救生充气装置及救生背包的制作方法

1.本实用新型涉及救生装备技术领域，尤其涉及一种救生充气装置和包括该救生充气装置的救生背包。


背景技术：

2.溺水是大量水液被吸入肺内，引起人体缺氧窒息的危急病症，多发生在天气炎热的夏季。近日来,全国多地发生学生溺亡事故。每年的5至9月份,是学生意外溺水事件频发的季节。据有关部门统计,全国每年有5.7万人死于溺水。溺水已成为导致学生非正常死亡的头号杀手。
3.为解决这一问题，专利文献cn210353657u公开了一种救生背包，包括背包本体和与背包本体相连的背带，背带的内部整体为互通的气囊，其中一侧背带下方设有一口袋，口袋的内部装有充气装置，充气装置包括二氧化碳充气瓶、融水药片、顶针、弹簧和击发器；融水药片设于二氧化碳充气瓶与顶针之间，顶针的另一端与击发器相连，顶针的外围设有弹簧；充气装置可通过口袋上的取出口取出更换，充气装置通过连通管与背带内部的气囊相连。当背包的使用者不慎落水时，位于背带内充气装置中的融水药片遇水后迅速溶解，击发器受到触发后推动顶针刺穿二氧化碳充气瓶的瓶口，二氧化碳充气瓶内的二氧化碳气体通过连通管释放至背带内部的气囊内，气囊充气膨胀，膨胀时将折叠背带弹开，背带变成展开的形式，充气后的背带可以提供浮力，使人不会下沉，起到救生作用。
4.但是上述救生背包是采用融水药片式的触发装置，药片存在一定的时效性，且落水后需要药片完全浸水才能够触发，时效性无法保证，导致救生背包的气囊无法及时打开。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的是提供一种救生充气装置和包括该救生装置的救生背包，具有触发及时的特点，使得气囊可以及时打开。
6.为了实现上述目的，一方面，本实用新型提供了一种救生充气装置，包括主体、气囊、设置在所述主体上的进气通道、密封安装在所述进气通道一端的气瓶、可滑动地密封安装在所述进气通道另一端的顶针和能够驱动所述顶针在所述进气通道内朝着所述气瓶移动以刺破所述气瓶的触发机构，所述气囊与所述进气通道密封连通，所述气瓶内填充有压缩气体，所述触发机构包括l型拉杆臂和固定在所述l型拉杆臂一端的拉绳，所述主体上开设有l形安装槽，所述l型拉杆臂安装在所述l形安装槽中，所述l型拉杆臂与所述主体铰接连接，拉动所述拉绳能够带动所述l型拉杆臂围绕铰接轴旋转并推动所述顶针朝着所述气瓶移动以刺破所述气瓶，当所述顶针刺破气瓶后，所述气瓶中的压缩气体经所述进气通道进入所述气囊中并使得所述气囊保持膨胀。
7.优选地，所述气囊通过气嘴与所述进气通道密封连接，所述主体上还设置有气嘴安装腔，所述气囊的进气口上密封安装有气嘴，所述气嘴固定安装在所述气嘴安装腔中，所述气嘴安装腔与所述进气通道通过进气孔连通，所述气嘴安装腔内的压缩气体能够通过所
述气嘴的进口进入所述气囊中。
8.优选地，所述气嘴包括气嘴本体和密封帽，所述气嘴安装腔为两端开口的腔体，所述气嘴本体呈上下两端开口的管状，所述气嘴本体的一端与所述气囊密封连接，所述气嘴本体的另一端插入所述气嘴安装腔后与所述密封帽密封连接，所述气嘴本体的外周面中部设置有环形槽，所述进口开设在所述环形槽的槽底上，所述环形槽与所述气嘴安装腔的侧壁之间形成进气腔，所述进气孔与所述进气腔连通。
9.优选地，所述气嘴还包括第一密封圈和第二密封圈，所述气嘴本体呈圆管状，所述气嘴本体与所述气囊连接的一端的外表面上设置有环形凸台，所述环形凸台压在所述主体的下端面上，所述第一密封圈设置在所述环形凸台和所述主体的下端面之间，所述密封帽压在所述主体的上表面上，所述第二密封圈设置在所述密封帽与所述主体的上端面之间。
10.优选地，所述气嘴中上还安装有单向气阀，压缩气体经所述单向气阀进入气囊中。
11.优选地，所述单向气阀包括固定管、与所述固定管的第一端连接并且与所述固定管连通的气阀固定帽、穿过所述气阀固定帽和所述固定管的顶杆、固定安装在所述顶杆一端并且位于所述固定管的第二端的外部的挡板、以及安装在所述固定管内并且能够驱动所述顶杆移动以使得挡板封闭所述固定管的第二端的顶杆弹簧，所述气阀固定帽的外周面与所述气嘴本体的内孔孔壁密封连接。
12.优选地，所述顶针上套装有顶针弹簧，所述顶针弹簧的弹力使得所述顶针与所述气瓶分离；所述顶针包括与所述进气通道滑动密封连接的滑动部和与滑动部固定连接的针体，所述针体的前端面为斜面，所述针体的圆周面上开设有针槽，所述针槽穿过所述针体前端的斜面。
13.优选地，当所述拉绳拉动所述l型拉杆臂围绕所述铰接轴旋转时，所述l型拉杆臂与所述拉绳连接的一端从所述l形安装槽中旋转出来，在所述主体上下表面均设置有卡槽，两个所述卡槽设置在所述l形安装槽的开口处，所述l形安装槽的开口处安装有u形卡扣，所述u形卡扣的两个自由端分别卡接在所述主体上下表面的卡槽内，所述u形卡扣位于所述l型拉杆臂连接所述拉绳的一端。
14.优选地，所述气囊采用tpu材料制作，在所述tpu材料的外层设置有织网层；所述气囊在未充气时形状为长方形。
15.另一方面，本实用新型还提供了一种救生背包，包括背包本体和上述的救生充气装置，所述背包本体内的底部设置有气囊存放袋，所述气囊放置在所述气囊存放袋中，所述气囊存放袋上具有使得所述气囊充气后能够从所述气囊存放袋中伸展出来的第一开口，所述第一开口通过魔术贴或按扣封闭，所述背包本体的外侧底部设置有外存放袋，所述主体、气瓶和触发机构放置在所述外存放袋中，所述外存放袋上设置有能够使得拉绳被拉出的第二开口，所述第二开口通过拉链封闭。
16.本实用新型与现有技术的不同之处在于，本实用新型提供的救生充气装置和救生背包通过将触发机构设置为由l型拉杆臂和连接在l型拉杆臂上的拉绳构成，当背包使用者等人员落水后，通过向外拉动拉绳，拉绳会牵引l型拉杆臂围绕其铰接轴转动，l型拉杆臂的另一端随之转动，并通过其端面推动顶针在进气通道内朝着气瓶移动，顶针的针尖刺破气瓶的瓶口，气瓶中的压缩气体经进气通道进入气囊中，随着压缩气体的释放，气囊膨胀，从而产生浮力，达到救生的目的。与现有的采用融水药片式的触发装置相比，本技术提供的救
生充气装置在拉动拉绳后几秒钟内就可以实现气囊充气，因此本实用新型提供的救生充气装置和包括该救生装置的救生背包，具有触发及时的特点，使得气囊在使用者落水后可以及时打开。
附图说明
17.图1是本实用新型提供的优选实施例的救生充气装置的结构示意图；
18.图2是图1所示的救生充气装置的分解视图；
19.图3是图1所示的主体的结构示意图；
20.图4是气瓶、顶针和顶针弹簧安装在主体中的结构示意图，为了便于观看，其中主体仅示出一部分；
21.图5是图4中的气瓶、顶针和顶针弹簧从进气通道中移开的示意图；
22.图6是顶针的结构示意图；
23.图7是气嘴安装在气囊上的结构示意图，其中气囊仅示出一部分；
24.图8是单向气阀的结构示意图；
25.附图中，各标号所代表的部件列表如下：
[0026]1‑
主体；2
‑
气囊；3
‑
进气通道；4
‑
气瓶；5
‑
顶针；6
‑
l型拉杆臂；7
‑
拉绳；8
‑
l形安装槽；9
‑
气嘴；10
‑
气嘴安装腔；11
‑
进气孔；12
‑
进口；13
‑
气嘴本体；14
‑
密封帽；15
‑
第一密封圈；16
‑
第二密封圈；17
‑
环形凸台；18
‑
固定管；19
‑
气阀固定帽；20
‑
顶杆；21
‑
挡板；22
‑
顶杆弹簧；23
‑
顶针弹簧；24
‑
滑动部；25
‑
针体；26
‑
斜面；27
‑
针槽；28
‑
卡槽；29
‑
u形卡扣；30
‑
硅胶密封圈。
具体实施方式
[0027]
以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。
[0028]
在本实用新型中限定了一些方位词，在未作出相反说明的情况下，所使用的方位词如“上、下、左、右”是指本实用新型提供的救生背包在正常使用情况下定义的，并与附图1中所示的上下左右方向一致。“内、外”是指相对于各零部件本身轮廓的内外。这些方位词是为了便于理解而采用的，因而不构成对本实用新型保护范围的限制。
[0029]
参考图1所示，本实用新型提供的基本实施方式的救生充气装置包括主体1、气囊2、设置在所述主体1上的进气通道3、设置在所述主体1上的l形安装槽8、密封安装在所述进气通道3一端的气瓶4、可滑动地密封安装在所述进气通道3另一端的顶针5和能够驱动所述顶针5在所述进气通道3内朝着所述气瓶4移动以刺破所述气瓶4的触发机构。
[0030]
所述主体1主要用于安装各个零部件并且提供压缩气体经过的通道，可以采用各种硬质材料制作，优选地，所述主体1采用塑料注塑形成。参考图5所示，主体1上设置的进气通道3左右设置，参考图3所示，主体1上设置的l形安装槽8位于主体的左端面和前端面上。进气通道3的左端与l形安装槽8连通，进气通道3的右端设置有螺纹，以便于固定安装气瓶4。
[0031]
所述气囊2用于容纳压缩气体并膨胀以在水中产生浮力，可以采用各种适当的弹性材料制作，优选地，所述气囊2采用tpu(热塑性聚氨酯弹性体橡胶)材料制作，在所述tpu
材料的外层设置有织网层，以保证气囊的强度。织网层采用高强度密织网布，通过相应热处理压合工艺形成，织网层的外表还设置有防水涂层，保证其重复使用性，不被腐蚀。所述气囊2在未充气时形状优选为长方形，以便于折叠后收纳在气囊存放袋中，并且可以完整平铺于背包内部。气囊2为一体式气囊，充气膨胀状态下接近椭圆形，内部气体集中不分散，水面浮力较大，当长度为43厘米、宽度为32厘米的气囊充饱气的状态下，可承重150千克重量保持漂浮水面不下沉，保证2个成年人同时使用。
[0032]
所述气囊2与所述进气通道3密封连通，即所述气囊2可以与进气通道3直接密封连接，或者通过其他零件与进气通道3密封连接。所述气瓶4内填充有压缩气体，所述压缩气体优选采用二氧化碳。所述气瓶4的瓶口上设置有螺纹，以便于安装在主体1上。气瓶4的瓶口在成型时，预留焊接结构，并通过二氧化碳焊等焊接方式封闭瓶口，焊接厚度不能超过0.3毫米。
[0033]
参考图2所示，所述触发机构包括l型拉杆臂6和固定在所述l型拉杆臂6一端的拉绳7。所述l型拉杆臂6安装在所述l形安装槽8中。所述l型拉杆臂6与所述主体1铰接连接，拉动所述拉绳7能够带动所述l型拉杆臂6围绕铰接轴旋转并推动所述顶针5朝着所述气瓶4移动以刺破所述气瓶4。优选地，所述铰接轴设置在所述l型拉杆臂6靠近顶针5的位置，从而可以使用较小的拉力拉动拉绳7，就可以通过l型拉杆臂6推动顶针5刺破气瓶4。如图1所示，拉绳7的端部可以设置绳头，以免在拉动拉绳7时拉绳7从手中滑脱。
[0034]
所述顶针5可滑动地密封安装在进气通道3的左端，即所述顶针5与进气通道3的左端密封滑动连接。如图4、图6所示，所述顶针5可以包括滑动部24和与滑动部24固定连接的针体25，所述滑动部24的外圆周面上套装有硅胶密封圈30，通过硅胶密封圈30，实现顶针5与进气通道3的滑动密封。
[0035]
当所述顶针5刺破气瓶4后，所述气瓶4中的压缩气体经所述进气通道3进入所述气囊2中并使得所述气囊2保持膨胀，所述气囊2保持膨胀状态，可以为从气瓶4到气囊2的整个气体通道保持密封状态，或者气囊2的进气口具有自密封结构，或者在气囊2的进气口上安装单向气阀。
[0036]
上述基本实施方式提供的救生充气装置在使用时，落水者通过拉动拉绳7，与拉绳7连接的l型拉杆臂6在主体1上围绕其铰接轴转动，l型拉杆臂6的另一端随之转动，在l型拉杆臂6的另一端转动的过程中，其尾端的弧面与顶针5的左端接触并推动顶针5在进气通道3内朝着气瓶4移动，顶针5的针尖刺破气瓶4的瓶口密封，气瓶4中的压缩气体(例如二氧化碳)经进气通道3进入气囊2中，压缩气体的释放时间为3
‑
5秒，随着压缩气体的释放，气瓶4内部气压与气囊2内部气压相平衡，气囊2保持膨胀，从而产生浮力，保证落水者处于安全状态。
[0037]
在本实用新型中，气囊2可以通过各种方式连接在主体1上，例如通过管路与主体1连接。为了使得气囊2安装方便、牢固，并降低生产成本，在一个优选的实施例中，所述气囊2通过气嘴9与所述进气通道3密封连接，如图7所示，所述气囊2的进气口上密封安装有气嘴9，气嘴9底部的底座与气囊2内部的tpu层可以通过热压加工形成一体结构，从而保证气嘴9与气囊2连接处的密封。所述主体1上设置有气嘴安装腔10，所述气嘴9固定安装在所述气嘴安装腔10中，所述气嘴安装腔10与所述进气通道3通过进气孔11连通，所述气嘴安装腔10内的压缩气体能够通过所述气嘴9的进口12进入所述气囊2中。在本实施中，通过在气囊2上安
装气嘴9，即气囊2和气嘴9整体上为一个零件，在安装气囊2时，只需将气嘴9安装在主体1上的气嘴安装腔10中即可，同时气嘴9可以通过热压加工等工艺牢固地固定在气囊2上，并且保证密封性。
[0038]
为了使得气嘴9安装更方便，在上述实施例的基础上，进一步优选地，如图2所示，所述气嘴9包括气嘴本体13和密封帽14，所述气嘴安装腔10为两端开口的腔体。图2中为了便于观察，将气嘴安装腔10从主体1中分离并示出，需要说明的是，气嘴安装腔10实际上位于主体1内部。所述气嘴安装腔10可以为单个管状零件，通过注塑等方式固定在主体1内，或者气嘴安装腔10为主体1中形成的腔体。参考图7所示，所述气嘴本体13呈上下两端开口的管状，所述气嘴本体13的下端与所述气囊2通过热压加工等方式密封连接。参考图2所示，所述气嘴本体13的上端插入所述气嘴安装腔10后与所述密封帽14密封连接，参考图7所示，所述气嘴本体13的外周面中部设置有环形槽，所述进口12开设在所述环形槽的槽底上，所述环形槽与所述气嘴安装腔10的侧壁之间形成进气腔，所述进气孔11与所述进气腔连通。在本实施例中，通过将气嘴9设置为包括气嘴本体13和密封帽14，气嘴本体13与气囊2固定连接为一体结构，在安装时，只需将气嘴本体13插入主体1上的气嘴安装腔10中，上端再通过密封帽14固定即可。
[0039]
在本实用新型进一步优选的实施中，如图2所示，所述气嘴9还包括第一密封圈15和第二密封圈16，如图7所示，所述气嘴本体13呈圆管状，所述气嘴本体13与所述气囊2连接的一端的外表面上设置有环形凸台17。所述环形凸台17压在所述主体1的下端面上，所述第一密封圈15设置在所述环形凸台17和所述主体1的下端面之间，所述密封帽14压在所述主体1的上表面上，所述第二密封圈16设置在所述密封帽14与所述主体1的上端面之间。
[0040]
在本实用新型中，为了使得气囊2保持膨胀状态，并降低进气气路的密封要求，优选地，所述气嘴9上还安装有单向气阀。
[0041]
其中所述单向气阀可以采用现有的各种单向进气阀，在本实用新型的一个优选实施例中，如图8所示，所述单向气阀包括固定管18、与所述固定管18的上端连接并且与所述固定管18连通的气阀固定帽19、穿过所述气阀固定帽19和所述固定管18的顶杆20、固定安装在所述顶杆20一端并且位于所述固定管18的第二端的外部的挡板21、以及安装在所述固定管18内并且能够驱动所述顶杆20移动以使得挡板21封闭所述固定管18的第二端的顶杆弹簧22。
[0042]
所述固定管18两端敞口，气阀固定帽19可拆卸地安装在固定管18的上端开口处，顶杆弹簧22设置在固定管18的内孔中，顶杆弹簧22套装在顶杆20上，顶杆弹簧22的上端与顶杆20上的顶杆弹簧扣位固定连接，顶杆弹簧22的下端压在固定管18内孔孔壁的台阶面上。所述气阀固定帽19的外周面与所述气嘴本体13的内孔孔壁密封连接。挡板21的上表面为能够与固定管18的下端面贴合的平面，为了保证挡板21和固定管18下端面之间的密封效果，可以在挡板21和固定管18之间设置硅胶密封圈。
[0043]
上述实施例提供的单向气阀在使用时，气嘴9中进入的压缩气体依次进入气阀固定帽19、固定管18后，克服顶杆弹簧22的弹力推开挡板21，顶杆20因气压压力被顶开，压缩气体进入气囊2内，在顶杆20被顶开期间，顶杆弹簧22被压缩，在气瓶4释放气体过程中，压强会不断降低，当气体释放压强低于一定阈值或压强低于顶杆弹簧22回弹弹力时，即当固定管18中的气体对挡板21的压力小于顶杆弹簧22和气囊2中的气体对挡板21的压力之和
时，顶杆弹簧22会带动顶杆20进行回弹，此时顶杆20恢复原位，挡板21关闭固定管18下端的开口，从而对气囊2进行密封。
[0044]
同时，在救生充气装置使用完后，可以打开气嘴本体13上端的密封帽14，通过人工向下推动顶杆20，从而可以手动释放气囊2中的气体。然后更换气瓶4，就可以实现救生充气装置的二次使用。
[0045]
如图4所示，在本实用新型的优选实施例中，所述顶针5上套装有顶针弹簧23，所述顶针弹簧23的弹力使得所述顶针5与所述气瓶4分离。在本实施例中，通过设置顶针弹簧23，可以在触发机构恢复原位时，顶针5也自动恢复到初始位置，从而可以方便救生充气装置的二次使用。
[0046]
在本实用新型中，为了使得顶针5刺入气瓶4开口后，气瓶4中的压缩气体能够快速释放，优选地，如图6所示，所述针体25的前端面为斜面26，所述针体25的圆周面上开设有针槽27，所述针槽27穿过所述针体25前端的斜面26。斜面26与针体25轴线方向的夹角优选为45度。
[0047]
为了减小使用者不当拉动拉绳7而导致救生充气装置被误触发的可能性，优选地，如图2、图3所示，在所述主体1上下表面均设置有卡槽28，两个所述卡槽28设置在所述l形安装槽8的开口处，所述l形安装槽8的开口处安装有u形卡扣29，所述u形卡扣29的两个自由端分别卡接在所述主体1上下表面的卡槽28内，所述u形卡扣29位于所述l型拉杆臂6连接所述拉绳7的一端，当所述拉绳7拉动所述l型拉杆臂6围绕所述铰接轴旋转时，所述l型拉杆臂6与所述拉绳7连接的一端从所述l形安装槽8中旋转出来，由于u形卡扣29的阻挡，使用者需要使用较大的力拉动拉绳7，l型拉杆臂6才能将u形卡扣29从卡槽28内推下并从l形安装槽8中转出。
[0048]
本实用新型还提供了一种救生背包，该救生包括背包本体和上述的救生充气装置。所述背包本体可以现有的各种背包。在背包本体内的底部设置有气囊存放袋，气囊2放置在所述气囊存放袋中。所述气囊存放袋上具有使得所述气囊2充气后能够从所述气囊存放袋中伸展出来的第一开口，所述第一开口通过魔术贴或按扣封闭。具体地，气囊存放袋可以由两块布料围成的筒状结构，其长度与气囊2的宽度相同，两块布料的一端均固定在背包本体上，另一端通过魔术贴或按扣封闭，魔术贴可以采用弱化魔术贴。
[0049]
上述结构中，将气囊2内置与背包本体内部底层，气囊2轻薄且便于折叠，折叠后放入气囊存放袋中，气囊存放袋外层可以采用警示用橙色，第一开口(口袋接口)采用弱化魔术贴，既能保证关闭气囊2折叠存放口，又能保证紧急状态下，落水人员无法打开背包平铺气囊的情况下，直接拉触发装置进行充气，气囊2也可以撑开气囊存放袋，进行气体释放膨胀。
[0050]
在背包本体的外侧底部设置有外存放袋，所述主体1、气瓶4和触发机构放置在所述外存放袋中，所述外存放袋上设置有能够使得拉绳7被拉出的第二开口，所述第二开口通过拉链封闭。
[0051]
上述救生背包在使用时，遇落水状态，落水人需拉开背包，清空背包内其他物品，把隐藏在背包底部的气囊2展开，再把背包口拉上作封闭，此时可触发拉绳7向外用力牵引，触发l型拉杆臂6弹出u形卡扣29，l型拉杆臂6尾端顶住内置顶针5刺入装有二氧化碳等气体的气瓶4瓶口，此时气瓶4瓶口破裂，内置液态二氧化碳气体由气压压力通过进气通道3到达
气嘴9和单向气阀，气瓶4瓶体内部气体压力可顶开单向气阀，经进入气囊2，气瓶4中压缩气体的释放时间3
‑
5秒，随着气体释放，气瓶4瓶体内部气压与气囊2内部气压相平衡，此时单向气阀关闭，将气囊2内部密闭，已充入气囊2内部二氧化碳气体无法释放，达到气囊2长期膨胀产生浮力的目的。气囊2膨胀不漏气，能够承受在水中背包主体包含人体150公斤以内重量仍旧漂浮于水面，并且48小时以内气囊2浮力衰减度不高于10％，可以预留足够安全救援时间，保证人员安全。
[0052]
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示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包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0053]
在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体，或者可以存在居中的零部件。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
[0054]
尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施方式，可以理解的是，上述实施方式是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施方式进行变化、修改、替换和变型。