阅读说明：本技术 输电线路山火航空灭火装置 (Power transmission line forest fire aviation fire extinguishing device ) 是由 陆佳政 周特军 刘毓 吴传平 潘碧宸 周天念 于 2019-11-12 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种输电线路山火航空灭火装置,包括直升机本体和安装在直升机本体上的灭火系统,灭火系统包括安装在直升机本体上的灭火水剂箱,灭火水剂箱的内腔通过分层隔板分隔成上层腔体和位于上层腔体下方的下层腔体,下层腔体的底部设有由开闭组件控制开闭的喷洒孔,分层隔板上设有连通上层腔体和下层腔体的连通孔,灭火系统还包括控制连通孔通断的通断控制组件。该输电线路山火航空灭火装置具有结构简单紧凑、成本低、使用灵活性高、应用范围广等优点。(The invention discloses a mountain fire aviation fire extinguishing device for a power transmission line, which comprises a helicopter body and a fire extinguishing system arranged on the helicopter body, wherein the fire extinguishing system comprises a fire extinguishing water agent box arranged on the helicopter body, an inner cavity of the fire extinguishing water agent box is divided into an upper cavity and a lower cavity positioned below the upper cavity through a layered partition plate, the bottom of the lower cavity is provided with a spraying hole controlled to be opened and closed by an opening and closing assembly, the layered partition plate is provided with a communication hole communicated with the upper cavity and the lower cavity, and the fire extinguishing system further comprises an on-off control assembly for controlling the on-off of the. The power transmission line forest fire aviation fire extinguishing device has the advantages of simple and compact structure, low cost, high use flexibility, wide application range and the like.)

输电线路山火航空灭火装置

技术领域

本发明涉及输配电装备技术领域，具体涉及一种输电线路山火航空灭火装置。

背景技术

受生产生活影响，山火已遍及加拿大、美国和中国等世界上绝大多数国家。特高压交直流输电线路近年来因山火发生了多起跳闸和闭锁停运事件，山火已成为严重威胁大电网重大危害。

输电线路山火点多面广、蔓延快速，防治时限性要求极高。目前国内已开展了人为山火预测、卫星火点监测、地面高效灭火的输电线路山火防治技术研究。但是在清明、春节等山火高发期，回乡祭祖人员集中且多，乡村道路堵塞严重，消防车在城乡要道常常出现堵2-3小时的情况，且沿蜿蜒的公路行驶距离、时间长，赶到现场线路已跳闸。直升机飞行速度快，空中飞行不受道路交通情况限制，且可直线飞行，可有效解决上述问题。常规直升机灭火应用于森林火灾，现场环境相对简单，采用吊桶灭火方式一次性高空抛洒灭火剂，安全性较高。与森林火灾灭火不同，输电线路山火灭火存在以下特点：

1、输电线路山火点多面广，一个地市级输电线路山火可同时达30个以上，需要满足多火点灭火；

2、输电线路山火灭火剂一般是采用粘度较高的灭火剂，甚至是混合黏土，以避免水剂扩散导致蒸发量增大，这导致可选择的水泵和灭火剂泵较少，甚至无法适用水枪灭火的方式。

3、需长期在野外取水灭火，甚至采用灭火剂，野外水和灭火剂均具有一定的腐蚀性，而传统直升机灭火系统将动力线缆布置于水箱内以驱动灭火系统的启停，对直升机灭火系统的动力和控制线缆腐蚀性大，可靠性低、寿命短，且不易于维修。

综上所述，现有直升机灭火装备无法满足输电线路山火多火点、安全、高可靠、长寿命的灭火要求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术存在的不足，提供一种结构简单紧凑、成本低、使用灵活性高、应用范围广的输电线路山火航空灭火装置。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种输电线路山火航空灭火装置，包括直升机本体和安装在直升机本体上的灭火系统，所述灭火系统包括安装在直升机本体上的灭火水剂箱，所述灭火水剂箱的内腔通过分层隔板分隔成上层腔体和位于上层腔体下方的下层腔体，所述下层腔体的底部设有由开闭组件控制开闭的喷洒孔，所述分层隔板上设有连通上层腔体和下层腔体的连通孔，所述灭火系统还包括控制所述连通孔通断的通断控制组件。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述通断控制组件包括浮力封堵件，所述浮力封堵件滑设安装在下层腔体中并随下层腔体中水位高度变化而上下运动，且在下层腔体中水位高度大于等于预设高度时所述浮力封堵件封堵所述连通孔以将连通孔断开，在下层腔体中水位高度小于预设高度时所述浮力封堵件脱离所述连通孔以将连通孔连通。

所述上层腔体分隔成两个以上相互隔离的上腔室，所述下层腔体分隔成与所述上腔室数量一致且一一对应的下腔室，每个下腔室与对应的上腔室之间均设有所述连通孔和通断控制组件，所述喷洒孔与所有下腔室连通。

所述上腔室和/或下腔室内设有一块以上防荡隔板，所述防荡隔板上设有连通口。

所述灭火水剂箱上安装有自动补水组件，所述自动补水组件包括吸水泵和软管，所述软管的一端与上层腔体连通，所述吸水泵的出水口与所述软管的另一端相连并通过软管吊装在灭火水剂箱上。

所述输电线路山火航空灭火装置还设有灭火剂注入组件，所述灭火剂注入组件包括安装在直升机本体内的灭火剂电动泵和用于存储灭火剂的灭火剂箱，所述灭火剂电动泵的入口与所述灭火剂箱相连，所述灭火剂电动泵的出口与所述上层腔体相连。

所述下层腔体的底面设有一汇流面，所述连通孔设于所述汇流面的中部，所述汇流面自四周向所述连通孔倾斜向下延伸布置。

所述开闭组件包括转动密封门，所述转动密封门铰接安装在灭火水剂箱上并能绕铰接轴线转动以开闭所述喷洒孔，所述灭火水剂箱的外部设有用于驱动转动密封门转动的转动驱动机构，所述开闭组件还包括用于在转动密封门封闭喷洒孔时阻止转动密封门转动的定位机构。

所述喷洒孔通过第一分隔横梁分隔成两个第一喷洒分孔，所述开闭组件对应每个第一喷洒分孔均设有一个转动密封门，两个转动密封门的铰接轴线分设于第一分隔横梁的两侧，且各转动密封门封闭第一喷洒分孔时转动密封门的摆动端与第一分隔横梁相贴合，两个转动密封门将两个第一喷洒分孔封闭时两个转动密封门的摆动端之间具有缝隙；所述定位机构包括条形件，所述条形件转动安装在灭火水剂箱上并能通过转动在定位状态和非定位状态之间转换，在所述定位状态时条形件和第一分隔横梁同时夹紧两个封闭第一喷洒分孔的转动密封门，在所述非定位状态时条形件的延伸方向与所述缝隙的延伸方向一致以允许两个转动密封门转动，所述定位机构还包括用于驱动条形件转动的转动驱动部件。

所述条形件通过一转动杆安装在灭火水剂箱上，所述转动杆延伸至直升机本体内，所述转动驱动部件包括设于直升机本体内并与所述转动杆相连的电机。

所述定位机构包括限位件，所述限位件转动安装在灭火水剂箱上并能通过转动在定位状态和非定位状态之间转换，在所述定位状态时限位件和灭火水剂箱夹紧封闭喷洒孔的转动密封门，在所述非定位状态时限位件脱离转动密封门以允许转动密封门转动，所述定位机构还包括设于直升机本体内用于驱动限位件转动的电机。

所述转动驱动机构包括摆臂、连杆和旋转驱动件，所述摆臂铰接安装在灭火水剂箱的外壁上，所述旋转驱动件与摆臂相连并驱动摆臂摆动，所述连杆的一端与摆臂的摆动端铰接，所述连杆的另一端与转动密封门铰接。

所述开闭组件包括平移密封门，所述平移密封门以平移方式安装在灭火水剂箱上并能通过移动开闭所述喷洒孔，所述灭火水剂箱的外部设有用于驱动平移密封门移动的平移驱动机构。

所述灭火水剂箱对应每个平移密封门均设有一斜面，所述平移密封门上设有在平移密封门向封闭喷洒孔方向滑动时被所述斜面和平移密封门逐步压紧并密封所述斜面和平移密封门之间间隙的柔性密封件。

所述喷洒孔通过第二分隔横梁分隔成两个第二喷洒分孔，所述开闭组件对应每个第二喷洒分孔均设有一个平移密封门，各平移密封门的平移方向为平移密封门靠近第二分隔横梁并与第二分隔横梁相抵时封闭第二喷洒分孔、平移密封门远离第二分隔横梁时打开第二喷洒分孔的方向。

所述第二分隔横梁上对应每个平移密封门均设有一止转凹槽，各平移密封门封闭第二喷洒分孔时***所述止转凹槽中。

所述止转凹槽为底部宽度小于开口宽度的V型槽，所述平移密封门***所述止转凹槽中的端部为尖端结构。

所述平移驱动机构包括安装在灭火水剂箱外壁上并由链驱动机构驱动运行的环形驱动链，所述环形驱动链具有一直线驱动段，所述平移密封门与所述直线驱动段相连。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

本发明的输电线路山火航空灭火装置，其灭火系统将灭火水剂箱的内腔分隔成上层腔体和下层腔体，下层腔体的底部设有由开闭组件控制开闭的喷洒孔，通过开闭组件控制喷洒孔开闭的方式来控制下层腔体内灭火水剂的喷洒灭火，不需要水枪、水泵等设备，可降低成本、提高结构简单紧凑性，灭火水剂也不经过水枪、水泵等设备，对于灭火水剂的粘度特性要求低，可增加输电线路山火航空灭火装置的应用范围；同时，采用通断控制组件控制连通上层腔体和下层腔体的连通孔通断，可实现上层腔体中的灭火水剂分多次进入下层腔体以及每次进入下层腔体的灭火水剂量，从而实现一套输电线路山火航空灭火装置扑救大范围输电线路山火或者多个小面积输电线路山火，其使用灵活性高。

本发明的输电线路山火航空灭火装置通过设计外翻式结构和直线驱动结构的开闭组件，可避免线缆直接接触灭火水剂，从而提高输电线路山火航空灭火装置的可靠性和寿命，且易于维护。

附图说明

图1为实施例1中输电线路山火航空灭火装置的局部主剖视结构示意图。

图2为实施例1中灭火水剂箱的局部剖视立体结构示意图。

图3为实施例1中灭火水剂箱的立体结构示意图。

图4为实施例2中输电线路山火航空灭火装置的局部主剖视结构示意图。

图例说明：

1、直升机本体；2、灭火水剂箱；20、分层隔板；21、上层腔体；22、下层腔体；221、汇流面；23、喷洒孔；231、第一分隔横梁；232、第一喷洒分孔；233、第二分隔横梁；2331、止转凹槽；234、第二喷洒分孔；24、连通孔；25、斜面；26、上腔室；27、下腔室；28、防荡隔板；281、连通口；3、开闭组件；31、转动密封门；32、条形件；33、转动杆；34、摆臂；35、连杆；36、平移密封门；37、柔性密封件；38、环形驱动链；4、通断控制组件；41、浮力封堵件；5、自动补水组件；51、吸水泵；52、软管。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。

实施例1：

如图1至图3所示，本实施例的输电线路山火航空灭火装置，包括直升机本体1和安装在直升机本体1上的灭火系统，灭火系统包括安装在直升机本体1上的灭火水剂箱2，灭火水剂箱2的内腔通过分层隔板20分隔成上层腔体21和位于上层腔体21下方的下层腔体22，下层腔体22的底部设有由开闭组件3控制开闭的喷洒孔23，分层隔板20上设有连通上层腔体21和下层腔体22的连通孔24，灭火系统还包括控制连通孔24通断的通断控制组件4。该输电线路山火航空灭火装置的灭火系统将灭火水剂箱2的内腔分隔成上层腔体21和下层腔体22，下层腔体22的底部设有由开闭组件3控制开闭的喷洒孔23，通过开闭组件3控制喷洒孔23开闭的方式来控制下层腔体22内灭火水剂的喷洒灭火，不需要水枪、水泵等设备，可降低成本、提高结构简单紧凑性，灭火水剂也不经过水枪、水泵等设备，对于灭火水剂的粘度特性要求低，可增加输电线路山火航空灭火装置的应用范围；同时，采用通断控制组件4控制连通上层腔体21和下层腔体22的连通孔24通断，可实现上层腔体21中的灭火水剂分多次进入下层腔体22以及每次进入下层腔体22的灭火水剂量，从而实现一套输电线路山火航空灭火装置扑救大范围输电线路山火或者多个小面积输电线路山火，其使用灵活性高。

本实施例中，通断控制组件4包括浮力封堵件41，浮力封堵件41滑设安装在下层腔体22中并随下层腔体22中水位高度变化而上下运动，且在下层腔体22中水位高度大于等于预设高度时浮力封堵件41封堵连通孔24以将连通孔24断开，在下层腔体22中水位高度小于预设高度时浮力封堵件41脱离连通孔24以将连通孔24连通。上述预设高度可以根据实际需要进行设置，浮力封堵件41采用现有的轻质材料制作。浮力封堵件41滑设安装在下层腔体22中具体是：在下层腔体22中设置两根导杆，浮力封堵件41上设有套设在导杆上并与导杆滑动配合的导向孔。该通断控制组件4的结构简单、成本低、工作稳定可靠。

本实施例中，上层腔体21分隔成两个以上相互隔离的上腔室26，下层腔体22分隔成与上腔室26数量一致且一一对应的下腔室27，每个下腔室27与对应的上腔室26之间均设有连通孔24和通断控制组件4，喷洒孔23与所有下腔室27连通。

由于输电线路山火航空灭火装置在高空调整位置或快速飞行时，灭火水剂会在上层腔体21和下层腔体22内震荡，震荡会给输电线路山火航空灭火装置某一个方向的作用力，从而导致飞行不稳定。将上层腔体21和下层腔体22分隔成多个腔室，使灭火水剂在小区域内震荡幅度受限，可减小对输电线路山火航空灭火装置的作用力，同时各腔室内灭火水剂作用力的方向不同也会产生相互抵消，从而对输电线路山火航空灭火装置整体作用力减弱，利于提高飞行稳定性和安全性。

本实施例中，上腔室26和下腔室27内设有一块以上防荡隔板28，防荡隔板28上设有连通口281。可避免在飞行过程中的水体的振荡剧烈而导致直升机本体1失稳的，同时确保灭火水剂箱2中液体流通顺畅。

本实施例中，灭火水剂箱2上安装有自动补水组件5，自动补水组件5包括吸水泵51和软管52，软管52的一端与上层腔体21连通，吸水泵51的出水口与软管52的另一端相连并通过软管52吊装在灭火水剂箱2上。设置自动补水组件5，使输电线路山火航空灭火装置可以从野外的湖泊、池塘等水源取水。在没有湖泊、池塘的条件下，也可以通过地面配置水囊以溪水、井水供液。上述自动补水组件5置于灭火水剂箱2的前侧，吸水泵51的型号为市售HP2000，采用24V直流供电，吸水流量为2000L/min，吸水高度3m。

本实施例中，输电线路山火航空灭火装置还设有灭火剂注入组件，灭火剂注入组件包括安装在直升机本体1内的灭火剂电动泵和用于存储灭火剂的灭火剂箱，灭火剂电动泵的入口与灭火剂箱相连，灭火剂电动泵的出口与上层腔体21相连。灭火剂注入组件可将灭火剂注入灭火水剂箱2与通过自动补水组件5补入的水混合得到灭火水剂。灭火剂电动泵采用市购的离心泵，压力小于0.2Mpa，流量不小于120L/min。

本实施例中，下层腔体22的底面设有一汇流面221，连通孔24设于汇流面221的中部，汇流面221自四周向连通孔24倾斜向下延伸布置。使下层腔体22内灭火水剂汇流至连通孔24，从而加快出水时间、减小灭火响应时间。优选的，下层腔体22的底面由前后两个斜面和左右两个斜面围成，左右两个斜面采用10°锥角、前后两个斜面采用3°锥角布置。

本实施例中，开闭组件3包括转动密封门31，转动密封门31铰接安装在灭火水剂箱2上并能绕铰接轴线转动以开闭喷洒孔23，灭火水剂箱2的外部设有用于驱动转动密封门31转动的转动驱动机构，开闭组件3还包括用于在转动密封门31封闭喷洒孔23时阻止转动密封门31转动的定位机构。转动驱动机构驱使转动密封门31转动的形式打开和封闭喷洒孔23，其响应块，且整个开闭组件3结构稳固性好、制作安装方便、工作稳定可靠。同时，转动驱动机构安装在灭火水剂箱2的外部，可避免灭火剂或含离子的野外水对电路和转动驱动机构的腐蚀，提高使用寿命。此外，在转动驱动机构驱使转动密封门31封闭喷洒孔23后，定位机构阻止转动密封门31转动，不需要转动驱动机构提供动力使转动密封门31保持封闭喷洒孔23的状态，可减少转动驱动机构的功率损耗，降低成本和延长转动驱动机构的使用寿命，并保证工作的稳定可靠性。

本实施例中，喷洒孔23通过第一分隔横梁231分隔成两个第一喷洒分孔232，开闭组件3对应每个第一喷洒分孔232均设有一个转动密封门31，两个转动密封门31的铰接轴线分设于第一分隔横梁231的两侧，且各转动密封门31封闭第一喷洒分孔232时转动密封门31的摆动端与第一分隔横梁231相贴合，也即两个转动密封门31采用对开门形式铰接安装，灭火水剂喷洒的响应更快，两个转动密封门31将两个第一喷洒分孔232封闭时两个转动密封门31的摆动端之间具有缝隙；定位机构包括条形件32，条形件32转动安装在灭火水剂箱2上并能通过转动在定位状态和非定位状态之间转换，在定位状态时条形件32和第一分隔横梁231同时夹紧两个封闭第一喷洒分孔232的转动密封门31，此时条形件32与第一分隔横梁231同时对两个转动密封门31进行定位，阻止两个转动密封门31转动，在非定位状态时条形件32的延伸方向与缝隙的延伸方向一致以允许两个转动密封门31转动，此时转动密封门31可转动打开喷洒孔23，定位机构还包括用于驱动条形件32转动的转动驱动部件。该定位机构仅需要转动条形件32在两个状态之间转换即可实现同时对两个转动密封门31进行定位和非定位，其结构简单紧凑、成本低、易于控制，并且在对转动密封门31进行定位时，不需要依靠动力机构维持，能够降低成本、提高定位可靠性。

本实施例中，条形件32通过一转动杆33安装在灭火水剂箱2上，转动杆33延伸至直升机本体1内，转动驱动部件包括设于直升机本体1内并与转动杆33相连的电机，电机直接从直升机本体1内的蓄电池取电。

本实施例中，转动驱动机构包括摆臂34、连杆35和旋转驱动件，摆臂34铰接安装在灭火水剂箱2的外壁上，旋转驱动件与摆臂34相连并驱动摆臂34摆动，连杆35的一端与摆臂34的摆动端铰接，连杆35的另一端与转动密封门31铰接。该转动驱动机构的结构简单紧凑、易于制作装配、工作稳定可靠。上述旋转驱动件优选采用电机。

本实施例中，直升机本体1采用载重大于1吨的旋翼直升机，优选采用小松鼠直升机，最大载荷为2吨。灭火水剂箱2上部的四个角落处通过卷筒铆接到直升机本体1的起落架上，灭火水剂箱2，灭火水剂箱2位于直升机本体1机腹下方。灭火水剂箱2采用航空铝制材料焊接，灭火剂箱采用塑料成型。

优选的，灭火水剂箱2顶部设置有高压气体输入孔、动力线输入孔和信号线输出孔。

本实施例是将喷洒孔23通过第一分隔横梁231分隔成两个第一喷洒分孔232，并采用两个转动密封门31分别对应封闭第一喷洒分孔232。在其他实施例中，也可不将喷洒孔23通过第一分隔横梁231分隔成两个第一喷洒分孔232，也即仅设置一个喷洒孔23和一个转动密封门31的组合。此时，定位机构包括限位件，限位件转动安装在灭火水剂箱2上并能通过转动在定位状态和非定位状态之间转换，在定位状态时限位件和灭火水剂箱2夹紧封闭喷洒孔23的转动密封门31，在非定位状态时限位件脱离转动密封门31以允许转动密封门31转动，定位机构还包括设于直升机本体1内用于驱动限位件转动的电机。限位件可以采用上述条形件32的结构形式，驱动其转动的驱动机构也可以是上述驱动条形件32转动的转动驱动部件。

实施例2：

如图4所示，本实施例的输电线路山火航空灭火装置与实施例1基本相同，主要不同之处在于，本实施例中，开闭组件3包括平移密封门36，平移密封门36以平移方式安装在灭火水剂箱2上并能通过移动开闭喷洒孔23，灭火水剂箱2的外部设有用于驱动平移密封门36移动的平移驱动机构。开闭组件3采用平移驱动机构驱动平移密封门36移动的结构形式来开闭喷洒孔23，其结构简单紧凑性更好、工作稳定可靠性高、能提高密封性。

本实施例中平移密封门36具体是通过导轨机构以平移方式安装在灭火水剂箱2上，导轨机构采用现有技术。

本实施例中，灭火水剂箱2对应每个平移密封门36均设有一斜面25，平移密封门36上设有在平移密封门36向封闭喷洒孔23方向滑动时被斜面25和平移密封门36逐步压紧并密封斜面25和平移密封门36之间间隙的柔性密封件37。这样在平移密封门36滑动封闭喷洒孔23时，柔性密封件37自动被斜面25和平移密封门36压紧，同时将斜面25和平移密封门36之间间隙密封，能够提高密封性，且其结构设置简单、易于制作装配。

本实施例中，喷洒孔23通过第二分隔横梁233分隔成两个第二喷洒分孔234，开闭组件3对应每个第二喷洒分孔234均设有一个平移密封门36，各平移密封门36的平移方向为平移密封门36靠近第二分隔横梁233并与第二分隔横梁233相抵时封闭第二喷洒分孔234、平移密封门36远离第二分隔横梁233时打开第二喷洒分孔234的方向。该种结构的稳定可靠性高，且便于控制第二喷洒分孔234的开度。

本实施例中，第二分隔横梁233上对应每个平移密封门36均设有一止转凹槽2331，各平移密封门36封闭第二喷洒分孔234时***止转凹槽2331中，一方面止转凹槽2331起到定位和限位作用，可提高平移密封门36封闭第二喷洒分孔234时稳固性；另一方面平移密封门36***止转凹槽2331中形成迷宫式密封，可提高密封性。

本实施例中，止转凹槽2331为底部宽度小于开口宽度的V型槽，平移密封门36***止转凹槽2331中的端部为尖端结构。

本实施例中，平移驱动机构包括安装在灭火水剂箱2外壁上并由链驱动机构驱动运行的环形驱动链38，环形驱动链38具有一直线驱动段，平移密封门36与直线驱动段相连。链驱动机构驱使环形驱动链38运行，环形驱动链38的直线驱动段直线往复运动，进而带着平移密封门36往复移动开闭喷洒孔23。该平移驱动机构的结构简单紧凑、成本低、工作稳定可靠。上述驱动环形驱动链38运行的链驱动机构采用现有技术，包括绕设环形驱动链38的两个链轮，其中一个链轮与电机相连并由电机驱动。

在其他实施例中，也可不将喷洒孔23通过第二分隔横梁233分隔成两个第二喷洒分孔234，也即仅设置一个喷洒孔23和一个平移密封门36的组合。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例。对于本技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明技术构思前提下所得到的改进和变换也应视为本发明的保护范围。