CN115337868A - 气体发生装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种气体发生装置，包括气囊、反应腔体结构、第一单向阀以及负压发生结构，气囊开设有进气口以向气囊内送气；反应腔体结构具有与进气口连通的反应空腔，反应腔体结构包括设置在反应腔内的反应物，反应物能够与反应液发生反应以产生气体；第一单向阀连接在进气口与反应空腔之间，反应物与反应液发生反应产生的气体能够自第一单向阀流向反应空腔；负压发生结构设置在反应空腔内，负压发生结构能够在预设条件下使反应空腔呈负压状态，以能够驱使反应液进入反应空腔内以与反应物发生反应。通过第一单向阀又可以限制进入气囊内的气体再次流出，进而使气囊内充有足够的气体，保持足够的浮力，用户使用更为安全。
Description
技术领域
本发明涉及救生设备的技术领域，尤其涉及一种气体发生装置。
背景技术
由于溺水致死事件时有发生，市面上有一些高压压缩气瓶的救生手环或救生背心，通过触发刺针刺破高压气瓶，使气体充满气囊，产生浮力托起溺水者。但是高压气瓶本身体积较大且存在安全隐患，使用不便。
采用化学产气方式，有加热引燃爆炸物产气和在溶液中发生化学反应产气两种原理。爆炸式的温度高、速度快，易对使用者造成伤害。相关技术中采用溶液式的救生手环或救生背心，大多结构设计不合理，造成浮力不够的问题，安全性能低。
发明内容
鉴于以上问题，本发明提供一种气体发生装置，结构合理，安全性能高。
根据本发明的一方面，提供一种气体发生装置，包括
气囊，其开设有进气口以向所述气囊内送气；
反应腔体结构，其具有与所述进气口连通的反应空腔，所述反应腔体结构包括设置在所述反应腔内的反应物，所述反应物能够与反应液发生反应以产生气体；
第一单向阀，其连接在所述进气口与所述反应空腔之间，所述反应物与反应液发生反应产生的气体能够自所述第一单向阀流向所述反应空腔；以及
负压发生结构，其设置在所述反应空腔内，所述负压发生结构能够在预设条件下使所述反应空腔呈负压状态，以能够驱使反应液进入反应空腔内以与所述反应物发生反应。
作为本发明的一个实施例，所述反应腔体结构包括形成所述反应空腔的第一腔体，所述第一腔体至少具有塌缩状态和扩展状态，在所述塌缩状态，所述反应空腔呈非负压状态以限制反应液进入所述反应空腔，在所述扩展状态，所述反应空腔呈负压状态以驱使反应液进入所述反应空腔，所述负压发生结构能够使所述第一腔体自所述塌缩状态变换至所述扩展状态。
作为本发明的一个实施例，还包括第二单向阀，所述第一腔体具有与所述反应空腔连通的进水口，所述第二单向阀连接在所述进水口上，反应液能够自所述第二单向阀流向所述反应空腔。
作为本发明的一个实施例，所述反应液为外界的水。
作为本发明的一个实施例，所述反应腔体结构还包括第二腔体，所述第二腔体具有储水腔以存储反应液，所述反应液为水，所述储水腔与所述进水口连通。
作为本发明的一个实施例，所述第二腔体为柔性材质制成。
作为本发明的一个实施例，所述负压发生结构包括弹性件，所述弹性件至少具有压缩状态和自然状态，所述弹性件能够在预设条件下自所述压缩状态变换为自然状态，在所述自然状态时，所述弹性件能够将所述反应空腔的容积扩大以使所述反应空腔呈负压状态。
作为本发明的一个实施例，所述弹性件为压缩弹簧或宝塔形弹簧。
作为本发明的一个实施例，所述负压发生结构包括弹性件以及活塞，所述反应空腔呈柱状，所述活塞密封抵接在所述反应空腔的内壁上并将所述反应空腔分隔为前空腔和后空腔，且所述活塞能够在所述反应空腔的轴向相对所述反应空腔内壁滑动，所述弹性件设置在所述前空腔内并与所述活塞连接，所述弹性件至少具有压缩状态和自然状态，所述弹性件能够在预设条件下自所述压缩状态变换为自然状态，在所述自然状态时，所述弹性件能够驱动所述活塞朝向所述后空腔方向滑动，以使所述前空腔呈负压状态，所述前空腔与所述进气口连通。
作为本发明的一个实施例，所述反应物包括呈固态的酸性物质和呈固态的碳酸盐，或
所述反应物包括呈固态的酸性物质和呈固态的碳酸氢盐。
作为本发明的一个实施例，还包括防水透气膜，所述防水透气膜封设在所述进气口上。
作为本发明的一个实施例，还包括自动脱落机构，所述自动脱落机构设置在所述气囊与所述反应腔体结构之间，并能够在所述气囊充气完成后将所述反应腔体结构与所述气囊脱离连接。
实施本发明实施例，将至少具有如下有益效果：
本实施例中气体发生装置，其通过向气囊内充气，进而以提供浮力，通过反应腔体结构能够在反应空腔内反应产生气体，由于反应空腔与进气口连通，进而反应空腔内反应产生的气体会进入气囊内，通过第一单向阀又可以限制进入气囊内的气体再次流出，进而使气囊内充有足够的气体，保持足够的浮力，用户使用更为安全，通过负压发生结构能够使反应空腔呈现负压状态，进而能够驱使反应液进入反应空腔以与反应物发生反应，进而能够保证反应物与反应液的顺利反应，进一步提高安全性能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
其中：
图1为一个实施例中的气体发生装置的结构示意图，此时弹性件处于压缩状态；
图2为一个实施例中的气体发生装置的结构示意图，此时弹性件处于自然状态；
图3为另一个实施例中的气体发生装置的结构示意图，
图4为一个实施例中的宝塔形弹簧的结构示意图；
图中：100、气囊；101、进气口；200、反应腔体结构；201、反应空腔；210、第一腔体；211、进水口；220、第二单向阀；230、第二腔体；231、储水腔；300、第一单向阀；400、负压发生结构；410、弹性件；411、压缩弹簧；412、宝塔形弹簧。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……) 仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果所述特定姿态发生改变时，则所述方向性指示也相应地随之改变。
另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个所述特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
参照图1-图4，本发明一实施例提供了一种气体发生装置，该气体发生装置可以是用于溺水救生的救生设备，比如救生手环、救生背心等通过产生气体以提供浮力的救生装备，该气体发生装置还可以应用于浮力辅助，比如游泳教学时的辅助设备。
本发明实施例的气体发生装置包括气囊100、反应腔体结构200、第一单向阀300以及负压发生结构400。
向气囊100内充气，可使气囊100在水中产生浮力，具体地，气囊100开设有进气口101，通过该进气口101能够向气囊100内充气。
至于气囊100的具体形状可根据需求设定，比如，可将气囊100设为环状以作为救生手环使用，还可以是根据其它需求将气囊100设为其它形状。
反应腔体机构可用于发声化学反应以产生气体，具体地，反应腔体结构200 具有与进气口101连通的反应空腔201，反应腔体结构200包括设置在反应腔内的反应物(图中未示出)，反应物能够与反应液发生反应以产生气体；由于反应空腔201与进气口101连通，进而使得反应空腔201内产生的气体能够快速充入气囊100内。
第一单向阀300为流体可单向流通的阀体，具体地，第一单向阀300连接在进气口101与反应空腔201之间，反应物与反应液发生反应产生的气体能够自第一单向阀300流向反应空腔201，通过第一单向阀300可以使反应空腔201内化学反应产生的气体顺利进入气囊100内，但是进入气囊100内的气体不会再自气囊100内经第一单向阀300流出，从而保证了气囊100不会漏气，使气囊100内能始终保持充足的气体，进而使气囊100能够始终提供充足的浮力，用户使用更为安全。
负压发生结构400主要目的是使反应液进入反应空腔201并与反应物接触发生化学反应，具体地，负压发生结构400设置在反应空腔201内，负压发生结构 400能够在预设条件下使反应空腔201呈负压状态，以能够通过压强差驱使反应液进入反应空腔201内以与反应物发生反应。通过负压发生结构400能够保证反应物与反应液的顺利反应，进一步提高安全性能。
另外，由于相较于直接让反应物与反应液在气囊100内发生化学反应，不仅反应物与反应液反应时可能会对气囊100造成损坏，气囊100内还会进入很多反应液，反应液不仅会占据气囊100一定的容积，使气体总量减少，而且造成气囊 100的重量增加，致使气囊100的浮力减小。本申请中的该气体发生装置由于同时具有气囊100以及反应腔体结构200，气囊100用于提供浮力，反应腔体结构200用于发生化学反应以产生气体，二者配合使用，气囊100的结构以及材质不会有很高的要求，气囊100内也可充入更多的气体，而且，气囊100内也不会进入大量的反应液，进而使得气囊100的浮力更大。
需要说明的是，预设条件指的是人处于危险的状态，具体地，在预设条件下，负压发生结构400可以通过使用者手动启动，也可以是自动启动，至于如何自动启动负压发生结构400，在后续实施例中将进行仔细描述。
在一实施例中，反应物包括呈固态的酸性物质和呈固态的碳酸盐，或反应物包括呈固态的酸性物质和呈固态的碳酸氢盐。
该酸性物质可以是柠檬酸、苹果酸、硫酸铝以及酒石酸等，具体地，该酸性物质在溶于水后形成酸性溶液。该碳酸盐可以是碳酸钠、碳酸钾和碳酸镁等，该碳酸氢盐可以是碳酸氢钠、碳酸氢钾和碳酸氢镁等。
具体地，该酸性物质与碳酸盐或与碳酸氢盐可根据需求随意搭配，比如该反应物为呈固态的柠檬酸和碳酸钾，或呈固态的苹果酸和碳酸氢钾，或呈固态的柠檬酸和碳酸氢钠，或呈固态的硫酸铝和碳酸氢钠，或呈固态的酒石酸和碳酸钠，或呈固态的柠檬酸和镁粉。反应液为水，当反应物与反应液接触时，或呈固态的柠檬酸和碳酸钾，或呈固态的苹果酸和碳酸氢钾，或呈固态的柠檬酸和碳酸氢钠，或呈固态的硫酸铝和碳酸氢钠，或呈固态的酒石酸和碳酸钠，或呈固态的柠檬酸和镁粉遇水溶解形成相应的溶液，从而使柠檬酸溶液和碳酸钾溶液能够发生化学反应，苹果酸溶液和碳酸氢钾溶液能够发生化学反应，柠檬酸溶液和碳酸氢钠溶液能够发生化学反应，硫酸铝溶液和碳酸氢钠溶液能够发生化学反应，酒石酸溶液和碳酸钠溶液能够发生化学反应，柠檬酸溶液和镁粉能够发生化学反应。
需要说明的是，可在本实施例中发生化学反应的反应物不止上述各物质，还可以是其它的一些酸碱组合。
当然，在其它一些实施例中，还可以是反应物为一碱性溶液，反应液为一酸性溶液。具体会在后面的实施例中具体阐述。
参照图1-图3，在一实施例中，反应腔体结构200包括形成反应空腔201的第一腔体210，第一腔体210至少具有塌缩状态和扩展状态，在塌缩状态，反应空腔201呈非负压状态以限制反应液进入反应空腔201，在扩展状态，反应空腔 201呈负压状态以驱使反应液进入反应空腔201，负压发生结构400能够使第一腔体210自塌缩状态变换至扩展状态。本实施例中主要通过改变第一腔体210的形态，进而改变反应空腔201内的压强，在扩展状态下，由于反应空腔201呈负压状态，进而能够将反应液吸入至反应空腔201内与反应物发生化学反应。
需要说明的是，第一腔体210的形状及大小可根据需要调整改变，在此不做具体的限定。
参照图1以及图2，在一具体的实施例中，气体发生装置还包括第二单向阀 220，第二单向阀220为流体可单向流通的阀体，第一腔体210具有与反应空腔 201连通的进水口211，第二单向阀220连接在进水口211上，反应液能够自第二单向阀220流向反应空腔201。通过第二单向阀220同样能够使反应空腔201 只能进水而不能出水，也不能使反应空腔201内的气体自进水口211流出，而是使反应空腔201内的气体流向气囊100内，提高了气囊100的充气速度和充气量。
在一更具体的实施例中，反应液为外界的水，具体为该气体发生装置所处于的环境中的水，当该气体发生装置处在预设条件下，负压发生结构400能够使反应空腔201呈现负压状态，进而可将外界的水吸入反应空腔201内与反应物进行反应，由于水是自外界获得，进而使得该气体发生装置的整体重量较小，游泳时负担更小。
参照图3，在另一更具体的实施例中，反应腔体结构200还包括第二腔体230，第二腔体230具有储水腔231以存储反应液，反应液为水，储水腔231与进水口 211连通。本实施例中的水为预先放置在第二腔体230内的水，而非外界的水，在预设条件下，负压发生结构400能够使反应空腔201呈现负压状态，进而可将储水腔231内的水吸入反应空腔201内以与反应物发生化学反应。
为了将储水腔231内的反应液尽可能多的吸入反应空腔201内，第二腔体230 为柔性材质制成。进而在储水腔231内的反应液减少时，储水腔231的容积减小，内部压强保持在稳定范围内，进而使反应空腔201内的压强与储水腔231的内部压强保持一定的压强差，更易将储水腔231内的反应液吸入反应空腔201内。
在又一更具体的实施例中，该实施例是基于上述另一更具体的实施例，不同之处在于，该实施例中的反应物为酸性溶液或酸性固态物质，相应地，反应液为碱性固态物质或碱性溶液，当然，反应物也可以是碱性固态物质或碱性溶液，而相应地，反应液为酸性溶液或酸性固态物质，比如，反应物为镁粉，放置在反应空腔201内，反应液为柠檬酸溶液，放置在储水腔231内。
在一实施例中，负压发生结构400包括弹性件410，弹性件410至少具有压缩状态和自然状态，弹性件410能够在预设条件下自压缩状态变换为自然状态，在自然状态时，弹性件410能够将反应空腔201的容积扩大以使反应空腔201呈负压状态。
优选地，弹性件410设置在第一腔体210内，在自然状态时，弹性件410能够使第一腔体210自塌缩状态转换为扩展状态，而弹性件410的压缩状态对应于第一腔体210的塌缩状态。
参照图1以及图2，在一具体的实施例中，弹性件410为压缩弹簧411，该压缩弹簧411具体呈圆柱状，压缩弹簧411轴向各位置处的外径均相同，通过该压缩弹簧411设置在反应空腔201内，进而在该压缩弹簧411自压缩状态转换为自然状态时，能够将第一腔体210自塌缩状态撑起至扩展状态。
参照图4，在另一具体的实施例中，弹性件410为宝塔形弹簧412，宝塔形弹簧412至少存在一段，沿其轴向其外径是逐渐减小的，宝塔形弹簧412的弹力更强，且所占空间更小，进而能够减小第一腔体210的体积。
当然，在其它一些具体的实施例中，弹性件410还可以是多个小弹簧，还可以是类似洗耳球的弹性橡胶体等其他具有形变恢复能力的结构。
在另一实施例中，负压发生结构400包括弹性件410以及活塞，反应空腔201 呈柱状，活塞密封抵接在反应空腔201的内壁上并将反应空腔201分隔为前空腔和后空腔，且活塞能够在反应空腔201的轴向相对反应空腔201内壁滑动，弹性件410设置在前空腔内并与活塞连接，弹性件410至少具有压缩状态和自然状态，弹性件410能够在预设条件下自压缩状态变换为自然状态，在自然状态时，弹性件410能够驱动活塞朝向后空腔方向滑动，以使前空腔呈负压状态，前空腔与进气口101连通，进水口211也与前空腔连通，反应物设置在前空腔内，该实施例同样能够使反应空腔201外部的反应液进入前空腔内并与反应物发生化学反应。而且，该实施例中的负压发生结构400的材质具有更多样性的选择。
至于前文中提到的自动启动负压发生结构400的方案，其基于负压发生结构 400包括弹性件410基础上，该方案中的负压发生结构400还包括限位件(图中未示出)，限位件能够使弹性件410保持在压缩状态，该限位件持续浸水达到一定时间，限位件可断开，进而弹性件410可自压缩状态变换为自然状态，进而使负压发生结构400自动启动，从而能够保证用户在沉入水中后一定时间后可被该气体发生装置救起，尤其是对于已经失去意识的用户更为适用。
在一实施例中，气体发生装置还包括防水透气膜(图中未示出)，防水透气膜封设在进气口101上，通过该防水透气膜可以防止反应空腔201内的反应液进入气囊100内，进而提高气囊100的储气量，进而提高气囊100的浮力。
在一实施例中，还包括自动脱落机构(图中未示出)，自动脱落机构连接在气囊100与反应腔体结构200之间，并能够在气囊100充气完成后将反应腔体结构200与气囊100脱离连接。进而使得气囊100无需承载反应腔体结构200以及负压发生结构400，进一步提高对人体的浮力支撑，使用户使用更为安全。
以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。
Claims (12)
1.一种气体发生装置，其特征在于，包括：
气囊，其开设有进气口以向所述气囊内送气；
反应腔体结构，其具有与所述进气口连通的反应空腔，所述反应腔体结构包括设置在所述反应腔内的反应物，所述反应物能够与反应液发生反应以产生气体；
第一单向阀，其连接在所述进气口与所述反应空腔之间，所述反应物与反应液发生反应产生的气体能够自所述第一单向阀流向所述反应空腔；以及
负压发生结构，其设置在所述反应空腔内，所述负压发生结构能够在预设条件下使所述反应空腔呈负压状态，以能够驱使反应液进入反应空腔内以与所述反应物发生反应。
2.根据权利要求1所述的气体发生装置，其特征在于，所述反应腔体结构包括形成所述反应空腔的第一腔体，所述第一腔体至少具有塌缩状态和扩展状态，在所述塌缩状态，所述反应空腔呈非负压状态以限制反应液进入所述反应空腔，在所述扩展状态，所述反应空腔呈负压状态以驱使反应液进入所述反应空腔，所述负压发生结构能够使所述第一腔体自所述塌缩状态变换至所述扩展状态。
3.根据权利要求2所述的气体发生装置，其特征在于，还包括第二单向阀，所述第一腔体具有与所述反应空腔连通的进水口，所述第二单向阀连接在所述进水口上，反应液能够自所述第二单向阀流向所述反应空腔。
4.根据权利要求3所述的气体发生装置，其特征在于，所述反应液为外界的水。
5.根据权利要求3所述的气体发生装置，其特征在于，所述反应腔体结构还包括第二腔体，所述第二腔体具有储水腔以存储反应液，所述反应液为水，所述储水腔与所述进水口连通。
6.根据权利要求5所述的气体发生装置，其特征在于，所述第二腔体为柔性材质制成。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的气体发生装置，其特征在于，所述负压发生结构包括弹性件，所述弹性件至少具有压缩状态和自然状态，所述弹性件能够在预设条件下自所述压缩状态变换为自然状态，在所述自然状态时，所述弹性件能够将所述反应空腔的容积扩大以使所述反应空腔呈负压状态。
8.根据权利要求7所述的气体发生装置，其特征在于，所述弹性件为压缩弹簧或宝塔形弹簧。
9.根据权利要求1所述的气体发生装置，其特征在于，所述负压发生结构包括弹性件以及活塞，所述反应空腔呈柱状，所述活塞密封抵接在所述反应空腔的内壁上并将所述反应空腔分隔为前空腔和后空腔，且所述活塞能够在所述反应空腔的轴向相对所述反应空腔内壁滑动，所述弹性件设置在所述前空腔内并与所述活塞连接，所述弹性件至少具有压缩状态和自然状态，所述弹性件能够在预设条件下自所述压缩状态变换为自然状态，在所述自然状态时，所述弹性件能够驱动所述活塞朝向所述后空腔方向滑动，以使所述前空腔呈负压状态，所述前空腔与所述进气口连通。
10.根据权利要求1-6中任一项所述的气体发生装置，其特征在于，所述反应物包括呈固态的酸性物质和呈固态的碳酸盐，或
所述反应物包括呈固态的酸性物质和呈固态的碳酸氢盐。
11.根据权利要求1-6中任一项所述的气体发生装置，其特征在于，还包括防水透气膜，所述防水透气膜封设在所述进气口上。
12.根据权利要求1-6中任一项所述的气体发生装置，其特征在于，还包括自动脱落机构，所述自动脱落机构设置在所述气囊与所述反应腔体结构之间，并能够在所述气囊充气完成后将所述反应腔体结构与所述气囊脱离连接。
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