无人直升机高层建筑火灾扑救装置的制作方法

1.本实用新型属于消防设备领域，特别是一种无人直升机高层建筑火灾扑救装置。


背景技术：

2.我国城市高层建筑林立。高层建筑火灾扑救的特点是，火势向上层空间扩展速度快，燃烧范围迅速扩大。高层建筑内部向上攀登通道狭窄，人员和消防装置上运困难，受高温烟雾困扰，消防人员内攻灭火难度很大。用于楼外射水灭火的举高喷射消防车，由于车身过长不利于在城市拥堵道路中快速机动，加之失火建筑物楼外的场地面积狭窄，举高喷射消防车不易展开，举升高度有限，难以发挥其灭火优势。因此，高层建筑火灾扑救是世界性难题。
3.为提升快速反应能力而配置的短轴距城市主战消防车，可快速到达火场，其中包括压缩空气泡沫消防车。在扑灭建筑物火灾中，喷射a类泡沫灭火剂比射水灭火有高得多的灭火效率，泡沫灭火液可附着在垂直壁面上，泡沫中所含水的表面张力小、渗透性强，能够更快的控制火势和灭火，减少火场用水量，并具有较好的防复燃作用。压缩空气泡沫消防车喷射的a类泡沫灭火剂的发泡倍数可在“湿泡沫”与“干泡沫”间转换，调节范围宽。但是，压缩空气泡沫消防车没有举高喷射能力，不能实施高层建筑火灾扑救。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种无人直升机高层建筑火灾扑救装置，以实现高层建筑火灾扑救，提升高层建筑火灾扑救的快速反应能力和灭火效率。
5.实现本实用新型目的的技术解决方案为：
6.一种无人直升机高层建筑火灾扑救装置，包括水带、泡沫灭火剂喷射管、压缩空气泡沫消防车、无线遥控装置和至少一架无人直升机；
7.所述无人直升机下方设有泡沫灭火剂喷射管；所述水带一端连接泡沫灭火剂喷射管的进口端，另一端连接压缩空气泡沫消防车的a类泡沫灭火剂出口；所述无线遥控装置用于操控无人直升机升空作业，所述无人直升机上设有用于泡沫灭火剂喷射管角度调整的调整机构，所述泡沫灭火剂喷射管设置在调整机构上。
8.本实用新型与现有技术相比，其显著优点是：
9.(1)无人直升机拖拽a类泡沫消防水带升空进行高层建筑火灾扑救，具有反应速度快，上升高度高，作业面宽，可多机联动作业的优势，弥补了举高喷射消防车到达火灾现场慢、现场展开慢，举升高度不足，作业面有限的缺点，可大幅度提升高层建筑火灾扑救的灭火效率。
10.(2)无人直升机喷射a类泡沫灭火剂实施高层建筑火灾扑救,a类泡沫灭火剂通过喷射管中的扩散段时，其中的压缩空气在扩散段中膨胀，其压力能转变为动能，使泡沫灭火剂流体进一步加速，从出口段射出时的速度比没有扩散段的射速高出20～30％(在没有扩散段时，泡沫灭火剂中的压缩空气在喷射管外膨胀)，增加了a类泡沫灭火剂射入建筑物内
的距离，扩大了a类泡沫灭火剂的覆盖面积，更好地发挥a类泡沫灭火剂粘附在着火物体表面吸热降温，提高水的灭火效率，缩短灭火时间，减火火场用水量，避免水渍损失，防止复燃的作用。
11.(3)安装在无人直升机操控系统中的北斗导航/陀螺仪稳定机构使无人直升机快速到达火场，在有侧风扰动下仍可稳定对准高层建火源喷射灭火剂。
12.(4)无人直升机下方安装的泡沫灭火剂喷射管的长度为3～4m，其喷射出口罝于无人直升机旋翼产生的下洗气流之外，射出的泡沫灭火剂不受旋翼下洗气流的影响，可伸缩的泡沫灭火剂喷射管方便无人直升机的运输和存放。
附图说明
13.图1为无人直升机拖拽a类泡沫灭火剂水带的总体示意图。
14.图2为无人直升机上的加装设备示意图。
15.图中的标注：无人直升机1，摄像机1
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1，北斗导航/陀螺仪稳定机构1
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2,油动阀1
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3,传动杆1
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4,泡沫灭火剂喷射管2、可伸缩主管道2
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1、扩散段2
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2、出口段3
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3、超轻型水带3，水带快卸接口4、压缩空气泡沫消防车5、a类泡沫灭火剂出口6、a类泡沫灭火剂出口7、无线遥控装置8。
具体实施方式
16.下面结合附图及具体实施例对本实用新型做进一步的介绍。
17.结合图1、图2，本实用新型的一种无人直升机高层建筑火灾扑救装置，由无人直升机1、超轻型水带3，泡沫灭火剂喷射管2、水带快卸接口4、a类泡沫消防车5、无线遥控装置8组成，其特点在于无人直升机1下方固定有泡沫灭火剂喷射管2，在泡沫灭火剂喷射管2的进口端连接有超轻型水带3，超轻型水带3经水带快卸接口4与压缩空气消防车5的a类泡沫灭火剂出口7连接，无线遥控装置8用于操控无人直升机1升空作业。
18.本实用新型所述的泡沫灭火剂喷射管2由碳纤维复合材料制造，由可伸缩主管道2
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1、扩散段2
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2、出口段2
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3组成，其特点在于可伸缩主管道2
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1与扩散段2
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2衔接，扩散段2
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2的管径沿泡沫灭火剂的流向扩大，扩散段2
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2进口处的径向切面与出口处的径向切面的面积之比为1：(3～3.5)；扩散段2
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2出口处的直径与扩散段2
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2的长度之比为1：(4～5)。与扩散段2
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2衔接的出口段2
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3沿流向管径不变。在可伸缩主管道2
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1的进口处连接有长度为2～3m的超轻型水带3。
19.本实用新型所述的超轻水带3由高强涤纶丝编制，直径为40mm的水带单重为110g/m；直径为50mm的水带,单重为150g/m，两型水带3的爆破压力大于9mpa。水带3长度根据需要裁制，水带3的一端通过快卸接口4与压缩空气泡沫消防车泡沫灭火剂出口7连接，另一端通过快卸接口4与安装在无人直升机喷射管2上的水带3连接。
20.本实用新型所述的压缩空气泡沫消防车5安装有2个与直径为40mm的超轻水带衔接的a类泡沫灭火剂出口6，和1个与直径为50mm的超轻水带衔接a类泡沫灭火剂出口7。
21.本实用新型所述的无人直升机1，在其操控系统中安装有北斗导航/陀螺仪稳定机构1
‑
2。北斗导航机构使无人直升机快速到达火场，陀螺仪稳定机构在有侧风扰动下仍可自动操控无人直升机1稳定对准高层建火源喷射灭火剂。
22.本实用新型所述的无人直升机1，是以燃油发动机为动力的承载能力在70kg以上的无人直升机，包括单旋翼直升机、对旋旋翼直升机和多旋翼直升机。无人直升机体积小、反应速度快、机动性强。以燃油发动机为动力的无人直升机留空时间长，可拖拽灭火剂的输送带升空灭火，持续不断地向建筑物内喷射灭火剂，可多机联动参与灭火，其上升高度高，作业面宽。但是，输入纯净水的消防水带的总重量大,无人直升机难以拖动消防水带实施高层火灾扑救。由压缩空气泡沫消防车输出的a类泡沫灭火剂，当其发泡率调至10倍左右时，其密度约为纯净水密度的1/8～1/9，加之选配超轻水带，可使水带总重量大幅减轻。因此，压缩空气泡沫消防车和无人直升机结合，无人直升机拖拽由压缩空气泡沫消防车输入水带的a类泡沫灭火剂实施高层建筑火灾扑救，可发挥其反应速度快、上升高度高、作业范围大的优点，弥补举高喷射消防车的不足。
23.实施例1
24.承载能力为70kg的无人直升机1，拖拽直径为40mm长度为2m的超轻水带3，在无线遥控装置8和北斗导航/陀螺仪稳定机构1
‑
2操控下飞抵火场，摄像机1
‑
1显示途中障碍物。直升机1悬停在压缩空气泡沫消防车5附近，其拖拽的长度为2m的超轻水带3的下端水带快卸接口4距地面的高度为1～1.5m，消防人员将来自压缩空气泡沫消防车5的超轻型水带3和无人直升机1拖拽的水带快卸接口4连接。此后，压缩空气泡沫消防车5向超轻型水带3中输入压力为1.2mpa的a类泡沫灭火剂。a类泡沫灭火剂与水的混合比在0.2％～0.6％之间调整时，对应的a类泡沫灭火剂的发泡倍数可达10～15倍。将发泡率为10倍的a类泡沫灭火液输入无人直升机1拖拽的超轻型水带3中，无人直升机1拖拽超轻水带3边喷射a类泡沫灭火剂边升空(避免空中接通喷射时产生的后座力对飞行稳定性的影响)，对着火的高层建筑最下层的失火房间射入a类泡沫灭火剂，扑灭其中的大火，尔后逐层向上扑救。当无人直升机1升高到100m高度时，超轻型水带3和泡沫灭火剂两者合计重量不大于40kg。其中超轻型水带3(含快卸接口4)本身的重量不大于13kg，发泡率为10倍的a类泡沫灭火剂的净重不大于20kg。当无人直升机1喷射作业中遇有10m/s以下侧风扰动时，接通无线遥控装置8上的北斗导航/陀螺仪稳定机构1
‑
2中的电门，陀螺仪稳定机构工作，使无人直升机1保持稳定悬停作业状态，其垂直高度误差不大于
±
20cm、水平方向误差不大于
±
30cm。所述无人直升机上设有油动阀1
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3和传动杆1
‑
4，所述传动杆1
‑
4中间通过转轴与无人直升机转动连接，所述油动阀1
‑
3与传动杆1
‑
4上端转动铰接，且与飞控系统电连接，所述泡沫灭火剂喷射管2固定在传动杆1
‑
4下端；所述无线遥控装置用于控制油动阀1
‑
3的伸缩，油动阀1
‑
3带动传动杆1
‑
4绕转轴转动，从而控制泡沫灭火剂喷射管的上下转动喷射。操纵无线遥控装置8上的油动阀1
‑
3控制手柄，可操控泡沫灭火剂喷射管2向上不大于15
°
的转动喷射、向下25
°
的转动喷射。操纵无线遥控装置8改变无人直升机尾桨工作状态，可改变a类泡沫灭火剂沿水平方向喷射角。摄像机1
‑
1将灭火剂喷射状态和灭火效果的视频图像传输给操控人员。可同时精准操控多架无人直升机参与高层建筑火灾扑救。
25.压缩空气泡沫消防车5上设置有可与直径为40mm的泡沫灭火剂水带连接的a类泡沫灭火剂出口6，可同时向2架无人直升机输送压缩空气a类泡沫灭火剂。
26.实施例2
27.承载能力为70kg的无人直升机1，拖拽的直径为50mm长度为2m的超轻水带3，如实施例1所述的在无线遥控装置8操控下飞抵压缩空气泡沫消防车5附近悬停，其拖拽的长度
为2m的超轻水带3的下端水带快卸接口4距地面的高度为1～1.5m，消防人员将来自压缩空气泡沫消防车5的超轻型水带3和无人直升机拖拽的水带快卸接口4连接。此后，压缩空气泡沫消防车5向超轻型水带3中输入压力为1.2mpa发泡率为10倍的a类泡沫灭火剂，无人直升机1拖拽超轻水带3边喷射a类泡沫灭火剂边升空(避免空中接通喷射时产生的后座力对飞行稳定性的影响)，对着火的高层建筑自下而上地逐层射入a类泡沫灭火剂扑灭其中的大火。当无人直升机1升高到100m高度时，超轻型水带3和泡沫灭火剂两者合计重量不大于50kg。其中超轻型水带3(含快卸接口)本身的重量不大于18kg，发泡率为10倍的a类泡沫灭火剂的净重不大于30kg。无人直升机1处于可操控的稳定飞行状态。当无人直升机降落地面时关断a类泡沫灭火剂向超轻水带的输入。可精准操控多架无人直升机参与高层建筑火灾扑救。
28.压缩空气泡沫消防车5上设置有可与直径为50mm的泡沫灭火剂水带连接的a类泡沫灭火剂出口7，可向1架无人直升机输送压缩空气a类泡沫灭火剂。