能自动排气降低冲击损伤的救生气垫的制作方法
【专利摘要】一种能自动排气降低冲击损伤的救生气垫,它包括救生气垫本体(5),其特征是在救生气垫本体(5)的侧面设有多个自动调节排气阀(6),当坠落人员落在救生气垫本体(5)上快速冲击救生气垫本体(5)时,自动调节排气阀自动快速打开使着落面在受控状态下变形来缓冲强大的冲击力使救生气垫本体一方面不会被强力冲击击破,另一方面不会快速将坠落人员反弹出去造成二次伤害。本实用新型大幅度降低被救助者跌落到救生气垫上仍然可能严重受伤甚至死亡的风险。
【专利说明】能自动排气降低冲击损伤的救生气垫
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种高空坠落救生设施,尤其是一种能减少高空坠落损伤的救生气垫,具体地说是一种能自动排气降低冲击损伤的救生气垫。
【背景技术】
[0002]目前,为了营救可能高空坠落的人员,消防队需要使用救生气垫。救生气垫面料是布、内部用鼓风机充入压力略大于一的空气,总体是柔软的,所以空中坠落人员撞击在救生气垫上,将明显不同于直接撞击地面,因而可以有效降低人员所受到的直接损伤。它在应对人员的低空坠落方面效果较好。
[0003]可是,现有救生气垫也存在着几方面明显不足:一、如果坠落者高度较高、对气垫冲击力较大,则气垫面料可能被撕裂,坠落者将在没有受到有效缓冲保护的情况下从裂缝中跌入气垫、仅隔着一层布撞击地面,依然造成重大伤害;二、如果面料足够结实不破裂,则气垫内气压将会迅速增高,瞬间对高空坠落者施以强大的反作用力。这种反作用力力量之大,甚至足以扭断人体脊椎和颈椎;三、在坠落势能降为零的瞬间,气垫内被压缩的空气会强力反弹,将坠落者弹出气垫,和地面或其它硬物发生二次撞击。
[0004]由此本实用新型以为:现有救生气垫能够确保人员从空中坠落后首先“硬碰软”是正确的,可是面对较高的跌落高度可能出现的其它多种情况(不论是“冲击力大了兜不住”、“兜住后瞬间反作用力过大”、“兜住后会出现强力反弹”还是“又将坠落者弹出气垫”)都是有严重问题的。如果这些问题不予解决,会极大地局限救生气垫的适用范围,增加被救生者跌落在气垫上仍然遭受重伤害甚至死亡的风险。
【发明内容】
[0005]本实用新型的目的是针对现有的救生气垫不适用于高空坠落施救的问题,设计一种能适用于各种高度高空坠落施救的能自动排气降低冲击损伤的救生气垫。
[0006]本实用新型的技术方案是:
[0007]一种能自动排气降低冲击损伤的救生气垫,它包括救生气垫本体5,其特征是在救生气垫本体5的侧面设有多个自动调节排气阀6,当坠落人员落在救生气垫本体5上快速冲击救生气垫本体5时,自动调节排气阀自动快速打开使着落面在受控状态下变形来缓冲强大的冲击力使救生气垫本体一方面不会被强力冲击击破,另一方面不会快速将坠落人员反弹出去造成二次伤害。
[0008]所述的自动调节排气阀6由J形排气管1、活动堵头2、限位套3和调压弹簧4组成,J形排气管I的下端与救生气垫本体5的内腔相连通,限位套3旋装在J形排气管I的出气口上并设有排气缝隙,活动堵头3活动套装在J形排气管I中,调压弹簧4的一端与活动堵头3相抵,另一端与限位套3内的调节螺母相抵。
[0009]所述的活动堵头2由锥形堵塞201和长导杆202组成,长导杆202由多个锥体相连而成。
[0010]本实用新型的有益效果:
[0011]一、同等的气垫面料下本实用新型可以承受更大的冲击力而不易损坏,有利于救生气垫的长期和安全使用;
[0012]二、本实用新型在同等的跌落势能下能使被救助者所遭受的反作用力被大幅度降低,可以明显降低被救助者直接受伤的可能性;
[0013]三、只要计算和操作正确,本实用新型的救生气垫不会产生明显的弹力,从而消除了被救助者被弹出气垫、造成二次伤害的危险;
[0014]四、跌落到本实用新型上的被救助者会自动缓降到地面,便于随后的救助;
[0015]五、同等体积和厚度的救生气垫,可以适应更高、更重的跌落救助。
[0016]六、本实用新型通过为救生气垫配备多个“自动调节排气阀”,用它及时、并且尽可能多地消耗掉高空坠落者所产生的冲击势能并主动扩大缓冲空间,使得救生气垫具有强大的缓冲能力,从而使得高空坠落者跌到气垫上以后所受到的巨大反作用力被分散降低、身体基本不移位、不反弹,在气垫被完全压偏前,主动转化释放掉设计所允许的最大能量,从而大幅度降低被救助者跌落到救生气垫上仍然可能严重受伤甚至死亡的风险。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1是本实用新型的结构示意图。
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明。
[0019]如图1所示。
[0020]一种能自动排气降低冲击损伤的救生气垫,它主要由救生气垫本体5和自动调节排阀组成,多个自动调节排气阀6连接在救生气垫本体5的侧面,当坠落人员落在救生气垫本体5上快速冲击救生气垫本体5时,自动调节排气阀自动快速打开使着落面在受控状态下变形来缓冲强大的冲击力使救生气垫本体一方面不会被强力冲击击破,另一方面不会快速将坠落人员反弹出去造成二次伤害。本实用新型的自动调节排气阀6可由J形排气管1、活动堵头2、限位套3和调压弹簧4组成,J形排气管I的下端与救生气垫本体5的内腔相连通,限位套3旋装在J形排气管I的出气口上并设有排气缝隙,活动堵头3活动套装在J形排气管I中,调压弹簧4的一端与活动堵头3相抵,另一端与限位套3内的调节螺母相抵。其中的活动堵头2由锥形堵塞201和长导杆202组成,长导杆202由多个锥体整体或分体相连而成,分体相连,各锥体可通过大端的螺孔和相邻锥体小端的螺杆相连。
[0021]图1中,I是J形排气管。它的下边紧密地连接在救生气垫的侧面靠底部(这处位置最有利于操作和安全),上边垂直向上;2是堵在排气管I内部的活动堵头,该堵头下部略细并具有特别差的气动外形。其二者的配合,类似在保温瓶口堵上一只超长的瓶塞。如果排气管内压力增高,该堵头就会被向上冲开缝隙、气体就可以从缝隙中挤出;3是限位套。它连接在排气管I上、夹在堵头的侧面和上面,以限制堵头的活动范围;4是调压弹簧。它置于堵头2上,可以通过旋转其上部的螺母调节对堵头的压力。
[0022]图1中所示的是一个自动调节排气阀,每一个救生气垫实际需要多少个排气阀、每个管径和总管径多大,这需要另行计算和实验。
[0023]本实用新型的使用方法是:
[0024]当本实用新型运抵救生现场时,其展开和充气与普通救生气垫完全相同。由于每个自动调节排气阀已经预先考虑了应当具有的静摩擦力,所以都可以自然承受救生气垫内略大于一的充气压力,不会发生气体泄漏;
[0025]现场指挥员立即通过目测,大致判断被救助对象所处的高度和体重,根据预先准备好的对照表格快速查出重力加速度可以造成的总冲击质量,然后相应调节各个调节弹簧4对堵头2的压力,使之与对照表格(可通过试验提前获得)相匹配。调节弹簧的压力不必十分精确,一般分为基准、轻压、中压和重压四档即可。调节完毕后,救生准备工作即告完成。
[0026]当被救助者从高空跌落到救生气垫上时,如果是普通救生气垫,面层只会被压缩向下几十公分然后停止下沉,它将在零点一秒钟之内全力兜住被救助者。这种“高效兜住”的另一面是:缓冲距离只有几十公分、被救助者将在零点一秒钟之内就承受与跌落质量完全相等的全部反作用力。如果被救助者的跌落总质量是二十吨,如此短的缓冲距离、如此集中的瞬间强大反作用力,即使完全不考虑随后被反弹出去的风险,被救助者的身体恐怕也极难承受,脊椎、颈椎被扭断,内脏或血管被振荡破裂的风险极大。
[0027]而本实用新型则不同:面对跌落下来的被救助者,本实用新型的多个调节排气阀会依照基准、轻压、中压、重压的顺序自动打开排气,面层不是在极短的距离内用全力兜住被救助者而是“且战且退”。“且战”:气垫内空气被压缩产生热能、压缩空气冲开活动堵头
2、压缩空气从缝隙中艰难挤出、挤出过程中产生风能和声音等等,都是在主动抵抗和消耗被救助者的跌落势能;“且退”:只要气垫内的气压大于设计值,对应弹簧压力档次的堵头就坚持开启排气、气垫面层就继续向下坍塌退让、缓冲行程就会被继续拉长,不会戛然而止。
[0028]由此可以分析出本实用新型的优点:一、它用有组织的抵抗方式消耗、转移了相当大一部分跌落势能;二、它用主动退让的方式拉长了缓冲空间并分散了跌落势能的释放时间。仍以前述被救助者的跌落总质量二十吨为例,经过这种主动消耗、长距离缓冲和释放时间分散等方式处理,被救助者所受到的瞬间最大反作用力,已经只是原先标准的几分之一了。也就是说,如果是针对同等的救生工作,本实用新型可以更好地保障被救助者的生命健康安全;如果同等地保障被救助者的生命健康安全,本实用新型可以应对更高的救生高度。
[0029]当被救助者跌落到本实用新型上时,本实用新型会自动排气、向下坍塌,这是主动耗能、加长缓冲距离、分散释放时间的必需。它的另一个优点是:它象一只泄弹出了气的皮球,不必担心被救助者被弹出气垫造成二次伤害。但也有一个潜在问题:救生气垫的有效容积和厚度毕竟有限,如果坍塌过快,也不安全。为此本实用新型是这样工作的:当瞬间最强冲击过后,在气垫内部气压由设计最高点开始降低时,调压弹簧4将会自动按重压、中压、轻压的反向顺序逐步关闭一部分排气阀,以延缓本实用新型在内压已经不高的情况下的坍塌速度。
[0030]对于本实用新型的具体实施,还需要说明三点:
[0031]一、在被救助者撞击救生气垫的瞬间,自动打开全部活动堵头排气是十分必要的,因为此刻被救助者身体积蓄的势能太大,只有进行大幅度缓冲,才能确保气垫面层不会被撕裂、被救助者身体所受到的反作用不超过人体能够承受的极限。如果不能达到上述目的,一切努力都可能成为无用功。为大幅度缓冲消耗掉救生气垫一大半容积和厚度都是绝对值得的;
[0032]二、当被救助者已经承受了大幅度缓冲以后,逐渐关闭活动堵头降低排气速度也是必要的,因为被救助者已经渡过了最危险的瞬间,此刻他跌落的势能已经消耗掉了大半,气垫的厚度也消耗掉了大半,慢速泄气已能继续有效发挥缓冲作用,而且还更加安全;
[0033]三、这一点也特别重要:前述“现场指挥员通过目测,大致判断被救助对象所处的高度和体重,根据预先准备的表格快速查出重力加速度造成的瞬间冲击力”应该是务实的,因为此类事件通常属于偶发意外、预先不可确知。但由于事关生命安全,排气管的数量及管径选择、弹簧压力分布和堵头开启缝隙大小、风动阻力等等必须预先进行实验、填写在表格中的指标必须是经过验证的,不能单凭计算、更不能想当然。实验可以用高空抛投沙袋或假人(身上应装传感器)的方式进行。实验的核心标准应该是同时兼顾两方面:1、假人瞬间所受到的反作用力接近、但不超过人体可以承受的极限范围;2、救生气垫的体积和厚度要能够保证在假人落地前将势能基本耗尽。
[0034]本实用新型未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。
【权利要求】
1.一种能自动排气降低冲击损伤的救生气垫,它包括救生气垫本体(5),其特征是在救生气垫本体(5)的侧面设有多个自动调节排气阀(6),当坠落人员落在救生气垫本体(5)上快速冲击救生气垫本体(5)时,自动调节排气阀自动快速打开使着落面在受控状态下变形来缓冲强大的冲击力使救生气垫本体一方面不会被强力冲击击破,另一方面不会快速将坠落人员反弹出去造成二次伤害。
2.根据权利要求1所述的能自动排气降低冲击损伤的救生气垫,其特征是所述的自动调节排气阀(6 )由J形排气管(I)、活动堵头(2 )、限位套(3 )和调压弹簧(4 )组成,J形排气管(I)的下端与救生气垫本体(5)的内腔相连通,限位套(3)旋装在J形排气管(I)的出气口上并设有排气缝隙,活动堵头(3)活动套装在J形排气管(I)中,调压弹簧(4)的一端与活动堵头(3)相抵,另一端与限位套(3)内的调节螺母相抵。
3.根据权利要求2所述的能自动排气降低冲击损伤的救生气垫,其特征是所述的活动堵头(2)由锥形堵塞(201)和长导杆(202)组成,长导杆(202)由多个锥体相连而成。
【文档编号】A62B1/22GK204092874SQ201420527579
【公开日】2015年1月14日 申请日期:2014年9月15日 优先权日:2014年9月15日
【发明者】庄勒 申请人:庄勒