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农牧业防火隔离带切烧机
农牧业消防装备
[引言]
一、缘起
每年秋冬总能在郊外农田看到燃烧的熊熊大火和漫天的浓烟，虽然环保禁令已经是明令禁止烧秸秆，但屡禁不止。调查表明，在农耕领域，历来有将已经收获之后的农田残留植被焚烧的做法，如麦杆、稻杆；从科学角度来讲，焚烧农田残留植可以消灭部分蚊虫，且焚烧后的草木灰是很好的肥料。但是近年来由于农田焚烧枯荒植被形成的浓烟造成雾霾等大规模的大气污染，形成的浓烟还造成车辆视线可见度的瞬间降低引发车祸的情况也非常多见；对火势的不可控以及焚烧后残余火苗火星容易引发大型火灾；为此很多地区相关部门开始禁止农田枯荒植被的焚烧；但是，大量的农田残余植被长期大面积覆盖，一不小心会引发大规模的火灾；还容易滋生农业病虫灾害；有很多农耕民为躲避监管还是会半夜偷偷摸摸的烧，还是会造成前述问题；另外，城市绿化带，城市绿地等也有安全定向无污染焚烧的需求。而目前尚未有解决此类问题的专用设备。
二、起初的产品构想："移动式枯荒植被定向焚烧站"
面对前述需求，通过模型推演，需要解决的问题点在于：
1、未经焚烧的农田枯荒植被隐患依然存在，焚烧是有必要的；
2、枯荒植被焚烧的不完全燃烧状态形成大量浓烟污染环境以及社会危害；
3、枯荒植被焚烧的范围和火势不可控，容易引发火灾；
4、枯荒植被焚烧后的残余火苗火星不能熄灭，容易引发火灾；
5、枯荒植被焚烧后的浮尘状态的草木灰容易被风吹散，失去农肥作用还污染环境。
对应上述五大问题提出了一个产品的概念框架，命名为“移动式枯荒植被定向焚烧站”，通过对农田枯荒植被进行规模可控的焚烧；使其燃烧充分，不产生浓烟；并及时熄灭残留火星，将焚烧产生的草木灰肥料及时固定融入农田。
其技术方案以及操作原理如下：
第一层次：实现对农田枯荒植被进行规模可控的定向焚烧。
第二层次：使其燃烧充分，不产生浓烟。
第三层次：及时熄灭残留火星。
第四层次：将焚烧产生的草木灰肥料及时固定融入农田。
第五层次：自动化协同作业，以便更高效的焚烧作业。
有益效果：实现了枯荒植被的安全、可控的定向焚烧，无浓烟无污染的完全充分燃烧，以及焚烧后的无害化处理；即满足了农业需求，也满足了环保要求，不再造成社会危害。
通过具体的产品设计，提出了如下产品方案（专利申请号201911391047 .4）：
移动式枯荒植被定向焚烧站，由动力支持系统、行走系统、焚烧炉组成；焚烧炉设置有炉筒、排烟口、吞料口，通过起落支架安装在行走系统上，焚烧炉还设置有辅助滚轮以及颠簸缓冲装置；所述焚烧炉内设置有明火喷燃系统和鼓风增氧助燃系统，还设置有植被蓬松装置，并配套设置对应的功能辅助装置及其控制系统；所述焚烧炉还设置有排烟风机，余火熄灭毯，草木灰压辊等辅助装置；所述焚烧炉内还设置有温度传感器，对应操作驾驶舱内设置温度参数传达显示装置。所述移动式枯荒植被定向焚烧站还可以变身为工程机械功能属具，通过通用安装接口安装在工程机械车辆上。本发明实现了枯荒植被的安全、可控定向焚烧，无浓烟污染的充分燃烧，及焚烧后的无害化处理；既满足了农业需求，也满足了环保要求，使得枯荒植被焚烧不再造成危害。
提出方案后，经过多方征询反馈，问题逐步浮现，更多来自宏观层面的反思：应用场景过于宏大宽泛；有悖于环保“禁烧”的字面事实；成本占比、潜在风险等。而来自消防行业专家的点拨则启发了这个产品新的应用方式的可能，那就是用来烧防火隔离带，于是，经过改进，它复用成了“防火隔离带切烧机”。
三、“防火隔离带切烧机”的产品构想
农田和牧场是粮食来源之地，生命维系之源；然而，每年频发的农牧业火灾吞噬了大量的粮草和生命，农田草场植被一旦着火，风催火势，即大面积蔓延，传统消防装备难应对这种一烧而过、四处迅速蔓延的长线火情；而应对的有效方式是切断蔓延，只要切断连续的可燃植被，形成隔离带，火势迅速自行熄灭。
传统做法是人工分割出隔离带，效率低，速度慢；或是犁土覆盖或用农机耙压倒植被，犁土覆盖速度太慢，不及火势蔓延，而被耙倒的植被依然处于可燃物连续的状态，火势迅猛时依然可以蔓延而过；要使隔离带内再无可燃物，才可以完全切断蔓延火势。
人工烧出隔离带的方法在现有农林火灾中经常应用，但效率低，风险大，稍有不慎反而助推了火势，因此急需机械化的专用设备来切制隔离带。
防火隔离带切烧机可对可燃植被进行可控的定向焚烧及熄灭，实现了农牧业火灾中迅速安全的切烧出隔离带，切断火灾蔓延的功能。
“应急防火隔离带切烧机”改变了农牧业消防中防火隔离带的切制方式，以主动焚烧的方式完全切断连续可燃物；通过安全、快速、可控的方式对地表可燃植进行无浓烟无污染的定向焚烧、熄火、以及草木灰压实；切烧出完全无可燃物的净空防火隔离带。
产品功能模块：行驶底盘，动力系统，浮动式地形自适应焚烧炉，余火熄灭装置及焚烧后的草木灰压实装置，应急灭火系统等，并设置隔热驾驶室。焚烧炉内设置有喷燃系统和鼓风助燃系统。
焚烧炉里面有喷火和助燃装置，后面带有余火熄灭毯，车尾还有一个大的草木灰压辊；它会将它路过地面的枯黄植物吞进去极速焚烧、并快速熄灭成灰烬，全程安全可控；它在发生火灾的区域外绕着走一圈，就烧出一圈没有可燃物的防火隔离带，火烧到隔离带再没地方蔓延就自行熄灭了！
通过底部开口的钟罩样式的焚烧炉限定可控的燃烧范围，并在前方设置吞料口和升降闸门，可以自由调节以适应各类植被的高度；通过履带式底盘携带焚烧炉自由移动，根据火情切烧出不同形状的隔离带；焚烧炉通过浮动式升降支架安装在底盘上，适应各类崎岖的植被地表环境；通过设置在焚烧炉内的旋转锯齿将枯荒植被打散蓬松，甚至将其打成碎屑抛扬，在焚烧炉内形成高密度悬浮可燃物颗粒的燃烧环境；然后通过点火助燃系统和鼓风增氧系统促进焚烧炉内的可燃物快速爆燃并完成充分燃烧；还可辅以极少量的助燃剂，获得高效的焚烧速度和效率。
由于焚烧炉内植被的充分燃烧，不会产生浓烟，清洁环保；同时爆燃的方式使得火焰在爆燃后可瞬间熄灭，为了进一步熄灭残留的火苗，在焚烧炉尾部还设置有贴地拖行的余火熄灭毯，保证余火的充分熄灭，保证了其安全性；尾部的草木灰压辊，将燃烧后的灰烬压实在地面上，形成净空隔离带；草木灰不会被风吹散而污染环境。同时，该中空的压辊复用为车载应急灭火水枪的储水箱，以应对意外的近距离火情。
本产品发掘行业细分领域的切实需求，结合消防实战，论证其功能的可行性；并借鉴消防工程、机械等领域的成熟技术，构建出其功能模式：快速移动、限定燃烧范围、可控燃熄、无浓烟充分燃烧、余火熄灭、灰烬压实；
关于焚烧，先将枯荒植被打散蓬松或将其打成碎屑抛扬，在焚烧炉内形成高密度悬浮可燃物颗粒，辅以极少量的助燃剂，点火后可瞬间爆燃并充分燃烧，获得高效的焚烧速度和效率。
从外部视角看，虽然焚烧但不见火焰，安全可靠，所过之处，仅留灰烬，如“以毒攻毒”，以可控火制约蔓延灾火。
本产品还可扩展应用于农牧业火灾的预防，即对枯荒植被预先进行网格化切分以预防大面积火灾；还可对农牧业枯荒植被进行减灾病虫害或肥料化为目的的规模化焚化，即满足了农业需求也符合环保要求。而目前尚未有解决此类问题的专用设备产品，本产品为全新初创，若推行效果良好被社会认可而纳入农林操作规范，则市场前景广阔。
【注：该产品为轱辘轩自主研发项目，拥有自主知识产权，期待与相关行业主机厂进行后续研发与投产合作】
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