通过热空气驱离幼童玩弄插座的装置和方法与流程

文档序号:14292204阅读:331来源:国知局

本发明涉及幼童的安全教育领域,特别是市电插座的安全使用方面。



背景技术:

幼童来到这个世界,充满好奇、喜好学习,但是由于缺少知识,不了解存在的风险,幼童很无畏,但是,现实的世界也很容易带来伤害,而用电的伤害可能是永久和致命的,所以,让幼童远离电源插座就是一个很头疼的问题。

在幼童刚刚能独立活动的时候,幼童就喜欢通过触摸、啃咬等方式来认识周围的物体,虽然,父母的呵斥能够临时起作用,但是在父母没有关注的时候,反而会由于好奇的驱动以及逆反的作用,更容易去触摸插座的插孔,可能导致很可怕的后果。



技术实现要素:

为减少幼童玩弄插座的兴趣,本发明设计通过热空气驱离幼童玩弄插座的装置和方法。

本发明实现发明目的采用的技术方案是:通过热空气驱离幼童玩弄插座的方法,包括一个盖板,盖板上表面有两个插孔或者/和三个插孔,其特征是:盖板的下表面固定插头和直流电源,通过盖板下表面的插头将盖板固定在插座表面;盖板下表面有一个凹槽,凹槽内嵌入一个长方体容器,长方体容器的底部有一个只允许空气进入长方体容器内部的单向阀门,长方体容器的内侧底部有一个加热电阻丝,长方体容器的上端面有一个通孔,长方体容器的上端的内侧表面固定一块能够被磁铁吸引的不锈钢薄板,一根弹簧通过通孔,弹簧的上端固定在永久磁铁的下表面,弹簧的下端固定在长方体容器内侧的底面,依靠磁场力和弹簧的拉力,将通孔密封;一个密封气囊密封长方体容器的上端面,永久磁铁位于密封气囊内部,密封气囊在每个插孔的下方都有出气孔,每个插孔都有一个开关,所有的开关并联,然后再与直流电源和加热电阻丝串联;触摸开关,则开关连通,加热电阻丝将长方体容器内的空气加热,长方体容器内部的空气的压强增加,最后克服永久磁铁与长方体容器内侧上表面的不锈钢薄板之间磁场力和弹簧的拉力,热空气从通孔喷出,顺着密封气囊导流到出气孔,从插孔下方喷出,热空气刺激位于插孔的手指,促使手指离开。

通过热空气驱离幼童玩弄插座的装置,包括一个盖板,盖板上表面有两个插孔或者/和三个插孔,其特征是:盖板下表面有固定插头、直流电源和长方体容器,通过盖板下表面的插头将盖板固定在插座表面;长方体容器的底部有一个只允许空气进入长方体容器内部的单向阀门,长方体容器的内侧底部有一个加热电阻丝,长方体容器的上端面有一个通孔,长方体容器的上端的内侧表面固定一块能够被磁铁吸引的不锈钢薄板,一根弹簧穿过通孔,弹簧的上端固定在永久磁铁的下表面,弹簧的下端固定在长方体容器内侧的底面,依靠磁场力、弹簧的拉力和密封垫,将通孔密封;一个密封气囊密封长方体容器的上表面,永久磁铁位于密封气囊内部,密封气囊在插孔的下方有出气孔,每个插孔都有一个开关,开关为触摸连通型开关,所有的开关并联,然后再与直流电源和加热电阻丝串联;加热电阻丝将长方体容器内的空气加热,长方体容器内部的空气的压强增加,克服永久磁铁与长方体容器内侧上表面的不锈钢薄板之间磁场力和弹簧的拉力,热空气从通孔喷出,顺着密封气囊导流到出气孔,从插孔下方喷出。

加热电阻丝串联一个温度控制开关,温度控制开关的动作温度在160摄氏度。弹簧有三种规格,三根弹簧对应的通孔打开温度分别为100摄氏度、120摄氏度和150摄氏度。长方体容器的体积为密封气囊的4-10倍。长方体容器的体积为0.1升。

本发明的有益效果是:总体而言,空气由于热容量小、密度小,本发明的热空气的质量也小,对人体的伤害小。在100摄氏度,长方体容器中热空气相对于体温,其全部热空气对人体温度能够放出的热量仅仅相当于一滴开水的热量,热空气从长方体容器到出气孔需要一定的时间,同时还需要先加热密封气囊中的冷空气,因此到达出气孔的气体的温度是逐渐上升的,幼童有一个感知温度升高的过程,也就有足够的时间撤离手指;而出气孔至少有两个,热空气也均匀作用于手指,因此,其热量相对于一滴开水而言,伤害要小得多,不会对幼童带来实质性伤害,仅仅是刺激幼童,让其回避;如果幼童还有兴趣玩弄插座,可以通过更换弹簧以提高喷出空气的温度,提高刺激效果,但总体而言也远远小于一滴水带来的伤害:主要是喷出的空气量相对有限,对于100摄氏度,压强比室温压强大0.23倍,喷出的热空气在压强减少到一个大气压将会停止喷出,因此喷出量最多为0.23/(1+0.23),大致在18%,温度提高到160度,也就大致在【(273+160)/(273+27)-1】/【(273+160)/(273+27)】=30%左右,平均到两个出气孔,每个出气孔大约在9%-15%,而且作用时间还很长,因此总量仅仅相对于一滴开水的9%-30%(因为温度提高到160摄氏度,热量大致相当于2滴开水,15%*2=30%),成年人能够承受1滴开水短时间作用于小面积,那么幼童自然可以承受0.3滴开水较长时间作用于较大的范围。另外,本发明的热空气的作用类似于电吹风,电吹风电阻丝可以达到烧红的程度,温度大致在几百度到上千度,而出风口稍远一点,也不觉得很烫,而本发明的出气孔在插孔的下方,空气从出气孔出来后,会被插孔附近的空气中和,温度也会降低一些,因此不会有风险。

附图说明

图1是盖板示意图;图2是装置部件布置示意图;图3是装置电路原理图;

其中,1、盖板,2、插孔,3、永久磁铁,4、通孔,5、弹簧,6、加热电阻丝,7、长方体容器,8、出气孔,9、密封气囊,10、开关,11、直流电源。

具体实施方式

通过热空气驱离幼童玩弄插座的方法,包括一个盖板1,盖板1上表面有两个插孔2或者三个插孔2,或者盖板1上表面有两个插孔2和三个插孔2,使盖板1看起来就象一个真实的插座,使幼童无法区分盖板1和真实的插座,盖板1的下表面固定插头和直流电源11,通过盖板1下方(下表面)的插头将盖板1固定在插座表面;盖板下表面有一个凹槽,凹槽内嵌入一个长方体容器7,长方体容器7的底部有一个只允许空气进入长方体容器7内部的单向阀门,长方体容器7的内侧底部有一个加热电阻丝6,加热电阻丝6悬空,即加热电阻丝6被隔热支撑材料支撑住,使加热电阻丝6不接触长方体容器7的容器壁,由于插座一般都在墙面上,因此长方体容器7的底部是以竖直放置时作为参考的,对于空气而言,进气的单向阀门的位置以及加热电阻丝6的位置没有特别的要求,即在任何位置都可以(不同位置带来的差异很小),加热后长方体容器7内的空气可以对流传递热量;长方体容器7的上端面有一个通孔4,长方体容器7的上端的内侧表面固定一块能够被磁铁吸引的不锈钢薄板,一根弹簧5通过通孔4,弹簧5的上端固定在永久磁铁3的下表面,弹簧5的下端固定在长方体容器7内侧的底面,依靠永久磁铁3和不锈钢薄板之间磁场力(吸引力)和弹簧5因伸长带来的力量(拉力),将通孔4密封;一个密封气囊9密封长方体容器7的上端面,永久磁铁3位于密封气囊9内部,密封气囊9在每个插孔2的下方都有出气孔8,每个插孔2都有一个开关10,所有的开关10并联,然后再与直流电源11和加热电阻丝6串联;开关10为触摸连通类型的开关,加热电阻丝6将长方体容器7内的空气加热,长方体容器7内部的空气的压强增加,最后克服永久磁铁3与长方体容器7内侧上表面的不锈钢薄板之间磁场力和弹簧5的拉力,永久磁铁3上移,热空气从通孔4喷出,顺着密封气囊9导流到出气孔8,从插孔2下方喷出,热空气刺激位于插孔2的幼童手指,促使幼童手指离开。

室温大致在300k(27摄氏度左右),温度如果控制在100摄氏度,即升高70摄氏度,则压强增加70/300=0.23倍,因此磁场力和弹簧5的拉力之和与永久磁铁3的面积之比为0.2-0.3个大气压比较合适。

通过热空气驱离幼童玩弄插座的装置,包括一个盖板1,盖板1上表面有两个插孔2或者/和三个插孔2,其特征是:盖板1的下表面固定插头和直流电源11,通过盖板1下方(下表面)的插头将盖板1固定在插座表面;盖板1下表面有一个凹槽,凹槽内嵌入一个长方体容器7,长方体容器7的底部有一个只允许空气进入长方体容器7内部的单向阀门,长方体容器7的内侧底部有一个加热电阻丝6,长方体容器7的上端面有一个通孔4,长方体容器7上端的内侧表面固定一块能够被磁铁吸引的不锈钢薄板,一根弹簧5通过通孔4,弹簧5的上端固定在永久磁铁3的下表面,弹簧5的下端固定在长方体容器7内侧的底面,依靠磁场力和弹簧5的力量(拉力),将通孔4密封(可以借助橡胶密封垫布置在通孔4的周围,依靠密封垫紧密接触永久磁铁3的下表面和长方体容器7的上表面);一个密封气囊9密封长方体容器7的上端面(可以考虑密封气囊9开口作为密封垫,位于长方体容器7上端的开口边缘,长方体容器7的带通孔4的盖板通过螺钉将带通孔4的盖板固定在长方体容器7上端的开口),永久磁铁3位于密封气囊9内部,密封气囊9在插孔2的下方有出气孔8,每个插孔2都有一个开关10,所有的开关10并联,然后再与直流电源11和加热电阻丝6串联;加热电阻丝6将长方体容器7内的空气加热,长方体容器7内部的空气的压强增加,最后克服永久磁铁3与长方体容器7内侧上表面的不锈钢薄板之间磁场力和弹簧5的弹力(拉力),热空气从通孔4喷出,顺着密封气囊9导流到出气孔8,从插孔2下方喷出。空气冷却后,弹簧5的拉力将永久磁铁3拉回密封通孔4,随着长方体容器7内部的气压降低,长方体容器7的单向阀门打开,室内空气进入长方体容器7内部,即初始状态,长方体容器7内部为室内空气。

加热电阻丝6串联一个温度控制开关,温度控制开关的动作(断开电源)温度在160摄氏度。避免过热。

弹簧5有三种规格,弹簧5的作用在于空气冷却后,将永久磁铁3拉回密封,同时弹簧5和永久磁铁3的共同作用决定通孔4打开的时机,由于计算需要比较复杂的计算和近似,同时弹簧的长度以及布置的初始伸长量都对通孔4打开的时机有影响,因此,简单的方法是通过多次的实验找到合适的弹簧初始长度和伸长量,使三根弹簧对应的打开温度为100摄氏度、120摄氏度和150摄氏度,对于温度,本发明不是一个很精确的概念,也不需要很精确,因此100摄氏度、120摄氏度和150摄氏度是指100摄氏度左右、120摄氏度左右和150摄氏度左右,左右指正负5摄氏度已经足够,100摄氏度左右在95-105摄氏度、120摄氏度左右在115-125摄氏度、150摄氏度左右在145-155摄氏度。

直流电源11能够是干电池,或者充电电池;或者外接usb电源。从通用性的角度,最好为5v直流电源。

长方体容器7的体积为密封气囊9的4-10倍。

长方体容器7的体积为0.1升。该参数的估计:空气在100摄氏度的定压比热为1.379kj/(kg·℃),水的比热大致在4.2kj/(kg·℃),一般来说,在厨房中一滴开水溅在手上,一般不会有太大的问题,开水溅在手上的温度大致估计在80-90摄氏度,温差在50摄氏度,另外从文献估计,1克水大约20滴左右,其热量为1g*4.24kj/(kg·℃)*50℃/20=10j,假定空气上升到100摄氏度,与人体的温差为60摄氏度,10j/(1.379kj/(kg·℃))/60℃=0.12克,空气1升大约是1.29克,因此0.12克大约0.1升,建议长方体容器7为6cm长*6cm宽*3cm高。

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