一種單兵裝備的一體式滅火彈拋投系統和拋投方法與流程

2024-03-07 09:36:15 3

本發明涉及滅火裝備，具體涉及一種單兵裝備的一體式滅火彈拋投系統及其拋投方法。

背景技術：

我國目前森林草原滅火裝備狀況不足以支撐應對日益嚴峻的重特大森林草原火災發生威脅。現有滅火裝備多以人工作業為主，效率低下，危險性高。以滅火彈為例，單兵攜帶滅火彈通常採用人工投擲的方式從火場周圍向火場內部拋射，受人體運動能力限制，這類滅火彈質量輕因此滅火效率低下，拋擲的距離近因此作業危險性極高並且難以快速控制火勢。

由此期望一種可以由單兵攜帶的高效滅火彈及其拋投系統，可以具有較大的質量，較遠的拋擲距離和較高的滅火效率。

技術實現要素：

針對以上問題，本發明提供一種單兵裝備的一體式滅火彈拋投系統和及其拋投方法，具有存儲、運輸、發射一體化功能，採用高低壓氣室發射，可以有效解決滅火彈的高效滅火和較遠距離拋射的難題。

本發明的一個目的在於提出一種單兵裝備的一體式滅火彈拋投系統。

本發明的單兵裝備的一體式滅火彈拋投系統包括：發射器支架、固定卡板、發射筒和滅火彈；每一個發射筒內裝配一發滅火彈；一個或多個發射筒安裝在發射器支架上；固定卡板將發射筒與發射器支架固定；每一個發射筒包括發射筒密封蓋、發射筒前筒、發射筒後筒、環形卡槽、剪切簧片、發射筒限位片、限位蓋板、發射筒底蓋、低壓氣室和高壓進氣口；其中，剪切簧片為具有缺口的環形薄片；在發射筒後筒的前端的內壁上設置有環形卡槽，剪切簧片裝配在環形卡槽內；在滅火彈的底端設置有安裝結構，滅火彈的底端從發射筒後筒的前端旋入剪切簧片，二者匹配安裝；發射筒限位片從發射筒後筒的後端伸入至發射筒後筒內，將滅火彈與剪切簧片卡鎖；在發射筒後筒內的發射筒限位片後設置限位蓋板，將發射筒限位片的位置固定；剪切簧片、發射筒限位片和限位蓋板構成安裝定位組件；在發射筒後筒的後端設置發射筒底蓋；在發射筒後筒內的限位蓋板與發射筒底蓋之間形成低壓氣室；在發射筒底蓋的中心設置高壓進氣口；高壓進氣口連接至外部的高壓氣體發生器；發射筒前筒與發射筒後筒連接；在發射筒前筒的頂端安裝發射筒密封蓋，滅火彈的前端抵住發射筒密封蓋；外部的高壓氣體發生器生成的高壓氣體通過高壓進氣口，進入低壓氣室，低壓氣室的內部壓力升高，在達到壓力閾值前，滅火彈在安裝定位組件、發射筒密封蓋和低壓氣室內氣體的共同作用下保持靜止；當氣體壓力持續升高超過壓力閾值時，低壓氣室內的壓力高於安裝定位組件所受的剪切力和發射筒密封蓋所受的剪切力之和，氣體的壓力推動滅火彈從發射筒內發射，提高滅火彈的彈道精度。

剪切簧片為具有缺口的環形薄片，環形薄片上沿周向分布多個相間的凸塊和凹缺，其中一個凹缺中間斷開，斷開的弧度角θ範圍在10°～60°之間；滅火彈包括依次連接的滅火彈頭、滅火彈殼和滅火彈底；其中，在滅火彈殼內安裝滅火藥；滅火彈頭抵住發射筒密封蓋，滅火彈底的底端設置有安裝結構；安裝結構為在滅火彈底的底端沿周向分布多個相間的凹槽和滑槽，滅火彈底的凹槽與剪切簧片的凹缺相對應；剪切簧片安裝在發射筒後筒的環形卡槽內，剪切簧片的凹缺比發射筒後筒的內半徑大，而凸塊比發射筒後筒的內半徑小，從而安裝剪切簧片完畢後凸塊比發射筒後筒的內壁凸出；滅火彈底上的凹槽對準發射筒後筒內凸出的凸塊插入，之後將滅火彈底旋轉，使得凸塊完全滑入滅火彈底的滑槽內，同時剪切簧片的凹缺與滅火彈底的凹槽正對，二者之間形成的空腔作為定位腔；發射筒限位片為筒狀，頂端具有沿筒壁方向的多個卡板，每一個卡板與定位腔相對應，將發射筒限位片的卡板插入剪切簧片與滅火彈底之間的定位腔，從而限定滅火彈底的與剪切彈簧之間不會發生旋轉，防止滅火彈因旋轉而脫落。

發射筒限位片後設置限位蓋板，從而固定發射筒限位片、剪切簧片和滅火彈卡鎖在發射筒後筒內；限位蓋板採用螺紋、卡鎖或者插銷的方式將發射筒限位片的位置固定。限位蓋板採用螺紋連接的方式，在發射筒後筒的內壁設置有內螺紋，限位蓋板設置有外螺紋，限位蓋板從後至前旋進發射筒後筒，抵住發射筒限位片，將發射筒限位片固定。

發射器支架包括支撐連杆、把手、發射筒定位槽和固定卡板裝配螺紋孔；其中，在支撐連杆的一端上設置把手；在支撐連杆上設置一對或多對發射筒定位槽，在發射筒前筒和發射筒後筒的外壁上分別設置有發射筒卡槽，發射筒卡槽與發射筒定位槽相匹配，將每一個發射筒通過發射筒卡槽安裝在一對發射筒定位槽內；在支撐連杆上設置有固定卡板裝配螺紋孔，固定卡板通過螺釘與固定卡板裝配螺紋孔連接，將發射筒固定。

在滅火彈頭與發射筒密封蓋之間設置墊片，採用橡膠或毛氈，以防止滅火彈在發射筒內發生軸向運動。

在滅火彈底的底部設置有電學凹槽，電學凹槽內設置有電極，通過在發射筒底蓋上開孔走線與外部電學連接，從而實現滅火彈與外部的電學連接；開孔處採用膠密封手段，有效保證壓力密封。

在發射筒前筒的頂端安裝發射筒密封蓋的方式採用密封銷，或者在發射筒密封蓋上製作倒鉤結構，或者用膠粘發射筒密封蓋，或者自鎖帶緊固，或者發射筒密封蓋與發射筒前筒過盈配合。採用密封銷的方式是在發射筒前筒的頂端沿周向均勻分布多個密封銷，將發射筒密封蓋卡鎖。

發射筒前筒與發射筒後筒連接採用螺紋連接。

本發明的另一個目的在於提供一種單兵裝備的一體式滅火彈拋投系統的拋投方法。

本發明的單兵裝備的一體式滅火彈拋投系統的拋投方法，包括以下步驟：

1)裝配滅火彈：

i.將剪切簧片裝配在發射筒後筒的前端的環形卡槽內；

ii.將滅火彈的底端從發射筒後筒的前端旋入剪切簧片，二者匹配安裝；

iii.將發射筒限位片從發射筒後筒的後端伸入至發射筒後筒內，從而將滅火彈與剪切簧片卡鎖；

iv.將限位蓋板設置在發射筒後筒內的發射筒限位片後，從而將發射筒限位片的位置固定，剪切簧片、發射筒限位片和限位蓋板構成安裝定位組件；

v.在發射筒後筒的後端設置發射筒底蓋；在發射筒後筒內的限位蓋板與發射筒底蓋之間形成低壓氣室；

vi.將發射筒底蓋中心高壓進氣口連接至外部的高壓氣體發生器；

vii.將發射筒前筒與發射筒後筒連接；

viii.將發射筒密封蓋安裝在發射筒前筒的頂端，滅火彈的前端抵住發射筒密封蓋；

ix.將一個或多個安裝有滅火彈的發射筒安裝在發射器支架上，通過固定卡板將發射筒與發射器支架固定；

2)打開高壓氣體發生器的高壓閥門，外部的高壓氣體發生器生成的高壓氣體通過高壓進氣口，進入低壓氣室；

3)低壓氣室的內部壓力升高，在達到壓力閾值前，滅火彈在安裝定位組件、發射筒密封蓋和低壓氣室內氣體的共同作用下保持靜止；

4)當氣體壓力持續升高超過壓力閾值時，低壓氣室內的壓力高於安裝定位組件所受的剪切力和發射筒密封蓋所受的剪切力之和，氣體的壓力推動滅火彈從發射筒內發射，提高滅火彈的彈道精度。

在步驟4)中，壓力閾值為安裝定位組件和發射筒密封蓋的最大抗剪切應力之和。

本發明的優點：

本發明採用在滅火彈的底端設置安裝結構，從而將滅火彈旋轉安裝在發射筒內，多個發射筒安裝在發射器支架上，一次可以攜帶多發滅火彈，且裝藥量是現有裝備的2倍以上，提高了滅火效率；並且具有存儲運輸發射一體化功能，提高了滅火彈適應性；採用低壓氣室發射，具有更大的射程和更精確的落點，可增大撲火人員與火場距離，降低了撲火人員的工作危險性。

附圖說明

圖1為本發明的單兵裝備的一體式滅火彈拋投系統的整體示意圖；

圖2為本發明的單兵裝備的一體式滅火彈拋投系統的發射器支架的示意圖；

圖3為本發明的單兵裝備的一體式滅火彈拋投系統的發射筒的剖面圖；

圖4為本發明的單兵裝備的一體式滅火彈拋投系統的滅火彈底、剪切簧片和發射筒限位片的示意圖，其中，(a)為剪切簧片的俯視圖，(b)為滅火彈底、剪切簧片和發射筒限位片連接關係的爆炸圖。

具體實施方式

下面結合附圖，通過具體實施例，進一步闡述本發明。

如圖1所示，本實施例的單兵裝備的一體式滅火彈拋投系統包括：發射器支架、固定卡板、發射筒和滅火彈；其中，每一個發射筒內裝配一發滅火彈；一個或多個發射筒300安裝在發射器支架100上；固定卡板200將發射筒300與發射器支架100固定。

如圖2所示，發射器支架100包括支撐連杆104、把手101、發射筒定位槽102和固定卡板裝配螺紋孔103；其中在支撐連杆104的一端上設置把手101；在支撐連杆104上設置一對或多對發射筒定位槽102發射筒卡槽與發射筒定位槽相匹配，將每一個發射筒通過發射筒卡槽320和321安裝在一對發射筒定位槽102內；在支撐連杆104上設置有固定卡板裝配螺紋孔103，固定卡板200通過螺釘與固定卡板裝配螺紋孔103連接，將發射筒固定。

如圖3所示，發射筒包括發射筒密封蓋301、密封銷308、發射筒前筒302、發射筒後筒303、環形卡槽、剪切簧片311、發射筒限位片312、限位蓋板304、發射筒底蓋306、低壓氣室305和高壓進氣口307；其中，剪切簧片311為具有缺口的環形薄片；在發射筒後筒303的前端的內壁上設置有環形卡槽，剪切簧片311裝配在環形卡槽內；滅火彈包括依次連接的滅火彈頭401、滅火彈殼402和；滅火彈底403的底端旋入剪切簧片311，二者匹配安裝；發射筒限位片312從發射筒後筒303的後端伸入至發射筒後筒303內，將滅火彈底403與剪切簧片311卡鎖；在發射筒後筒303內的發射筒限位片312後設置限位蓋板，將發射筒限位片312的位置固定；在發射筒後筒303的後端設置發射筒底蓋；在發射筒後筒303內的限位蓋板與發射筒底蓋之間形成低壓氣室；在發射筒底蓋的中心設置高壓進氣口；高壓進氣口連接至外部的高壓氣體發生器；發射筒前筒302與發射筒後筒303螺旋連接；在發射筒前筒302的頂端安裝發射筒密封蓋301，滅火彈的前端抵住發射筒密封蓋301；在發射筒前筒302的頂端沿周向均勻分布多個密封銷308，將發射筒密封蓋301卡鎖；在發射筒前筒302和發射筒後筒303的外壁上分別設置發射筒卡槽320和321。

如圖4所示，剪切簧片311為具有缺口的環形薄片，環形薄片上沿周向分布相間的3個凸塊3112和3個凹缺3111，其中一個凹缺中間斷開，斷開的弧度角θ為30°；滅火彈底403的底部的安裝結構為沿滅火彈底403的周向分布相間的3個凹槽4031和3個滑槽4032，滅火彈底403的凹槽與剪切簧片的凹缺相對應；剪切簧片安裝在發射筒後筒的環形卡槽內，剪切簧片311的和凹缺比發射筒後筒的內半徑大，而凸塊3112比發射筒後筒的內半徑小，從而安裝剪切簧片完畢後凸塊3112比發射筒後筒的內壁凸出；滅火彈底403上的凹槽4031對準發射筒後筒內凸出的凸塊3112插入，之後將滅火彈底403旋轉，使得凸塊3112完全滑入滅火彈底的滑槽4032內，同時剪切簧片的凹缺3111與滅火彈底的凹槽4031正對，二者之間的空腔形成定位腔；發射筒限位片312為筒狀，頂端具有沿筒壁方向的多個卡板，每一個卡板與定位腔相對應，將發射筒限位片的卡板插入剪切簧片與滅火彈底內的定位腔，從而限定滅火彈的位置，防止滅火彈因旋轉而脫落。

外部的高壓氣體發生器生成的高壓氣體通過高壓進氣口，進入低壓氣室，低壓氣室的內部壓力升高，在達到壓力閾值前，滅火彈在安裝定位組件、密封銷和低壓氣室內氣體的共同作用下保持靜止；當氣體壓力持續升高超過壓力閾值時，低壓氣室內的壓力高於安裝定位組件所受的剪切力和密封銷所受的剪切力之和，氣體的壓力推動滅火彈從發射筒內發射，提高滅火彈的彈道精度。

最後需要注意的是，公布實施例的目的在於幫助進一步理解本發明，但是本領域的技術人員可以理解：在不脫離本發明及所附的權利要求的精神和範圍內，各種替換和修改都是可能的。因此，本發明不應局限於實施例所公開的內容，本發明要求保護的範圍以權利要求書界定的範圍為準。