CN114715359A - 一种投抛型水上救援救生器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种投抛型水上救援救生器，包括发射套管，发射套管的管内发射通道中设置有救援弹，发射套管的尾部一体化连接有气体压力箱，压缩气体箱内的气体压力仓连通管内发射通道尾端；气体压力仓内加压后，救援弹从管内发射通道发射出；本发明的结构简单，发射阶段时密度大，有效避免风阻的影响，有效射程远。

Description

一种投抛型水上救援救生器

技术领域

本发明属于水上救援领域。

背景技术

投抛型水上救援救生器一般以压缩空气为动力，并以炮弹的形式发射到预定的救援水域，这种方式主要用于海上救援、海军救援、海难救援等情况下使用，在紧急情况下这种发射形的救援装备的投送速度是最及时的一种；但是这种发射型的救援弹为了能在水中浮起，一般密度都会设置成低于水的密度，这样也会造成发射过程中因空气阻力的原因，造成射程不足的问题；而采用传感器触发气囊或远程控制气囊膨胀都会存在稳定性和成本的制约；因此有必要设计一种在发射阶段时密度大，坠落水中后利用纯机械结构自动激发气囊的救援弹结构。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种投抛型水上救援救生器，能将救生装置已炮弹的向上打出到预定水域。

技术方案：为实现上述目的，本发明的一种投抛型水上救援救生器，包括发射套管，发射套管的管内发射通道中设置有救援弹，发射套管的尾部一体化连接有气体压力箱，压缩气体箱内的气体压力仓连通管内发射通道尾端；气体压力仓内加压后，救援弹从管内发射通道发射出；

发射出去的救援弹在落入水中之前的整体密度大于水的密度，救援弹上有气囊单元和充气单元；救援弹在落入水中后下沉，当救援弹下沉到预定压强深度时，充气单元自动对气囊单元充气，使气囊单元膨胀，从而使救援弹的整体密度大于水的密度而上浮。

进一步的，救援弹包括尖锥形弹头；尖锥形弹头的弹体尾部固定设置有由若干呈圆周阵列分布的囚笼杆围合而成的囚笼结构；气囊单元约束于囚笼结构内；

气囊单元包括球壳体，球壳体内为球形仓，在尖锥形弹头竖向朝下的视角下，球壳体由上中下三段构成；球壳体由上中下三段分别为上段硬质球面壁、中段乳胶球面壁和下段硬质球面壁；在尖锥形弹头竖向朝下的视角下，各囚笼杆的直线段的上端均朝靠近尖锥形弹头轴线的一侧合拢倾斜，使球壳体的中段乳胶球面壁的外球面与各囚笼杆的直线段的上端相切；

球壳体沉入水中足够的水压深度时，中段乳胶球面壁外壁面会在水压的作用下向靠近球形仓球心的方向凹陷成凹环壁.。

进一步的，尖锥形弹头内同轴心设置有拉杆通道，尖锥形弹头的尾部同轴心设置有与拉杆通道同轴心连通的储气罐固定槽。

进一步的，充气单元包括同轴心固定于储气罐固定槽中的环形压缩气体储气罐，环形压缩气体储气罐内为环形压缩气体储存仓，环形压缩气体储存仓内储存有压缩气体；环形压缩气体储气罐的内环壁.中部镂空有若干压缩气体导出孔，内环壁.的内圈上下端分别同轴心固定有上橡胶密封圈和下橡胶密封圈；还包括同轴心穿过拉杆通道和内环壁.的拉杆，上橡胶密封圈和下橡胶密封圈均与拉杆外壁滑动密封配合，从而使上橡胶密封圈与下橡胶密封圈之间形成连通压缩气体导出孔的过渡环腔；拉杆的上端连接上段硬质球面壁的顶部，下段硬质球面壁的底端一体化固定连接拉杆外壁。

进一步的，拉杆内同轴心设置有导气通道，拉杆的上段侧壁上设置有若干出气孔，各出气孔将导气通道上端与球形仓相互连通；拉杆的下段侧壁上设置有若干进气孔；拉杆的下段滑动套设有橡胶滑环，橡胶滑环的内壁封堵若干进气孔；橡胶滑环跟随拉杆向上位移到接触下橡胶密封圈时，橡胶滑环无法继续跟着拉杆向上位移，从而使橡胶滑环与拉杆相对滑动而脱离若干进气孔；当壳体相对于下方的尖锥形弹头做向上浮的运动并向上逃脱由若干呈圆周阵列分布的囚笼杆围合而成的囚笼结构时，若干进气孔也跟随拉杆向上位移至连通过渡环腔。

进一步的，拉杆靠近救援弹头部的一端同轴心一体化连接有粗于拉杆的减阻尖头。

进一步的，减阻尖头与拉杆的连接处形成限位台阶，当若干进气孔跟随拉杆向上位移至连通过渡环腔时，橡胶滑环刚好被夹在下橡胶密封圈与限位台阶之间。

进一步的，各囚笼杆的上端均一体化连接有向远离尖锥形弹头轴线一侧弯曲的圆弧段。

有益效果：本发明的结构简单，发射阶段时密度大，有效避免风阻的影响，有效射程远，坠落水中后利用纯机械结构自动激发气囊的救援弹结构，使球形仓内被进一步的迅速加压，中段乳胶球面壁会因气压的作用向外迅速膨胀胀大成环形浮力气囊；从而使这时救援弹的整体密度低于水的密度，从而速膨胀胀大成的环形浮力气囊带着救援弹整体上浮到水面，这时的尖锥形弹头仍然处于水面以下，并对浮力气囊的几何中心形成一个向下拉的作用，起到稳定环形浮力气囊的作用，使浮力气囊不会发生翻滚的现象，更加边缘溺水者抱住浮力气囊。

附图说明

附图1为本装置的整体结构示意图；

附图2为救援弹飞行状态的示意图；

附图3为救援弹在水中下沉过程中的示意图；

附图4为附图3的剖视图；

附图5为附图4的标记40处的放大示意图；

附图6为附图3的第二剖视图；

附图7为附图6的基础上球壳体相对于下方的尖锥形弹头做向上浮的运动并向上逃脱由若干呈圆周阵列分布的囚笼杆围合而成的囚笼结构的示意图；

附图8为中段乳胶球面壁因气压的作用向外迅速膨胀胀大成环形浮力气囊的示意图；

附图9为附图8的标记25处的放大示意图；

附图10为附图8的立体示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作更进一步的说明。

如附图1至10所示的一种投抛型水上救援救生器，包括发射套管31，发射套管31的管内发射通道30中设置有救援弹29，发射套管31的尾部一体化连接有气体压力箱32，压缩气体箱32内的气体压力仓33连通管内发射通道30尾端；气体压力仓33内加压后，救援弹29从管内发射通道30发射出，如图1所示；发射出去的救援弹29在落入水中之前的整体密度大于水的密度，救援弹29上有气囊单元和充气单元；救援弹29在落入水中后下沉，当救援弹29下沉到预定压强深度时，充气单元自动对气囊单元充气，使气囊单元膨胀，从而使救援弹29的整体密度大于水的密度而上浮；本装置的尖锥形弹头1上还可以连接回拉绳索100；用于将已经发射出去的救援弹29回拉上岸。

如图2，救援弹29包括尖锥形弹头1；尖锥形弹头1的弹体尾部固定设置有由若干呈圆周阵列分布的囚笼杆15围合而成的囚笼结构；气囊单元约束于囚笼结构内；气囊单元包括球壳体28，球壳体28内为球形仓20，在尖锥形弹头1竖向朝下的视角下，球壳体28由上中下三段构成；球壳体28由上中下三段分别为上段硬质球面壁18、中段乳胶球面壁16和下段硬质球面壁14；球形仓20内预填充有正压气体，中段乳胶球面壁16在球形仓20内的气压作用下外凸成与球壳体28外壁面重合的球面；若球形仓20内进一步加压，则中段乳胶球面壁16会因气压的作用向外膨胀胀大成环形浮力气囊16.1；

如图3、4、5、6；在尖锥形弹头1竖向朝下的视角下，各囚笼杆15的直线段的上端均朝靠近尖锥形弹头1轴线的一侧合拢倾斜，使球壳体28的中段乳胶球面壁16的外球面与各囚笼杆15的直线段的上端相切，且各囚笼杆15的直线段与中段乳胶球面壁16的相切处均高于球壳体28的球心，从而使球壳体28在若干囚笼杆15的共同约束下，球壳体28无法向上逃脱囚笼结构；

当尖锥形弹头1朝下，并带着球壳体28沉入水中足够的水压深度时，中段乳胶球面壁16外壁面会在水压的作用下向靠近球形仓20球心的方向凹陷成凹环壁16.2(如图5中的虚线标记16.2)，从而使各囚笼杆15上端与中段乳胶球面壁16分离，球壳体28在浮力作用下向上逃脱由若干呈圆周阵列分布的囚笼杆15围合而成的囚笼结构；球壳体28相对于下方的尖锥形弹头1做向上浮的运动并向上逃脱由若干呈圆周阵列分布的囚笼杆15围合而成的囚笼结构会触发充气单元对球形仓20内进一步加压。

如图5，尖锥形弹头1内同轴心设置有拉杆通道8，尖锥形弹头1的尾部同轴心设置有与拉杆通道8同轴心连通的储气罐固定槽2。

充气单元包括同轴心固定于储气罐固定槽2中的环形压缩气体储气罐13，环形压缩气体储气罐13内为环形压缩气体储存仓23，环形压缩气体储存仓23内储存有压缩气体；环形压缩气体储气罐13的内环壁13.1中部镂空有若干压缩气体导出孔11，内环壁13.1的内圈上下端分别同轴心固定有上橡胶密封圈12和下橡胶密封圈9；还包括同轴心穿过拉杆通道8和内环壁13.1的拉杆3，上橡胶密封圈12和下橡胶密封圈9均与拉杆3外壁滑动密封配合，从而使上橡胶密封圈12与下橡胶密封圈9之间形成连通压缩气体导出孔11的过渡环腔24；

拉杆3的上端一体化固定连接上段硬质球面壁18的顶部，下段硬质球面壁14的底端一体化固定连接拉杆3外壁；

球壳体28相对于下方的尖锥形弹头1做向上浮的运动并向上逃脱由若干呈圆周阵列分布的囚笼杆15围合而成的囚笼结构的过程会带动拉杆3同步向上位移。

拉杆3内同轴心设置有导气通道27，拉杆3的上段侧壁上设置有若干出气孔19，各出气孔19将导气通道27上端与球形仓20相互连通；拉杆3的下段侧壁上设置有若干进气孔4；拉杆3的下段滑动套设有橡胶滑环7，橡胶滑环7的内壁封堵若干进气孔4；

橡胶滑环7跟随拉杆3向上位移到接触下橡胶密封圈9时，橡胶滑环7无法继续跟着拉杆3向上位移，从而使橡胶滑环7与拉杆3相对滑动而脱离若干进气孔4；

当壳体28相对于下方的尖锥形弹头1做向上浮的运动并向上逃脱由若干呈圆周阵列分布的囚笼杆15围合而成的囚笼结构时，若干进气孔4也跟随拉杆3向上位移至连通过渡环腔24。

拉杆3靠近救援弹29头部的一端同轴心一体化连接有粗于拉杆3的减阻尖头5，从而有降低空气阻力的作用。

减阻尖头5与拉杆3的连接处形成限位台阶6，当若干进气孔4跟随拉杆3向上位移至连通过渡环腔24时，橡胶滑环7刚好被夹在下橡胶密封圈9与限位台阶6之间。

各囚笼杆15的上端均一体化连接有向远离尖锥形弹头1轴线一侧弯曲的圆弧段17，防止囚笼杆15刺破膨胀后的浮力气囊16.1。

本装置工作过程如下：

发射过程：

初始状态下，救援弹29整体置于管内发射通道30内，在使用时，先让发射套管31瞄准目标救援水域，然后加压装置让气体压力仓33内迅速加压，救援弹29从管内发射通道30发射出，最终坠落到目标救援水域中；

气囊触发过程：

救援弹29坠落到目标救援水域中后，由于救援弹29在整体上密度略大于水的密度，因此救援弹29坠落到目标救援水域后会自动在水中下沉，而且由于救援弹29尾部的球壳体28是空心的，因此救援弹29是以密度更高的尖锥形弹头1朝下的姿态下沉的；救援弹29在水面刚开始下沉的过程中，由于下沉深度不够，中段乳胶球面壁16仍然处于外凸的状态，球壳体28的中段乳胶球面壁16的外球面与各囚笼杆15的直线段的上端相切，且各囚笼杆15的直线段与中段乳胶球面壁16的相切处均高于球壳体28的球心所在水平面22，从而使球壳体28在若干囚笼杆15的共同约束下，球壳体28无法向上逃脱囚笼结构；

随着救援弹29的继续下沉，直至球壳体28沉入水中足够的水压深度时，中段乳胶球面壁16外壁面会在水压的作用下向靠近球形仓20球心的方向凹陷成凹环壁16.2，从而使各囚笼杆15上端与中段乳胶球面壁16分离，球壳体28在浮力作用下向上逃脱由若干呈圆周阵列分布的囚笼杆15围合而成的囚笼结构；球壳体28相对于下方的尖锥形弹头1做向上浮的运动并向上逃脱由若干呈圆周阵列分布的囚笼杆15围合而成的囚笼结构的过程会带动拉杆3同步向上位移，橡胶滑环7跟随拉杆3向上位移到接触下橡胶密封圈9时，橡胶滑环7无法继续跟着拉杆3向上位移，从而使橡胶滑环7与拉杆3相对滑动而脱离若干进气孔4，随着拉杆3继续向上位移，直至若干进气孔4跟随拉杆3向上位移至连通过渡环腔24；

此时橡胶滑环7刚好被夹在下橡胶密封圈9与限位台阶6之间，从而使拉杆3无法进行相对向上位移，这时压缩气体储存仓23内储存的压缩气体自动从若干压缩气体导出孔11压入过渡环腔24内，过渡环腔24内的压缩气体通过进气孔4压入导气通道27，最后导气通道27将压缩气体通过若干出气孔19压入到球壳体28内的球形仓20内，从而使球形仓20内被进一步的迅速加压，中段乳胶球面壁16会因气压的作用向外迅速膨胀胀大成环形浮力气囊16.1；从而使这时救援弹29的整体密度低于水的密度，从而速膨胀胀大成的环形浮力气囊16.1带着救援弹29整体上浮到水面，这时的尖锥形弹头1仍然处于水面以下，并对浮力气囊16.1的几何中心形成一个向下拉的作用，起到稳定环形浮力气囊16.1的作用，使浮力气囊16.1不会发生翻滚的现象，更加边缘溺水者抱住浮力气囊16.1。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种投抛型水上救援救生器，包括发射套管(31)，所述发射套管(31)的管内发射通道(30)中设置有救援弹(29)，所述发射套管(31)的尾部一体化连接有气体压力箱(32)，所述压缩气体箱(32)内的气体压力仓(33)连通所述管内发射通道(30)尾端；所述气体压力仓(33)内加压后，所述救援弹(29)从管内发射通道(30)发射出；

其特征在于：发射出去的所述救援弹(29)在落入水中之前的整体密度大于水的密度，所述救援弹(29)上有气囊单元和充气单元；救援弹(29)在落入水中后下沉，当救援弹(29)下沉到预定压强深度时，所述充气单元自动对气囊单元充气，使气囊单元膨胀，从而使救援弹(29)的整体密度大于水的密度而上浮。

2.根据权利要求1所述的一种投抛型水上救援救生器，其特征在于：所述救援弹(29)包括尖锥形弹头(1)；所述尖锥形弹头(1)的弹体尾部固定设置有由若干呈圆周阵列分布的囚笼杆(15)围合而成的囚笼结构；所述气囊单元约束于所述囚笼结构内；

所述气囊单元包括球壳体(28)，所述球壳体(28)内为球形仓(20)，在所述尖锥形弹头(1)竖向朝下的视角下，所述球壳体(28)由上中下三段构成；所述球壳体(28)由上中下三段分别为上段硬质球面壁(18)、中段乳胶球面壁(16)和下段硬质球面壁(14)；在所述尖锥形弹头(1)竖向朝下的视角下，各所述囚笼杆(15)的直线段的上端均朝靠近尖锥形弹头(1)轴线的一侧合拢倾斜，使球壳体(28)的中段乳胶球面壁(16)的外球面与各所述囚笼杆(15)的直线段的上端相切；

球壳体(28)沉入水中足够的水压深度时，中段乳胶球面壁(16)外壁面会在水压的作用下向靠近球形仓(20)球心的方向凹陷成凹环壁(16.2)。

3.根据权利要求1所述的一种投抛型水上救援救生器，其特征在于：尖锥形弹头(1)内同轴心设置有拉杆通道(8)，所述尖锥形弹头(1)的尾部同轴心设置有与拉杆通道(8)同轴心连通的储气罐固定槽(2)。

4.根据权利要求3所述的一种投抛型水上救援救生器，其特征在于：所述充气单元包括同轴心固定于所述储气罐固定槽(2)中的环形压缩气体储气罐(13)，所述环形压缩气体储气罐(13)内为环形压缩气体储存仓(23)，所述环形压缩气体储存仓(23)内储存有压缩气体；所述环形压缩气体储气罐(13)的内环壁(13.1)中部镂空有若干压缩气体导出孔(11)，所述内环壁(13.1)的内圈上下端分别同轴心固定有上橡胶密封圈(12)和下橡胶密封圈(9)；还包括同轴心穿过拉杆通道(8)和内环壁(13.1)的拉杆(3)，所述上橡胶密封圈(12)和下橡胶密封圈(9)均与所述拉杆(3)外壁滑动密封配合，从而使上橡胶密封圈(12)与下橡胶密封圈(9)之间形成连通所述压缩气体导出孔(11)的过渡环腔(24)；拉杆(3)的上端连接所述上段硬质球面壁(18)的顶部，所述下段硬质球面壁(14)的底端一体化固定连接所述拉杆(3)外壁。

5.根据权利要求4所述的一种投抛型水上救援救生器，其特征在于：所述拉杆(3)内同轴心设置有导气通道(27)，所述拉杆(3)的上段侧壁上设置有若干出气孔(19)，各所述出气孔(19)将所述导气通道(27)上端与所述球形仓(20)相互连通；所述拉杆(3)的下段侧壁上设置有若干进气孔(4)；所述拉杆(3)的下段滑动套设有橡胶滑环(7)，所述橡胶滑环(7)的内壁封堵所述若干进气孔(4)；橡胶滑环(7)跟随拉杆(3)向上位移到接触下橡胶密封圈(9)时，所述橡胶滑环(7)无法继续跟着拉杆(3)向上位移，从而使橡胶滑环(7)与拉杆(3)相对滑动而脱离若干进气孔(4)；当壳体(28)相对于下方的尖锥形弹头(1)做向上浮的运动并向上逃脱由若干呈圆周阵列分布的囚笼杆(15)围合而成的囚笼结构时，若干进气孔(4)也跟随拉杆(3)向上位移至连通所述过渡环腔(24)。

6.根据权利要求5所述的一种投抛型水上救援救生器，其特征在于：所述拉杆(3)靠近救援弹(29)头部的一端同轴心一体化连接有粗于拉杆(3)的减阻尖头(5)。

7.根据权利要求6所述的一种投抛型水上救援救生器，其特征在于：所述减阻尖头(5)与拉杆(3)的连接处形成限位台阶(6)，当若干进气孔(4)跟随拉杆(3)向上位移至连通所述过渡环腔(24)时，所述橡胶滑环(7)刚好被夹在下橡胶密封圈(9)与限位台阶(6)之间。

8.根据权利要求7所述的一种投抛型水上救援救生器，其特征在于：各所述囚笼杆(15)的上端均一体化连接有向远离尖锥形弹头(1)轴线一侧弯曲的圆弧段(17)。

Images