基于高压惰性气体爆炸抛洒的气固两相灭火弹及制备方法

本发明涉及灭火弹，尤其涉及基于高压惰性气体爆炸抛洒的气固两相灭火弹及制备方法。

背景技术：

1、随着我国工业化进程的不断推进，各种化工厂层见叠出，其中包括多种危化品园区，园区的安全与否关乎人民财产及人员性命是否能得到保障。近年来，危化品园区火灾事故频发，消防救援环境日益复杂化，严重威胁着人民群众的生命财产安全，在进行灭火救援任务时，如遇到危化品爆炸、毒气扩散、建筑物倒塌等情况，会大大提高救援难度，传统消防设备难以实施快速、安全救援。爆炸抛洒气固两相灭火弹可通过无人机等飞行设备定点投放至着火位置，在实现快速救援的同时避免人员伤亡。另外，在面对森林和草原火灾时，由于此类火灾具有突发性强、危害面积广、破坏性大、扑救较为困难等特点，且受森林地形地貌影响，普通消防设备局限性较大，无法满足救援要求。在危险的火灾现场，如何提高灭火救援的效率，同时避免发生人员伤亡情况，是当前亟待解决的问题，也是国家和人民最关心的热点。

技术实现思路

1、基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了基于高压惰性气体爆炸抛洒的气固两相灭火弹及制备方法，利用起爆装置激发液态高压惰性气体发生相变爆破进而实现对灭火粉体的均匀抛洒，极大提高灭火效率的同时，也能避免传统爆炸冲击、破片等对火场被困人员造成的二次伤害，保障了人员的生命安全。

2、本发明提出的基于高压惰性气体爆炸抛洒的气固两相灭火弹，包括外壳和位于所述外壳内并依次设置的击发装置、撞击延期点火管和主装药盒，所述外壳内还填充有灭火粉体，通过击发装置、撞击延期点火管和主装药盒实现爆炸破坏外壳以释放灭火粉体；

3、所述灭火粉体包含如下重量份计的原料：碳酸钾0～15份、碳酸钠0～10份、碳酸氢钾0～15份、氯化钾0～20份、氯化钠0～25份、磷酸二氢铵0～25份、磷酸氢二铵0～35份、气-固两相微球灭火剂5～35份；

4、所述气-固两相微球灭火剂包含如下重量份计的原料：玻璃微球60～65份、碳酸氢钠10～15份、水5～10份、明胶5～10份、氧化铝5～10份

5、优选地，所述击发装置包括一端开口的上壳体，所述上壳体开口端与所述撞击延期点火管连接，所述上壳体内腔插接有保险销，所述保险销上套设有弹簧和撞针，所述弹簧位于所述撞针远离所述上壳体开口端的一侧。

6、优选地，所述撞击延期点火管包括点火管管壳和套设在所述点火管管壳一端的火帽座，所述火帽座和所述点火管管壳之间依次设置有硅橡胶、撞击火帽和支撑管，所述点火管管壳内腔依次设置有点火药、引燃药、延期药、高压惰性气体相变爆炸激发药剂和封口垫。

7、优选地，所述点火药为硫氰酸铅、锆-四氧化三铅、硼-硝酸钾中的一种或几种。

8、优选地，所述引燃药为黑火药、镁-聚四氟乙烯、锆-高氯酸钾、硼-硝酸钾中的一种或几种。

9、优选地，所述延期药为钨系延期药、硼系延期药、硅系延期药、锑系延期药、硅锑延期药、钼系延期药中的一种或几种。

10、优选地，所述高压惰性气体相变爆炸激发药剂包含如下重量份计的原料：高氯酸钾40～55份、草酸铵25～35份、水杨酸20～25份。

11、优选地，所述主装药盒包括药盒壳体和装填在所述药盒壳体内的高压惰性气体，所述主装药盒一端与所述撞击延期点火管连接。

12、优选地，所述高压惰性气体为二氧化碳、氮气、氩气、氦气和六氟化硫中的一种或几种。

13、本发明提出的基于高压惰性气体爆炸抛洒的气固两相灭火弹的制备方法，方法步骤如下：

14、s1：将保险销、弹簧和撞针组装在上壳体内，得到击发装置；

15、s2：在点火管管壳内依次装入封口垫、高压惰性气体相变爆炸激发药剂、延期药、引燃药和点火药，然后在火帽座内依次装入硅橡胶、撞击火帽和支撑管，最后将火帽座套在点火管管壳上，得到撞击延期点火管；

16、s3：在药盒壳体内充入高压惰性气体，得到主装药盒；

17、s4：将灭火粉体填充至外壳内，然后再将击发装置、撞击延期点火管、主装药盒和外壳依次通过卡扣相互嵌套成形，得到基于高压惰性气体爆炸抛洒的气固两相灭火弹。

18、作用机理

19、本发明的气固两相灭火弹可装配在无人机等飞行设备中，飞行至危化品园区或森林等火场环境上空时，利用外界的拉拔力拉扯拉环，拉环牵动保险销，保险销利用端部弯曲部位的变形阻力驱动撞针压迫弹簧，当拉力达到一定值时，保险销端部弯曲部分屈服变形脱落，瞬间释放撞针，撞针在弹簧的势能作用下，高速移动，撞击延期点火管上的底火，实现产品发火。底火发火后引燃延期点火管，延期点火管经过一定的延期时间后输出，引燃主装药盒内的液态惰性气体，主装药盒作用后产生高温高压气体，冲破最外层的球形外壳，将利用主装药盒内惰性气体爆炸产生的高压惰性气体对球形外壳内的灭火粉体进行抛洒，使之在火源上方均匀散落，实现气固两相灭火弹的灭火功能。

20、本发明的有益技术效果

21、(1)该发明中的气固两相灭火弹综合气相灭火剂和固相灭火剂的多重优势，惰性气体相变爆炸激发药剂对主装药盒中的液态惰性气体进行激发并进行相变爆炸，释放压力对球形外壳进行破坏，从而释放壳体内的灭火粉体，综合惰性气体气相灭火剂和固态灭火剂的双重灭火效果，较装配单一灭火介质的灭火弹具有更高的灭火效率、更广阔的灭火范围。

22、(2)与普通灭火粉体相比，本发明创新性地在灭火粉体中加入自制的气-固两相微球灭火剂，在外界环境高温刺激下，微球灭火剂外壳受到破坏，释放内部的惰性气体，结合微球外部的灭火粉体，对火焰进行气-固两相灭火，增强其灭火能力。

23、(3)与传统爆炸灭火弹相比，本发明利用起爆装置激发液态高压惰性气体发生相变爆破进而实现对灭火粉体的均匀抛洒，极大提高灭火效率的同时，也能避免传统爆炸冲击、破片等对火场被困人员造成的二次伤害，保障了人员的生命安全。

24、(4)本发明可与救援无人机相兼容，无需复杂的定位导向装置，在无人机到达定位火源上空后，可释放灭火弹并利用弹体及粉体自重下落，弹体中的延期装置精准确定内部气相/固相灭火剂的释放时机，保证了弹药投放的精确度，避免了区域重叠造成的弹体浪费，简化了装置系统，便于加工生产。

25、(5)本发明可以针对不同场景下的灭火需求，对多种不同的高压惰性气体与灭火粉体进行任意搭配，也可在救援飞机达到火场上空时根据现场观察评估决定最佳适配的气相/固相灭火剂，从而进行现场装配，装置通过卡扣嵌套而成，装配步骤简单，具有极强的可操作性和环境适应性。

26、(6)本发明利用延期体装置实现对激发系统的控制起爆，具有较高的延时控制能力、起爆可靠性；延期点火管采用撞击底火发火，撞击底火在发火后壳体能够保证保持完整，不受火场中各种救援信号的干扰，不受强电磁环境下的磁场干扰，产品适用范围较广；延期功能主要由延期药保证，具有较高的可靠性、安全性以及环境适应性。

27、(7)产品外露部分主要是不锈钢材料和硬质铝合金材料，铝合金材料外表面进行了阳极氧化钝化处理。接合缝处涂密封胶材料，这些材料性能稳定，抗腐蚀能力强，有利于产品抗盐雾和霉菌等能力。另外，固化胶的填充提高了产品密封性。

28、(8)该发明公布的方法与传统的灭火弹装置制作方法相比，原材料来源广泛，成本低廉，生产工艺简单，灭火效率高，具有很好的市场前景。