阻隔等的限制，非常適合應用于火災撲救。但現有的直升機滅火裝備多為大面積森林火災設計，其功率大、荷載大，對于撲救小面積山火，機動性差且經濟性不佳；且山火高發地區多為丘陵地帶，嚴重缺少水源，大型直升機的汲水裝置形同虛設。而現有直升機搭載的滅火水炮，具有以下特點:(1)功率較大。一般單炮管單次噴射水量均在1L以上，耗水量較大；
(2)以高壓儲氣瓶作為動力，每次使用后需要更換氣瓶，操作較為繁瑣且成本高；(3)使用IFEX-3000脈沖技術的滅火水炮在滅火過程中能夠自動連續噴射，在撲救較大火災時，可簡化操作，且滅火效果好，但用于小面積輸電線路山火撲救，具有盲目性，容易造成滅火液的浪費；(4)缺乏火焰定位裝置，完全依靠駕駛員的經驗，滅火精確度不高。
【發明內容】
[0004]為了解決上述技術問題，本發明提供一種結構簡單、成本低、精確度高、滅火效果好的撲救輸電線路山火用的直升機攜帶高壓節水滅火水炮。
[0005]本發明解決上述問題的技術方案是:一種撲救輸電線路山火用的直升機攜帶高壓節水滅火水炮，其特征在于:包括供氣機構、供水機構、高壓氣室、炮膛、炮管、紅外成像儀以及控制箱，所述供氣機構安裝在直升機機腹內，所述供氣機構與位于機腹下方的高壓氣室連通，炮膛、炮管、紅外成像儀均安裝在機腹下方，所述高壓氣室與炮膛連通并用氣室電磁閥隔斷，所述炮膛與炮管連通并用炮膛電磁閥隔斷，所述炮膛與安裝在機腹內的供水機構相連，安裝在機腹內的控制箱分別與所述供氣機構、供水機構、紅外成像儀、氣室電磁閥、炮膛電磁閥連接。
[0006]上述撲救輸電線路山火用的直升機攜帶高壓節水滅火水炮中，所述供氣機構包括空氣壓縮機和空氣壓縮機閥門，所述空氣壓縮機與高壓氣室連通，空氣壓縮機閥門置于空氣壓縮機與高壓氣室之間，所述空氣壓縮機、空氣壓縮機閥門分別與控制箱連接。
[0007]上述撲救輸電線路山火用的直升機攜帶高壓節水滅火水炮中，所述供水機構包括滅火液箱、水泵和水泵閥門，滅火液箱中設有滅火液，所述滅火液箱與炮膛連接，水泵和水泵閥門置于滅火液箱與炮膛之間，所述水泵、水泵閥門分別與控制箱連接。
[0008]上述撲救輸電線路山火用的直升機攜帶高壓節水滅火水炮中，所述炮管采用小曲率螺旋式炮管。
[0009]上述撲救輸電線路山火用的直升機攜帶高壓節水滅火水炮中，所述炮管的數量為2根。
[0010]上述撲救輸電線路山火用的直升機攜帶高壓節水滅火水炮中，所述滅火液由GXMHY-S03型高效滅火劑與水按體積比1:20的比例混合而成。
[0011]本發明的有益效果在于:
(1)本發明炮膛容量小，單次發射水彈的體積較小，霧化效果好，在空氣壓縮機的配合下，壓力高、射程遠，保障了滅火的安全性，避免了更換氣瓶造成的時間浪費與成本損失；
(2)本發明的炮管采用小曲率螺旋式炮管，高速滅火液經過三次霧化，霧化效果好，在保證滅火效果的前提下最大限度地節約了滅火液，有效解決了野外缺乏直升機汲水所需大型水源的問題；
(3)本發明使用紅外成像儀分析火源的距離與方位，提高了滅火的精確性；
(4)本發明的滅火液由GXMHY-S03型高效滅火劑與水按體積比1:20的比例混合而成，在滅火液添加降溫防復燃滅火劑，滅火效果與防復燃效果俱佳；
(5)本發明裝置結構輕便，迎合了越來越高的輸電線路山火滅火需求，適合由小型直升飛機攜帶撲救輸電線路零散山火，機動性和經濟性高。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012]圖1為本發明的結構示意圖。
[0013]圖2為本發明的安裝位置示意圖。
【具體實施方式】
[0014]下面結合附圖和實施例對本發明作進一步的說明。
[0015]如圖1、圖2所示，本發明包括供氣機構、供水機構、高壓氣室6、炮膛7、氣室電磁閥
8、炮膛電磁閥9、炮管10、紅外成像儀11以及控制箱12 ；
所述供氣機構包括空氣壓縮機I和空氣壓縮機閥門4，空氣壓縮機I和空氣壓縮機閥門4安裝在機腹內，所述空氣壓縮機I與高壓氣室6連通，空氣壓縮機閥門4置于空氣壓縮機I與高壓氣室6之間，空氣壓縮機1、空氣壓縮機閥門4與控制箱12相連，通過控制箱12啟動空氣壓縮機I向高壓氣室6內充氣，達到規定壓強后空氣壓縮機I關閉，空氣壓縮機閥門4關閉，停止充氣；
所述供水機構包括滅火液箱3、水泵2和水泵閥門5，滅火液箱3中設有滅火液，滅火液由湖南省湘電試研技術有限公司生產的GXMHY-S03型高效滅火劑與水按體積比1:20的比例混合而成，其中GXMHY-S03型高效滅火劑以溴化銨與硫酸鉀為主體，適合用于野外山火撲救，具有很好的滅火及防止復燃的效果。所述滅火液箱3與炮膛7連接，水泵2和水泵閥門5置于滅火液箱3與炮膛7之間，水泵2、水泵閥門5與控制箱12相連，通過控制箱12啟動水泵2從安裝在直升機機腹的滅火液箱3中抽取滅火液至炮膛7形成水彈，炮膛7裝滿后，關閉水泵2，關閉水泵閥門5，停止充液； 所述炮膛7、炮管10、紅外成像儀11均安裝在機腹下方，所述高壓氣室6與炮膛7連通并用氣室電磁閥8隔斷，所述炮膛7與炮管10連通并用炮膛電磁閥9隔斷，所述炮管10采用小曲率螺旋式炮管，炮管10的數量為2根；
所述控制箱12安裝在機腹內，控制箱12分別與空氣壓縮機1、水泵2、空氣壓縮機閥門
4、水泵閥門5、氣室電磁閥8、炮膛電磁閥9、紅外成像儀11連接。
[0016]本發明的工作原理如下:
(1)滅火前，取滅火液箱3容量為1000L，炮管10內徑為20mm，炮身(雙炮管)長、寬、高分別為2m、0.5m、0.3m。空氣壓縮機I額定壓強為3.5MPa，高壓氣室6工作壓強為3.0MPa,炮膛7容積為7L ；
(2)滅火時，使用紅外成像儀11分析火源的距離與方位，調整直升飛機位置，使其距離火源20m以內，啟動滅火炮系統，在3.5s的時間內，空氣壓縮機I完成向高壓氣室6內充氣，使高壓氣室6內壓強達到3.0MPa ;同時，水泵2完成從滅火液箱3中抽取7L滅火液至炮膛7，此時發射按鈕被激活；對準火源按下發射按鈕，氣室電磁閥8、炮膛電磁閥9在不超過18ms的時間內打開，高壓氣室6內的氣體與炮膛7內的水彈迅速混合，形成氣液混合物，完成一次霧化；一次霧滴在極短的時間內經過小曲率螺旋式炮管10,與管壁連續碰撞,完成二次霧化；二次霧滴從炮口噴出后迅速擴散，完成三次霧化；
(3)經過三次霧化的滅火液體積膨脹1700倍以上，以120m/s的初始速度噴向火源，射程達50m，噴射寬度達6m ;三次霧化后7L滅火液變成直徑5?180 μ m的霧滴，霧滴顆粒與火接觸的表面積大大增加，且顆粒較大的霧滴隨著高速氣流沖向火源，起到吹熄、澆滅的作用；顆粒較小的霧滴則在火源周圍氣化，起到隔絕空氣、帶走熱量的作用，而滅火液中添加的滅火劑蒸發后形成的致密鹽層覆蓋在燃燒物表面，能夠大大提高燃燒物的燃點，阻止復燃；
(4)一次發送完畢后,控制箱12自動凍結發射按鈕,氣室電磁閥8、炮膛電磁閥9自動關閉，空氣壓縮機閥門4、水泵閥門5自動打開，空氣壓縮機I和水泵2分別再次完成上述充氣、充水過程，等待下次發射，其中，空氣壓縮機I和水泵2完成充氣、充水過程的時間不超過3.5秒。
[0017]本發明使用的是雙炮管并排組合的方式，每發射一次可噴射滅火液7X2=14L，現場試驗表明，充分霧化后的14L滅火液能夠對火焰高度為3m、明火面積3m2的火苗一次性撲滅。而1000L滅火液可發射70余次，可撲滅明火面積200余平米，對于輸電線路附近數平米至數十平米明火的小面積山火的撲救綽綽有余。因此使用本滅火水炮滅火效果好、機動性強，且無需中途尋找水源補水，甚至在撲滅了一個火點后還可不停機迅速趕至下一個火點進行撲救，完全迎合了輸電線路山火的滅火需求。
【權利要求】
1.一種撲救輸電線路山火用的直升機攜帶高壓節水滅火水炮，其特征在于:包括供氣機構、供水機構、高壓氣室、炮膛、炮管、紅外成像儀以及控制箱，所述供氣機構安裝在直升機機腹內，所述供氣機構與位于機腹下方的高壓氣室連通，炮膛、炮管、紅外成像儀均安裝在機腹下方，所述高壓氣室與炮膛連通并用氣室電磁閥隔斷，所述炮膛與炮管連通并用炮膛電磁閥隔斷，所述炮膛與安裝在機腹內的供水機構相連，安裝在機腹內的控制箱分別與所述供氣機構、供水機構、紅外成像儀、氣室電磁閥、炮膛電磁閥連接。
2.如權利要求1所述的撲救輸電線路山火用的直升機攜帶高壓節水滅火水炮，其特征在于:所述供氣機構包括空氣壓縮機和空氣壓縮機閥門，所述空氣壓縮機與高壓氣室連通，空氣壓縮機閥門置于空氣壓縮機與高壓氣室之間，所述空氣壓縮機、空氣壓縮機閥門分別與控制箱連接。
3.如權利要求1或2所述的撲救輸電線路山火用的直升機攜帶高壓節水滅火水炮，其特征在于:所述供水機構包括滅火液箱、水泵和水泵閥門，滅火液箱中設有滅火液，所述滅火液箱與炮膛連接，水泵和水泵閥門置于滅火液箱與炮膛之間，所述水泵、水泵閥門分別與控制箱連接。
4.如權利要求3所述的撲救輸電線路山火用的直升機攜帶高壓節水滅火水炮，其特征在于:所述炮管采用小曲率螺旋式炮管。
5.如權利要求3所述的撲救輸電線路山火用的直升機攜帶高壓節水滅火水炮，其特征在于:所述炮管的數量為2根。
6.如權利要求3所述的撲救輸電線路山火用的直升機攜帶高壓節水滅火水炮，其特征在于:所述滅火液由GXMHY-S03型高效滅火劑與水按體積比1:20的比例混合而成。
【文檔編號】A62C3/02GK104127971SQ201410412811
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年8月21日 優先權日:2014年8月21日
【發明者】陸佳政, 劉毓, 方針, 張紅先, 李波, 吳傳平 申請人:國家電網公司, 國網湖南省電力公司, 國網湖南省電力公司電力科學研究院