CN205409766U - 一种便携式智能管道液体冷却服 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种便携式智能管道液体冷却服，包括液冷服主体，冷却背包和内穿衣，所述液冷服主体包括流动冷却液的管道和接头；所述冷却背包包括冷却液箱和电子流速控制装置，所述液冷服主体通过接头与冷却背包相连；所述内穿衣具有温控系统，温控系统将检测到的人体体表温度信息传递给电子流速控制装置，电子流速控制装置再通过调控液冷服主体管道内冷却液的流速进行制冷。根据人体皮肤温度，通过电子流率控制装置控制流入冷却服主体中管道网络的液体流速，针对性地给人体进行制冷，可极大的改善穿着者的舒适性。
Description
技术领域
本发明涉及一种便携式智能管道液体冷却服。
背景技术
人们在生活和工作时，由于体内的新陈代谢作用人体不断产生热量，为了避免体温升高过快，人体新陈代谢产热需及时散失到外界环境中。当人体长期处于热环境中，输入身体的热量大于身体的散热量时，体内储热达到某种程度后，将诱发热痉挛、热衰竭、中暑等热疾病。构成热应激的主要物理参数有：环境温度、环境湿度、风速、辐射、工作强度和服装。缓解人体热应激通过调节以上一个或多个参数实现，然而在某些特定的工作环境下，调节环境因素是不切实际的且费用昂贵，所以需要进行个体冷却。目前主要采用的个体冷却服包括：管道液冷服、管道气冷服、相变材料冷却服和通风服。管道液冷服是将预冷却的液体通入植入在服装中的管道网络，借助水泵使其循环流动，通过传导促进人体散热。管道气冷服的是将预冷却的空气通过涡流管将冷空气通入植入服装的管道系统中，以对流和蒸发对人体进行降温。相变材料冷却服有两大类，一是将相变材料与纤维结合，制成服装；二是将相变材料块放置于预先缝制在服装中的口袋；两者皆是通过紧贴个体对个体进行传导散热。通风服则是将微型风扇嵌于服装上，通过风扇将环境中的空气不断吸入服装内部并使其循环流动，加速个体体表的蒸发散热。
前人研究表明，管道液冷服较管道气冷服制冷效果好，且成套系统较轻便；较相变材料冷却服制冷持续时间长；通风服只适用于湿度低的环境条件，而管道液冷服的制冷效果不受环境限制。目前已有的管道液冷服只能按设定好的液体流速给人体制冷，不能对人体实时生理状态进行监测，并根据个体实时生理状态进行有针对性的调节输出制冷效果，因此降低了人体穿着冷却服的舒适感，限制了管道冷却服在工作热环境上的应用。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种便携式智能管道液体冷却服。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
一种便携式智能管道液体冷却服，包括液冷服主体，冷却背包和内穿衣，所述液冷服主体包括流动冷却液的管道和接头；所述冷却背包包括冷却液箱和电子流速控制装置，所述液冷服主体通过接头与冷却背包相连；所述内穿衣具有温控系统，温控系统将检测到的人体体表温度信息传递给电子流速控制装置，电子流速控制装置再通过调控液冷服主体管道内冷却液的流速进行制冷。
优选地，所述冷却背包还包括热交换系统、电源、微型泵、流量过滤器和电动阀门，电源给电动阀门和微型泵供电，微型泵带动冷却液箱中的冷却液流动至管道，热交换系统用于给冷却液箱中的冷却液降温，冷却液在冷却液箱、微型泵、电动阀门、流量过滤器和管道之间循环流动。
优选地，所述冷却背包还包括LCD显示屏，及连接LCD显示屏与电子流速控制装置的导线，
所述温控系统包括至少一只温度传感器和微型数据处理与记录系统，所述微型数据处理与记录系统包括温控模块、信号处理模块、CPU和信号处理电源模块；微型数据处理与记录系统将通过温控模块、信号处理模块、CPU和信号处理电源模块将温度传感器产生的模拟信号转变为电信号；
所述电子流速控制装置包括蓝牙模块、流量控制模块和流速控制电源模块；
所述电信号被蓝牙模块接收并在LCD显示屏上显示实时温度，通过比较实时温度和目标温度的大小由流量控制模块控制微型泵开启功率大小和阀门开启大小，调节冷却液流速。
优选地，所述热交换系统包括温度为不高于0℃的冰盒或冰袋，所述冷却液箱、热交换系统、微型泵、电源放置于所述冷却背包内。进一步优选地，冷却液箱材质选用TPU，强度高，弹性好。
优选地，所述冷却液为水，所述管道呈网络状分布于液冷服主体。
热交换系统采用冰盒或冰袋的形式，在冰盒或冰袋内注入水，后将冰盒或冰袋放入冰箱内冷冻至0°C，然后放入冷却液箱内，用于冷却液箱内的液体的热量交换。
优选地，所述电源包括锂电池，及外接电源接头。
优选地，所述内穿衣为T恤，所述液冷服主体为液冷背心，所述冷却背包为双肩背包，所述温控系统包括四只温度传感器，分别植入在T恤的前胸、腹部、肩胛和脊椎处。
优选地，所述管道材质为PVC，管道内径为1.7mm，外径为3.4mm，管道份两组，共长约20m。
优选地，所述冷却背包内设有绝热层，冷却背包材质为牛津布。
优选地，所述内穿衣选自T恤、裤子、连身衣、头套、颈套。本发明的液体冷却服不仅适用于全身性液冷服，还适于身体局部降温的局部液冷服。
本发明通过温控系统与电子流速控制装置控制管道液冷背心中管道液体的流速，其中，温控系统通过嵌于内穿衣，如内穿紧身T恤上的温度传感器实时检测人体体表温度，微型数据处理与记录系统适时采集读取传感器检测到的温度数据，并对这些数据进行比较、分析、处理、存储和显示，根据所采集到的人体平均皮肤温度，通过电子流速控制装置控制泵采取的功率以及阀门的开启程度，达到调节管道中的液体流速的目的，上述根据人体的实时生理状态有针对性的对人体进行制冷，可以极大的提高人体穿着智能管道液冷背心时的热舒适性。当人体某部位或平均皮肤温度低于30.5°C时，系统自动关闭水泵（即微型泵）和阀门（即电子阀门），管道内的液体停止流动；当人体平均皮肤温度处于30.5-33.5°C之间时，水泵开至低功率，阀门开启程度低，控制管道内液体处于低流速；当人体平均皮肤温度高于33.5°C时，水泵自动调节至最大功率，阀门最大程度开启，控制管道内液体处于高速流动。
本发明所达到的有益效果：
1.本管道液体冷却服通过在内穿衣植入皮肤温度传感器实时监测人体皮肤温度，根据人体皮肤温度，通过电子流率控制装置控制流入冷却服主体中管道网络的液体流速，针对性地给人体进行制冷，可极大的改善穿着者的舒适性。
2.冷却液箱箱、微型泵等制冷装置均设置于背包中，减轻了成套冷却系统的重量，提高了管道液冷背心的便携性能。该液冷服中的水泵等装置可由锂电池或者外部电源提供能量，锂电池增加了管道液冷背心的便携性，可利用的外部电源延长了管道液冷背心的制冷持续时间。
3.热交换系统更换方便，只需取出冷却液箱里的冰盒更换即可。背包内有绝热层，缓解热交换器中的冰融化，使用时间更加持久。
附图说明
图1是优选实施例中液体冷却服的基本构架图；
图2是液冷服主体（正面）外形及管道分布图；
图3是液冷服主体（反面）外形及管道分布图；
图4是冷却背包外形图；
图5是图4中冷却背包的热交换系统结构示意图；
图6是内穿衣正面及温度传感器分布图；
图7是内穿衣反面及温度传感器分布图；
图8是微型数据处理与记录系统及电子流速控制装置内部模块图；其中：
111.冷却回路，222.控制回路，333.电源供应回路，1.液冷背心，11.接头，2.管道，3.冷却背包，31.导线，32.流量过滤器，33.电动阀门，4.水箱，5.热交换系统，6.电源开关，7.电源，8.水泵，9.电子流速控制装置，13.LCD显示屏，14.连接LCD显示屏与电子流速控制装置9的导线，15.微型数据处理与记录系统，16.温度传感器，150.紧身T恤。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
如图1-8所示，一种便携式智能管道2液体冷却服，包括液冷背心1（即液冷服主体），冷却背包3和紧身T恤150（即内穿衣），液冷背心1包括流动冷却液的管道2和接头11；本实施例中冷却液为水，具体地，管道2呈网络状分布于液冷背心1，管道2分两组，管道2材质为PVC，管道2内径为1.7mm，外径为3.4mm，共长约20m。液冷背心1的主体材质采用网格布，这更利于透气透湿；液冷背心1通过接头11与冷却背包3相连。
冷却背包3包括冷却液箱（此处为水箱）和电子流速控制装置9，紧身T恤150具有温控系统，温控系统将检测到的人体体表温度信息传递给电子流速控制装置9，电子流速控制装置9再通过调控液冷服主体管道2内冷却液的流速进行制冷。
具体地，冷却背包3还包括热交换系统5、电源7、导线31、电源开关6、微型泵（此处为水泵8）、管道2与水箱接头、流量过滤器32、电动阀门33、LCD显示屏13，及连接LCD显示屏与电子流速控制装置9的导线14，电源给电动阀门33和微型泵供电，此处电源包括锂电池，及设于锂电池放置处的外接电源接头，水泵8带动水箱中的冷却液流动至管道2，热交换系统5用于给冷却液箱中的冷却液降温，冷却液在冷却液箱、微型泵、电动阀门33、流量过滤器32和管道2之间循环流动。冷却背包3内设有绝热层，冷却背包3材质为牛津布。
以上所称温控系统包括四只温度传感器16和一微型数据处理与记录系统15，四只温度传感器16分别植入在紧身T恤150的前胸、腹部、肩胛和脊椎处。紧身T恤150可采用例如Coolmax等功能性纤维面料，能更好的达到吸湿排汗的效果。如图8所示，微型数据处理与记录系统15包括温控模块、信号处理模块、CPU和信号处理电源模块；微型数据处理与记录系统15将通过温控模块、信号处理模块、CPU和信号处理电源模块将温度传感器16产生的模拟信号转变为电信号；电子流速控制装置9包括蓝牙模块、流量控制模块和流速控制电源模块；
所述电信号被蓝牙模块接收并在LCD显示屏上显示实时温度，通过比较实时温度和目标温度的大小由流量控制模块控制微型泵开启功率大小和阀门开启大小，调节冷却液流速。
具体地，热交换系统5包括温度为不高于0℃的冰盒，在冰盒内注入水，后将冰盒放入冰箱内冷冻至0°C，然后放入冷却液箱内，用于水液箱内的液体的热量交换。冷却液箱即水箱4材质选用TPU，强度高，弹性好。
更具体地，水箱4、热交换系统5、微型泵（即水泵8）、电源7放置于所述冷却背包3内。可缩小成套管道冷却服的体积，增加便携性。
在使用时，微型数据处理与记录系统15适时采集读取传感器检测到的温度数据，并对这些数据进行比较、分析、处理、存储和显示，根据所采集到的人体平均皮肤温度，通过电子流速控制装置9控制泵采取的功率以及阀门的开启程度，达到调节管道中的液体流速的目的，上述根据人体的实时生理状态有针对性的对人体进行制冷，可以极大的提高人体穿着智能管道液冷背心1时的热舒适性。当人体某部位或平均皮肤温度低于30.5°C时，系统自动关闭水泵8和电子阀门，管道内的液体停止流动；当人体平均皮肤温度处于30.5-33.5°C之间时，水泵8开至低功率，阀门开启程度低，控制管道内液体处于低流速；当人体平均皮肤温度高于33.5°C时，水泵8自动调节至最大功率，阀门最大程度开启，控制管道内液体处于高速流动。
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，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种便携式智能管道液体冷却服，其特征在于，包括液冷服主体，冷却背包和内穿衣，所述液冷服主体包括流动冷却液的管道和接头；所述冷却背包包括冷却液箱和电子流速控制装置，所述液冷服主体通过接头与冷却背包相连；所述内穿衣具有温控系统，温控系统将检测到的人体体表温度信息传递给电子流速控制装置，电子流速控制装置再通过调控液冷服主体管道内冷却液的流速进行制冷。
2.根据权利要求1所述的一种便携式智能管道液体冷却服，其特征在于，所述冷却背包还包括热交换系统、电源、微型泵、流量过滤器和电动阀门，电源给电动阀门和微型泵供电，微型泵带动冷却液箱中的冷却液流动至管道，热交换系统用于给冷却液箱中的冷却液降温，冷却液在冷却液箱、微型泵、电动阀门、流量过滤器和管道之间循环流动。
3.根据权利要求2所述的一种便携式智能管道液体冷却服，其特征在于：
所述冷却背包还包括LCD显示屏，及连接LCD显示屏与电子流速控制装置的导线，
所述温控系统包括至少一只温度传感器和微型数据处理与记录系统，所述微型数据处理与记录系统包括温控模块、信号处理模块、CPU和信号处理电源模块；微型数据处理与记录系统将通过温控模块、信号处理模块、CPU和信号处理电源模块将温度传感器产生的模拟信号转变为电信号；
所述电子流速控制装置包括蓝牙模块、流量控制模块和流速控制电源模块；
所述电信号被蓝牙模块接收并在LCD显示屏上显示实时温度，通过比较实时温度和目标温度的大小由流量控制模块控制微型泵开启功率大小和阀门开启大小，调节冷却液流速。
4.根据权利要求2所述的一种便携式智能管道液体冷却服，其特征在于，所述热交换系统包括温度为不高于0℃的冰盒或冰袋，所述冷却液箱、热交换系统、微型泵、电源放置于所述冷却背包内。
5.根据权利要求1-4任一项所述的一种便携式智能管道液体冷却服，其特征在于，所述冷却液为水，所述管道呈网络状分布于液冷服主体。
6.根据权利要求2所述的一种便携式智能管道液体冷却服，其特征在于，所述电源包括锂电池，及外接电源接头。
7.根据权利要求3所述的一种便携式智能管道液体冷却服，其特征在于，所述内穿衣为T恤，所述液冷服主体为液冷背心，所述冷却背包为双肩背包，所述温控系统包括四只温度传感器，分别植入在T恤的前胸、腹部、肩胛和脊椎处。
8.根据权利要求7所述的一种便携式智能管道液体冷却服，其特征在于，所述管道材质为PVC，管道内径为1.7mm，外径为3.4mm，管道分两组，共长约20m。
9.根据权利要求1所述的一种便携式智能管道液体冷却服，其特征在于，所述冷却背包内设有绝热层，冷却背包材质为牛津布。
10.根据权利要求1所述的一种便携式智能管道液体冷却服，其特征在于，所述内穿衣选自T恤、裤子、连身衣、头套、颈套。
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