液冷服及包含其的人体冷却系统的制作方法

[0001]
本发明属于热防护技术领域，具体涉及一种人体热防护用的液冷服，以及包含该液冷服的人体冷却系统。


背景技术：

[0002]
液冷服是一种通过循环流动的低温液体与人体换热达到降温效果的功能性服装，主要由服装和附设在服装上的液冷服管道组成，管道内循环流通低温液体为人体降温，主要应用于高温或密闭环境下的人体热防护、医用人体降温等领域。
[0003]
目前，液冷服上的管道大都采用微细的塑胶水管或热压合的微细塑胶流道构成，由于液体在管道中流通的直径很小，因此普遍存在液冷服中可容纳的液体容积小、温度不均匀、加液操作困难、管路中易混入空气且难以排除空气的缺点。可容纳的液体容积小使得人体的热负荷变化较大时液体的温度波动较大，加液操作困难使得用户的准备时间加长，用户体验不好。液冷服管道中混入空气使液冷服中实际参与循环的流体流量减少，对人体的冷却能力下降，且管路中的空气易使驱动液体循环的泵工作异常，易出现断流现象，影响泵的工作寿命。此外，目前的液冷服功能比较单一，仅能做人体冷却用途，不能另作它用。


技术实现要素：

[0004]
为了解决现有的液冷服存在的储液容积小、温度不均匀、加液排液和排气操作困难、功能单一的问题，本发明提出了一种新型液冷服及包含其的人体冷却系统。
[0005]
本发明是通过以下技术方案实现的：与现有的液冷服中没有大容量的容积用于储液不同，本发明在液冷服中设置有两个大容量的柔性液囊，分别是分液囊和集液囊，其中分液囊用于分配液体，集液囊用于收集液体。具体地，所述液冷服包括外织物层、内织物层、进液管、出液管、进口快速接头、出口快速接头、管套、分液囊、若干条并联的微细流道、集液囊。所述外织物层由具有一定防护功能且隔热保温性能良好的织物构成，所述内织物层是由透气透热性能良好的织物构成，所述分液囊、集液囊和若干条微细流道夹在所述外织物层和内织物层之间。所述若干条并联的微细流道由柔性的、导热良好的塑胶管路构成，其通过缝线、热压、胶粘等任一方式均匀附着在内织物层的表面且位于外织物层和内织物层之间。所述进口快速接头、出口快速接头是内部附有阀门的、具有自动截止功能的快速接头。
[0006]
所述分液囊位于所述液冷服的上部，其是由橡胶、树脂等柔性材料制成的扁形储液容器，其通过缝线、热压、胶粘等任一方式均匀附着在内织物层的表面且位于外织物层和内织物层之间。在分液囊上设有一个进液口、若干个分液口以及一个排气口，其中进液口位于分液囊的侧边，若干个分液口位于分液囊的底部，一个排气口位于分液囊的顶部。
[0007]
所述集液囊位于所述液冷服的底部，其是由橡胶、树脂等柔性材料制成的扁形储液容器，其通过缝线、热压、胶粘等任一方式均匀附着在内织物层的表面且位于外织物层和内织物层之间。在所述柔性液囊上设有一个出液口、若干个集液口、一个吸管口和一个排液
口，其中若干个集液口位于集液囊的顶部，一个出液口位于集液囊的侧边，一个吸管口和一个排液口位于集液囊的底部。
[0008]
所述进液管的一端和进口快速接头相连，所述进液管的另一端和所述分液囊的进液口相连，所述出液管的一端和出口快速接头相连，所述出液管的另一端和所述集液囊的出液口相连，所述若干条并联的微细流道将分液囊的分液口和对应的集液囊的集液口分别连接起来。
[0009]
进一步地，在所述液冷服中还包括排气阀，所述排气阀的一端和分液囊的排气口相连，排气阀的另一端和大气相通。
[0010]
进一步地，在所述液冷服中还包括吸管和吸嘴，其中吸管是柔性的管件，吸管的一端和集液囊的吸管口相连，吸管的另一端和吸嘴相连。所述吸嘴具有打开或关闭功能，其内部有一个起开关作用的阀门，可以将吸嘴打开或关闭。
[0011]
进一步地，在所述液冷服的肩部前面位置还设有吸嘴挂件，所述吸嘴挂件用于将吸嘴挂在液冷服的肩部前面位置，以方便操作。
[0012]
进一步地，在所述液冷服中还设有排液阀，排液阀和集液囊的排液口相连。
[0013]
所述人体冷却系统除包括上述液冷服外，还包括液体冷却装置。所述液体冷却装置具有壳体、出液阀、回液阀、微型泵、液体冷却器。其中微型泵为具有自吸能力的液体增压装置，如隔膜泵等；液体冷却器为可使液体温度降低的器件，如蒸气压缩式制冷器、半导体制冷器等。所述微型泵的进口和所述回液阀相连，所述微型泵的出口和所述液体冷却器的进口相连，所述液体冷却器的出口和所述出液阀相连。
[0014]
所述人体冷却系统在使用时，使人穿着所述液冷服，使所述液冷服的进口快速接头、出口快速接头分别和所述液体冷却装置上的出液阀、回液阀对接，将所述吸嘴和排气阀置于关闭状态，分别启动所述微型泵和所述液体冷却器运行。液体从所述液冷服的集液囊的出液口流出，依次经过出液管、出口快速接头、回液阀进入所述微型泵，在微型泵中液体被加压，加压后的液体被泵入所述液体冷却器，在液体冷却器中液体被冷却成低温液体，低温液体依次经过出液阀、进口快速接头、进液管、分液囊的进液口流入分液囊，随后由分液囊底部的若干个分液口分配到并联的各条微细流道中去，在微细流道中低温液体带走穿着液冷服的人体表面的热量，最后由所述集液囊顶部的若干个集液口返回集液囊。
[0015]
本发明的有益效果体现在：(1) 储液容积大。柔性液囊能够储存的液体容积较大，可充分利用液体比热较大的特点，当人体热负荷变化较大时，有利于减小温度的波动范围；且柔性液囊为扁形结构，其表面积较大，不会对人体产生压迫感，不会明显增加穿着液冷服的人体的负重。
[0016]
(2) 流量和温度分布均匀。在常规液冷服中，通常是一根液体管路从液冷服进口一直延伸到液冷服出口，具有流动阻力大、从液冷服进口到液冷服出口温度梯度大的缺点。而本发明中，液冷服中用于吸收人体热量的微细流道是并联的，因此具有流动阻力小、流量分配均匀、液冷服各部位的温差小等优点。
[0017]
(3)加液、排气和排液方便。利用液冷服上的吸嘴和吸管可以方便地往液冷服中加注液体，设有单独的排气阀和排液阀使得排除液冷服中的气体和液体都很方便。
[0018]
(4) 多功能。在特殊情况下，当所述液冷服的液体采用纯净水且不需要作为冷却用途时，所述液冷服可作为应急水袋使用，此时从液冷服肩部前面的吸嘴挂件上摘下吸嘴
放入口中，即可方便地从柔性液囊中吸水以供饮用。
附图说明
[0019]
图1是本发明所述的液冷服的结构示意图。
[0020]
图2是包含所述液冷服的人体冷却系统的结构示意图。
具体实施方式
[0021]
如图1所示，根据本发明的一个具体实施例， 所述液冷服100由外织物层1、内织物层2、进液管3、出液管4、进口快速接头5、出口快速接头6、管套7、分液囊8、集液囊9、微细流道10、排气阀11、吸嘴12、吸嘴挂件13、吸管14、排液阀15等组成。
[0022]
所述外织物层1和内织物层2构成所述液冷服100的主体结构，其中外织物层1由具有一定防护功能且隔热保温性能良好的织物组成，内织物层2由透气透热性能良好的织物组成。所述微分液囊8、集液囊9、若干条微细流道10夹在外织物层1和内织物层2之间。
[0023]
所述分液囊8位于所述液冷服100的上部，其是由橡胶、树脂等柔性材料制成的扁形储液容器，其通过缝线、热压、胶粘等任一方式均匀附着在内织物层2的表面且位于外织物层1和内织物层2之间。在分液囊8上设有一个进液口8a、若干个分液口8b以及一个排气口8c，其中进液口8a位于分液囊8的侧边，若干个分液口8b位于分液囊8的底部，一个排气口8c位于分液囊8的顶部。
[0024]
所述集液囊9位于所述液冷服100的底部，其是由橡胶、树脂等柔性材料制成的扁形储液容器，其通过缝线、热压、胶粘等任一方式附着在内织物层2的表面且位于外织物层1和内织物层2之间。所述集液囊9具有一个出液口9a、若干个集液口9b、一个吸管口9c、一个排液口9d，其中出液口9a位于集液囊9的侧边，若干个集液口9b位于集液囊9的顶部，吸管口9c和排液口9d位于集液囊9的底部。
[0025]
所述若干条并联的微细流道10由柔性的、导热良好的塑胶管路构成，其通过缝线、热压、胶粘等任一方式均匀附着在内织物层2的表面且位于外织物层1和内织物层2之间。
[0026]
所述进液管3的一端和进口快速接头5相连，所述进液管3的另一端和所述分液囊8的进液口8a相连，所述出液管4的一端和出口快速接头6相连，所述出液管4的另一端和所述集液囊9的出液口9a相连，若干条并联的微细流道10将分液囊8的若干个分液口8b和对应的集液囊9的若干个集液口9b分别连接起来。所述管套7为柔性且具有保温功能的管状材料，它套在进液管3和出液管4的外面，以保护内部的进液管3和出液管4不易折断并避免冷量损失。
[0027]
所述排气阀11的一端和所述分液囊8的排气口8c相连，所述排气阀11的另一端和大气相通，所述分液囊8上部的空气可通过所述排气阀11排到大气中去。
[0028]
所述吸管14是柔性的管件，吸管14的一端和集液囊9的吸管口9c相连，吸管14的另一端和吸嘴12相连。吸嘴12内部有一个起开关作用的阀门，从而使吸嘴12具有打开或关闭功能。
[0029]
所述吸嘴挂件13是用于固定吸嘴12的装置，它通过缝线、热压或胶粘等任一方式固定于液冷服100的肩部前面位置。吸嘴12可以连同吸管14一起挂在吸嘴挂件13上。
[0030]
所述排液阀15和集液囊9的排液口9d相连。排液阀15通常处于关闭状态，当排液阀
15和排气阀11打开时，可排除所述集液囊9、微细流道10、分液囊8中储存的液体。
[0031]
如图2所示，所述人体冷却系统300包括所述液冷服100和液体冷却装置200。液体冷却装置200具有壳体20、出液阀21、回液阀22、微型泵23、液体冷却器24。微型泵23为隔膜泵等具有自吸能力的液体增压装置，微型泵23的进口和回液阀22相连，微型泵23的出口和液体冷却器24的进口相连，液体冷却器24的出口和出液阀21相连。液体冷却器24是使液体温度降低的器件，如蒸气压缩式制冷器、半导体制冷器等。
[0032]
所述液冷服100的进口快速接头5、出口快速接头6是内部附有阀门的、具有自动截止功能的快速接头。当液冷服100的进口快速接头5和液体冷却装置200的出液阀21对接时，进口快速接头5导通；当液冷服100的进口快速接头5和液体冷却装置200的出液阀21脱离时，进口快速接头5自动截止。同样地，当液冷服100的出口快速接头6和液体冷却装置200的回液阀22对接时，出口快速接头6导通；当液冷服100的出口快速接头6和液体冷却装置200的回液阀22脱离时，出口快速接头6自动截止。
[0033]
如图2所示，所述人体冷却系统300的工作原理如下：1. 加液和排气：使液冷服出口快速接头6和回液阀22对接，液冷服进口快速接头5和出液阀21对接，从吸嘴挂件13上取下吸嘴12，将吸嘴12放入需要加注的液体中，并将吸嘴12打开、排气阀11打开，然后启动微型泵23运行。此时，由于微型泵23进口处为负压，从而可通过吸嘴12、吸管14将要加注的液体吸入到集液囊9中，集液囊9中的液体又进一步被泵送到分液囊8中，在液体进入集液囊8、分液囊9以及中间管路的过程中，液冷服中原来积存的空气被挤压出去，并通过分液囊8顶部的排气阀11排到大气中。因此，当加液操作完成的时候，排气操作也同步完成。当加液操作完成后，停止微型泵23运行，并关闭吸嘴12和排气阀11。
[0034]
2. 冷却：人穿着所述液冷服100，使进口快速接头5、出口快速接头6分别和出液阀21、回液阀22对接，将吸嘴12关闭、排气阀11关闭，分别启动微型泵23和液体冷却器24运行。此时，集液囊9中的液体从出液口9a流出，依次经过出液管4、出口快速接头6、回液阀22进入微型泵23。在微型泵23中，液体被加压。加压后的液体被泵入液体冷却器24，在液体冷却器24中液体被冷却成低温液体。低温液体依次经过出液阀21、进口快速接头5、进液管3进入分液囊8，再由分液囊8底部的若干个分液口8b均匀分配到若干条并联的微细流道10中，在微细流道10中液体带走人体表面的热量，最后液体由集液囊9顶部的若干个集液口9b返回集液囊9。
[0035]
3.排液：当所述人体冷却系统300不工作时，同时打开排液阀15以及排气阀11，可排空集液囊9、微细流道10、分液囊8内储存的液体。
[0036]
4.饮用：当所述集液囊9中加入的液体是纯净水，且暂时不需要使用冷却功能时，所述集液囊9中的水可供饮用。饮用时，将吸嘴12从吸嘴挂件13上摘下并放入口中，打开吸嘴12的阀门，即可方便地通过吸嘴12和吸管14从集液囊9中吸水到口中。
[0037]
本文中图示的液冷服为半身的水冷背心形式，但应理解，此种图示仅是为了清楚描述本发明的技术方案而采用的一种简化图示，本发明所述的液冷服对于外形和可冷却的人体部位没有任何限制，除对人体上半身进行冷却的水冷背心以外，所述的液冷服也可以包括对人体进行全身冷却的液冷服。
[0038]
在上文中，凡涉及到“相连”，是指通过中空的管路进行连接。在本文中，所涉及的内、外、顶、底、侧、中、上、下、前、后等方位词是以附图中零部件位于图中以及零部件相互之
间的位置来定义的，只是为了表达技术方案的清楚及方便。应当理解，所述方位词的使用不应限制本申请请求保护的范围。
[0039]
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的原理和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。