CN105015735B - 一种便携式防溺水两用救生装置及其工作原理 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种便携式防溺水两用救生装置，包括反应器和氧气气囊，反应器和氧气气囊通过管道一连接，管道一上设有单向阀，仅能从反应器到氧气气囊充气；所述反应器连接单向进水阀门，所述反应器内放置有过氧化纳，所述过氧化纳表面覆盖有药料保护膜，反应器内设有负压腔体；所述氧气气囊内附若干酸性中和剂；所述氧气气囊上设有嘴控供氧阀门；所述单向进水阀门连接至启动开关。工作原理设计巧妙，使救生装置同时实现浮力和供氧两种救生功能。本发明与现有技术相比的优点是：本发明的救生装置，体积和重量都便于携带，甚至可以穿戴，不影响日常活动；既可独立作为救生设备，也可和腰带、腕表等制成一体。

Description

一种便携式防溺水两用救生装置及其工作原理
技术领域
本发明涉及救生装置，尤其涉及一种便携式防溺水两用救生装置及其工作原理。
背景技术
目前，救生领域的溺水救生设备，主要存在以下问题：1、便携性差：常规救生圈，救生衣，潜水服等便携性差，不可能随身携带。因此，在紧急情况不能及时获得，这是事故发生的重要原因之一。2、现有类似的便携式救生装置，采用高压气瓶进行充气，其便携性还是不够。3、现有类似的化学反应充气救生装置，产生的是二氧化碳气体，仅能作为浮力救生装置，在沉船事故中的水密空间逃生等需要氧气的情况下无法发挥救生作用。
发明内容
本发明是为了解决上述不足，提供了一种便携式防溺水两用救生装置及其工作原理。
本发明的上述目的通过以下的技术方案来实现：一种便携式防溺水两用救生装置，其特征在于：包括反应器和氧气气囊，反应器和氧气气囊通过管道一连接，管道一上设有单向阀；所述反应器连接单向进水阀门，所述反应器内放置有过氧化纳，所述过氧化纳表面覆盖有药料保护膜，反应器内设有负压腔体；所述氧气气囊内附若干酸性中和剂，以中和反应器内产生的氢氧化钠，减小腐蚀性，同时，鲜艳的颜色也可作为定位剂使用；所述氧气气囊上设有嘴控供氧阀门；所述单向进水阀门连接至启动开关；所述氧气气囊由橡胶、硅胶或易折叠的柔性材料制成。
对穿戴式便携应用，为避免以上化学反应产生大量的热对人体造成灼伤，同时提高充气效率，所述救生装置还包括冷却系统，所述冷却系统包括冷媒容器和冷媒气囊，冷媒容器内放置有液体冷媒，冷媒容器通过管道二连接冷媒气囊，管道二上设有一次开启同步阀门；所述一次开启同步阀门与单向进水阀门一起连接至启动开关。这是利用独立容器储存液体冷媒(比如R22，R410A)，单向进水阀门和单向阀启动时候，一次开启同步阀门同时打开，利用充气过程化学反应产生的热来汽化冷媒给独立的冷媒气囊充气。由于应用场合在水中，也可用水隙等方式进行隔热，降低系统的复杂性。
本发明的工作原理：本发明通过反应器的负压作用，使外界的水进入反应器中，并通过药料保护膜延缓反应进度，以保证进水量，进入反应器的水与过氧化钠混合并发生化学反应，生成氧气，其化学反应方程式为：2Na2O2+2H2O＝4NaHO+O2；产生氧气的气压关闭单向进水阀门，并通过单向阀进入氧气气囊，从而提供浮力或者通过氧气气囊上的嘴控供氧阀门供氧。前述化学反应所需部分反应物(水)无需装置自带，因此，产气效率更高，便携性更好，同时，所生成的氧气既可提供浮力，又可在紧急情况下作为供氧使用。
在沉船等事故的水密空间，具有良好水性和潜水经验人员紧急逃生或救生时候，可将废气吹回到气囊后吸入氧气，二氧化碳将和过氧化纳反应产生氧气，或被前面的反应产物氢氧化钠吸收(NaHO+CO2＝NaHCO3或9NaOH+5CO2＝4Na2CO3+NaHCO3+4H2O)，以有效利用废气中的氧气，达到最长的供氧时间，同时避免氧中毒。由于氧气浓度高，普通人员仅吸氧也可支持几分钟的逃生时间。
本发明与现有技术相比的优点是：本发明的救生装置，体积和重量都便于携带，甚至可以穿戴，不影响日常活动；既可独立作为救生设备，也可和腰带、腕表等制成一体。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明另一实施例的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进一步详述。
如图1所示，一种便携式防溺水两用救生装置，包括反应器1和氧气气囊2，反应器1和氧气气囊2通过管道一3连接，管道一3上设有单向阀4；所述反应器1连接单向进水阀门5，所述反应器1内放置有过氧化纳6，所述过氧化纳6表面覆盖有药料保护膜7，反应器1内设有负压腔体15；所述氧气气囊2内附若干酸性中和剂8，以中和反应器1内产生的氢氧化钠，减小腐蚀性，同时，鲜艳的颜色也可作为定位剂使用；所述氧气气囊2上设有嘴控供氧阀门9；所述单向进水阀门5和单向阀4共同连接至启动开关14；所述氧气气囊2由橡胶、硅胶或易折叠的柔性材料制成。
如图2所示，对穿戴式便携应用，为避免以上化学反应产生大量的热对人体造成灼伤，同时提高充气效率，所述救生装置还包括冷媒容器10，所述冷媒容器10内放置有液体冷媒11，冷媒容器11通过管道二12连接冷媒气囊16，管道二12上设有一次开启同步阀门13；所述一次开启同步阀门13连接至启动开关14。这是利用独立容器储存液体冷媒(比如R22，R410A)，单向进水阀门和单向阀启动时候，一次开启同步阀门同时打开，利用充气过程化学反应产生的热来汽化冷媒给独立的冷媒气囊充气。由于应用场合在水中，也可用水隙等方式进行隔热，减少系统的复杂性。
本发明操作及反应流程如下：
1、启动：当发生溺水时候，装置浸在水中，手动或自动触发启动开关14，单向进水阀门5打开，由于反应器1内为负压，外部水被吸入直至合适水量。
2、进水量控制：进水量由反应器1空间大小及负压程度控制，同时，在设定进水时间内药料保护膜有效，避免提前发生化学反应而产生气体使进水量不足。
3、反应：药料保护膜7逐渐被进入的水浸润破坏而失效，过氧化纳6与水发生化学反应生成氧气，水和氢氧化钠。通过设计过氧化纳6结构及空隙的不同，以控制反应的速度，达到氧气气囊2膨胀速度不对人产生损伤下的最快充气速度。
4、充气：反应产生的氧气通过单向阀4给氧气气囊2充气。氧气气囊2可作为浮力装置使用，也可作为供氧使用，达到所设计的救生目的。
5、降温：单向进水阀门5和单向阀4启动时，冷媒容器10的一次开启同步阀门13打开，冷媒容器10内的液体冷媒11汽化给冷媒气囊16充气，同时带走化学反应产生的热，避免人体被灼伤。
本发明中各原料的比重测算：按头部占身体十分之一，在水面呼吸大约需要一半头部露出水面，100KG成人仅需要5KG的浮力即可救生，产生5KG浮力的气囊需要氧气约5升，氧气比重为1.33g/升。7.8g装药+1.8g水，可生成1.2升氧气，氢氧化纳比重为2.8g/ml，成人需要31.2g，产生4.8L氧气，基本满足大部分成年人救生浮力要求，并可供氧大约几分钟。氢氧化钠体积12ml，水7.2ml，加足够的反应空间，装置做到30ml即可。最小6cm×5cm×1cm即可满足要求，完全可以做成腕表。按儿童50KG计算，可减少一半，3cm×5cm×1cm即可，产品将更加小巧更具有便携性。儿童手表装药8-20g，成人表装药20-32g。考虑冷媒气囊，虽然系统增加体积和重量，但装药可减少，整体体积重量基本不变，仅供氧量会有所下降。目前市场上的手表一般可到80-300g，本发明新增重量是可接受的。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (3)

1.一种便携式防溺水两用救生装置，其特征在于：包括反应器和氧气气囊，反应器和氧气气囊通过管道一连接，管道一上设有单向阀；所述反应器连接单向进水阀门，所述反应器内放置有过氧化纳，所述过氧化纳表面覆盖有药料保护膜，且药料保护膜遇水会逐渐被进入的水浸润破坏而失效，反应器内设有负压腔体；所述氧气气囊内附若干酸性中和剂；所述氧气气囊上设有嘴控供氧阀门；所述单向进水阀门连接至启动开关；所述救生装置还包括冷却系统，所述冷却系统包括冷媒容器和冷媒气囊，冷媒容器内放置有液体冷媒，冷媒容器通过管道二连接冷媒气囊，管道二上设有一次开启同步阀门；所述一次开启同步阀门与单向进水阀门一起连接至启动开关，单向进 水阀门和单向阀启动时， 一次开启同步阀门同时打开。
2.根据权利要求1所述的一种便携式防溺水两用救生装置，其特征在于：所述氧气气囊由橡胶或硅胶制成。
3.根据权利要求1所述的一种便携式防溺水两用救生装置的救生方法，其特征在于：通过反应器的负压作用，使外界的水进入反应器中，并通过药料保护膜延缓反应进度，以保证进水量，进入反应器的水与过氧化钠混合并发生化学反应，生成氧气，其化学反应方程式为：2Na2O2+2H2O＝4NaOH+O2；产生氧气的气压关闭单向进水阀门，并通过单向阀进入氧气气囊，从而提供浮力或者通过氧气气囊上的嘴控供氧阀门供氧。
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