安全装置的制作方法

专利名称：安全装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及为浮体如救生衣或救生筏充气的充气装置。
一种公知类型的救生衣包括限定一个内腔的不透气外皮。内腔的一定比例一般填充以浮力材料，以便提供最初的低浮力，当需要时注入气体以提供较高浮力。或者，在某些救生衣中，内腔最初是空的，必须充气以提供浮力。
大家知道为使外皮充气在救生衣上设置外部安装的容纳加压气体的缸体。缸体通过一个单向阀(一般是Schraeder阀)连接于一条与内腔流体连通的通道。
外部安装的缸体的颈部最初是由金属封闭膜密封的，设有一种机构，例如当拉动启动片时，该机构将膜刺穿，使救生衣充气。
这种救生衣有许多缺点。外部缸体易于排住障碍物，使穿用者不便(特别是在船上时，因为船上有大量障碍物如绳索、梯子等)。它也容易受到冲击损伤并受到水的腐蚀影响。公知的缸体一般具有金属外板，它与阀和启动机的金属零件相结合，在有盐水存在时会引起电解腐蚀。
上述公知救生衣的另一个问题是在低温下引起的，缸体注有CO2气体，当其膨胀时会凝结，从而堵住(通常是缩小)气体进入内腔的通道。
过去有人曾试图通过在救生衣内腔中安装气体缸体的方式来克服上述问题。在一种这样的救生衣中，充气组件包括缸体和用于刺穿其金属封闭膜的机构，该组件松弛地放置在内腔中，只是通过外皮上的可密封的孔才能够触及。
为了刺穿封闭膜，通过外皮借助感觉找到充气组件，然后通过外表挤压一个手柄，以便引发充气。
上述操作需要时间和一定程度的手工灵巧性，由于在紧急情况下使救生衣快速充气是很重要的，因而这会引起问题。
另外，暴露于低温，特别是冷水，可以使使用者的手麻木，难于操作，因而难于实现救生衣的充气。
GB2171962描述了另一种设有内部安装的充气缸体的救生衣。在这个实例中，外皮上形成伸出的长袋。充气组件的活动杆伸入上述长袋，一根绳索系住长袋外侧的远端，包住长袋和杆，因此拉动绳索可使杆移动，从而刺穿金属封闭膜，使救生衣充气。
由于外皮必须形成伸出的长袋，因而上述救生衣制作复杂，也难于装配。充气组件必须首先插过外皮缝上的间隙。然后将杆放置在袋中，并将绳索系住长袋，固定杆，然后再焊住缝上的间隙。
上述救生衣是不可再次使用的。充气组件永久性密封在救生衣中，因而一次充气(放空气体缸体)后，不能更换缸体。
如果要使上述装置适于当浮体浸入水中时自动启动，那又会引起其它问题。上述自动充气装置使用在救生衣和救生筏中，有若干类型。
有些公知的自动充气装置是电控的，当两个外部电触点浸入水中时，两电触点间的电阻下降，或者由海水启动的电池产生的电动势，可使自动充气装置产生反应。
当用于使浮体充气时，电放气装置有严重的缺陷。依靠电阻下降的装置必须包括电池或蓄电池，其肯定会随着时间而放电，因而需定期保养。大量救生衣储存在船舶和飞机上，必须常备不懈，因此尽可能延长放气装置的使用期间是很重要的。
另外，电放气装置必须由电气或电磁装置引起浮体充气，实现这一点的已知方式并不理想。一种装置是使用一个保持件，它由电熔化以释放充气机构，但是低水温会防碍保持件的熔化，因而引起装置失效，这会影响其可能的使用寿命。另一种装置使用一种电子点火爆炸充气，但在人员浮动装置上引爆这种装置会引起有关于安全的担心。
电启动放气装置还有另一个重大缺点是，它们可能会由于水汽或喷水而引起意外放气。
大家还知道有一种机械放气装置使浮体自动充气。GB2051212描述了一种这样的装置，它包括第一和第二内腔(第一内腔打开以进水，而第二内腔是密封的)，它们由一弹簧加压的膜隔开，在第一腔中水的静压力可使膜移动。膜的移动直接启动一个弹簧加载的放气装置。
上述公知的由静压力启动的机械放气装置的间起之一是由于浮体浸入的深度一般很小这一情况引起的。所形成的小的静压力往往不能产生足够大的力以克服放气装置中的摩擦力。这个问题在上述种类的机械装置中会产生，这是由于膜必须抵抗第二(密封的)腔中的空气引起的力才可以移动。由第二腔中的空气不可逸出，它有效地压迫膜，抵抗在放气方向上的运动。
由于上述各种原因，由响应于静压力并由其启动的公知装置往往不能实现可靠的充气。另外，这会引起救生衣和救生筏不能充气，而这可能危及人的生命。
另一种适用于可充气浮体的自动放气装置包括一个保持件，它在接触水时可被软化或溶解。例如，一种盐塞可用来保持弹簧加载的放气机构，因而当盐塞接触水而溶解时，放气机构便会放气。
上述放气机构的主要问题是，保持件易于吸收空气中的水汽，时间一久就可引起保持件的意外软化，从而发生放气，使浮体充气。因此，这种浮体中的保持件需要定期更换。
本发明的目的是克服现有技术中的上述问题。
更具体来说，本发明的第一个目的是提供一种不会使浮体穿/用不便的充气装置。
本发明的另一个目的是提供一种充气装置，它可以在浸入水中时自动启动，但又可防止因水汽、潮湿及淋水而意外启动。
本发明的另一个目的是提供一种充气装置，它可以在浅浸于水中产生的小的静液压力下可靠地启动。
按照本发明的第一方面，提供一种用于浮体的充气装置，所述浮体具有限定一内腔的外皮和外皮上的一个孔。所述充气装置包括适于安装在浮体上，形成一个包围外皮上的孔的密封的盖装置；用于将气体容器装在内腔中的装置；以及穿过盖装置以便使气体从气体容器放出的启动装置。
所述盖装置最好适于可卸式地安装在浮体上。
所述盖装置最好限定一个适于接纳一密封圈，从而形成密封的槽。
为了形成改进的密封，在一个特别推荐的实施例中，上述密封圈包括一个弹性底切唇边，其靠弹性密封在上述槽中。
按照本发明的另一个推荐实施例，充气装置适于自动启动，它设有限定一个腔的装置，限定一个用于将所述腔连接于浮体内部的孔或通道的装置；限定一个用于将所述腔连接于外界的第二孔或通道的装置；一个通常封闭所述第二孔或通道的单向阀；不断将所述启动装置压向放气位置的偏压装置，以及限制装置，它包括一个设置在所述腔中，通常将启动装置保持在不工作位置的可水降解件，所述阀适于由浸入时产生的过大外部压力打开，使水能够进入腔内，结果产生放气。
按照本发明的第二方面，提供一种可充气浮体，它包括一个限定一个内腔的外皮，所述浮体设有一个充气装置，该充气装置包括用于在内腔中安装加压气体容器的装置和从内腔内部延伸至内腔外部，用于引发从容器释放气体的启动装置。
上述可充气浮体最好适于在浸入时自动充气，它还包括一个限定一个腔的壳；限定将该腔连接于浮体内腔的第一孔或通道的装置；限定将该腔连接于外界的第二孔或通道的装置；一个通常封闭所述第二孔或通道的单向阀；不断地将启动装置压向放气位置的偏压装置；以及限制装置，该限制装置包括一个设置在腔内的可水降解件，它通常将启动装置保持在不工作位置上，所述阀适于被过大的外部压力打开。
现在对照以下附图以举例的方式描述本发明的具体实施例。


图1是按照本发明的手动充气装置的第一实施例的横剖图；图2是按照图1实施例的密封外盖的前视图；图3是按照图1实施例的壳体的侧视图；图4表示图1实施例的轴和杆；图5是按照本发明的自动充气装置的分解图；图6是图5实施例的横剖图；图7是图5实施例从前方看去的剖视图；图8是图5实施例的只适用于手动的变型的横剖图；图9是按照本发明的弹性密封圈及相关零件的放大横剖图。
所有图示充气装置都适于安装在浮体上的一个孔处，从而在浮体中安装一个压缩气缸。在每种情形中，都设有可以从浮体外部操纵的驱动装置(无论是手动还是自动)。
首先描述图1至4所示的实施例。简言之，该实施例采用一个气缸，该气缸通常在其颈部由一个封闭膜28密封。为使浮体充气，使用者拉动一根连接于径向伸出杆38的绳索，从而使中空轴34转动。轴34的一个偏心部分36则驱动一凸壁(spur)32穿过膜28，从而将气体直接放入浮体中。
下面详述该实施例。
如图1所示，浮体如救生衣或救生筏的挠性外皮2由一圆形孔穿透，孔的圆周焊接在弹性O形圈4上。O形圈4保持在壳体6和密封外盖8之间环形腔中，由该环形腔的内面挤压，形成密封，从而密封外皮2上的圆形孔。
壳体6(图3中最清楚地示出)包括一盘部10，盘部的前表面伸出一环套12。在环套12上形成若干槽，形成伸过环套的弹性舌部14，在舌部的端部设有向外指向的底切凸缘16。
图2为密封外盖8的前视图。它具有一圆形周边，并由若干与舌部14相等数目的槽18穿透。
当壳体6和密封外盖8组装在一起时，如图1所示，壳体的环套12位于密封外盖后表面上的环形槽20中，弹性舌部14伸过密封外盖上的槽18，使底切凸缘16与密封外盖的前表面接合。从而将壳体和密封外盖固定在一起。
一个连接肘部22从壳体的后表面伸出，其上带有一垂向的螺孔24以接纳气缸26的颈部。气缸最初是由金属封闭膜28密封的。
一垂向阶梯孔30设在垂向螺孔24下面，并与其连通，在阶梯孔中装有一滑动件，凸壁32从滑动件向上突起。凸壁的尖端与金属封闭膜28相邻。
壳体6有一水平孔，在该孔内装有一中空轴34，该轴上有一接纳在滑动件上的孔中的偏心部分36。
如图1和4所示，中空轴34设有一径向伸出的杆38，该杆保持在壳体6和密封外盖8的相对表面之间。分别设在壳体6和杆38之间及密封外盖8和杆38之间的环形腔中的两个O形圈40形成基本不透气的密封，因而气体不能围绕中空轴34逸出。
在杆38的下缘有两个染成绿色的指示盘H，而杆的上缘则连接一根绳索42(见图4)。
绳索42穿过密封外盖8上的两个弧形槽44之一引出(见图2)。在两个弧形槽44的下端设有孔46，通常透过孔46可以看到两个绿色指示盘41。
当需要使浮体充气时，使用者向下拉动绳索42，使中空轴34转动。当轴转动时，偏心部分36迫使滑动件向上，从而使向上的凸壁32刺透封闭膜28，因而缸中的气体直接放入浮体中。
指示盘41不再能够透过孔46看到，这就指示气体已被释放。
假如浮体开始放气，它可以通过设在密封外盖8前的嘴充气管48充满。该管与中空轴34连通，因而与浮体内部连通。使用一个连接于管上部开口端的单向阀(未画出)使管密封。该单向阀进一步与软管或嘴件相连，使用者可以对其用嘴吹气。
显然，按照本发明的充气装置相对于浮体位置是固定的，而上述带有内部气缸的现有技术的充气装置在浮体内却是松动的。
本实施例的另一个好处是易于组装。首先将气缸26和壳体6插过外皮2上的孔，然后将密封外盖8推在圆形唇边12上，由底切凸缘16快速而简便地锁定在住。
推回底切凸缘16，卸下密封外盖8并通过外皮2上的孔拉出充气装置和气缸，就可以快速方便地拆卸充气装置以便保养或更换气缸。
由于本发明的大部分工作零件在浮体的密封环境内受到保护，因而显著地减小了损坏和腐蚀问题。
为了提供进一步的保护，可以在浮体内放置干燥剂。
由于气体不必象带有内部气缸的现有技术的装置那样通过一条通道进入浮体，因而减小了凝结气体防止气体流动的危险。
按照图5、6和7所示的本发明的自动充气装置也可以取得上述的全部优点。现在对其进行描述。
简言之，该实施例与前述实施例的相同之处在于，它也使用一个通常被密封的气缸100，它是由一个被轴104的偏心部分驱动的凸壁102刺穿的。但是，在该实施例中，轴不变地由螺簧106转动，通常由限制装置108防止转动，该限制装置包括一个可水降解件110。这个可水降解件装在充气装置内的一个室中，该室与浮体内部流体连通，但通常由一个阀112封闭于外部。
当阀112上的外部压力由于浸入而增加时，该阀打开，使水可以毁掉可水降解件110。因此，使限制装置108失效，因此，轴104被螺簧106转动，使气体释放。
现在详述本发明的这个实施例。
象上述手动充气装置中一样，本实施例的气缸100在使用中装在浮体中(在图6中，浮体的外皮的标号为114)。气缸100的颈部通过螺绞装在壳体116的斜孔中。具有轴向通孔的轴104装在壳体116上的孔120中，并从孔120向前延伸(在下文中，向前的方向是指从浮体内部朝向浮体外部的方向，即图6中从左到右的方向，“前”与“后”是相互对应的)。
轴104的后部122是偏心的，在其上安装一个圈124，圈上接合着凸壁102，该凸壁伸过壳体116上的垂向锥孔126，伸向气缸的金属封闭膜128。象前述实施例中一样，轴的转动使凸壁102穿过膜128，将气体从气缸支接放入浮体中。
本充气装置在浮体上的安装是借助弹性密封圈130实现的，该密封圈连接在浮体的外皮114上或在其上整体形成，并密封地接合在壳体116的前表面和锁定圈132的后表面之间形成的环形槽中。壳体和锁定圈适于借助弹性底切凸缘134相互连接，凸缘134在壳体116上整体形成并从其向前伸出，它具有朝外的齿136，以便与设在锁定圈132的径向内表面上的有关肩部138接合(见图5)。这样就形成了零件的转动锁定。
因此，为了将装置安装在浮体上，需要将气缸100和壳体116放置在浮体内，将密封圈130设置在壳体的前表面上，将(支承下文将描述的附加零件的)锁定圈132推在壳体上，并转动以便锁定。
装置的拆卸也很简单。从图5可以看出，肩部138并不围绕锁定圈132的整个圆周延伸。因此，锁定圈相对于壳体的转动使齿136从肩部138脱开，从而使锁定圈可从壳体离开。
虽然本实施例适于在浸入时自动驱动，但是它设有手动的后备机构。该机构的工作方式类似于前述手动充气装置的工作方式，不过在细节上有所不同，现在进行描述。
启动装置是以挠性塑料的整体模制件形式提供的，包括一根长绳索140和一个启动圈142。象前面的描述一样，绳索140从装置引出，可由使用者操纵。启动圈142装在驱动圈144的减径部分上，启动圈相对于驱动圈的转动借助启动圈142径向内表面上的凸起146得以防止，该凸起接合驱动圈144径向外表面上的舌部148。驱动圈本身与轴104接合。
在装好的装置中，绳索140以顺时针方向(当从前方看装置时)绕过启动圈142，因此，当使用者的足够大的力量拉动绳索时，启动圈转动，该转动通过驱动圈传至轴104，使轴转动，从而释放气体。在轴的转动过程中，将轴连接于自动释放机构的棘轮机构(下文将详述)滑动。
轴104包括沿其部分长度上整体形成的环套150，该环套抵靠壳体116的前表面和安装圈152(下文将详述)的后表面，从而基本防止了轴的纵向移动。紧接环套150之后是设置在轴104、其环套150和壳体116之间的环形腔中的第一密封圈154。轴104在环套150之前的一部分安装在安装圈152的孔中，轴的该部分包括一个装纳第二密封圈156的环形槽。第一和第二密封圈154，156的作用是防止水的进入或气体的流出。
安装圈152包括一圆盘部分159，从其后表面伸出一个环套160安装轴104的孔设在环套160中。一个基本呈杯状的壳162连接于安装圈152的前表面，在该壳和安装圈之间限定一个内腔164，其中安装自动启动机构的零件。应该注意的是，内腔164通过轴104中的孔与浮体内部连通，并且通常由阀112与外部密封。
包括安装圈152和壳162的组件借助底切凸缘166安装在锁定圈132的前表面上，凸缘166从圆盘部分158的后表面伸出，其向外的齿与在锁定圈132的径向内表面形成的相应肩部168相接合。
在腔164中装有盘簧106，该盘簧通过棘轮170不断地迫使轴104顺时针方向转动。棘轮170的两个轴向外表面设有棘齿172。棘轮170的后表面上的棘齿与轴104的前端上形成的相应棘齿相啮合，因而棘轮170可沿顺时针方向驱动轴104，但是轴仍可自由(特别是在手动工作期间)相对于棘轮顺时针方向转动。
通常，棘轮前表面上的棘齿与限制轮176后表面上形成的相应棘齿相啮合，这可防止棘轮170在顺时针方向上的转动。所述限制轮176包括在其前表面上的减径毂部177，它安装在壳162前表面上的孔中。另外，限制轮176在其径向外表面上设有两个接合凸起178，它们通常与一个弹性限制装置180相接合以防止限制轮的转动。
弹性限制装置180包括两个大致呈新月形件181(如图5所示)，在各自的第一尖端处连接一个弹性桥接部分182。另外，两新月形件各自的第二尖端通常连接一个可水降解件110，按照本实施例，可水降解件是一小片可水软化的纸。两个新月形件在各自的第一尖端附近由各自的孔184穿透，孔184位于从壳162前表面向后伸出的销186上，因而可以防止弹性限制装置转动。弹性限制装置180的向后运动是由隔离垫圈188防止的。
在装置的通常结构(在浸水以前)中，弹性桥接部分182施加一个迫使两新月形件181的第二尖端分开的力，但是这个力受到可水降解件110的阻抗。因此，在新月形件181的内表面上的切口190通常保持与限制轮176的接合凸起178相接合，从而可防止该轮的转动，并(通过棘轮170)防止轴104的转动。
但是，当水进入腔164时，水接触并降解或溶解可水降解件110，使两个新月形件181弹离。因此，使轴可在盘簧106的作用下自由转动，如前所述，使气体释放。
水是通过一根管192进入腔164的，管192是与壳162整体形成的，并邻近于可水降解件110，因此水一进入就立即接触可水降解件。
但是，如上所述，管192通常是由阀112封闭的。该阀包括一个基本呈截锥形件194，它由螺簧198从腔164向外压向环形阀座196。
阀112排除了腔164受到水气作用，从而防止了由在讲到现有技术时描述的因素造成的不需要的启动。
为了打开阀112，螺簧198作用在阀件194上的偏压力必须由腔164的内、外压差克服(由于腔与浮体内部连通，因而其等于浮体本身内的压力)。这种压差当装置浸入时形成然后外部水压超过内部压力，从而使阀112打开，水进入腔内，开始放气过程。一旦气缸100被刺穿，内部压力就非常迅速地增加，使阀112关闭并防止水进一步流入。
图9以放大的比例表示在将装置安装在浮体上时使用的密封圈132的一种特别有利的形式。密封圈的外表面在横剖面上并不是一个完整的圆，而是在其与浮体外皮会合的区域切口以形成一个底切唇边200，其向外弹性地压在壳体116的环形槽上，形成改进的密封。当浮体内的气压充气时增加时，由于该压力作用在底切唇边200的暴露表面上，迫使该唇边更牢固抵靠壳体116，因而使密封更进一步得到改善。
本实施例的特殊优点是，通过标准化设计的形式，大部零件(除了与自动启动相关的那些零件以外)可以用在简单的只可手动放气的装置中。图8表示了这种形式的实施例。安装图152已经十分简单地由一个盖210取代。在自动型中放置在安装圈152之前的所有零件(即，与自动启动相关的零件，阀、弹簧、限制装置、壳等)都被省去。如前所述，留下的零件可以进行手工启动。
权利要求
1.一种用于浮体的充气装置，所述浮体具有限定一内腔的外皮和外皮上的一个孔。所述充气装置包括适于安装在浮体上，形成一个包围外皮上的孔的密封的盖装置；用于将气体容器装在内腔中的装置；以及穿过盖装置以便使气体从气体容器放出的启动装置。
2.根据权利要求1所述的充气装置，其特征在于所述盖装置适于可卸式地安装在浮体上。
3.根据权利要求2所述的充气装置，其特征在于所述盖装置限定一个适于接纳一密封圈，从而形成密封的槽。
4.根据权利要求3所述的充气装置，其特征在于所述盖装置包括两个相互连接的部分，在这两个部分之间形成所述槽。
5.根据权利要求4所述的充气装置，其特征在于盖装置的两个部分之一设有底切凸缘，其用于连接两个部分中的另一个。
6.根据权利要求3至5中任一项所述的充气装置，其特征在于所述密封圈包括一个弹性的底切唇边，其用于密封在所述槽上。
7.根据前述任一项权利要求所述的充气装置，其特征在于所述启动装置包括一根穿过所述盖装置可转地安装的轴。
8.根据权利要求7所述的充气装置，其特征在于所述轴包括或连接于一个与一个放气件相关的偏心部分，因而轴的转动使放气件线性位移，引起放气。
9.根据权利要求7或8所述的充气装置，其特征在于还包括一根通过杆连接于所述轴的绳索，拉紧绳牵可引起轴的转动。
10.根据前述任一项权利要求所述的充气装置，其特征在于它适于在浸入时自动启动，所述充气装置还包括限定一个腔的装置；限定一个用于将所述腔连接于浮体内部的孔或通道的装置；限定一个用于将所述腔连接于外界的第二孔或通道的装置；一个通常封闭所述第二孔或通道的单向阀；不断将所述启动装置压向放气位置的偏压装置；以及限制装置，它包括一个设置在所述腔中，通常将启动装置保持在不工作位置的可水降解件，所述阀适于由浸入时产生的过大外部压力打开，使水能够进入腔内，结果产生放气。
11.根据权利要求10所述的充气装置，当从属于权利要求7至9中任一项时，所述第一孔或通道是由在所述轴上的孔构成的。
12.根据权利要求10所述的充气装置，当从属于权利要求7至9中任一项时，所述偏压装置包括一个盘簧。
13.一种可充气浮体，它包括一个限定一个内腔的外皮；所述浮体设有一个充气装置，该充气装置包括用于在内腔中安装加压气体容器的装置和从内腔内部延伸至内腔外部，用于引发从容器释放气体的启动装置。
14.根据权利要求13所述的可充气浮体，其特征在于它适于在浸入时自动充气，它还包括一个限定一个腔的壳；限定将该腔连接于浮体内腔的第一孔或通道的装置；限定将该腔连接于外界的第二孔或通道的装置；一个通常封闭所述第二孔或通道的单向阀；不断地将启动装置压向放气位置的偏压装置；以及限制装置，该限制装置包括一个设置在腔内的可水降解件，它通常将启动装置保持在不工作位置上，所述阀适于被过大的外部压力打开。
15.一种基本如说明书所述及附图所示的充气装置。
16.一种基本如说明书所述及附图所示的可充气浮体。
全文摘要
本发明涉及用于浮体如救生衣,救生筏的充气装置,它具有用于将加压气体缸(100)安装在浮体内的装置和最好为转动的轴(104)形式的启动装置,轴(104)浮体内部延伸至外部,因而其可以用来从外部操纵而引起气体释放。
文档编号B63C9/00GK1175928SQ9619197
公开日1998年3月11日 申请日期1996年2月15日 优先权日1995年2月15日
发明者彼得·克罗宁·戈登, 图尔·克里斯蒂安松 申请人:C·M·哈马尔股份公司, 彼得·克罗宁·戈登