СПАСАТЕЛЬНЫЙ БРАСЛЕТ (ВАРИАНТЫ) И ГАЗОГЕНЕРАТОР ДЛЯ СПАСАТЕЛЬНОГО БРАСЛЕЛА (ВАРИАНТЫ)

Полезная модель относится к спасению на воде (миниатюрное компактное средство страховки пловца - и опытного и начинающего - при купании на случай потери плавучести), в частности к индивидуальным носимым спасательным плавучим средствам и может применяться на пляжах, при чрезвычайных ситуациях, на плавсредствах, как индивидуальное средство самоспасения на воде, доступное и простое в использовании для каждого человека. А также, как средство придания дополнительной плавучести для фридайверов для экстренного всплытия с глубины.
Известно устройство для спасения на воде, которое содержит надувной элемент, выполненный в виде пояса с разъемным замком, а также резервуар со сжатым газом, соединенный с одним концом надувного элемента и выполненный со стенкой, разделяющей между собой полости резервуара и надувного элемента, причем эта стенка выполнена с разрушаемой частью (патент РФ №2094299, кл. B63C 9/15, публикация 27.10.1997 г.).
Известно устройство для спасения на воде - спасательный браслет, который содержит надувную эластичную камеру плавучести, свернутую и уложенную компактно в карман по периметру браслета, систему наполнения камеры газом, например, в виде баллончика со сжатым воздухом, и устройство для срабатывания системы наполнения, оснащенное вытяжным шнуром, при этом камера плавучести выполнена с возможностью наполняться газом, выходить из кармана и разворачиваться, образуя C-образную камеру плавучести, и характеризуется тем, что содержит регулируемую по длине застежку. (патент РФ 126312, кл. B63C 9/08 (2006.01), публикация 27.03.2013)
К недостаткам указанного спасательного средства относится использование в качестве системы наполнения камеры газом - балончика со сжатым воздухом, который не достаточно обеспечивает безопасность устройства от внешнего воздействия, например, при попадании на баллончик со сжатым воздухом прямых солнечных лучей он может взорваться вследствие избыточного нагревания. Балончик со сжатым воздухом должен изготавливаться из толстостенного металла, для обеспечения безопасности устройства.
Задача - создать более удобное, дешевое и безопасное индивидуальное средство спасения на воде, которое имело бы компактные размеры и небольшой вес, и имело бы большую степень безопасности для человека при его использовании, по сравнению с известными техническими решениями.
Целью предлагаемой полезной модели является повышение безопасности устройства при его использовании, и комфортности купания и плавания в открытом водоеме с надетым на тело спасательным браслетом, за счет уменьшения веса и размеров устройства, который может крепиться как на запястье, так и на предплечье пловца с помощью различных вариантов застежек, выбираемых в зависимости от предпочтений пловца, либо крепиться специальным образом к плавкам пловца, при этом обеспечивая при необходимости быстрое срабатывание надуваемой камеры плавучести для удержания верхней части тела пловца над водой.
Указанная цель достигается тем, что спасательный браслет содержит регулируемый по длине ремешок-застежку с разъемным замком (или с липучкой, или резиновый ремешок, регулируемый без застежки, или выполнен без застежки в виде жгута), надувную эластичную камеру плавучести, свернутую и уложенную компактно в карман по периметру браслета, систему наполнения камеры газом, например в виде газогенератора, вырабатывающего необходимое количество углекислого газа при химическом взаимодействии двух или более безопасных для человека (при случайном соприкосновении с кожей) химических компонентов, и устройство для срабатывания системы наполнения без применения вытяжного шнура. Срабатывание газогенератора происходит тремя способами: при резком сдавливании рукой специального выпуклого места на браслете, или при перегибании компактного спасательного устройства, крепящегося к плавкам, или у некоторых моделей допускается самопроизвольное срабатывания газогенератора при достижении заданной глубины погружения под водой (то есть срабатывание происходит от избыточного давления под водой на расчетной глубине, в случае потери пловцом сознания). При наполнении газом камера плавучести разворачивается или выходит из кармана и разворачивается (в зависимости от вариантов компоновки и укладки камеры), образуя C-образную или почти круговую камеру, наполненную газом. Браслет имеет небольшие габариты и регулируется по размеру руки пловца. А один из вариантов, который в обычном состоянии крепится к плавкам, может быть при необходимости одет на шею со стороны спины или со стороны груди, словно подковообразная подушка, что обеспечивает удержание головы над водой.
В качестве безопасных химических компонентов в газогенераторе могут быть использованы следующие компоненты: пищевая сода, вода, различные гидрокарбонаты и карбонаты, слабые растворы карбоновых кислот или уксусов (при газонаполнении газогенератора не должны образовываться вредные и токсичные вещества).
Газогенератор изготавливается из тонкостенного пластика или полиэтилена и внутри разделен или легкоразрушаемой при сдавливании мембраной, или высокотехнологической мембраной, которая при резком сдавливании или определенном избыточном давлении теряет непроницаемость, или поршнем на две герметичные части. В одной части баллончика находится вода и смешанный в ней один из химических компонентов, во второй - второй химический компонент (он тоже может быть в виде водного раствора для более быстрого протекания реакции), которые все вместе при смешивании и реакции образуют углекислый газ.
Надувная камера плавучести из водонепроницаемой ткани (например, нейлон с полиуретановым покрытием, прорезиненные ткани, полиуретановые пленки от 0.2 мм толщиной, мягкий поливинилхлорид или прочный ПВХ - международное обозначение PVC) и может быть выполнена состоящей из нескольких секций. В этом случае благодаря превращению браслета после надувания в несколько (соответственно количеству секций) соединенных друг с другом шарообразных, подковообразных или продолговатых тел, пользование им становится более удобным.
Технический результат универсального компактного спасательного браслета, который можно использовать как индивидуальное средство самоспасения на воде, заключается в повышении безопасности его использования, уменьшении веса и габаритов, экономичности его изготовления, удобстве при использовании, за счет того, что в качестве системы наполнения газом используется баллончик-газогенератор, который может быть выполнен из тонкостенного пластика или полиэтилена, и который вырабатывает углекислый газ при химическом взаимодействии двух или более безопасных для человека химических компонентов. Браслет легко в случае необходимости приводится в рабочее состояние и регулируется по размеру руки пловца, за счет использования регулируемой застежки или регулируемой длины ремешка застежки, или за счет выполнения его в виде эластичного жгута.
Спасательный браслет может быть выполнен в различных вариантах исполнения за счет использования разных вариантов камеры плавучести.
Наличие новых отличительных от прототипа признаков свидетельствует о соответствии заявленного технического решения критерию «новизна».
Спасательный браслет (1) выполнен в виде пустотелой, наполняемой газом, надувной эластичной камеры плавучести (2), свернутой и уложенной компактно в карман по периметру браслета. Камера плавучести выполнена из газонепроницаемого материала в форме разомкнутого кольца. Спасательный браслет имеет разъемный замок (3), который может быть выполнен в нескольких вариантах исполнения (с регулируемой по длине застежкой-кнопкой; с регулируемой микрометрической застежкой; с регулируемой по длине застежкой-пряжкой; с регулируемой по длине застежкой-липучкой, либо без застежки в виде эластичного жгута). Камеры плавучести могут различаться по объемам: для пловцов (детей) весом до 20 кг - объем камер 3000 мл; для пловцов с большим весом - объем камер около 5000 мл. Вариант спасательного браслета, крепящийся к плавкам, целесообразно сделать единым объемом 5,1 литра согласно европейского стандарта для страхующих спасательных жилетов.
Система наполнения камеры газом (4), может быть выполнена, например, в виде газогенератора, вырабатывающего необходимый объем углекислого газа в результате химической реакции нескольких безопасных для здоровья человека химических компонентов. Газогенератор будет выполнен в нескольких видах, дающих возможность изделию быть компактным, привлекательным и похожим на украшение - в виде баллончика, либо узкой и не толстой пластины или в виде корпуса наручных часов), и сам газогенератор является устройством для срабатывания системы наполнения, так как включается просто от резкого сдавливания браслета в месте расположения газогенератора или при достижении избыточного давления; при наполнении газом камера плавучести разворачивается или выходит из кармана, разворачивается и образует C-образную камеру плавучести, на краях которой закреплена регулируемая по длине застежка. При этом надутая камера самостоятельно дополнительно крепится к руке, обжимая ее.
При срабатывании газогенератора система наполняется газом в течение 3-10 секунд. Спасательный браслет может быть оснащен клапаном для поддува ртом.
На концах браслета из водонепроницаемой ткани укреплен регулируемый по длине ремешок с застежкой или регулируемая по длине застежка, с помощью которых браслет закрепляется на запястье или предплечье человека. А один из вариантов, который крепится на плавках, имеющий после срабатывания вид подковообразной подушки, может быть одет или на руку или закреплен на шее пловца с любой стороны. Таким образом, спасательный браслет при плавании в водоеме выглядит как обычный браслет, в котором можно легко плавать, не подвергая жизнь опасности, имея всегда при себе спасательный буй, который удержит на воде, позволит добраться до берега, и он хорошо заметен своей яркой сигнализирующей окраской для тех, кто может оказать помощь.
Браслет может быть выполнен в виде растягивающегося жгута (фиг. 2) без застежки и комплектоваться крепежным устройством, которое имеет форму скрепки (7), которая с одной стороны крепится к браслету, а свободным концом пристегивается к плавкам. При этом в случае опасности пловец может быстро отстегнуть спасательный браслет от плавок и надеть его на руку себе или другому пловцу, продев руку в жгутовое стянутое кольцо; при постоянном плавании такое сжатие было бы дискомфортно, но кратковременно в случае опасности это надежный способ крепления браслета на руку, не требующий дополнительных операций для пристегивания, кроме простого просовывания руки в изделие.
Спасательный браслет работает следующим образом.
Человек надевает браслет безопасности на руку (на запястье подобно наручным часам, или на предплечье, подобно украшающей повязке, подобно тому, как дети надевают нарукавник для плавания; но при этом браслет не надут) и застегивает его на застежку, регулируя ее по объему руки. Или пристегивает устройство к плавкам. В случае возникновения необходимости человек должен привести спасательный браслет в рабочее состояние, для чего необходимо резко сдавить специально выпуклую часть на устройстве, чем активировать газогенератор и запустить химическую реакцию для вырабатывания газа.
Пустотелая камера плавучести наполнится углекислым газом и примет форму спасательного круга, подковообразной подушки или нарукавников (как у детей), благодаря чему человек может находиться на воде продолжительное время (ждать помощи или плыть к берегу). Когда спасательный браслет становится не нужным, то может быть отстегнут с помощью застежки и сброшен.
Перечень фигур на чертежах:
На фиг. 1 показан общий вид спасательного браслета в нерабочем состоянии.
На фиг. 2 показан общий вид спасательного браслета в виде жгута с застежкой-скрепкой
На фиг. 3 - газогенератор (вариант 1)
На фиг. 4 - газогенератор (вариант 2)
Газогенератор может быть выполнен из тонкостенного пластика или полиэтилена в 2 - вариантах исполнения.
Газогенератор по варианту 1 (фиг. 3) представляет собой герметизированную капсулу (4), выполненную из тонкостенного пластика или полиэтилена, которая располагается внутри камеры плавучести (2). Внутри капсулы (4) находится капсула меньшего размера (5), выполненная из тонкостенного пластика или полиэтилена (фиг. 3). Внутри капсулы (4) находится вода с пищевой содой. Внутри капсулы (5) находится водный раствор лимонной кислоты. Капсула (5) выполнена легко разрушаемой при сдавливании, при этом жидкость из капсулы (5) смешивается с жидкостью из капсулы 4, происходит химическая реакция, при которой выделяется углекислый газ, который разрушает (если этого не произошло сразу при сдавливании) стенки капсулы 4, и поступает в заполняемый объем (2) камеры плавучести, так как сам газогенератор находится внутри нее.
Газогенератор по варианту 2 (фиг. 4) представляет собой две герметизированные капсулы (4) и (5) и располагается внутри камеры плавучести (2). Капсулы выполнены из тонкостенного пластика, между которыми находится мембрана (6), выполненная из легко разрушаемого полиэтилена. Внутри капсулы (4) находится вода с пищевой содой. Внутри капсулы (5) находится водный раствор лимонной кислоты. Мембрана (6) выполнена легко разрушаемой при сдавливании, при этом жидкость из капсулы 5 смешивается с жидкостью из капсулы 4, происходит химическая реакция, при которой выделяется углекислый газ, который разрывает своим давлением стенки обеих капсул (если они не были разрушены при сдавливании), и заполнят объем (2) камеры плавучести, внутри которой находился газогенератор.
Примеры получения в газогенераторе углекислого газа путем химических реакций из безопасных компонентов. Вода в химических реакциях используется для растворения сухих химических компонентов и ускорении реакции при этом. Генераторы могут использоваться и в других бытовых предметах.
Пример 1.
Получения углекислого газа из смеси химических компонентов из пищевой соды и лимонной кислоты, смешанных с водой.
Характеристики компонентов:
Сода
Общие
Систематическое наименование
гидрокарбонат натрия
Традиционные названия
пищевая (питьевая) сода, сода двууглекислая
Химическая формула
NaHCO<sub>3</sub>
Эмпирическая формула
CHO<sub>3</sub>Na
Физические свойства
Состояние (ст. усл.)
твердое
Отн. молек. масса
84 а.е.м.
Молярная масса
84.007 г/моль
Плотность
2,159 г/см<sup>3</sup>
Термические свойства
Температура разложения
60-200°C
Химические свойства
Растворимость в воде
9,59 г/100 мл
Лимонная кислота
Общие
Систематическое наименование
2-гидроксипропан-1,2,3-трикарбоновая кислота
Традиционные названия
Лимонная кислота (2-гидрокси-1,2,3-пропантрикарбоновая кислота)
Химическая формула
C<sub>6</sub>H<sub>8</sub>O<sub>7</sub>
Физические свойства
Состояние (ст. усл.)
твердое
Молярная масса
192,1 г/моль
Плотность
1.665 г/см<sup>3</sup>
Термические свойства
Температура разложения
175°C
Химические свойства
Растворимость в воде
133 г/100 мл
Содержание компонентов:
3
6
8
7
2
2
3
6
5
7
10,0 г NaHCO+7,68 г CHO=5,28 г (2,7 л) CO+2,16 г (2 мл) HO+10,32 г NaCHO
то есть на 10 г соды необходимо 7.68 г кислоты, как катализатор для ускорения реакции лучше использовать 40 мл воды для каждого из компонентов.
при этом выделяется 2.7 л газа.
Химическая реакция
3
6
8
7
2
2
3
6
5
7
3NaHCO+CHO=3CO+3HO+NaCHO
В результате реакции получается водный раствор цитрата натрия (безвредное вещество, пищевая добавка E331) и углекислый газ, обеспечивающий надувание резинового шара до объема 2700 мл.
Пример 2.
Получения углекислого газа из смеси химических компонентов из карбоната кальция и лимонной кислоты, смешанных с водой.
Характеристики компонентов:
Карбонат кальция
Общие
Систематическое наименование
карбонат кальция
Традиционные названия
углекислый кальций
Химическая Формула
CaCO<sub>3</sub>
Физические свойства
Состояние (ст.усл.)
твердые белые кристаллы
Молярная масса
100.0869 г/моль
Плотность
2,74 г/см<sup>3</sup> (кальцит)
2,83 г/см<sup>3</sup> (арагонит)
Термические свойства
Температура разложения
900-1000°C
Химические свойства
Растворимость в воде
0,00015 г/100 мл
Лимонная кислота (см. пример 1)
Содержание компонентов:
Карбонат кальция - 10 г.
Лимонная кислота - 12.8 г.
Вода - 2 мл
Химическая реакция
3
6
8
7
2
2
3
6
5
7
2
3CaCO+2CHO=3CO+3HO+Ca(CHO)
В результате реакции получается водный раствор цитрата кальция и углекислый газ, обеспечивающий надувание резинового шара до объема 2200 мл.
Заполненная газом камера плавучести не дает утонуть пловцу в критической ситуации, благодаря чему предотвращается несчастный случай на воде. Спасательному браслету предлагаемой конструкции может быть придан привлекательный внешний вид. Простота и компактность обусловливают его невысокую стоимость. Отсутствие металлических частей в газогенераторе исключает коррозию и придает долговечность изделию.
Предлагаемое устройство может быть широко использовано как спасательное средство на речных и морских судах, а также как индивидуальное спасательное средство для пловцов и купающихся.