CN108177741A - 一种基于化学原理的溺水自救手环 - Google Patents

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李晓英
周大涛
黄楚
孙淑娴
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Abstract

本发明设计一种基于化学原理的溺水自救手环，所述手环呈腕表状，包括壳体、腕带、气囊，还包括计时的钟表单元表芯，所述气囊叠放在壳体内，气囊内部密封包装有液体盐酸和干粉状碳酸氢钠，所述盐酸又是独立另封装软体袋子中，所述碳酸氢钠包覆在盐酸外部，所述钟表单元表芯也封装在壳体内，壳体表面有观察时间窗口；正常情况下，所述塑料盖通过卡扣将气囊封状在壳体内，使用者仅是当做腕表携带，做水上运动，溺水遇险状况下，需要自救时，手动按压或水压压迫塑料盖，使得包装盐酸的袋子破裂，所述盐酸与碳酸氢钠反应产生气体，导致气囊冲开塑料盖而漂浮至水面，从而将遇险者带出水面，简单轻便，安全可靠。

Description

一种基于化学原理的溺水自救手环
技术领域
本发明涉及一种基于化学原理的溺水自救手环，属水上运动安全用品技术领域。
背景技术
目前大多数防止溺水事故发生的设备主要是一些游泳辅助类工具或是通过高压气罐充气的物理救生装置，这些设备尚不足以应对户外游泳的复杂情况。其中，游泳辅助类工具，如游泳圈、跟屁虫等，体积大，造型单一且极大地限制了游泳者的泳姿；有部分学者考虑到使用化学药品产生气体。但是高压气罐充气的物理救生装置，由于受高压气罐的加工工艺限制，产品形式感单一、对使用者的心理感受及使用环境考虑不足。另一方面，现有利用化学反应的装置未考虑反应容器的结构，往往受到安全性的制约不能使用化学反应激烈的药品，导致气体的产生不够高效，实用性不强。
实用新型专利“溺水救生护腕”（201410044317.5）是利用相互抵触磁铁及活塞装置，在杠杆受水压作用动作时自动灌入水，使得装置内存储的小苏打、柠檬酸和干燥剂产生化学发应，放出气体，从而产生浮力，达到救生效果，然而该种装置需要在一定水深时才能动作，且存储的化学物质与机械动作装置之间没有隔离，存放时间久后必然对活塞有腐蚀作用，会影响到动作效果。因此该种装置虽原理可行，但实用性差。
发明内容
本发明目的是针对背景技术所述问题，设计一种基于化学原理的溺水自救手环，所述手环呈腕表状，包括壳体、腕带、气囊，还包括计时的钟表单元表芯，所述气囊叠放在壳体内，气囊内部密封包装有液体盐酸和干粉状碳酸氢钠，所述盐酸又是独立另封装软体袋子中，所述碳酸氢钠包覆在盐酸外部，所述钟表单元表芯也封装在壳体内，壳体表面有观察时间窗口；正常情况下，所述塑料盖通过卡扣将气囊封状在壳体内，使用者仅是当做腕表携带，做水上运动，溺水遇险状况下，需要自救时，手动按压或水压压迫塑料盖，使得包装盐酸的袋子破裂，所述盐酸与碳酸氢钠反应产生气体，导致气囊冲开塑料盖而漂浮至水面，从而将遇险者带出水面，简单轻便，安全可靠。
本发明的技术方案是：一种基于化学原理的溺水自救手环，是一种配戴在手腕上的溺水自救安全装置，包括：气囊、壳体、腕带；所述壳体与腕带连接，壳体上还设置有塑料盖，所述塑料盖上设置有与壳体卡接的卡扣，所述气囊为可扣叠式的弹性和延展性强的乳胶袋，气囊叠放在所述壳体内部；其特征在于：
所述气囊内部密封包装有设定份量的二种化学物质，其中一种是密封在软体袋子内部的盐酸，另一种是包覆在所述盐酸袋子外部的干粉状碳酸氢钠；
所述气囊外部设置有与壳体相互连接的挂绳；
所述塑料盖为软体塑料材质；
正常状态下，所述塑料盖通过卡扣将气囊封状在壳体内，应急状态下，当所述盐酸与碳酸氢钠反应产生气体时，所述气囊冲开塑料盖而漂浮至水面。
如上所述一种基于化学原理的溺水自救手环，其特征在于：设定所述盐酸的份量为20~30ml，浓度为1mol/L，所述粉状碳酸氢钠的重量为2~5克，纯度为99.9%。
如上所述一种基于化学原理的溺水自救手环，其特征在于：所述溺水自救手环还包括钟表单元，所述钟表单元是防水型机械或电子类的表芯，所述表芯封装在壳体内部，壳体表面设置有观察时间的窗口。
一种基于化学原理的溺水自救手环的溺水自救方法，其特征在于：需要自救时，手动按压或水压压迫塑料盖，使得包装盐酸的袋子破裂，所述盐酸与碳酸氢钠反应产生气体，导致气囊冲开塑料盖而漂浮至水面。
本发明有益效果是：
1、本发明将二种化学物质分层次的密封包装在壳体内的气囊中，所述壳体通过腕带扣合在使用者的手腕上，应急情况下，只人工手动需按压塑料盖，盐酸与碳酸氢钠产生剧烈的化学反应，从而迅速的在气囊内产生大量气体，从而带动遇险者漂浮出水面。即使是遇险者下沉而忘记手动按压，当水深超过5米时，水压也可压迫塑料盖，等同于手动按压效果，使得气囊内产生大量气体，从而带动遇险者漂浮出水面。
2、所附带的计时装置既有利于使用者计时，又可消除游泳使用者排斥本产品的心理。
3、以一个健康的成年人的体重100Kg为标准进行计算，人完全浸入水中仅需46N的浮力就可以浮起头部。盐酸与碳酸氢钠的反应方程式为：HCl+NaHCO3=NaCl+CO2+H2O，根据该化学反应方程式可知，仅需消耗盐酸与碳酸钠共约25克，即可在9s时间内产生气体4.6升，由此既足够将使用者上浮至水面，其它中强酸如柠檬酸的反应，需要至少20s后才结束且气体产生的量明显低于本设计方案。
4、本发明是一种基于化学原理的溺水自救手环，设计总重量小于200g，工作原理简单，携带轻便。
附图说明
图1是本发明实施例“一种基于化学原理的溺水自救手环”处于触发动作状态下结构示意图。
图2是本发明实施例“一种基于化学原理的溺水自救手环”在正常状态下，翻开塑料盖后结构示意图。
图3是气囊中二种化学物质包装时的示意图。
附图中的符号说明：1—壳体，2—卡槽，3—挂绳，4—气囊，5—塑料盖，6—腕带，A—盐酸，B—碳酸氢钠。
具体实施方式
以下结合附图对本发明实施例作进一步说明，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制，凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内，本技术方案中未详细述及的，均为公知技术。
参见图1～图3，本发明一种基于化学原理的溺水自救手环，是一种配戴在手腕上的溺水自救安全装置，包括：气囊4、壳体1、腕带6；所述壳体1与腕带6连接，壳体1上还设置有塑料盖5，所述塑料盖5上设置有与壳体1设置的卡槽2卡接的卡扣，所述气囊4为可扣叠式的弹性和延展性强的乳胶袋，气囊4叠放在所述壳体1内部。
所述气囊4内部密封包装有设定份量的二种化学物质A和B，其中A是密封在软体袋子内部的盐酸，B是包覆在所述盐酸袋子外部的干粉状碳酸氢钠；
所述气囊4外部设置有与壳体1相互连接的挂绳3；
所述塑料盖5为软体塑料材质；
正常状态下，所述塑料盖5通过卡扣将气囊封状在壳体1内，应急状态下，当所述盐酸与碳酸氢钠反应产生气体时，所述气囊4冲开塑料盖5而漂浮至水面。
本发明实施例中，设定所述盐酸的份量为25ml，浓度为1mol/L，所述粉状碳酸氢钠的重量为3克，纯度为99.9%。
所述溺水自救手环还包括钟表单元，所述钟表单元是防水型机械或电子类的表芯，所述表芯封装在壳体内部，壳体表面设置有观察时间的窗口。
本发明一种基于化学原理的溺水自救手环，当遇险者溺水时自救方法是：手动按压塑料盖5，使得包装盐酸的袋子破裂，所述盐酸与碳酸氢钠反应产生气体，导致气囊4冲开塑料盖5而漂浮至水面。
本发明将二种化学物质分层次的密封包装在壳体内的气囊中，所述壳体通过腕带扣合在使用者的手腕上，应急情况下，只人工手动需按压塑料盖，盐酸与碳酸氢钠产生剧烈的化学反应，从而迅速的在气囊内产生大量气体，从而带动遇险者漂浮出水面。即使是遇险者下沉而忘记手动按压，当水深超过5米时，水压也可压迫塑料盖，等同于手动按压效果，使得气囊内产生大量气体，从而带动遇险者漂浮出水面。所附带的计时装置既有利于使用者计时，又可消除游泳使用者排斥本产品的心理。
以一个健康的成年人的体重100Kg为标准进行计算，人完全浸入水中仅需46N的浮力就可以浮起头部。盐酸与碳酸氢钠的反应方程式为：HCl+NaHCO3=NaCl+CO2+H2O，根据该化学反应方程式可知，仅需消耗盐酸与碳酸钠共约25克，即可在9s时间内产生气体4.6升，由此既足够将使用者上浮至水面。若是采用其它的中强酸如柠檬酸的反应，需要至少20s后才结束，且气体产生量明显低于本设计方案。
本一种基于化学原理的溺水自救手环设计总重量小于200g，工作原理简单，携带轻便。

Claims (4)

1.一种基于化学原理的溺水自救手环，是一种配戴在手腕上的溺水自救安全装置，包括：气囊、壳体、腕带；所述壳体与腕带连接，壳体上还设置有塑料盖，所述塑料盖上设置有与壳体卡接的卡扣，所述气囊为可扣叠式的弹性和延展性强的乳胶袋，气囊叠放在所述壳体内部；其特征在于：
所述气囊内部密封包装有设定份量的二种化学物质，其中一种是密封在软体袋子内部的盐酸，另一种是包覆在所述盐酸袋子外部的干粉状碳酸氢钠；
所述气囊外部设置有与壳体相互连接的挂绳；
所述塑料盖为软体塑料材质；
正常状态下，所述塑料盖通过卡扣将气囊封状在壳体内，应急状态下，当所述盐酸与碳酸氢钠反应产生气体时，所述气囊冲开塑料盖而漂浮至水面。
2.如权利要求1所述一种基于化学原理的溺水自救手环，其特征在于：设定所述盐酸的份量为20~30ml，浓度为1mol/L，所述粉状碳酸氢钠的重量为2~5克，纯度为99.9%。
3.如权利要求1所述一种基于化学原理的溺水自救手环，其特征在于：所述溺水自救手环还包括钟表单元，所述钟表单元是防水型机械或电子类的表芯，所述表芯封装在壳体内部，壳体表面设置有观察时间的窗口。
4.一种基于化学原理的溺水自救手环的溺水自救方法，其特征在于：需要自救时，手动按压或水压压迫塑料盖，使得包装盐酸的袋子破裂，所述盐酸与碳酸氢钠反应产生气体，导致气囊冲开塑料盖而漂浮至水面。
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