防船舶沉沒安全氣囊及船舶的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種防船舶沉沒安全氣囊及采用了該安全氣囊的船舶，屬于水上救生器具設(shè)計(jì)與制造【技術(shù)領(lǐng)域】。所述安全氣囊包括：多個(gè)并排連接的中空的柱體，所述中空的柱體分布于所述安全氣囊的表面且填充所述安全氣囊的內(nèi)部空間；所述柱體的內(nèi)側(cè)具有使得氣體單向流動(dòng)的瓣膜，所述瓣膜將所述柱體分隔為充氣側(cè)與蓄氣側(cè)，各個(gè)柱體的充氣側(cè)互相連通，而各個(gè)柱體的蓄氣側(cè)互相獨(dú)立；至少一個(gè)柱體的充氣側(cè)設(shè)置有充氣口。該安全氣囊可實(shí)現(xiàn)短時(shí)間迅速充氣。由于安全氣囊的巨大浮力可以使船體浮在水面而不沉沒，等待救援，極大地提升了船的安全系數(shù)和應(yīng)急能力。且本發(fā)明具有制造簡(jiǎn)單，存放攜帶方便，使用簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說(shuō)明】防船舶沉沒安全氣囊及船舶
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種防船舶沉沒的安全氣囊及采用了上述安全氣囊的船舶，屬于水上救生器具設(shè)計(jì)與制造【技術(shù)領(lǐng)域】。本發(fā)明主要應(yīng)用于水上航行時(shí)突發(fā)性事件，作為預(yù)防、應(yīng)急救生物件。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)前水上航行器如船舶種類較多，但救生技術(shù)與設(shè)備還不夠成熟。大部分中小型船不會(huì)具備很多的救生艇，少量的救生艇不足以保證船上的所有人員都能夠獲得救援，并且救生艇價(jià)格較高，占用空間大，攜帶放置不方便。目前國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)上關(guān)于水上航行器基本沒有應(yīng)急裝置，每當(dāng)遇到危險(xiǎn)時(shí)，不能自救或者是在保證生命安全的前提下等待救援，所以在一旦遇到危險(xiǎn)時(shí)常常發(fā)生船舶沉沒，從而造成人員和經(jīng)濟(jì)的巨大損失。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是如何在船舶發(fā)生危險(xiǎn)時(shí)增加船舶的浮力，從而提高船舶的安全性。
[0004]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明首先提供一種防船舶沉沒安全氣囊，包括:多個(gè)并排連接的中空的柱體，所述中空的柱體分布于所述安全氣囊的表面且填充所述安全氣囊的內(nèi)部空間；所述柱體的內(nèi)側(cè)具有使得氣體單向流動(dòng)的瓣膜，所述瓣膜將所述柱體分隔為充氣側(cè)與蓄氣側(cè)，各個(gè)柱體的充氣側(cè)互相連通，而各個(gè)柱體的蓄氣側(cè)互相獨(dú)立；至少一個(gè)柱體的充氣側(cè)設(shè)置有充氣口。
[0005]優(yōu)選的，位于頂層或者外側(cè)的柱體的直徑比其它部位較小。
[0006]優(yōu)選的，所述安全氣囊的材質(zhì)為聚氯乙稀。
[0007]優(yōu)選的，所述安全氣囊呈橢圓柱狀。
[0008]本發(fā)明其次提出一種船舶，其設(shè)置有如權(quán)利要求1所述的安全氣囊。
[0009]優(yōu)選的，所述安全氣囊懸掛在船體之外，所述安全氣囊具有包裹袋，所述包裹袋的材質(zhì)為碳纖維。
[0010]優(yōu)選的，所述安全氣囊置于船艙之內(nèi)。
[0011]通過(guò)本發(fā)明專利“防船舶沉沒安全氣囊”，設(shè)計(jì)一種可迅速充氣的救生安全氣囊，實(shí)現(xiàn)短時(shí)間迅速充氣。由于安全氣囊的巨大浮力可以使船體浮在水面而不沉沒，等待救援，極大地提升了船的安全系數(shù)和應(yīng)急能力。且本發(fā)明具有制造簡(jiǎn)單，存放攜帶方便，使用簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0012]通過(guò)附圖中所示的本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的更具體說(shuō)明，本發(fā)明的上述及其它目的、特征和優(yōu)勢(shì)將更加清晰。在全部附圖中相同的附圖標(biāo)記指示相同的部分。并未刻意按實(shí)際尺寸等比例縮放繪制附圖，重點(diǎn)在于示出本發(fā)明的主旨。[0013]圖1是本發(fā)明一種安全氣囊的立體圖；
[0014]圖2是圖1的充氣部分放大圖；
[0015]圖3a及3b是瓣膜的工作原理圖；
[0016]圖4a是安全氣囊在船舶中的第一種位置結(jié)構(gòu)圖；
[0017]圖4b是安全氣囊在船舶中的第二種位置結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說(shuō)明:本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。
[0019]本發(fā)明的主要策略是:采用阿基米德浮力原理、瓣膜原理的關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)，設(shè)計(jì)了防船舶沉沒安全氣囊，極大提升了水上航行器的安全系數(shù)和應(yīng)急能力。
[0020]具體而言，本發(fā)明具有以下特征:
[0021]1、以“相互獨(dú)立又相連”的“柱體孔洞”構(gòu)成安全氣囊
[0022]參見圖1所示，本發(fā)明首先提出了一種安全氣囊1，所述安全氣囊I包括多個(gè)并排連接的中空的柱體10，所述中空的柱體10分布于所述安全氣囊I的表面且填充所述安全氣囊I的內(nèi)部空間。圖示的安全氣囊I大致呈橢圓柱狀，當(dāng)然，在實(shí)際應(yīng)用中還可以具有其它各種不同的結(jié)構(gòu)。由于所述中空的柱體10是相互獨(dú)立的，即使一個(gè)漏氣也不會(huì)導(dǎo)致整個(gè)氣囊漏氣造成危險(xiǎn)。
[0023]所述安全氣囊I的整體材料是由聚氯乙稀組成。聚氯乙稀是世界上產(chǎn)量最大的塑料產(chǎn)品之一，價(jià)格便宜。根據(jù)不同的用途可以加入不同的添加劑，聚氯乙稀塑料可呈現(xiàn)不同的物理性能和力學(xué)性能。
[0024]各個(gè)柱體10的直徑可以相同，也可以具有差異，例如，位于頂層或者外側(cè)的柱體的直徑比其它部位較小。這樣設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是，柱體的直徑較小，相應(yīng)的數(shù)量增多，可以增加強(qiáng)度；且頂層、底層、中間層發(fā)生受損的概率遞減，使用較小直徑的柱體，即使受損破壞之后，整個(gè)安全氣囊損失的浮力較小。
[0025]11、瓣膜原理實(shí)現(xiàn)單向充氣
[0026]參見圖2，所述柱體10內(nèi)側(cè)具有使得氣體單向流動(dòng)的瓣膜11，所述瓣膜11將所述柱體10分隔為充氣側(cè)12與蓄氣側(cè)13 (即上述柱體孔洞)，氣體僅能夠從充氣側(cè)12流向蓄氣側(cè)13。所述各個(gè)柱體10的充氣側(cè)12互相連通，從而將多個(gè)柱體10相連；而各個(gè)柱體10的蓄氣側(cè)13則為互相獨(dú)立。從充氣口 14充氣時(shí)，氣體將會(huì)方便地進(jìn)入每一個(gè)柱體10。
[0027]所述瓣膜11的工作原理是:參見圖3a，當(dāng)充氣側(cè)12的氣壓大于蓄氣側(cè)13時(shí)，瓣膜11被沖開，氣體從充氣側(cè)12流向蓄氣側(cè)13 ;參見圖3b，當(dāng)充氣側(cè)12的氣壓小于蓄氣側(cè)13時(shí)，瓣膜11被封閉，不會(huì)發(fā)生氣體流動(dòng)。該安全氣囊使用瓣膜原理實(shí)現(xiàn)單向充氣，只有一個(gè)方向可以被沖開，如果倒流就會(huì)被關(guān)閉，防止由于充氣孔脫落而導(dǎo)致氣體流失，從而給船舶造成巨大的危害。
[0028]II1、兩種安全氣囊在船上的總體圖
[0029]該專利設(shè)計(jì)了兩種安全氣囊1，一種是懸掛在船舶兩側(cè)的，如圖4a。即使部分船艙內(nèi)的氣囊漏氣，懸掛在船舶之外的安全氣囊也可將船舶浮起，從而保證不會(huì)沉沒。另一種是置于船艙里的安全氣囊，如圖4b，在遇到緊急情況下迅速充氣，安全氣囊將充滿船艙的空間，水不會(huì)大量進(jìn)入船艙，從而不會(huì)導(dǎo)致船舶沉沒。
[0030]IV、以阿基米德的浮力原理實(shí)現(xiàn)水上漂浮
[0031]本發(fā)明科學(xué)巧妙地使用浮力原理，使船舶遇到危險(xiǎn)情況下也可在水上漂浮。當(dāng)安全氣囊I充氣以后可以利用其巨大浮力使船不會(huì)沉沒。安全氣囊I里的氣柱為浮力提供了關(guān)鍵的浮力作用，氣柱本身的重量很小，又可以提供很大的浮力。具體設(shè)計(jì)計(jì)算公式如下:
[0032]G船為一般一艘船裝滿貨物后總重量，P水為水的密度(已知水的密度為1.0Kg/m3),(用F浮=P水V排g，V排為船艙的體積)。
[0033]要實(shí)現(xiàn)漂浮需滿足F浮=G船，所以V排=G船/( P水g)。該氣囊主要有兩類，一類為放在船艙內(nèi)，另一類懸掛在船舶的外面。船艙內(nèi)的氣囊形狀與大小根據(jù)船艙的形狀與大小設(shè)計(jì)，其體積略小于Vfi_。船舶外懸掛的氣囊形狀為橢球柱形，其體積V#，其中η為船外懸掛的氣囊個(gè)數(shù)，η必須為偶數(shù)，至少為4個(gè)，這樣才能保障船舶平衡。
[0034]V、懸掛在船體之外安全氣囊的包裹袋用碳纖維材料制成
[0035]碳纖維是一種力學(xué)性能優(yōu)異的新材料，它的比重不到鋼的1/4，碳纖維樹脂復(fù)合材料抗拉強(qiáng)度一般都在3500Mpa以上，是鋼的7?9倍，抗拉彈性模量為230?430Gpa亦高于鋼。因此碳纖維的比強(qiáng)度即材料的強(qiáng)度與其密度之比可達(dá)到2000Mpa/(g/cm3)以上。材料的比強(qiáng)度愈高，則構(gòu)件自重愈小，比模量愈高，則構(gòu)件的剛度愈大。用碳纖維做成的安全氣囊I的包裹袋2，這樣在巨大的拉里下不會(huì)斷裂，保證安全氣囊托浮起船舶。
[0036]采用了上述結(jié)構(gòu)的船舶，在遇到危險(xiǎn)時(shí)，迅速地向安全氣囊充滿空氣，安全氣囊可以利用浮力將船體浮在水面上，從而保證了船體不會(huì)下沉，以等待救援人員來(lái)實(shí)施救援，保證了人的生命和財(cái)產(chǎn)安全。該安全氣囊有多種類型，可以根據(jù)船艙形狀制造其形狀適配使用，其極大提升了船的安全系數(shù)和應(yīng)急能力。安全氣囊在不用時(shí)，可將空氣放出，占用體積小，便于存放攜帶。
[0037]本發(fā)明采用阿基米德浮力原理、瓣膜原理的關(guān)鍵技術(shù)，浮力大，具有較強(qiáng)的實(shí)用性、制造簡(jiǎn)單，存放攜帶方便，使用簡(jiǎn)便等技術(shù)特征，是水上航行器的必備裝備產(chǎn)品。該產(chǎn)品填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)船舶救生應(yīng)急設(shè)備的空白，推廣前景廣闊。其具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和突出效果，也具有巨大經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益，同時(shí)可以保證船的安全和船員的安全，其積極效果將會(huì)非常顯著。
[0038]本發(fā)明雖然以較佳實(shí)施例公開如上，但其并不是用來(lái)限定權(quán)利要求，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，都可以做出可能的變動(dòng)和修改，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以本發(fā)明權(quán)利要求所界定的范圍為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種防船舶沉沒安全氣囊，其特征在于包括:多個(gè)并排連接的中空的柱體，所述中空的柱體分布于所述安全氣囊的表面且填充所述安全氣囊的內(nèi)部空間；所述柱體的內(nèi)側(cè)具有使得氣體單向流動(dòng)的瓣膜，所述瓣膜將所述柱體分隔為充氣側(cè)與蓄氣側(cè)，各個(gè)柱體的充氣側(cè)互相連通，而各個(gè)柱體的蓄氣側(cè)互相獨(dú)立；至少一個(gè)柱體的充氣側(cè)設(shè)置有充氣口。
2.如權(quán)利要求1所述的安全氣囊，其特征在于:位于頂層的柱體的直徑比其它部位較小。
3.如權(quán)利要求1所述的安全氣囊,其特征在于:位于外側(cè)的柱體的直徑比其它部位較小。
4.如權(quán)利要求1所述的安全氣囊，其特征在于:所述安全氣囊的材質(zhì)為聚氯乙稀。
5.如權(quán)利要求1所述的安全氣囊，其特征在于:所述安全氣囊呈橢圓柱狀。
6.一種船舶，其特征在于，設(shè)置有如權(quán)利要求1所述的安全氣囊。
7.如權(quán)利要求6所述的船舶，其特征在于:所述安全氣囊懸掛在船體之外。
8.如權(quán)利要求7所述的船舶，其特征在于:所述安全氣囊具有包裹袋。
9.如權(quán)利要求8所述的船舶，其特征在于:所述包裹袋的材質(zhì)為碳纖維。
10.如權(quán)利要求6所述的船舶，其特征在于:所述安全氣囊置于船艙之內(nèi)。
【文檔編號(hào)】B63B43/12GK103523186SQ201310507735
【公開日】2014年1月22日 申請(qǐng)日期:2013年10月24日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月24日
【發(fā)明者】連志剛, 張濤, 張哲棟 申請(qǐng)人:上海電機(jī)學(xué)院