本發(fā)明屬于一種安全煙花彈、煙花彈發(fā)射裝置和系統(tǒng)。

背景技術(shù)：
煙花是中國(guó)人比較熟悉的一種物品。傳統(tǒng)的煙花是以火藥和金屬粉末為主要原料制成的，引燃后通過(guò)燃燒或爆炸，產(chǎn)生光、聲、色、型、煙霧等效果，用于觀賞，具有易燃易爆危險(xiǎn)的物品。其中，發(fā)光效應(yīng)是煙花藥劑的一種主要效應(yīng)。利用煙花藥中的金屬粉末燃燒后產(chǎn)生的高溫和發(fā)光效應(yīng)，藥劑中的金屬粉末(如鋁粉、鎂鋁合金粉等)，在藥劑燃燒時(shí)即可釋放出大量的光能和熱輻射，發(fā)光強(qiáng)度有數(shù)十萬(wàn)國(guó)際燭光，溫度可達(dá)數(shù)千度。無(wú)論是能起發(fā)光作用的照明劑，還是能產(chǎn)生亮星的閃光藥劑，能產(chǎn)生一閃一熄的閃爍效果劑，它們所產(chǎn)生的煙花效果都離不開(kāi)金屬燃燒的發(fā)光效應(yīng)。煙花爆竹對(duì)環(huán)境的危害主要是大氣污染和噪音污染。由于煙花爆竹其中的火藥成分，煙花在生產(chǎn)、運(yùn)輸、存儲(chǔ)、燃放等各個(gè)環(huán)節(jié)因?yàn)槭韬龊瓦`規(guī)，經(jīng)常出現(xiàn)安全事故。傳統(tǒng)煙花藥劑中的火藥主要分為發(fā)射藥和助燃藥，發(fā)射藥的作用是產(chǎn)生高溫高壓的火藥氣體，高壓將煙花彈發(fā)射到空中，同時(shí)利用高溫將煙花彈引燃。助燃藥則可以幫助煙花彈中的金屬粉末在空中持續(xù)劇烈燃燒，釋放出強(qiáng)光和大量熱能。然而，傳統(tǒng)煙花中的火藥是一種危險(xiǎn)的爆炸物，在生產(chǎn)、運(yùn)輸、存儲(chǔ)等環(huán)節(jié)中，稍有不慎就會(huì)引起事故。事實(shí)上，每年煙花爆竹產(chǎn)業(yè)各類(lèi)事故的死亡人數(shù)都居高不下。如果仔細(xì)考察煙火劑中的火藥，會(huì)發(fā)現(xiàn)其實(shí)火藥只是在起輔助金屬粉末(鎂粉或者鎂鋁合金粉)燃燒發(fā)光的作用，并非是不可或缺的成分。此外，傳統(tǒng)煙花中的火藥主要成分是由硫磺、木炭和氧化劑(一般用硝石)組成，在燃放的過(guò)程中會(huì)釋放出大量的二氧化硫、一氧化硫、二氧化氮和一氧化氮等有毒氣體，木炭的不完全燃燒會(huì)釋放出大量炭黑粉塵。每當(dāng)節(jié)日和慶典燃放煙花之后，都會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的空氣污染問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種安全煙花彈、煙花發(fā)射裝置和系統(tǒng)，用以克服傳統(tǒng)的煙花污染環(huán)境且危險(xiǎn)的缺點(diǎn)。本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題所采取的技術(shù)方案如下：一種安全煙花彈，包括內(nèi)體和密封內(nèi)體的保護(hù)層，所述內(nèi)體為由可燃金屬粉粒、焰色劑粉粒和/或效果劑粉粒壓制或混合熔煉成的塊狀物，且保護(hù)層的熔點(diǎn)高于內(nèi)體中的可燃金屬的燃點(diǎn)。一種安全煙花彈發(fā)射裝置，包括：一高溫加熱系統(tǒng)和一高壓氣體發(fā)射系統(tǒng)，所述高壓氣體發(fā)射系統(tǒng)包括：一發(fā)射管，用于放置煙花彈；一高壓氣體發(fā)射存儲(chǔ)裝置，用于提供高壓氣體將煙花彈推送出發(fā)射管，并將保護(hù)層沖破，其通過(guò)管道與發(fā)射管的底部相連接，一高壓氣閥設(shè)于所述管道上；其中，所述高溫加熱系統(tǒng)與所述發(fā)射管相連接，且對(duì)發(fā)射管的一部或者全部進(jìn)行加熱，并由發(fā)射管將熱量傳遞給煙花彈，以將煙花彈中的可燃金屬粉粒加熱到燃點(diǎn)以上的溫度。一種安全煙花彈發(fā)射系統(tǒng)，包括安全煙花彈和安全煙花彈發(fā)射裝置，所述安全煙花彈，包括內(nèi)體和密封內(nèi)體的保護(hù)層，所述內(nèi)體為由可燃金屬粉粒、焰色劑粉粒和/或效果劑粉粒壓制或混合熔煉成的塊狀物，且保護(hù)層的熔點(diǎn)高于內(nèi)體中的可燃金屬的燃點(diǎn)；所述安全煙花彈發(fā)射裝置，包括：一高溫加熱系統(tǒng)和一高壓氣體發(fā)射系統(tǒng)，所述高壓氣體發(fā)射系統(tǒng)包括：一發(fā)射管，用于放置煙花彈；一高壓氣體發(fā)射存儲(chǔ)裝置，用于提供高壓氣體將煙花彈推送出發(fā)射管，并將保護(hù)層沖破，其通過(guò)管道與發(fā)射管的底部相連接，一高壓氣閥設(shè)于所述管道上；其中，所述高溫加熱系統(tǒng)與所述發(fā)射管相連接，且對(duì)發(fā)射管的一部或者全部進(jìn)行加熱，并由發(fā)射管將熱量傳遞給煙花彈，以將煙花彈中的可燃金屬粉粒加熱到燃點(diǎn)以上的溫度。本發(fā)明采取了上述方案以后，由于該新型的安全煙花彈中沒(méi)有任何火藥成分，其成分都是普通可燃性的工業(yè)原料，從根本上解決了煙花的安全和污染問(wèn)題。此外，本發(fā)明利用其他物理化學(xué)方法代替火藥的作用，將煙花彈發(fā)射到空中并且引燃,具有安全可靠的效果。本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的說(shuō)明書(shū)中闡述，并且，部分地從說(shuō)明書(shū)中變得顯而易見(jiàn)，或者通過(guò)實(shí)施本發(fā)明而了解。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點(diǎn)可通過(guò)在所寫(xiě)的說(shuō)明書(shū)、權(quán)利要求書(shū)、以及附圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)和獲得。附圖說(shuō)明下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的描述，以使得本發(fā)明的上述優(yōu)點(diǎn)更加明確。其中，圖1是本發(fā)明安全煙花彈的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明安全煙花彈發(fā)射裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。具體實(shí)施方式以下將結(jié)合附圖及實(shí)施例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式，借此對(duì)本發(fā)明如何應(yīng)用技術(shù)手段來(lái)解決技術(shù)問(wèn)題，并達(dá)成技術(shù)效果的實(shí)現(xiàn)過(guò)程能充分理解并據(jù)以實(shí)施。需要說(shuō)明的是，只要不構(gòu)成沖突，本發(fā)明中的各個(gè)實(shí)施例以及各實(shí)施例中的各個(gè)特征可以相互結(jié)合，所形成的技術(shù)方案均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。實(shí)施例一：本發(fā)明無(wú)火藥安全環(huán)保型煙花，由煙花彈和相應(yīng)的煙花彈發(fā)射裝置組成，其中，煙花彈的主要作用是在空中燃燒發(fā)出強(qiáng)光，并呈現(xiàn)各種不同的煙花效果。煙花彈發(fā)射裝置采用物理方法來(lái)代替煙花中火藥成分的作用，發(fā)射設(shè)備利用電能產(chǎn)生高溫和高壓，將煙花彈加熱并發(fā)射到高空中燃燒發(fā)光。其主要過(guò)程是：先利用煙花彈發(fā)射裝置將煙花彈的整體或者部分加熱到其中成分的燃點(diǎn)溫度以上，再利用高壓氣體將煙花彈發(fā)射到空中，煙花彈在空中接觸空氣后，釋放出大量的強(qiáng)光和熱能，形成各種絢爛的煙花效果。如圖1所示，該安全煙花彈做成橢圓形，當(dāng)然，也可以根據(jù)需求做成各種形狀，如圓形、圓柱形，在此不詳細(xì)說(shuō)明。其主要包括內(nèi)體601和密封內(nèi)體的保護(hù)層602，與現(xiàn)有技術(shù)的煙花不同，本發(fā)明中的內(nèi)體601中不包含任何火藥成分，其主要為由可燃金屬粉粒、焰色劑粉粒和/或效果劑粉粒壓制或混合熔煉成的塊狀物，通過(guò)加熱可燃金屬粉粒到其燃點(diǎn)以進(jìn)行發(fā)光，為此，需要保護(hù)層的熔點(diǎn)高于內(nèi)體中的可燃金屬的燃點(diǎn)。一般來(lái)說(shuō)，所述保護(hù)層為無(wú)機(jī)膠薄片或者金屬薄片，當(dāng)然，也可以根據(jù)需要，選擇任何熔點(diǎn)高于內(nèi)體中的可燃金屬燃點(diǎn)的材料，如：陶土、玻璃等。并且，在利用安全煙花彈發(fā)射裝置對(duì)煙花彈進(jìn)行發(fā)射時(shí)，需要使煙花彈在高空中爆炸，為此，需要保護(hù)層又比較容易被高壓氣體沖破，為此，需要控制保護(hù)層的厚度。根據(jù)申請(qǐng)人的多次試驗(yàn)，當(dāng)選擇無(wú)機(jī)膠時(shí)，無(wú)機(jī)膠薄片的厚度為1.5-2mm；當(dāng)選擇金屬薄片時(shí)，金屬薄片的厚度為0.5-1mm。當(dāng)選擇陶土?xí)r，厚度是1-1.5mm，當(dāng)選擇玻璃時(shí)，厚度是0.5-1mm。其中，根據(jù)申請(qǐng)人的經(jīng)驗(yàn)，一般可燃金屬粉粒選取純鎂粉粒、純鋁粉?；蛘哝V鋁合金粉粒之一或者組合，這些材料也是現(xiàn)有的煙花中常用的用于發(fā)光的材料。當(dāng)然，也可以選擇其他材料，如鈦等其他種類(lèi)金屬或合金來(lái)代替。此外，所述焰色劑粉粒選取氯化鈉、氯化鉀或者氯化鍶粉粒之一或者組合。所述效果劑粉粒選取氧化銅和/或氧化鉍。其中，本發(fā)明中的煙花彈需要結(jié)合特定的發(fā)射裝置進(jìn)行發(fā)射。如圖2所示，是本發(fā)明相匹配的一個(gè)實(shí)施例的安全煙花彈發(fā)射裝置，其主要包括：一高溫加熱系統(tǒng)和一高壓氣體發(fā)射系統(tǒng)，所述高壓氣體發(fā)射系統(tǒng)包括：一發(fā)射管1，用于放置煙花彈3，且煙花彈3的外徑與發(fā)射管1的內(nèi)徑相匹配，兩者之間基本無(wú)間距。實(shí)施例中，發(fā)射管1由金屬管或者陶瓷管構(gòu)成，且內(nèi)壁光滑。一高壓氣體發(fā)射存儲(chǔ)裝置2，用于提供高壓氣體將煙花彈推送出發(fā)射管，并將保護(hù)層沖破，從而在高空中爆炸和產(chǎn)生煙花，其通過(guò)管道與發(fā)射管的底部相連接；一高壓氣閥3設(shè)于所述管道上；其中，所述高溫加熱系統(tǒng)與所述發(fā)射管相連接，且對(duì)發(fā)射管的一部或者全部進(jìn)行加熱，并由發(fā)射管將熱量傳遞給煙花彈，以將煙花彈中的可燃金屬粉粒加熱到燃點(diǎn)以上的溫度，且在可燃金屬粉粒到燃點(diǎn)后，高壓氣體將煙花彈推送出發(fā)射管，并將保護(hù)層沖破，從而在高空中爆炸和產(chǎn)生煙花。實(shí)施例中，高溫加熱系統(tǒng)選取電加熱，當(dāng)然，也可以選擇其他加熱系統(tǒng)，在此不進(jìn)行贅述。如圖2所示，所述加熱系統(tǒng)包括一加熱元件5，該加熱元件設(shè)置在發(fā)射管內(nèi)，或者與發(fā)射管集成為一起，或者設(shè)置在發(fā)射管外部，并與發(fā)射管貼合在一起，實(shí)施例中，選取電加熱絲，且該加熱絲設(shè)于發(fā)射管的外部，并與所述發(fā)射管緊密貼合在一起，并對(duì)發(fā)射管進(jìn)行加熱?；谝陨蠈?shí)施例，可以看到本發(fā)明的技術(shù)優(yōu)點(diǎn)。也即是說(shuō)，安全煙花彈中沒(méi)有任何火藥成分，其成分都是普通可燃性的工業(yè)原料，從根本上解決了煙花的安全問(wèn)題。此外，本發(fā)明利用其他物理化學(xué)方法代替火藥的作用，將煙花彈發(fā)射到空中并且引燃,具有安全可靠的效果。實(shí)施例二：為了實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的效果，本發(fā)明可以增加一控制系統(tǒng)，其可以基于單片機(jī)/PLC/電腦/手機(jī)/移動(dòng)平板來(lái)實(shí)現(xiàn)，主要用于控制高壓氣閥的開(kāi)啟和關(guān)閉。具體來(lái)說(shuō)，所述控制系統(tǒng)可以連接所述高溫加熱系統(tǒng)和高壓氣體發(fā)射系統(tǒng)，并通過(guò)一溫度感應(yīng)單元感知高壓氣體發(fā)射系統(tǒng)傳遞的發(fā)射管溫度，并在達(dá)到設(shè)定的溫度后控制所述高壓氣體發(fā)射系統(tǒng)開(kāi)啟所述高壓氣閥，并在發(fā)射彈發(fā)出后，關(guān)閉高壓氣閥。實(shí)施例三：本發(fā)明中煙花彈的成分可以根據(jù)需要的效果任意搭配，例如，在一個(gè)實(shí)施例中，煙花彈的成分為：金屬(鎂、鎂鋁合金)和焰色劑(氯化鈉、氯化鉀、氯化鍶等)，將這兩種成分的粉末混合均勻并壓制成塊狀，或者高溫混合熔煉成塊狀的煙花彈。在煙花彈表面涂覆一層保護(hù)層，保護(hù)層用可耐受高溫并在高溫下有合適強(qiáng)度的材料制成，比如：工業(yè)常用的高溫?zé)o機(jī)膠等。其中，在發(fā)射的時(shí)候，將煙花彈裝入煙花彈發(fā)射裝置，發(fā)射設(shè)備將煙花彈加熱到700攝氏度以上，此時(shí)煙花彈中的金屬(鎂、鎂鋁合金)已經(jīng)融化為液態(tài)(鎂的燃點(diǎn)為500攝氏度，熔點(diǎn)為660度)，并且達(dá)到燃點(diǎn)以上。由于表面的保護(hù)層將內(nèi)部的液態(tài)金屬和空氣隔絕接觸，煙花彈并不會(huì)在發(fā)射設(shè)備中就開(kāi)始燃燒。當(dāng)發(fā)射設(shè)備用高壓氣體把煙花彈從發(fā)射管打出去的時(shí)候，煙花彈的保護(hù)層因?yàn)楦邏簹饬鞯膹?qiáng)大沖擊力以及與發(fā)射管壁的撞擊作用破碎，煙花彈內(nèi)部的高溫液態(tài)金屬混合焰色劑被發(fā)射到空中，打散成小的團(tuán)塊，并且接觸空氣劇烈燃燒，形成飛散狀的煙花效果。本發(fā)明中的新型煙花沒(méi)有任何火藥，其成分都是普通可燃性的金屬工業(yè)原料。無(wú)火藥的煙花彈不再是一種危險(xiǎn)的爆炸物，只是一種普通的可燃物，從根本上解決了煙花的安全問(wèn)題。實(shí)施例四：在一個(gè)實(shí)施例中，煙花彈的成分為：金屬(鎂)和焰色劑(氯化鈉、氯化鉀、氯化鍶等)，將這兩種成分的粉末混合均勻并壓制成塊狀，或者高溫混合熔煉成塊狀的煙花彈。在發(fā)射的時(shí)候，將煙花彈裝入煙花彈發(fā)射裝置，發(fā)射設(shè)備將發(fā)射管部件加熱到700攝氏度以上，但煙花彈未被加熱到燃點(diǎn)。當(dāng)發(fā)射設(shè)備用機(jī)械機(jī)構(gòu)將煙花彈填裝到發(fā)射管中的時(shí)候，煙花彈受到發(fā)射管的高溫傳熱作用開(kāi)始升溫，煙花彈被加熱一定時(shí)長(zhǎng)，溫度達(dá)到燃點(diǎn)以上開(kāi)始劇烈燃燒時(shí)，發(fā)射設(shè)備立刻用高壓氣體將煙花彈發(fā)射到空中，煙花彈接觸空氣繼續(xù)劇烈燃燒，形成冉冉升起的彩色煙花彈效果。本發(fā)明中的新型煙花沒(méi)有任何火藥，其成分都是普通可燃性的金屬工業(yè)原料。無(wú)火藥的煙花彈不再是一種危險(xiǎn)的爆炸物，只是一種普通的可燃物，從根本上解決了煙花的安全問(wèn)題。實(shí)施例五：在該實(shí)施例中，煙花彈的成分為：金屬(鎂)、焰色劑(氯化鈉、氯化鉀、氯化鍶等)和效果劑(鎂鋁合金、氧化銅和氧化鉍組成，傳統(tǒng)煙花常用的效果劑，在一定的高溫下能釋放大量氣體爆炸)，將金屬和焰色劑粉末混合均勻，包覆在內(nèi)體上制成球形的煙花彈。在發(fā)射的時(shí)候，將煙花彈裝入煙花彈發(fā)射裝置，發(fā)射設(shè)備將發(fā)射管部件加熱到700攝氏度以上，煙花彈此時(shí)未被加熱。當(dāng)發(fā)射設(shè)備用機(jī)械機(jī)構(gòu)將煙花彈填裝到發(fā)射管中的時(shí)候，煙花彈受到發(fā)射管的高溫傳熱作用開(kāi)始升溫燃燒，一旦煙花彈被加熱到一定時(shí)長(zhǎng)后開(kāi)始劇烈燃燒，發(fā)射設(shè)備立刻用高壓氣體將煙花彈發(fā)射到空中，煙花彈接觸空氣劇烈燃燒，形成冉冉升起的彩色照明彈效果。煙花彈的高溫使得內(nèi)部的效果劑釋放出大量氣體爆炸，將煙花彈炸開(kāi)形成向四周散開(kāi)的煙花效果。總之，本發(fā)明中的煙花燃點(diǎn)就是其中金屬成分的燃點(diǎn)，大約在400℃-500℃左右，比常見(jiàn)的可燃物如紙張、衣服等的燃點(diǎn)(150℃-300℃)更高，安全性更好。并且，傳統(tǒng)煙花中的火藥在燃放的過(guò)程中會(huì)釋放出大量的二氧化硫、一氧化硫、二氧化氮和一氧化氮等有毒氣體，木炭的不完全燃燒還會(huì)釋放出大量炭黑粉塵。煙花的燃放會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的空氣污染問(wèn)題。本發(fā)明的安全環(huán)保型煙花，成分非常簡(jiǎn)單和安全，燃放之后的產(chǎn)物是氧化鎂，不會(huì)產(chǎn)生任何對(duì)人體有害的產(chǎn)物。此外，傳統(tǒng)煙花燃放時(shí)，火藥燃燒爆炸會(huì)產(chǎn)生巨大的聲響，對(duì)周?chē)用駮?huì)有強(qiáng)烈的噪音干擾。燃放完畢后，還會(huì)產(chǎn)生大量的紙屑和垃圾，清掃工作非常繁重。本發(fā)明環(huán)保安全型煙花，燃放時(shí)聲響較小，對(duì)周?chē)用竦母蓴_??；也不會(huì)產(chǎn)生大量的紙屑和垃圾，克服了傳統(tǒng)煙花對(duì)周?chē)h(huán)境的二次污染問(wèn)題。同時(shí)，煙花彈發(fā)射裝置產(chǎn)生高溫可以使用燃?xì)獾饶茉磥?lái)代替電力，高壓可以使用裝有高壓氣體的氣罐。煙花彈可以用鈦等其他種類(lèi)金屬或合金來(lái)代替鎂、鎂鋁合金，凡是并在高溫下接觸空氣不會(huì)發(fā)生變化，并能保持合適強(qiáng)度的材料都可以作為保護(hù)層，如：陶土、玻璃，在此不贅述。最后應(yīng)說(shuō)明的是：以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。