一种防溺水救生装置

1.本技术涉及溺水救生用具技术领域，尤其涉及一种防溺水救生装置。


背景技术：

2.人们在游泳、水上作业过程中，可能会面临溺水的危险,当发生溺水情况后,如果身旁无人援助,又缺乏必要的自救设备,很容易危及自身的生命安全。当人员发生溺水时,溺水救生用具能够漂浮在水面使得溺水人员抓住防止其沉入水下,从而使得溺水人员获得足够的营救时间,现有的溺水救生用具必须使用充气工具充气后才能够进行使用,操作费时费力,延长了救援人员的救援时间,从而耽误了对溺水人员的救援:现有的溺水救生用具不便于精准的将其投掷到溺水人员的身边,由于充好气体后的溺水救生用具体积大质量轻,其投掷受风速影响较大；现有的溺水救生用具需要提前充好气体才能够起到救生作用,充好气体后的溺水救生用具体积较大,因此不便于救援人员进行携带。
3.因此，针对现有溺水救生用具的局限性，需要一种能够方便落水人员穿戴且能够快速充气的溺水救生装置。


技术实现要素：

4.本技术为解决游泳爱好者发生溺水情况后缺乏必要的白救设备,容易危及白身的生命安全的问题,提供一种防溺水救生装置,能够实现充气层快速自动充气及荧光层发光求救,使使用者漂于水面且便于救援人员寻找目标,达到救生的目的，所述技术方案如下：
5.本技术提供一种防溺水救生装置，包括衣主体及与所述衣主体可拆卸式连接的袖体、救生发生装置：所述衣主体和所述袖体包括依次层叠设置的内衬层、中间层和外表层，其中，在所述内衬层与所述中间层之间设有充气层，在所述中间层与所述外表层之间设有荧光层；在所述衣主体和/或所述袖体上设有所述救生发生装置，并通过触发所述救生发生装置以向所述充气层充气；其中，所述荧光层具有荧光阀门，在所述荧光阀门处封锁有水溶性荧光材料，在所述荧光层内填充有水溶剂，所述充气层充气后将所述荧光阀门打开并将所述水溶性荧光材料挤压至所述荧光层内，激发所述荧光层发光。
6.例如，在一个实施例提供的防溺水救生装置中，所述救生发生装置包括壳体及激励装置，所述壳体具有外表面和与所述外表面相背的内表面，所述内表面贴设于所述内衬层，在所述内表面上设有充气孔，通过所述充气孔向所述充气层充气；所述激励装置位于所述壳体内，所述激励装置包括激励电路及与所述激励电路相耦合的激励化合物，通过所述激励电路形成高温高压环境以激励所述激励化合物反应生成气体，以向所述充气层充气。
7.例如，在一个实施例提供的防溺水救生装置中，在所述壳体的外表面设有触发按钮，通过触发所述触发按钮启动所述激励装置以向所述充气层充气。
8.例如，在一个实施例提供的防溺水救生装置中，所述救生发生装置还包括电池，位于所述壳体内，所述电池与所述激励电路电连接，以为所述激励电路提供电能。
9.例如，在一个实施例提供的防溺水救生装置中，所述激励化合物包括nan3、kno3和
sio2。
10.例如，在一个实施例提供的防溺水救生装置中，在所述荧光层内填充有占所述荧光层空间80％的水溶剂，且在所述水溶剂的液压作用下使所述荧光阀门闭合，以使所述荧光层形成密闭空间。
11.例如，在一个实施例提供的防溺水救生装置中，所述充气层充气后在气压作用下将所述荧光阀门打开，并将所述水溶性荧光材料挤压至所述荧光层内与所述水溶剂发生化学反应，使得所述水溶性荧光材料在所述荧光层发光。
12.例如，在一个实施例提供的防溺水救生装置中，当进入所述荧光层内的气体气压与所述水溶剂的液压大于等于所述充气层的气压时，所述荧光阀门关闭，以形成封闭的荧光层。
13.例如，在一个实施例提供的防溺水救生装置中，所述水溶性荧光材料包括相互隔离的过氧化物、酯类化合物和荧光染料。
14.例如，在一个实施例提供的防溺水救生装置中，所述袖体与所述衣主体通过子母扣可拆卸式连接，且所述袖体与所述衣主体的内衬层与外表层之间具有相互独立的密闭空间，在所述袖体的袖口处设有手指扣孔。
15.本技术一些实施例提供的一种防溺水救生装置带来的有益效果为：本技术的防溺水救生装置能够解决游泳爱好者发生溺水情况后缺乏必要的白救设备容易危及白身的生命安全的问题,能够实现充气层快速自动充气及荧光层发光求救,使使用者漂于水面便于呼吸和求救，且便于救援人员寻找目标,达到救生的目的，无需使用充气工具充气，直接通过激励电路激发激励化合物反应快速释放气体完成充气，且在下水者入水前即穿戴在身上，无需投掷，为落水者提供最佳救援时间。
附图说明
16.为了更清楚地说明本说明书实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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技术的一些实施例，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。
17.图1是本技术的防溺水救生装置衣主体结构示意图；
18.图2是本技术的防溺水救生装置衣主体与袖体连接状态结构示意图；
19.图3是本技术的袖体端部与衣主体连接处断面图；
20.图4是本技术的衣主体肩部与袖体连接处断面图；
21.图5是本技术的救生发生装置结构示意图；
22.图6是本技术的激励电路原理图；
23.图7是本技术的交流等效电路原理图；
24.图8是本技术的激励电路中晶体管门限电平v
beo
与温度t的关系图；
25.图9是本技术的荧光层截面图。
具体实施方式
26.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术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技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
27.除非另外定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
28.本技术提供一种防溺水救生装置，如图1-4所示，包括衣主体100及与所述衣主体100可拆卸式连接的袖体200、和救生发生装置300：所述衣主体100和所述袖体200包括依次层叠设置的内衬层110、中间层120和外表层130，其中，在所述内衬层110与所述中间层120之间设有充气层140，在所述中间层120与所述外表层130之间设有荧光层150；在所述衣主体100和/或所述袖体200上设有所述救生发生装置300，并通过触发所述救生发生装置300以向所述充气层140充气；其中，所述荧光层150具有荧光阀门151，在所述荧光阀门151处封锁有水溶性荧光材料152，在所述荧光层150内填充有水溶剂153，所述充气层140充气后将所述荧光阀门151打开并将所述水溶性荧光材料152挤压至所述荧光层150内，激发所述荧光层150发光。
29.根据上述实施例，通过充气层140实现衣主体100和/或袖体200的漂浮以防溺水，通过荧光层150发光进行求救，且便于救援人员发现目标，本技术通过设置开拆卸的袖体200，使用者可单独使用袖体200作为救生装置，或单独使用衣主体100作为救生装置，或将袖体200与衣主体100组合作为救生装置，且在下水者入水前即穿戴在身上，无需投掷，为落水者提供最佳救援时间。
30.其中，内衬层110与外表层130采用透光柔性pet高分子材料制成。
31.例如，在一个实施例提供的防溺水救生装置中，如图5所示，所述救生发生装置300包括壳体310及激励装置320，所述壳体310具有外表面311和与所述外表面311相背的内表面312，所述内表面312贴设于所述内衬层110，在所述内表面312上设有充气孔313，通过所述充气孔313与内衬层110连接且通过所述充气孔313向所述充气层140充气；所述激励装置320位于所述壳体310内，所述激励装置320包括激励电路321及与所述激励电路321相耦合的激励化合物，通过所述激励电路321形成高温高压环境以激励所述激励化合物反应生成气体，以向所述充气层140充气。
32.其中，壳体310的外表面311由耐水性反光材料构成发光件，壳体310内部采用耐水、耐高温、耐高压的高分子材料构成，且高分子材料由聚苯醚树脂、尼龙66树脂、抗氧剂、成核剂母粒、相容剂、润滑剂和黑色助剂制成，各组分的百分含量分别为：聚苯醚树脂40％—50％，尼龙66树脂50％—60％，抗氧剂0.2％—0.6％、成核剂母粒0％—10％、相容剂0.3％—0.6％、润滑剂0.4％—0.6％和黑色助剂0.5％—1.0％。
33.具体地，聚苯醚树脂为聚苯醚材料中任一种，例如采用蓝星化工生产，商品牌号为
lxr035；尼龙66树脂可采用岳化生产，商品牌号为epr27；主抗氧剂为四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯，可采用德国巴斯夫生产，商品牌号为i rganox1010，耐高温辅抗-双(2,4—二枯基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯，可采用美国dover chemica l公司生产，牌号s9228；成核剂母粒是带有尼龙端羧基封锁官能团的成核剂母粒，该成核剂母粒含有环氧基团、以长碳链为主要成分的羧酸钙盐成核剂和乙烯基增韧剂等其他成分通过双螺杆挤出机制备的成核剂母粒，如北京泰纳科生产，牌号e5073；相容剂是sebs接枝马来酸酐或者ppo接枝马来酸酐，可选用一种或者两种混合物即，如采用岳化生产，牌号mp90；润滑剂为乙烯基双硬脂酰胺，主要起润滑作用，提高材料流动性和脱模效果，可采用美国龙沙生产，商品牌号为pets；黑色助剂是中高色素的炭黑，如卡博特生产，牌号m717。
[0034]
例如，在一个实施例提供的防溺水救生装置中，在所述壳体310的外表面311设有触发按钮314，通过触发所述触发按钮314启动所述激励装置320以向所述充气层140充气。
[0035]
例如，在一个实施例提供的防溺水救生装置中，所述救生发生装置300还包括电池330，位于所述壳体310内，所述电池330与所述激励电路320电连接，以为所述激励电路320提供电能。
[0036]
根据上述实施例，直接通过激励电路激发激励化合物反应快速释放气体完成充气，无需使用充气工具充气，激励电路323的原理图如图6所示，激励电路320为克拉泼振荡电路，交流等效电路原理图如图7所示。
[0037]
其中，l3即激励线圈电感，cec是晶体管c、e之间的极间电容。
[0038]
振荡频率满足以下公式：
[0039][0040][0041]
电路反馈系数满足以下公式：
[0042][0043]
振荡的激励电流(即功率)直接受功率管参数β、i
cbo
、v
beo
等的影响。理论和实验证明晶体管参数β、i
cbo
、v
beo
与环境温度t关系密切。
[0044]
反向穿透电流满足以下公式：
[0045][0046]
随温度的变化率为:
[0047]
δβ/δt＝(1+β)2×2×
10-4
/℃
[0048]
而晶体管门限电平v
beo
随温度变化为：
[0049]
dv
beo
/dt＝-2.5mv/℃
[0050]
晶体管门限电平v
beo
与温度t的关系图如图8所示，由图8可知，随着温度上升，在v
be
较小的条件下可以获得较大的静态工作点电流i b
。综合以上可知，随着环境温度上升，激励管电流i c
增大，i e
增大，导致激励功率增大。实际工作中我们在三极管发射极设置有触发电感l2，它是一个闭合铁心两级线圈(初级线圈、次级线圈)结构，将触发电感l2中的次级
线圈一端触点置于激励化合物中激励其化学反应以解放气体完成充气功能。
[0051]
具体的l2由初级线圈及次级线圈组成，通过控制上述激励电路的来自于电池330的供电与否，当闭合时，电池330提供上述激励电路直流静态工作环境，同时完成三极管的放大功能形成初级电流；当断开时，上述激励电路被切断，l2初级绕组中的电流迅速降到零，线圈周围和铁心中的磁场也迅速衰减以至消失，因此在l2线圈的次级绕组中产生感应电压(次级电压)，感应电流(次级电流)。
[0052]
上述电路在闭合工作后然后断开，初级电流下降的速率越高，铁心中的磁通变化率越大，次级绕组中产生的感应电压越高，越利于触点化合物激励。当铁心中的磁通发生变化时，不仅在次级绕组中产生高压电(互感电压)，同时也在初级绕组中产生自感电压和电流。在上述电路断开、初级电流下降的瞬间，自感电流的方向与原初级电流的方向相同，次级线圈触点间形成高温高压环境激励化合物化学反应完成气体的产生。
[0053]
具体的激励化合物包括nan3、kno3和sio2，化学反应如下：
[0054]
(1) 2nan3→
2na+3n2(g)
[0055]
(2) 10na+2kno3→
k2o+5na2o+n2(g)
[0056]
(3)k2o+na2o+2sio2→
k2sio3+na2sio3[0057]
其中，电火花产生高温高压引爆nan3，na具有极高的反应性，kno3被用来去除na，同时产生更多的氮气，sio2的作用就是去除k2o和na2o。
[0058]
上述反应产生的氮气在压力的作用下通过救生发生装置300与内衬层110连接的充气孔313完成对充气层140的充气功能，从而完成衣主体100或袖体200的水面飘浮功能。
[0059]
例如，在一个实施例提供的防溺水救生装置中，如图9所示，在所述荧光层150内填充有占所述荧光层150空间80％的水溶剂153，且在所述水溶剂153的液压作用下使所述荧光阀门151闭合，以使所述荧光层150形成密闭空间。
[0060]
例如，在一个实施例提供的防溺水救生装置中，如图9所示，所述充气层140充气后在气压作用下将所述荧光阀门151打开，并将所述水溶性荧光材料152挤压至所述荧光层150内与所述水溶剂153发生化学反应，使得所述水溶性荧光材料152在所述荧光层150发光。
[0061]
其中，荧光层150中由于氮气、水溶性荧光材料152通入水溶剂153，产生以下效果：在水溶剂153中产生气泡；水溶性荧光材料152(包含相互隔离的:过氧化物、酯类化合物和荧光染料)在气压的作用力下通过荧光阀门151进入到水溶剂153中，通过化学反应作用使得水溶性荧光材料152发光从而在荧光层150中形成光带。
[0062]
例如，在一个实施例提供的防溺水救生装置中，如图9所示，当进入所述荧光层150内的气体气压与所述水溶剂153的液压大于等于所述充气层140的气压时，所述荧光阀门151关闭，以形成封闭的荧光层150。
[0063]
例如，在一个实施例提供的防溺水救生装置中，所述水溶性荧光材料152包括相互隔离的过氧化物、酯类化合物和荧光染料。
[0064]
具体地，水溶剂153与水溶性荧光材料152发生化学作用的原理为：氮气气压冲刷水溶剂153产生旋转水流与紊流涡旋,紊流运动可以看成是各种不同尺度的涡旋运动迭加于平均流束的结果,涡旋运动产生的剪切力和惯性离心力是絮凝发生碰撞接触的主要作用力。
[0065]
其中涡旋剪切絮凝作用计算如下：
[0066]
紊流运动中的涡旋运动规律:
[0067][0068]
其中，u为计算点的切向速度；k为常数；m为指数(取0.5－0.9)；r为涡旋半径。
[0069]
则半径r处的速度梯度sr为:
[0070][0071]
按camp的絮凝方程式,由涡旋速度梯度引起的单位体积水中单位时间内i颗粒j颗粒碰撞次数n可表示为:
[0072][0073]
其中，ni为i颗粒浓度；nj为j颗粒浓度；ri为i颗粒半径；rj为j颗粒半径。
[0074]
水中颗粒在惯性离心力作用下作径向运动,由于颗粒大小所造成的运动速度差为颗粒间的碰撞接触提供了条件。
[0075]
水中的絮粒与大量的微细气泡接触吸附,从而使絮体密度小于水的密度,带气絮粒便依靠浮力使其上浮致水面,絮粒主要是发光的荧光染料，这样我们就可以方便的通过救生装置的透光柔性pet高分子材料制成的外表层130观察到荧光层150发光。同时由于在荧光层150中只锁存了80％左右的水溶剂153，用户穿戴救生装置后由于包括手臂在内的肢体运动会使荧光层150中的水溶剂153运动，通过上述原理可知始终飘浮于水溶剂153上方的发光絮粒也会随着一起产生流动效果从而形成了动态的求救荧光效果。
[0076]
例如，在一个实施例提供的防溺水救生装置中，如图1-4所示，所述袖体200与所述衣主体100通过子母扣可拆卸式连接，且所述袖体200与所述衣主体100内衬层110与外表层130之间内衬层110与外表层130之间具有相互独立的密闭空间，使得袖体200可单独使用或与衣主体100连接后组合使用，在所述袖体200的袖口处设有手指扣孔210。
[0077]
其中，所述子母扣包括母孔221和子扣222，通过母孔221和子扣222配合插接实现袖体200与衣主体100的连接。
[0078]
根据上述实施例，通过在袖口处设置手指扣孔210方便用户在单独使用可拆卸袖体200时用于大拇指的插入完成与其他手指的紧握功能。
[0079]
尽管本技术的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本技术的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本技术并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

技术特征：
1.一种防溺水救生装置，其特征在于，包括：衣主体，及与所述衣主体可拆卸式连接的袖体，所述衣主体和所述袖体包括依次层叠设置的内衬层、中间层和外表层，其中，在所述内衬层与所述中间层之间设有充气层，在所述中间层与所述外表层之间设有荧光层；救生发生装置，在所述衣主体和/或所述袖体上设有所述救生发生装置，并通过触发所述救生发生装置以向所述充气层充气；其中，所述荧光层具有荧光阀门，在所述荧光阀门处封锁有水溶性荧光材料，在所述荧光层内填充有水溶剂，所述充气层充气后将所述荧光阀门打开并将所述水溶性荧光材料挤压至所述荧光层内，激发所述荧光层发光。2.根据权利要求1所述防溺水救生装置，其特征在于，所述救生发生装置包括：壳体，具有外表面和与所述外表面相背的内表面，所述内表面贴设于所述内衬层，在所述内表面上设有充气孔，通过所述充气孔向所述充气层充气；激励装置，位于所述壳体内，所述激励装置包括激励电路及与所述激励电路相耦合的激励化合物，通过所述激励电路形成高温高压环境以激励所述激励化合物反应生成气体，以向所述充气层充气。3.根据权利要求2所述防溺水救生装置，其特征在于，在所述壳体的外表面设有触发按钮，通过触发所述触发按钮启动所述激励装置以向所述充气层充气。4.根据权利要求3所述防溺水救生装置，其特征在于，所述救生发生装置还包括电池，位于所述壳体内，所述电池与所述激励电路电连接，以为所述激励电路提供电能。5.根据权利要求2所述防溺水救生装置，其特征在于，所述激励化合物包括nan3、kno3和sio2。6.根据权利要求1所述防溺水救生装置，其特征在于，在所述荧光层内填充有占所述荧光层空间80％的水溶剂，且在所述水溶剂的液压作用下使所述荧光阀门闭合，以使所述荧光层形成密闭空间。7.根据权利要求6所述防溺水救生装置，其特征在于，所述充气层充气后在气压作用下将所述荧光阀门打开，并将所述水溶性荧光材料挤压至所述荧光层内与所述水溶剂发生化学反应，使得所述水溶性荧光材料在所述荧光层发光。8.根据权利要求7所述防溺水救生装置，其特征在于，当进入所述荧光层内的气体气压与所述水溶剂的液压大于等于所述充气层的气压时，所述荧光阀门关闭，以形成封闭的荧光层。9.根据权利要求8所述防溺水救生装置，其特征在于，所述水溶性荧光材料包括相互隔离的过氧化物、酯类化合物和荧光染料。10.根据权利要求1所述防溺水救生装置，其特征在于，所述袖体与所述衣主体通过子母扣可拆卸式连接，且所述袖体与所述衣主体的内衬层与外表层之间具有相互独立的密闭空间，在所述袖体的袖口处设有手指扣孔。

技术总结
本申请公开了一种防溺水救生装置，包括衣主体及与所述衣主体可拆卸式连接的袖体、救生发生装置：所述衣主体和所述袖体包括依次层叠设置的内衬层、中间层和外表层，其中，在所述内衬层与所述中间层之间设有充气层，在所述中间层与所述外表层之间设有荧光层；在所述衣主体和/或所述袖体上设有所述救生发生装置，并通过触发所述救生发生装置以向所述充气层充气；其中，所述荧光层具有荧光阀门，在所述荧光阀门处封锁有水溶性荧光材料，在所述荧光层内填充有水溶剂，所述充气层充气后将所述荧光阀门打开并将所述水溶性荧光材料挤压至所述荧光层内，激发所述荧光层发光。本申请能够实现充气层快速自动充气,方便寻找目标,达到救生的目的。目的。目的。


技术研发人员：雷海东 涂娟
受保护的技术使用者：江汉大学
技术研发日：2022.12.12
技术公布日：2023/5/30