一种压缩空气泡沫灭火无人直升机的制作方法

1.本实用新型涉及超高层建筑消防灭火设备技术领域，尤其涉及一种压缩空气泡沫灭火无人直升机。


背景技术：

2.目前国内可进行灭火的消防无人机主要用在超高层建筑灭火和森林灭火。随着城市化建设，超高层建筑越来越多，很多超高层建筑的高度已经超过地面消防设备的工作极限高度，一旦发生火灾，只能靠建筑内部人员自救。消防无人机可实现快速起降，有效解决超高层建筑火灾的灭火问题。
3.但是，也存在以下几点问题：
4.1、无人机的载重问题
5.在城市中如果发生火灾，一定只有旋翼的无人机能够快速且精准的悬停在火灾地点进行灭火。但就目前的大型多旋翼无人机(空机重量≥7kg) 一般的载重能力就在20kg以内。最多也就只能携带几颗灭火弹或者一瓶干粉灭火剂的量。
6.2、无人机的续航问题
7.现在市面上续航能力强的无人机一般都是固定翼的，但是固定翼的飞机没办法做到在一定范围内悬停进行灭火。所以，目前市面上的灭火无人机大都采用多旋翼无人机，但是，多旋翼无人机的续航时间较短，不能长时间进行灭火。
8.3、无人机携带的灭火剂灭火效率低的问题
9.目前，市场上的灭火无人机，大都采用发射灭火弹或者喷洒灭火粉的方式进行灭火。灭火弹、灭火粉本质上就是干粉灭火剂，而干粉灭火剂灭火效率低、降温效果差、易复燃、对结构复杂的着火物不能快速渗透、有大量的粉尘难清扫，对着火物体存在二次污染。另外，由于载体的限制，无人机携带的干粉灭火剂量有限，对于稍大型火灾，很难有效控制火情。
10.压缩空气泡沫是目前全球公认的高效灭火剂，其灭火效率是传统泡沫的4
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5倍，是水的7
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10倍。压缩空气泡沫具有很强的附着性，在垂直光滑的表面也具有很好的附着效果，能有效灭火并持续隔热降温。压缩空气泡沫是泡沫液、水和空气经过机械作用相互混合后生成的膜状泡沫群。气泡中的气体是空气，压缩空气泡沫灭火剂的作用是当其以一定厚度覆盖在可燃或易燃液体的表面后，可以阻挡易燃或可燃液体的蒸气进入火焰区，使空气与液面隔离，也防止火焰区的热量进入可燃或易燃液体表面。
11.无人驾驶直升机，是指由无线电地面遥控飞行或/和自主控制飞行的可垂直起降(vtol)不载人飞行器，在构造形式上属于旋翼飞行器，在功能上属于垂直起降飞行器。无人直升机具有独特的飞行性能及使用价值。与有人直升机相比，无人直升机由于无人员伤亡、体积小、造价低、战场生存力强等特点，在许多方面具有无法比拟的优越性。与固定翼无人机相比，无人直升机可垂直起降、空中悬停，朝任意方向飞行，其起飞着陆场地小，不必配备象固定翼无人机那样复杂、大体积的发射回收系统。与多旋翼无人机相比，无人直升机任务
载荷大，可携带较多灭火剂。由于无人直升机采用汽油发动机，在携带充足燃料的情况下，续航时间长，可进行长时间灭火。
12.基于上述陈述，如何设计一种压缩空气泡沫灭火无人直升机是本实用新型所要解决的技术问题。


技术实现要素：

13.本实用新型针对现有技术的不足，提供一种压缩空气泡沫灭火无人直升机。
14.本实用新型通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：
15.一种压缩空气泡沫灭火无人直升机，包括无人直升机和安装在无人直升机上的灭火装置；
16.所述灭火装置包括压缩空气泡沫产生装置、管路组件、压缩空气泡沫喷射器组件；所述压缩空气泡沫产生装置通过管路组件和压缩空气泡沫喷射器组件连接；
17.所述压缩空气泡沫产生装置包括泡沫混合液罐、罐体加注口、比例混合器、虹吸管、安全阀以及快插接头；所述罐体加注口设置于泡沫混合液罐上部；所述虹吸管一端伸入至泡沫混合液罐内部底端，另一端和比例混合器连接；所述安全阀安装于比例混合器上；所述快插接头插装在比例混合器上；
18.所述压缩空气泡沫产生装置还包括高压气瓶、压力表、气瓶开关阀、减压阀、气动单向阀；所述高压气瓶的瓶口处安装有气瓶开关阀；所述压力表安装于气瓶开关阀上；所述减压阀的一端和气瓶开关阀连接，另一端与气动单向阀连接；所述气动单向阀通过三通管路和快插接头远离比例混合器的一端连接；
19.所述管路组件一端和比例混合器连接，另一端和压缩空气泡沫喷射器组件连接。
20.优选的，所述的一种压缩空气泡沫灭火无人直升机，所述无人直升机包括机身和设置于机身上的旋翼、发动机、传动机构、尾翼、起落架、监控系统、遥控系统、机载支架及固定管；所述灭火装置安装在机载支架上；所述固定管水平设置且固定在机身前端。
21.优选的，所述的一种压缩空气泡沫灭火无人直升机，所述管路组件包括压缩空气泡沫输送管、三通接头、电动球阀；所述压缩空气泡沫输送管沿固定管设置，且固定在固定管上；所述压缩空气泡沫输送管和比例混合器连接；所述三通接头设置于压缩空气泡沫输送管上；所述电动球阀设置于压缩空气泡沫输送管上，且沿输送方向，位于三通接头的后端。
22.优选的，所述的一种压缩空气泡沫灭火无人直升机，所述压缩空气泡沫喷射器组件包括铰接固定座、减速电机、喷射管主体；所述铰接固定座设置在固定管远离机身的一端；所述减速电机固定在铰接固定座上；所述喷射管主体转动安装在减速电机上，且所述喷射管主体靠近机身的一端和压缩空气泡沫输送管连接。
23.本实用新型的优点在于：(1)本实用新型采用无人直升机可实现地面人员远程遥控起飞和工作；取消人员操作，一是为了保护人的安全，降低人员风险；二是为了减轻不必要负载，增加完成特定任务的必需载重量；以无人直升机为载体，载重量大，达到100kg以上，可负载常见的多旋翼无人机5
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10倍的负载量；携带的灭火剂量的增加，就意味着无人机灭火能力的成倍提升，这在实际灭火作战中，有着决定性的意义；
24.(2)本实用新型采用的无人直升机采用燃油发动机提供动力，续航时间取决于携
带的燃油携带量；燃油的能效比高，相较于直升机的载荷量，适当的增加燃油携带量，可增加较多的续航时间。根据灭火工作时间设计，该无人直升机的续航时间可达到2小时以上，与常见多旋翼无人机相比，续航时间大大加强。
25.(3)与现有灭火无人机的灭火技术相比较，本实用新型采用压缩空气泡沫灭火技术，压缩空气泡沫覆盖在物体表面上，不易掉落，可快速持久对燃烧物体降温和隔绝氧气，灭火后不易复燃。另外，由于压缩空气泡沫发泡均匀、致密，具有更好的抗烧性，析水时间也较长。由于压缩空气泡沫在管路中含水率约为50％，且管路内有较高压力，喷射时可实现较远距离喷射。因此，压缩空气泡沫针对超高层建筑室内复杂种类物体火灾，具有灭火效率高，灭火不易复燃，节约灭火剂，喷射距离远的优势。
附图说明
26.图1为本实用新型实施例所述一种压缩空气泡沫灭火无人直升机主视图；
27.图2为本实用新型实施例所述一种压缩空气泡沫灭火无人直升机侧视图；
28.图3为本实用新型实施例所述一种压缩空气泡沫灭火无人直升机系统原理示意图。
具体实施方式
29.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
30.实施例1，如图1所示，一种压缩空气泡沫灭火无人直升机，包括：无人直升机1和安装在无人直升机1上的灭火装置、所述灭火装置包括压缩空气泡沫产生装置2、管路组件3、压缩空气泡沫喷射器组件4；无人直升机载重量大，作为载体，可用于承载压缩空气泡沫产生装置2、管路组件3、压缩空气泡沫喷射器组件4等；所述压缩空气泡沫产生装置2用于产生压缩空气泡沫，与所述管路组件3相连，通过管路输送压缩空气泡沫；所述管路组件3另一端与所述压缩空气泡沫喷射器组件4相连，通过所述喷射器组件4喷射压缩空气泡沫用于无人直升机对高层建筑抵近灭火。
31.如图1所示，所述无人直升机1包括：机身101、旋翼102、发动机103、传动机构104、尾翼105、起落架106、监控系统107、遥控系统108、机载支架109和固定管110；所述机身101用来支持和固定直升机部件、系统，把它们连接成一个整体，并用来装载人员、物质和设备，使直升机满足既定技术要求；所述旋翼102为直升机提供升力；所述发动机103通过燃油的燃烧为直升机提供动力，通过所述传动机构104驱动所述旋翼102和所述尾翼105；所述尾翼105实现直升机的转向和保持平衡；所述起落架106 可使直升机从地面起飞、着陆、滑行、停放并吸收着陆撞击能量；所述监控系统107通过高清摄像头和图像传输工作，实现地面操控人员实时监控到直升机灭火的环境情况，起到了“眼睛”的作用；所述遥控系统108和监控系统107连接，用来地面操作人员遥控无人直升机的起飞、前进、转向等动作；所述机载支架109用于固定承载泡沫混合液罐和气瓶，实现所述压缩空气泡沫产生装置的稳定工作；所述
固定管110为碳纤维结构，用于固定所述管路组件3和所述压缩空气泡沫喷射器组件4。
32.如图3所示，所述压缩空气泡沫产生装置2包括：泡沫混合液罐201、罐体加注口202、比例混合器203、虹吸管204、安全阀205、快插接头206 等；所述泡沫混合液罐201用于容纳按比例混合的泡沫混合液，泡沫混合液由水和泡沫原液组成；泡沫混合液从所述罐体加注口202加注；所述比例混合器203安装在泡沫混合液罐201顶部，用于混合泡沫混合液和压缩空气，使之混合充分均匀，产生优良的压缩空气泡沫；所述虹吸管204一端螺纹固定在所述比例混合器203底部，一端深入所述泡沫混合液罐201 底，所述虹吸管204与所述比例混合器203混合腔相通，用于提供泡沫混合液；所述安全阀205安装在所述比例混合器203上，与比例混合器进气口相通，用来保证系统压力不超过标准设定值；所述快插接头206安装在所述比例混合器203进气口，为所述比例混合器203提供压力气体。气路上，所述安全阀205、所述快插接头206和所述泡沫混合液罐201内部互通。
33.如图3所示，所述压缩空气泡沫产生装置2还包括：高压气瓶207、压力表208、气瓶开关阀209、减压阀210、气动单向阀211；所述高压气瓶207用来储存高压气体，为驱动设备提供气源动力；所述气瓶开关阀209 安装在所述高压气瓶207出口；所述压力表208安装在所述气瓶开关阀上，可显示所述高压气瓶207内部压力；所述减压阀210入口与所述气瓶开关阀209相连，所述减压阀210出口与所述气动单向阀211相连，所述气动单向阀211出口通过三通管路，与所述快插接头206相连，为所述比例混合器203提供混合用的压力气体。
34.如图3所示，所述管路组件3包括：压缩空气泡沫输送管301、三通接头302、电动球阀303等。所述压缩空气泡沫输送管301具有压缩空气泡沫进口端和压缩空气泡沫出口端；所述压缩空气泡沫进口端与所述比例混合器203出口相连；所述三通接头302布置在所述压缩空气泡沫输送管301 上，用于合并两个所述比例混合器203产生的压缩空气泡沫；所述电动球阀303设置在靠近所述压缩空气泡沫进口端和所述三通接头后端的所述压缩空气泡沫输送管上，用于开启和关闭压缩空气泡沫进入管路；所述压缩空气泡沫出口端与所述压缩空气泡沫喷射器组件4相连。
35.如图3所示，所述压缩空气泡沫喷射器组件4包括：铰接固定座401、减速电机402、喷射管主体403。所述铰接固定座401设置在所述固定管110 末端，用来连接和固定所述压缩空气泡沫喷射管出口端和所述喷射管主体 403；所述减速电机402安装在所述铰接固定座401上，所述喷射管403的一端垂直固定在减速电机402的输出轴上，通过减速电机402的转动，可调节所述喷射管主体403俯仰运动；所述喷射管主体403与所述压缩空气泡沫输送管301出口端相连，用于终端压缩空气泡沫的喷射。
36.需要说明的是，在本文中，如若存在第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
37.以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前
述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。