CN114247065A - 一种智能消防自救呼吸器 - Google Patents

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CN114247065A CN202111543330.1A CN202111543330A CN114247065A CN 114247065 A CN114247065 A CN 114247065A CN 202111543330 A CN202111543330 A CN 202111543330A CN 114247065 A CN114247065 A CN 114247065A
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Abstract

本发明涉及一种智能消防自救呼吸器，包括头罩，所述头罩设有呼吸罩和护目镜；气囊，气囊通过管道穿入头罩内与呼吸罩连通；产氧罐包括安装罐和位于安装罐内的生氧罐，安装罐和生氧罐之间存在散热腔，生氧罐内设有生氧剂，所述生氧罐的一端通过管道与气囊连通；第一散热装置，第一散热装置包括位于安装罐和生氧罐之间的散热管，散热管规则绕设于生氧罐；第二散热装置，所述第二散热装置位于生氧罐一端的端部；三通阀门，三通阀门与呼吸罩和生氧罐连通，三通阀门设有用于控制其中两个通口连通的控制装置；用于检查气压传感器和温度传感器数值的控制器，控制器与第一散热装置、第二散热装置和控制装置的控制端电气连接。本发明能有效优化呼吸的体验。

Description

一种智能消防自救呼吸器
技术领域
本发明涉及智能消防产品的技术领域，尤其是涉及一种智能消防自救呼吸器。
背景技术
呼吸器又称贮气式防毒面具，有时也称为消防面具，其是一种自给开放式空气呼吸器，广泛应用于消防、化工、船舶、石油、冶炼、仓库、试验室、矿山等部门，供消防员或抢险救护人员在浓烟、毒气、蒸汽或缺氧等各种环境下安全有效地进行灭火，抢险救灾和救护工作。随着科学技术的发展，呼吸器按照用途可以分为工作型呼吸器和逃生型呼吸器，其中，逃生型呼吸器又分为过滤式自救呼吸器和化学氧自救呼吸器。
化学氧自救呼吸器的原理是：佩戴者呼出气体中的水汽和二氧化碳与生氧剂(KO2)发生化学反应(4KO2+2H2O→4KOH+3O2+Q；2KOH+CO2→K2CO3+H2O+Q)，生成富氧气体供佩戴者往复呼吸使用。其优点为呼吸***与外界环境空气隔绝，不受外界任何有毒、有害气体及烟雾的危害，因此适用于各种有毒、有害气体及缺氧环境；其缺点为采用闭式循环，加之化学反应过程产生大量热量，因此呼吸感觉不舒服。
现有的公开号为CN106730451A的发明专利公开了一种强化散热的化学氧自救呼吸器，其包括产氧罐，产氧罐内设有导热支架，导热支架与产氧罐的罐壁接触，方便产氧罐内产生的热量经导热支架传递至产氧罐罐壁，以便于产氧罐散热，产氧罐的外壁设有环形散热肋片，环形散热肋片与产氧罐的外壁接触，以便于产氧罐上的热量传递至环形散热肋片，增大散热面积，从而提升散热效率；以降低产氧罐产生的氧气的温度，优化人体吸氧的体验，从而提升使用产品的体验。
但是，上述中的现有技术方案存在以下缺陷：实际运用过程中，往产氧罐吹几口气(水汽和二氧化碳)，就能产生足够的氧气，若持续往产氧罐吹气，首先，容易造成产氧罐内的生氧剂浪费，其次，产生过多的氧气挤压呼吸气囊，人体无法吸收过多的氧气，导致氧气从泄压阀泄出，造成氧气的浪费。由于一直往产氧罐内吹气，导致产氧罐内持续产生热量，当热量过多时，环形散热肋片、产氧罐和导热支架无法将所产生的热量散去，导致产生的氧气温度过高，从而导致人体吸入的氧气温度过高，进而人体感觉呼吸不舒服。
发明内容
本发明的目的是提供一种智能消防自救呼吸器，呼吸器设置有两个散热装置，有效将生氧剂于水和二氧化碳发生化学反应产生的热量散去；其次，呼吸器还设置有三通阀门，利用三通阀门控制人呼出的水和二氧化碳与生氧剂接触，一方面，能够有效减少生氧剂的消耗，另一方面，有效减少热量的产生，从而有利于优化呼吸的体验。
本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种智能消防自救呼吸器，包括用于戴在头上的头罩，所述头罩内设有用于戴在鼻子的呼吸罩，所述呼吸罩位于头罩的前部，所述头罩安装有用于配合眼睛视线贯穿头罩的护目镜，所述护目镜位于呼吸罩的前面；
气囊，所述气囊位于头罩的前面且所述气囊与头罩固定连接，所述气囊通过管道穿入头罩内与呼吸罩连通；
产氧罐包括安装罐和位于安装罐内的生氧罐，所述安装罐和生氧罐之间存在散热腔，所述生氧罐内设有生氧剂，所述生氧罐的一端通过管道与气囊连通；
第一散热装置，所述第一散热装置包括位于安装罐和生氧罐之间的散热管，所述散热管规则绕设于生氧罐，所述散热管与安装罐的内壁之间存在间隙；
第二散热装置，所述第二散热装置位于安装罐内，所述第二散热装置位于生氧罐一端的端部；
三通阀门，所述三通阀门包括第一通口、第二通口和第三通口，所述第一通口与呼吸罩连通，所述第二通口通过管道贯穿并伸入安装罐内与生氧罐的另一端连通，所述三通阀门设有用于控制其中两个通口连通的控制装置；
气压传感器，所述气压传感器位于气囊内，所述气压传感器用于测量气囊内的压强；
温度传感器，所述温度传感器用于测量生氧剂和生氧罐的温度，所述温度传感器位于生氧罐内；
控制器，所述控制器用于检查气压传感器和温度传感器的数值，所述控制器与第一散热装置、第二散热装置和控制装置的控制端电气连接。
本发明进一步设置为：所述三通阀门内设有球形阀腔，所述球形阀腔内设有可活动的半球形阀芯，所述半球形阀芯设有控制轴，所述控制轴的一端与三通阀门的内腔抵接，另一端贯穿三通阀门与控制装置连接。
本发明进一步设置为：所述控制装置包括控制电机，所述控制电机位于三通阀门外，所述控制电机的输出轴与控制轴固定连接。
本发明进一步设置为：所述第一散热装置还包括泵体和散热液，所述泵体通过管道分别与散热液和散热管的一端连通，所述散热管的另一端通过管道与散热液连通。
本发明进一步设置为：所述第二散热装置包括用于散热的散热片，所述散热片与生氧罐一端端部抵接。
本发明进一步设置为：所述散热片与生氧罐之间设有用于传导热量的导热硅脂层。
本发明进一步设置为：所述第二散热装置还包括散热风扇，所述散热风扇位于散热片背离生氧罐的一侧，所述散热风扇与安装罐的内壁卡接固定。
本发明进一步设置为：所述安装罐的内安装有安全网，所述安全网位于散热风扇背离生氧罐的一侧。
本发明进一步设置为：所述第二通口和第三通口内均设有单向阀，所述第一通口通入三通阀门的水气经单向阀从三通阀门的第二通口和/或第三通口通出。
本发明进一步设置为：所述头罩的底部设有存储装置，所述散热液装在存储装置内，所述存储装置通过管道分别与散热管和泵体连通。
综上所述，本发明的有益技术效果为：
本发明设计科学合理，与现有技术相比，本发明针对生氧罐设置两个散热装置，两个散热装置均为生氧罐散热；其中一个第一散热装置通过散热管绕设在生氧罐外，散热管通过泵体循环通入散热液，以降低生氧罐的温度，从而降低生氧罐内产生的氧气的温度；第二散热装置包括散热片和散热风扇，散热片通过导热硅脂层将生氧罐产生的热量导出，以提升生氧罐的散热效率，散热片位于生氧罐的氧气输出端，有利于降低氧气的温度，从而优化呼吸氧气的体验，散热风扇将安装罐内的热量抽出，散热风扇同时提升空气在散热片流通，进一步提升散热片的散热效率，且散热风扇提升空气在散热管外流通，以便带走散热管外壁的热量，从而提升散热管的散热效率，有利于减缓散热液的温度提升；呼吸罩和生氧罐之间连接有三通阀门，三通阀门被控制电机控制，利用控制电机控制呼出的水和二氧化碳是否通入生氧罐，一方面，控制生氧罐的产氧量，从而控制生氧罐内产生的热量，另一方面，能够减少生氧剂的消耗，减少生氧剂的浪费，从而减少氧气的浪费。
附图说明
图1是本发明的呼吸器的结构示意图；
图2是本发明的呼吸器的结构示意图；
图3是本发明的产氧壳的结构示意图；
图4是本发明的产氧罐和安装壳的***图；
图5是本发明的产氧罐的剖视图；
图6是本发明的三通阀门的剖视图；
图7是本发明的三通阀门的剖视图。
图中，1、头罩；11、护目镜；12、呼吸罩；13、存储装置；14、承载带；15、松紧带；2、气囊；21、泄压阀；3、产氧罐；31、安装罐；32、生氧罐；321、生氧剂；33、散热腔；4、第一散热装置；41、散热管；42、泵体；43、散热液；5、第二散热装置；51、导热硅脂层；52、散热片；53、散热风扇；6、三通阀门；61、第一通口；62、第二通口；63、第三通口；64、球形阀腔；65、半球形阀芯；66、控制轴；67、单向阀；7、控制电机；8、安全网；9、产氧壳；91、散热孔；10、安装壳。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
参照图1至图6，为本发明公开的一种智能消防自救呼吸器，包括头罩1、气囊2和产氧壳9，气囊2和产氧壳9均与头罩1固定连接，气囊2与产氧壳9通过管道连通；气囊2安装有泄压阀21，以防止气囊2被涨破；其中，气囊2和产氧壳9均位于头罩1外且位于头罩1的前面，产氧壳9与头罩1的连接处位于气囊2与头罩1的连接处的下方。在本实施中，头罩1用于戴在人体的头上，头罩1外表面设有用反光材料制成的反光层，反光层发射光线，以便于在漆黑的环境中找到头罩1；头罩1内设有用于戴在鼻子和/或嘴巴的呼吸罩12，呼吸罩12用于戴在鼻子和/或嘴巴上呼吸，呼吸罩12位于头罩1的前部，呼吸罩12与气囊2和产氧壳9配合设置，气囊2和产氧壳9均通过管道穿入头罩1内与呼吸罩12连通；头罩1安装有护目镜11，护目镜11位于呼吸罩12的前面，护目镜11位于呼吸罩12和气囊2的上方，护目镜11用于配合眼睛的视线贯穿头罩1，以便于戴在头罩1行走。产氧壳9的两侧连接有承载带14，当戴上头罩1时，承载带14绕设与头部，承载带14与头部的受力点位于头的后脑勺。
产氧壳9内安装有产氧罐3和安装壳10，安装壳10位于产氧罐3和头罩1之间；产氧罐3包括安装罐31和位于安装罐31内的生氧罐32，生氧罐32与安装罐31固定，生氧罐32内设有生氧剂321，生氧剂321位于生氧罐32的中部，生氧剂321与生氧罐32的罐底之间存在间隙，生氧剂321与生氧罐32的开口之间存在间隙，生氧罐32的罐底一端通过管道贯穿安装罐31和产氧壳9的突出端与气囊2连通，以便于生氧剂321与水和二氧化碳反应产生的氧气经管道通入气囊2内。安装壳10内设有三通阀门6，三通阀门6包括第一通口61、第二通口62和第三通口63，其中，第一通口61与呼吸罩12连通，第二通口62通过管道贯穿并伸入安装罐31内与生氧罐32开口的一端连通，以便于人呼出的水汽和二氧化碳经三通阀门6进入生氧罐32内；其中，三通阀门6设有用于控制其中两个通口连通的控制电机7，控制电机7位于三通阀门6外。
其中，三通阀门6内设有球形阀腔64，球形阀腔64位于第一通口61、第二通口62和第三通口63的连接处，球形阀腔64内设有可活动的半球形阀芯65；半球形阀芯65可在球形阀腔***，以实现控制第一通口61和第二通口62连通，或者控制第一通口61和第三通口63连通，或者控制第二通口62和第三通口63连通，其中，第二通口62和第三通口63连通的方案被本发明禁止；半球形阀芯65设有控制轴66，控制轴66位于半球形阀芯65的半球面的中部，控制轴66的一端与三通阀门6的内腔抵接，另一端贯穿三通阀门6的突出端与控制电机7的输出端连接固定。第二通口62和第三通口63内均设有单向阀67，第一通口61通入三通阀门6的水气和二氧化碳经单向阀67从三通阀门6的第二通口62和/或第三通口63通出；其中，当半球形阀芯65控制第一通口61和第二通口62连通时，第一通口61通入三通阀门6的水气和二氧化碳经单向阀67从三通阀门6的第二通口62通出，以便于水气、二氧化碳和生氧剂321接触并发生化学反应，当半球形阀芯65控制第一通口61和第三通口63连通时，第一通口61通入三通阀门6的水气和二氧化碳经另一单向阀67从第三通口63通出，一方面，减少生氧剂321的消耗，以减少热量的产生，另一方面，减少氧气的浪费。当半球形阀芯65控制第一通口61分别与第二通口62和第三通口63连通时，第二通口62和第三通口63均会通出水汽和二氧化碳。
安装罐31的内壁和生氧罐32之间存在散热腔33，散热腔33内设有用于提升生氧罐32散热效率的第一散热装置4，第一散热装置4包括散热管41、泵体42和散热液43，散热管41位于安装罐31和生氧罐32之间的散热腔33内，散热管41规则和有序的绕设于生氧罐32，以提升生氧罐32外壁的表面积，散热管41与安装罐31的内壁之间存在间隙，以便于散热管41散热；散热管41的一端通过管道与泵体42连通，泵体42通过管道与装散热液43的存储装置13连通，存储装置13通过管道与散热管41另一端连通；其中，泵体42位于安装罐31内，泵体42也可以位于安装罐31外且位于产氧壳9内，泵体42还可以位于产氧壳9外，泵体42所在位置可以根据实际需要设置；存储装置13可以位于安装罐31外且位于产氧壳9内，此时，存储装置13通常为箱子或者存储袋等，管道对于。散热液43为括水，散热液43还可以为其他合适的液体。在本实施例中，头罩1的地步设有存储装置13，存储装置13为存储袋，当人体戴上头罩1时，存储袋披在肩膀的周围，存储袋与头罩1之间设有松紧带15，松紧带15用于控制头罩1与人体颈部松紧度，以限制烟气等气体经人体颈部与头罩1之间的间隙进入头罩1内。存储装置13还可以设置在气囊2上，存储装置13覆盖或包裹气囊2，由于存储装置13装有散热液43，有利于促进气囊2内的氧气的温度降低。
安装罐31内安装有第二散热装置5，第二散热装置5位于生氧罐32罐底一端的端部，第二散热装置5与生氧罐32罐底接触。第二散热装置5包括导热硅脂层51、用于散热的散热片52和热风扇，散热片52与生氧罐32罐底的一端端部抵接，以提升生氧罐32罐底的表面积，从而提升生氧罐32罐底的散热效率；导热硅脂层51位于散热片52和生氧罐32之间且均与散热片52和生氧罐32接触，导热硅脂层51位于散热片52的中部，以优化生氧罐32罐底的热量经导热硅脂层51传导至散热片52，以便散热片52将热量散去；散热风扇53位于散热片52背离生氧罐32的一侧，散热风扇53与散热片52接触，散热风扇53也可以与散热片52之间存在间隙，散热风扇53与安装罐31的内壁卡接固定，安装罐31远离散热风扇53的一端开设有孔，孔与散热腔33连通。散热风扇53将散热腔33内的热气(空气)抽出，使得散热腔33内的空气流通加快，从而提升散热片52和散热管41的散热效率。由于散热片52的散热效率提升，实现生氧罐32罐底的温度降低，从而生氧罐32罐底和生氧剂321之间的温度降低，有利于降低位于生氧罐32罐底和生氧剂321之间的氧气的温度。安装罐31的内安装有安全网8，安全网8位于散热风扇53背离生氧罐32的一侧，以提升散热风扇53的安全系数。
产氧壳9开设有至少两个散热孔91，两个散热孔91分别对于散热风扇53和第三通口63设置。
呼吸器还设有气压传感器、温度传感器和控制器，其中，气压传感器位于气囊2内，气压传感器用于测量气囊2内的压强；温度传感器位于生氧罐32内，温度传感器用于测量生氧罐32和生氧剂321的温度；控制器用于检查气压传感器和温度传感器的数值，控制器与气压传感器和温度传感器电气连接，控制器还与第一散热装置4、第二散热装置5和控制装置的控制端电气连接，即控制器还与泵体42、散热风扇53和控制电机7电气连接。
本实施例的实施原理为：一开始，三通阀门6的第一通口61和第二通口62连通；当戴上头罩1，往呼吸罩12内吹入几口气(水汽和二氧化碳)后，水汽和二氧化碳经三通阀门6的第一通口61和第二通口62进入生氧罐32内与生氧剂321发生化学反应，产生氧气和热量，一方面，氧气通入气囊2内，气囊2涨起来，控制器根据气压传感器的读数通过控制电机7控制第一通口61与第三通口63连通，第一通口61与第二通口62不连通，以限制水汽和二氧化碳继续进入生氧罐32内，减少生氧剂321的消耗，减少热量的产生，也限制氧气从气囊2的泄压阀21排出，减少氧气的浪费；另一方面，控制器根据温度传感器的读数驱使泵体42和散热风扇53运行，以提升生氧罐32的散热效率。以达到降低产氧罐3产生的氧气的温度，优化人体吸氧的体验，从而提升使用产品的体验。
本发明所用到的计算机程序均为现有技术的计算机程序，因此不保护计算机程序；本发明中提到的前面、前部等，均以正常佩戴呼吸器为参照。
本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种智能消防自救呼吸器，其特征在于：包括用于戴在头上的头罩(1)，所述头罩(1)内设有用于戴在鼻子的呼吸罩(12)，所述呼吸罩(12)位于头罩(1)的前部，所述头罩(1)安装有用于配合眼睛视线贯穿头罩(1)的护目镜(11)，所述护目镜(11)位于呼吸罩(12)的前面；
气囊(2)，所述气囊(2)位于头罩(1)的前面且所述气囊(2)与头罩(1)固定连接，所述气囊(2)通过管道穿入头罩(1)内与呼吸罩(12)连通；
产氧罐(3)包括安装罐(31)和位于安装罐(31)内的生氧罐(32)，所述安装罐(31)和生氧罐(32)之间存在散热腔(33)，所述生氧罐(32)内设有生氧剂(321)，所述生氧罐(32)的一端通过管道与气囊(2)连通；
第一散热装置(4)，所述第一散热装置(4)包括位于安装罐(31)和生氧罐(32)之间的散热管(41)，所述散热管(41)规则绕设于生氧罐(32)，所述散热管(41)与安装罐(31)的内壁之间存在间隙；
第二散热装置(5)，所述第二散热装置(5)位于安装罐(31)内，所述第二散热装置(5)位于生氧罐(32)一端的端部；
三通阀门(6)，所述三通阀门(6)包括第一通口(61)、第二通口(62)和第三通口(63)，所述第一通口(61)与呼吸罩(12)连通，所述第二通口(62)通过管道贯穿并伸入安装罐(31)内与生氧罐(32)的另一端连通，所述三通阀门(6)设有用于控制其中两个通口连通的控制装置；
气压传感器，所述气压传感器位于气囊(2)内，所述气压传感器用于测量气囊(2)内的压强；
温度传感器，所述温度传感器用于测量生氧剂(321)和生氧罐(32)的温度，所述温度传感器位于生氧罐(32)内；
控制器，所述控制器用于检查气压传感器和温度传感器的数值，所述控制器与第一散热装置(4)、第二散热装置(5)和控制装置的控制端电气连接。
2.根据权利要求1所述的一种智能消防自救呼吸器，其特征在于：所述三通阀门(6)内设有球形阀腔(64)，所述球形阀腔(64)内设有可活动的半球形阀芯(65)，所述半球形阀芯(65)设有控制轴(66)，所述控制轴(66)的一端与三通阀门(6)的内腔抵接，另一端贯穿三通阀门(6)与控制装置连接。
3.根据权利要求2所述的一种智能消防自救呼吸器，其特征在于：所述控制装置包括控制电机(7)，所述控制电机(7)位于三通阀门(6)外，所述控制电机(7)的输出轴与控制轴(66)固定连接。
4.根据权利要求1所述的一种智能消防自救呼吸器，其特征在于：所述第一散热装置(4)还包括泵体(42)和散热液(43)，所述泵体(42)通过管道分别与散热液(43)和散热管(41)的一端连通，所述散热管(41)的另一端通过管道与散热液(43)连通。
5.根据权利要求1所述的一种智能消防自救呼吸器，其特征在于：所述第二散热装置(5)包括用于散热的散热片(52)，所述散热片(52)与生氧罐(32)一端端部抵接。
6.根据权利要求5所述的一种智能消防自救呼吸器，其特征在于：所述散热片(52)与生氧罐(32)之间设有用于传导热量的导热硅脂层(51)。
7.根据权利要求5所述的一种智能消防自救呼吸器，其特征在于：所述第二散热装置(5)还包括散热风扇(53)，所述散热风扇(53)位于散热片(52)背离生氧罐(32)的一侧，所述散热风扇(53)与安装罐(31)的内壁卡接固定。
8.根据权利要求7所述的一种智能消防自救呼吸器，其特征在于：所述安装罐(31)的内安装有安全网(8)，所述安全网(8)位于散热风扇(53)背离生氧罐(32)的一侧。
9.根据权利要求1所述的一种智能消防自救呼吸器，其特征在于：所述第二通口(62)和第三通口(63)内均设有单向阀(67)，所述第一通口(61)通入三通阀门(6)的水气经单向阀(67)从三通阀门(6)的第二通口(62)和/或第三通口(63)通出。
10.根据权利要求4所述的一种智能消防自救呼吸器，其特征在于：所述头罩(1)的底部设有存储装置(13)，所述散热液(43)装在存储装置(13)内，所述存储装置(13)通过管道分别与散热管(41)和泵体(42)连通。
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