触发式泡沫防护装置及其应用和主动防护应急救援方法与流程

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本申请涉及防护技术领域:,具体涉及一种触发式泡沫防护装置及其应用和主动防护应急救援方法。背景技术::安全防护的技术一直不断进步,但在有些领域一直比较缺乏有效的防护和救援方法。例如小型固定翼飞机或直升飞机的飞行安全保障一直是一个航空技术发展的困难问题,因为小型飞机由于设备相对简单,各种因素造成机毁人亡的概率远高于大型客机。比如目前直升飞机主要依靠自身结构设计来吸收坠落撞击的冲力,而每年发生多起的直升机空难证明这往往是不够的。另一方面跳伞逃生不适用于低空飞行事故,也不适用于毫无跳伞经验的普通乘客。因此在坠机过程中提供触发式的额外有效缓冲,应当是一种安全防护的有效手段。安全气囊是目前最主要使用的自动防护技术之一。被广泛运用在汽车安全防护领域。然而制约安全气囊使用范围的一个基本特性,是单个气囊所能承受的压力有限。另外也因为如果气囊外置,容易因剐蹭破裂,从而迅速丧失承压能力。因此气囊仅被用于车内保护人体撞击,而从没有被使用到需要高承压的碰撞如飞机坠落。在通常使用的缓冲材料中,泡沫塑料由于其多泡结构,是单位质量材料提供缓冲效果最佳的选择之一。即使外部挤压造成部分泡沫的破裂,也不会影响整体缓冲能力。但是现有的泡沫塑料体积庞大,形态固定,无法在使用前预先压缩到一个狭小体积内。所以虽然泡沫塑料承压能力远超过单个气囊,但却没有被运用到主动反应的防护中。技术实现要素:有鉴于此,本申请提供一种触发式泡沫气囊防护装置及其应用和主动防护应急救援方法。当发生意外时,所述装载部内的高分子发泡材料以及发泡辅料在激发下快速发泡,并导入所述气囊中,形成的泡沫将所述预折叠的气囊撑展开,作为一个泡沫气囊整体承受撞击,从而起到保护作用。本申请具有如下技术方案1.一种触发式发泡气囊装置,其特征在于,所述触发式发泡气囊装置包括:装载部,所述装载部包括一个或多个腔室,所述腔室容纳发泡材料及发泡辅料;气囊,所述发泡材料在所述气囊内腔固化成形,所述气囊对固化成形的泡沫赋予最终形态。2.根据项1所述的触发式发泡气囊装置,其特征在于,所述装载部包括混合组件,所述混合组件与所述腔室连通,所述发泡材料、发泡辅料及高压气体/空气在所述混合组件内混合、发泡;导出组件,所述导出组件将所述混合组件内未发泡、正在发泡和/或已经发泡的材料导入所述气囊。3.根据项1所述的触发式发泡气囊装置,其特征在于,所述触发式发泡气囊装置还包括激发部,所述激发部对发泡材料施加激发条件使其开始发泡。4.根据项3所述的触发式发泡气囊装置,其特征在于,所述激发部选自如下的至少一种:机械激发组件、电激发组件、光激发组件、热激发组件、化学激发组件。5.根据项1所述的触发式发泡气囊装置,其特征在于,所述气囊预先折叠设置,在泡沫成形时,随泡沫膨胀展开并包裹成形的泡沫。6.根据项1至5任一项所述的触发式发泡气囊装置,其特征在于,所述触发式发泡气囊装置包括两个或多个气囊。7.根据项1所述的触发式发泡气囊装置,其特征在于,所述气囊包括刚性的部分/区域/框架结构。8.根据项1所述的触发式发泡气囊装置,其特征在于,所述发泡材料包括高分子材料和/或高分子材料的单体或预聚物,优选为异氰酸酯和多元醇,优选为聚氨酯体系。9.根据项1所述的触发式发泡气囊装置,其特征在于,所述固化成形的泡沫选自如下的至少一种:聚氨酯、聚烯烃、聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚酰胺、聚酯、脲醛、酚醛、环氧树脂、有机硅、橡胶基泡沫、植物纤维或淀粉泡沫材料。10.根据项1所述的触发式发泡气囊装置,其特征在于,所述发泡材料中混入纤维材料,优选为碳纤维、醋酸纤维、或玻璃纤维中的至少一种。11.根据项1所述的触发式发泡气囊装置,其特征在于,所述发泡材料中混入阻燃剂,优选为磷酸酯齐聚物。12.根据项1所述的触发式发泡气囊装置,其特征在于,所述发泡材料中混入改性粒子,优选为有机/无机纳米粒子、纳米石墨微片、纳米微管。13.根据项1所述的触发式发泡气囊装置,其特征在于,所述触发式发泡气囊装置还包括阀门开合控制器和/或压力控制器以控制发泡反应的速度和成泡质量。14.根据项1所述的触发式发泡气囊装置,其特征在于,所述触发式发泡气囊装置还包括高压气瓶。15.根据项1所述的触发式发泡气囊装置,其特征在于,所述触发式发泡气囊装置还包括自动加热装置和/或温度控制装置以控制发泡反应材料和反应温度。16.根据项1所述的触发式发泡气囊装置,其特征在于,所述触发式发泡气囊装置还包括搅拌装置、雾化装置、撞击混合装置中的至少一种。17.根据项1所述的触发式发泡气囊装置,其特征在于,所述触发式发泡气囊装置还包括定向喷头或扩散喷头,用于从所述装载部喷射所述发泡材料及发泡辅料。18.根据项1所述的触发式发泡气囊装置,其特征在于,所述触发式发泡气囊装置还包括清洗回收组件,所述清洗回收组件用于溶解回收泡沫材料,清洗所述气囊的内腔。19.根据项1所述的触发式发泡气囊装置,其特征在于,所述气囊选自如下材料的至少一种:尼龙纤维pa66、芳纶纤维、特氟龙纤维ptfe、硅酸铝纤维、碳纤维。20.根据项1所述的触发式发泡气囊装置,其特征在于,所述气囊为多层结构。21.根据项20所述的触发式发泡气囊装置,其特征在于,气囊的外表面设置有涂层,所述涂层优选为碱性硅酸盐涂层、硅橡胶涂层、环氧树脂涂层。22.根据项20所述的触发式发泡气囊装置,其特征在于,所述气囊每一层独立地选自如下材料的至少一种:尼龙、芳纶纤维、硅酸铝纤维、合成树脂、合成橡胶、涤纶、锦纶、腈纶、维纶、丙纶、氨纶、氯纶。23.根据项20所述的触发式发泡气囊装置,其特征在于,所述气囊最外层为耐剐蹭材料,优选为尼龙或芳纶纤维,最内层为耐高温材料,优选为硅酸铝纤维。24.一种根据项1至23任一项所述的触发式发泡气囊装置作为应急救援装置的应用。25.根据项24所述的触发式发泡气囊装置作为应急救援装置的应用,其特征在于,将所述触发式发泡气囊装置用作水上或水下人员救援漂浮装置。26.根据项24所述的触发式发泡气囊装置作为应急救援装置的应用,其特征在于,将所述触发式发泡气囊装置用作水上或水下船舶救援漂浮装置。27.根据项24所述的触发式发泡气囊装置作为应急救援装置的应用,其特征在于,将所述触发式发泡气囊装置用作船舶救援以及管道通道或缺口的封堵装置。28.根据项24所述的触发式发泡气囊装置作为应急救援装置的应用,其特征在于,将所述触发式发泡气囊装置用作碰撞防护装置。29.根据项24所述的触发式发泡气囊装置作为应急救援装置的应用,其特征在于,将所述触发式发泡气囊装置用作飞机、飞行器、航天飞行器、船舶、车辆碰撞防护装置;将所述触发式发泡气囊装置配置在人员周围作为交通运载工具舱内人员的保护装置。30.根据项24所述的触发式发泡气囊装置作为应急救援装置的应用,其特征在于,将多个所述触发式发泡气囊装置组合使用。31.一种主动防护应急救援方法,其特征在于,所述碰撞防护方法包括:在待防护物体外侧设置发泡材料,于碰撞剐蹭、碎片飞溅、溺水沉没、火势蔓延发生前激发所述发泡材料使其发泡成形并充满气囊内腔,形成泡沫气囊防护装置;所述泡沫防护装置为待防护物体起到缓冲、隔离、封堵、漂浮、阻燃中一种或多种作用。32.根据项31所述的主动防护应急救援方法,其特征在于,所述激发发泡材料的步骤包括如下的至少一种:物理激发、电激发、化学激发。33.根据项31所述的主动防护应急救援方法,其特征在于,所述激发发泡材料的步骤包括如下的至少一种:穿刺、挤压破裂、机械阀门开启、机械搅拌、电弧烧穿、电子打火、电控爆炸、电加热。根据本申请所述的触发式发泡气囊装置,当发生意外时,所述装载部内的发泡材料以及发泡辅料在所述装载部内开始发泡,所述导出组件将未发泡或正在发泡的材料导入所述气囊内,并在所述气囊内继续发泡,形成的泡沫将所述气囊撑起来,从而起到保护作用。根据本申请所述的触发式发泡气囊装置,所述气囊大大降低了高分子泡沫随冲击或剐蹭破裂的可能。因为高分子泡沫本身善于抗挤压,但不善于对抗撕扯,很容易撕裂。如果外部没有坚韧的气囊壁保护,裸露的高分子泡沫在猛烈冲击撕扯下会非常脆弱。因为维系泡沫体完整性的仅仅是泡与泡自身的薄壁连接。本申请中所述坚韧的气囊壁必不可少,其使得泡沫体作为整体接受撞击和撕扯,不容易被撕裂和击碎。根据本申请所述的触发式发泡气囊装置,在发生猛烈撞击时,所述气囊内的泡沫即使大规模破裂或整体碎裂,只要气囊没有破裂,所述气囊内的缓冲气体也不会溢出,仍然是缓冲体。因此大大增加了整个装置的缓冲可靠性。根据本申请所述的触发式发泡气囊装置,由于泡沫是没有形状的,所述气囊赋予了泡沫特殊的形状,这样可以使用尽量少的发泡材料而达到最大化的缓冲效果,或者让整体形状满足某些特殊功能需求。根据本申请所述的触发式发泡气囊装置,所述气囊还可以隔毒隔热,有的高分子发泡技术是会产生有毒气体、带有有害物质或热量,所述气囊可以隔绝人体接触。另外所述气囊还可以阻燃,可以防止在意外发生时,发生火灾等。附图说明附图用于更好地理解本申请,不构成对本申请的不当限定。其中:图1是根据本申请的触发式发泡气囊装置的示意图。图2是根据本申请的实施例3和实施例4触发式发泡气囊装置的结构示意图。图3是根据本申请实施例1和实施例2触发式发泡气囊装置的结构示意图。图4是根据本申请的触发式发泡气囊装置的示意图。附图标记列表1-装载部;2-气囊;3-导出组件,4-激发部,5-混合组件。具体实施方式以下结合附图对本申请的示范性实施例做出说明,其中包括本申请的实施例的各种细节以助于理解,应当将它们认为仅仅是示范性的。因此,本领域普通技术人员应当认识到,可以对这里描述的实施例做出各种改变和修改,而不会背离本申请的范围和精神。同样,为了清楚和简明,以下的描述中省略了对公知功能和结构的描述。在本申请中,根据实际应用中发泡的气体来源不同,发泡方式分为三大类,分别为物理发泡法、化学发泡法以及机械发泡法。所述物理发泡法是利用物理原理实施发泡,包括以下两种方法。惰性气体发泡法这种发泡方法是在加压下把惰性气体压入熔融聚合物或糊状物料中储藏待用,触发后迅速减压,使溶解的气体膨胀而发泡。其特点是气体发泡后不会留下残渣,不影响泡沫塑料的性能和使用。常用的惰性气体如超临界态二氧化碳。低沸点液体发泡体这种发泡方法是利用低沸点液体蒸发汽化而发泡,把低沸点液体压入聚合物中或在一定压力、温度下,使液体溶入聚合物颗粒中,并储藏待用。触发后迅速减压或同时伴随加温,液体迅速汽化而发泡。常用的低沸点溶剂包括小分子烷烃类。化学发泡法是在发泡过程中伴随着化学反应产生气体而发泡,包括以下两种类型。热分解型发泡剂发泡法这种发泡方法是加入热分解型发泡剂受热分解产生气体而发泡。其特点是只需在配方中加入发泡剂就可以发泡,而无需特殊设备。但缺点是有时成型温度和发泡剂分解温度不易匹配,会造成发泡过程不易控制。常应用于聚氯乙烯。聚乙烯等泡沫塑料。聚合物组分间相互作用产生气体的发泡法这种发泡方法是利用发泡体系中的两个或多个组分之间发生的化学反应,生成惰性气体(如二氧化碳或氮气)致使聚合物膨胀而发泡。发泡过程中为控制聚合反应和发泡反应平衡进行,为保证制品又较好的质量,一般加入少量催化剂和泡沫稳定剂(或表面活性剂)。其特点是无需特别加入发泡剂,但缺点是反应过程复杂。通常应用于聚氨酯等泡沫塑料。淀粉高分子材料快速发泡方法采用加压/突然卸压的模压发泡工艺可用来制备复杂形状的淀粉泡沫材料。该方法用糊化淀粉与原淀粉混合制得的粒料作为原料,并将其含水量控制在一定的范围内(8%~20%)。物料在密闭腔室中加热到200-250℃,并在3-5mpa的压力下保持2-10s。然后,开阀或者壳体破裂,导致物料快速喷入气囊同时释放压力,高温水颗粒气化使淀粉膨胀发泡并填满气囊。用这种方法制得的淀粉泡沫材料大多数泡体是直径小于1mm的闭式孔洞。(所采用的激发和升温方法可以参见实施例3和4)在淀粉材料的发泡过程中,水的作用是非常特殊和重要的。在发泡前,水是淀粉材料的增塑剂,起着促进淀粉塑化的作用;在发泡过程中它又变成发泡剂,是泡体长大的动力。淀粉材料的粘弹性是影响泡体长大的主要因素。而淀粉材料的粘弹性不但与温度有关,而且与淀粉的塑化程度及其水含量(或其它增塑剂)有关。为了使淀粉材料发泡,首先必须提供足够的热量,使淀粉材料的温度高于其玻璃化转变温度而处在橡胶态。水的存在将有效地降低淀粉材料的玻璃化转变温度。在发泡过程中,随着水的蒸发消失,材料的玻璃化转变温度不断升高,最终从橡胶态回到玻璃态,从而将体内的孔洞结构保持下来。如果材料的最终状态仍然是橡胶态,则体内的孔洞结构将逐渐塌陷萎缩。另外,高分子材料的快速发泡基本原理大同小异,是原理上高度相似的通用型现有技术。虽然目前很多的高分子材料发泡技术,是在非快速发泡要求下设置的条件,我们通过改变发泡剂、催化或调节剂及相应发泡条件后,都有较大的发泡速度提升空间。根据专利实施例描述为基础,在调整发泡反应各组分和条件后,很多高分子材料都可以实现更快速地发泡,成为触发式泡沫气囊的发泡材料选择。机械发泡法,这种发泡方法是采用强烈的机械搅拌使空气卷入树脂乳液、悬浮液或溶液中成为均匀的泡沫体,然后再经过物理或化学变化使之胶凝,固化成为泡沫塑料。为缩短成型周期可通入空气和加入乳化剂或表面活性剂。其特点是无需特别加入发泡剂,但缺点是所需设备要求较高。通常应用于脲醛、聚乙烯醇缩甲醛、聚乙酸乙烯、聚氯乙烯溶液等泡沫塑料。机械发泡也包括喷雾喷涂和撞击混合发泡的方法。在实际应用中,往往可以是几种方法的组合使用。参见图4所示,本申请公开了一种触发式发泡气囊装置,所述触发式发泡气囊装置包括:装载部1,所述装载部1包括一个或多个腔室,所述腔室容纳发泡材料及发泡辅料;气囊2,所述发泡材料在所述气囊2内腔固化成形,所述气囊2对固化成形的泡沫赋予最终形态。所述装载部1包括混合组件5和导出组件3,所述混合组件5与所述腔室连通,所述混合组件5与所述导出组件3连通,所述发泡材料以及发泡辅料可以在所述混合组件5内混合、发泡;所述导出组件3将所述混合组件5内未发泡、正在发泡和/或以及发泡的材料导入所述气囊2。在另一个具体实施方式中,如图1所示,所述装载部1包括混合组件5和导出组件3,所述导出组件3与所述腔室连通,所述混合组件5与所述导出组件3连通,通过所述导出组件3将所述发泡材料以及发泡辅料导入到所述混合组件5中,所述发泡材料以及发泡辅料在所述混合组件5内混合、发泡,然后所述混合组件5内未发泡、正在发泡和/或以及发泡的材料导入所述气囊2内,在所述气囊2内继续发泡,最后固化成型。所述装载部1还包括有调配组件,所述调节组件与所述腔室连接;所述调配组件将所述腔室内的发泡材料以及发泡辅料按配比导入所述混合组件5内,使得在所述混合组件5内的发泡材料以及发泡辅料能够发生反应。所述调配组件可以为多组分高压比例调节器。多组分高压比例调节器通常为双组分比倒调节器,其心脏部分是两个精密的计量泵。按规定的比例泵送物料。常用的是体积比l:l的方式送料,对可调比例的计量泵,可在l:l~l:4改变输送量。当所述装置触发时,所述装载部1内的发泡材料以及发泡辅料通过所述调配组件将所述腔室内的发泡材料以及发泡辅料按配比导入所述混合组件5内,所述各种发泡材料以及发泡辅料在所述混合组件5内混合、发泡,同时所述导出组件3将未发泡、正在发泡和/或已发泡的材料导入所述气囊2内,并在所述气囊2内继续发泡,然后固化成型的泡沫将所述气囊2撑起来,从而起到保护作用。所述气囊2可以为具有一定韧性的柔性气囊。在本申请中,所述触发式发泡气囊装置还包括激发部4,所述激发部4对发泡材料施加激发条件使其开始发泡。当所述装置触发时,所述激发部4可以为所述发泡材料以及发泡辅料部提供发泡反应所需要的条件,例如所述激发部4可以为发泡材料以及发泡辅料提供高温、高压、电激等条件。在本申请中,所述激发部4选自如下的至少一种:机械激发组件、电激发组件、光激发组件、热激发组件、化学激发组件。机械激发组件通过机械搅拌或机械撞击为发泡反应提高条件,机械激发主要包括机械促混合类和机械引爆类,都能引发后续高压喷涌和/或化学反应。机械促混合类:包括用阀门开闭调节的,有反应室甚至带搅拌的,也可以刺破/压破/击穿隔离屏障导致迅速混合。例如聚氨酯聚合发泡反应,是将聚醚或聚酯多元醇(白料)和多异氰酸酯(黑料)、水、催化剂、表面活性剂、发泡剂、其他添加剂等原料一步加入,在高速搅拌下混合后进行发。机械引爆类:机械撞击可以导致微小剧烈的化学反应,并进一步引发后续整体物料的化学反应。为发泡反应提供反应条件。电激发组件,可以是通过电弧烧穿类似于机械刺破击穿隔离屏障导致混合,或者导致高压封闭装置破口喷涌,从而引发后续化学反应或发泡反应。例如电激发组件可以为电雷管。光激发组件,是通过光敏物质在接受特定光刺激后引发化学或物理变化及后续反应。热激发组件,是当局部温度超过阈值导致剧烈化学反应,例如热激发组件可以为火雷管。化学激发组件,是某种化学物质的加入或接触,导致后续剧烈反应。本申请中所述激发部4对于发泡材料以及发泡辅料的激发方式为现有技术,只要能够实现本申请的功能即可。在本申请中,所述气囊2预先折叠设置,在泡沫成形时,随泡沫膨胀展开并包裹成形的泡沫。所述装置在不使用时,所述气囊2处于折叠状态,这样设置不仅方便收纳,而且占有空间小,不影响被保护的人或物的正常状态。在本申请中,所述触发式发泡气囊装置包括两个或多个气囊2。所述装置中的气囊2的数量可以根据实际需要来确定,所述气囊2的数量越多,缓冲效果越好。在本申请中,所述气囊2包括刚性的部分/区域/框架结构。在具体实施方式中所述气囊2可根据实际需要在所述气囊2上设置一个或多个刚性或柔性支撑框架,以使所述气囊2具有特定的形状。在本申请中,所述发泡材料为高分子材料和/或高分子材料的单体或预聚物,优选为异氰酸酯和多元醇。所述发泡材料为现有技术,各种高分子发泡的材料各有不同,可根据实际需要来确定,只要能实现在本申请中的功能即可。在本申请中,所述发泡材料中还包括发泡剂。发泡剂可以为物理发泡剂也可以为化学发泡剂,例比如cfcs于pu硬质泡沫是优良的发泡剂;hfcs是环保类发泡剂。所述发泡剂为现有技术,可根据实际需要来确定,只要能实现在本申请中的功能即可。在本申请中,所述发泡辅料可以为有叔胺、有机锡、十二烷基硫酸钠k12、aes、磺化的蓖麻醇钠盐等。所述发泡辅料为现有技术,各种高分子发泡的辅料各有不同,可根据实际需要来确定,只要能实现在本申请中的功能即可。发泡辅料可以包括化学反应的催化剂,如聚氨酯反应常用的催化剂有叔胺和有机锡两类。泡沫稳定剂,如十二烷基硫酸钠k12、aes、磺化的蓖麻醇钠盐等,以及改性物质等。在本申请中,所述固化成形的泡沫选自如下的至少一种:聚氨酯、聚烯烃、聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚酰胺、聚酯、脲醛、酚醛、环氧树脂、有机硅、橡胶基泡沫、植物纤维或淀粉泡沫材料。在本申请中,所述发泡材料中混入纤维材料,优选为碳纤维、醋酸纤维、或玻璃纤维中的至少一种。通过在所述发泡材料中混入所述纤维材料,当所述装置触发时,所述纤维材料随着所述发泡材料以及发泡辅料发泡形成泡沫中,由于所述纤维材料混合在所述泡沫中,所述泡沫具有较强的韧性,使得所述泡沫受到较大的冲击时,不易破损。在本申请中,所述发泡材料中混入阻燃剂,优选为磷酸酯齐聚物。通过在所述发泡材料中混入所述阻燃剂,当发生意外,所述装置触发时,所述阻燃剂随着所述发泡材料以及发泡辅料发泡形成泡沫中,由于所述阻燃剂混合在所述泡沫中,所述泡沫具有阻燃性能,使得所述泡沫能隔离火源,隔离高温,从而能够更好的起到保护作用。比如在舱内保护人员。在本申请中,所述发泡材料中混入改性粒子,所述改性粒子可以为有机或无机纳米粒子、纳米石墨微片、纳米微管,优选为纳米二氧化硅、纳米二氧化钛,碳纳米管。所述改性粒子添加到泡沫材料中,能够提高泡沫的均匀度、强度韧性,以及提升固化速度,甚至还能够影响微泡形态。在本申请中,所述触发式发泡气囊装置还包括阀门开合控制器和/或压力控制器以控制发泡反应的速度和成泡质量。所述阀门开合控制器和压力控制器均与所述气囊2连接,所述阀门开合控制器和压力控制器为现有技术,在本申请中不做具体限定,只要能实现在本申请中的功能即可。当装置触发时,所述气囊2被所述泡沫撑开时,通过所述阀门开合控制器和/或压力控制器可以控制进料或喷出的压力和速度,不同组分混合的配比,发泡的品质和速度,以及最终泡沫气囊内的压力。所述阀门还可以连接雾化混合装置,搅拌混合装置,和撞击混合装置,也可以直接控制导入组件通向所述气囊2。在本申请中,所述触发式发泡气囊装置还包括高压气瓶。高压气瓶内装载高压气体或与高压气体预混合过的物料。所述高压气瓶与所述气囊2连接,当所述装置触发时,高压气体冲入发泡材料,或者高压气体和发泡材料的预混物突然减压喷入气囊2,都导致快速发泡以使所述气囊2能够迅速撑起来,起到保护的作用。在本申请中,所述触发式发泡气囊装置还包括自动加热装置和/或温度控制装置以控制发泡反应材料和反应温度。很多发泡反应,如聚氨酯类发泡反应都是发热反应,一般不需要额外装置供热。某些纯物理发泡或机械发泡,在低温环境下发泡速度会减慢,所以环境温度过低时可以在触发混合前适度加热物料,并在混合过程中控制温度。所述自动加热装置和/温度控制装置与所述气囊2连接,当所述装置触发时,所述发泡材料以及发泡辅料通过所述导出组件3导入所述气囊2内,所述自动加热装置和/温度控制装置对所述气囊2内发泡材料以及发泡辅料加热,所述发泡材料以及发泡辅料在所述气囊2内发泡形成泡沫,从而将所述气囊2撑起来,起到缓冲保护的作用。在本申请中,所述触发式发泡气囊装置还包括搅拌装置、雾化装置、撞击混合装置中的至少一种。所述搅拌装置、雾化装置、撞击混合装置均可设置连接于气囊2,用以将所述发泡材料以及发泡辅料混合搅拌,进行发泡反应同时导入气囊2。在本申请中,所述触发式发泡气囊装置还包括定向喷头或扩散喷头,用于从所述装载部1喷射所述发泡材料及发泡辅料。通过所述定向喷头或扩散喷头将所述装载部1内的未发泡、正在发泡或已经发泡的物料喷射到所述气囊2内,在所述气囊2内继续发泡以及固化。在本申请中,所述触发式发泡气囊装置还包括清洗回收组件,所述清洗回收组件用于溶解回收泡沫材料,清洗所述气囊2的内腔。通过所述清洗回收组件将所述气囊2内腔泡沫溶解回收,从而使得所述装置可以循环使用,并达到环保目的。在本申请中,所述气囊2选自如下材料的至少一种:尼龙纤维pa66、芳纶纤维、特氟龙纤维ptfe、硅酸铝纤维、碳纤维。所述气囊2的材料选择包括但不仅限于此,只要能够实现本申请中的功能均可。在本申请中,所述气囊2为多层结构。在本申请中,所述气囊2的外表面可以设置有涂层,所述涂层优选为碱性硅酸盐涂层、硅橡胶涂层、环氧树脂涂层,更优选为含银碱性硅酸盐涂层。通过在所述气囊2的外表面设置有涂层,可以防止高温对于所述气囊2表面的损害。在本申请中,所述气囊2每一层独立地选自如下材料的至少一种:尼龙、芳纶纤维、硅酸铝纤维、合成树脂、合成橡胶、涤纶、锦纶、腈纶、维纶、丙纶、氨纶、氯纶。所述气囊2每一层的材料均可以相同,也可以不同,各层材料的使用可以根据实际需要来确定。在本申请中,所述气囊2的最外层可以为耐剐蹭材料,优选为尼龙或芳纶纤维,最内层为耐高温材料,优选为硅酸铝纤维。本申请提供一种触发式发泡气囊装置作为应急救援装置的应用。本申请中,所述的触发式发泡气囊装置可以用作水上或水下人员救援漂浮装置。在水上和水下救援领域中,能在较短时间内形成一个充满高分子泡沫的气囊。例如目前远洋船只配备的救生艇大多是刚性材料制成,体积庞大。之所以不使用可收折的充气救生艇的原因主要是其容易破裂漏气。而充满固化泡沫的救生艇却不再有漏气的可能,甚至不沉。这样的救生艇既可以平时收折,防沉没性能甚至超过刚性救生艇。在本申请中,所述触发式发泡气囊装置可以用作水上或水下船舶救援漂浮装置。在本申请中,所述触发式发泡气囊装置可以用作船舶救援以及管道泄漏的封堵装置。在本申请中,所述触发式发泡气囊装置可以用作碰撞防护装置。在本申请中,所述触发式发泡气囊装置可以用作飞机、飞行器、航天飞行器、船舶、车辆碰撞防护装置。所述触发式发泡气囊装置还可以配置在人员周围作为以上交通运载工具舱内人员的保护装置。在本申请中,多个所述触发式发泡气囊装置可以组合使用用于防护。本申请提供一种触发式主动防护以及应急救援方法,所述碰撞防护方法包括:在待防护物体外侧设置发泡材料,于碰撞剐蹭、碎片飞溅、溺水沉没、火势蔓延发生前激发所述发泡材料使其发泡成形并充满气囊2内腔,形成泡沫气囊防护装置。所述泡沫防护装置在待防护物体起到缓冲、隔离、封堵、漂浮、阻燃一种或多种作用。在本申请中,所述激发发泡材料的步骤包括如下的至少一种:物理激发、电激发、化学激发。在本申请中,所述激发发泡材料的步骤包括如下的至少一种:穿刺、挤压破裂、机械阀门开启、机械搅拌、电弧烧穿、电子打火、电控爆炸、电加热。实施例下述实施例中所使用的实验方法如无特殊要求,均为常规方法。下述实施例中所使用的材料、试剂等,如无特殊说明,均可从商业途径得到。实施例1本申请提供一种用于水上救援的触发式发泡气囊装置(救生艇),如图3所示,所述装置包括:气囊和装载部,所述装载部包括原料容纳腔、多组分高压比例调节器、喷枪(所述喷枪内包括混合组件和导出组件),所述原料容纳腔与所述多组分高压比例调节器连接,所述喷枪与所述气囊以及原料容纳腔连通。所述气囊的展开后形状为救生艇结构。所述原料容纳腔包括两个腔室,分别为腔室a和腔室b,所述腔室a容纳有7000gmdi、3000g液化mdi、7500gppgd-1500、2000gdop,所述腔室b容纳有7870g氨基聚醚、200gdetda、10g辛酸、7g辛酸铅、1girganox1010。当所述装置触发时,两个腔室中的物料通过多组分高压比例调节器,按精确的压力和配比,在喷枪内的混合组件内高压撞击混合,并迅速发泡膨化,然后未发泡、正在发泡以及已经发泡的物料通过所述喷枪的导出组件导入所述气囊内,导入所述气囊内的物料继续发泡膨胀,直至固化成型形成泡沫,同时所述泡沫将所述气囊充满,然后喷枪关闭并脱离气囊,所述泡沫在气囊中,三十秒左右完成固化定形,充满泡沫的气囊形成救生艇。救生艇即可投入使用。本实施例中快速固化撞击混合的聚氨酯加工技术的优点是:两组分分开贮存,稳定性高;可快速固化。形成的泡沫有很好的物理性能和热稳定性(可达178℃)。并且具有很宽的配方可调性。实施例2本申请提供一种用于船体损坏堵漏的触发式发泡气囊装置,所述装置包括:气囊和装载部,所述装载部包括原料容纳腔、多组分高压比例调节器、喷枪,所述原料容纳腔与所述多组分高压比例调节器连接,所述喷枪与所述气囊以及原料容纳腔连通。所述原料容纳腔包括两个腔室,分别为腔室a和腔室b,所述腔室a容纳有7000gmdi、3000g液化mdi、7500gppgd-1500、2000gdop,所述腔室b容纳有7870g氨基聚醚、200gdetda、10g辛酸、7g辛酸铅、1girganox1010。当发生水上事故或中弹,船体破损出现大型漏洞时,两个腔室中的物料通过多组分高压比例调节器,按精确的压力和配比,在喷枪内高压撞击混合,并迅速发泡膨化,然后未发泡、正在发泡以及已经发泡的物料从所述喷枪导入所述气囊内,导入所述气囊内的物料继续发泡膨胀,直至固化成型形成泡沫,同时所述泡沫将所述气囊充满,然后喷枪关闭并脱离气囊,所述泡沫在气囊中,五秒左右完成固化定形。通过该装置快速制备一个或多个大型泡沫气囊,加上配重后通过机械臂或人工将所述堵漏泡沫气囊沿船体外移动至破口,由外向内堵漏。由于水压关系,以及泡沫体具有一定弹性,这样堵漏泡沫气囊不仅不易松动,而且还可以将堵漏泡沫气囊与船体的不规则漏洞堵的更加紧实。这个堵漏系统可以和救生艇系统共用除了气囊之外的所有装置部分。因此同一套装置体系,有了双重救援功能。实施例3本申请提供一种用于潜水员救援的触发式发泡气囊装置,如图2所示,所述装置包括:装载部1和气囊2,所述装载部内设置有激发部4,所述激发部4包括机械触发雷管,所述机械触发雷管置于装载部的中心,所述装载部内设置有腔室,所述腔室内容纳有35geps熟化后预胀物、70geps粒料、30ml苯、100ml无水乙醇、30ml乙二醇乙醚、15g聚乙烯吡咯烷酮、3g乙撑双硬脂酰胺、发泡剂mf-1。所述装载部的外壳由耐热承压的工程塑料制成,仅有面向气囊内腔的区域由壁厚更薄的工程塑料材料,整体严密封装,所述气囊预折在将要成为破口喷涌泡沫的方向,且所述装载部与所述气囊连接。适度的压力(2-3mpa)是eps发泡的关键,部分来自发泡剂mf-1,并有低沸点高蒸汽压的丁烷。当潜水员在水下遇险时,可触发泡沫气囊充气展开,将潜水员迅速浮起,达到救援目的。具体为:通过机械触发雷管爆炸,爆炸对所述装载部整个密闭腔内的物料带来挤压和升温,所述物料在高温高压下发泡膨胀,所述装载部的内腔压力突破装载部薄壁限制,从而将所述装载部与所述气囊连通,进而使得暴沸的物料向所述气囊内喷涌,三秒左右后泡沫充满所述气囊,形成泡沫气囊,所述泡沫气囊带着所述潜水员迅速浮起。实施例4基于实施例3的触发式发泡气囊装置,为了适应对撞击的防护装置,将机械触发雷管替换为电控触发雷管。(即操作人员按下按钮,通电所述装载部内电触发雷管即可引爆。)同时在实施例3的物料的基础上增加总质量的2%的硝酸铵,增加均散相的硝酸铵可以帮助在触发雷管后物料整体快速、均匀的升温和升压。当触发所述装置时,电控触发雷管爆炸,爆炸产生的压力导致均散物料中的硝酸铵快速分解,每个分散相的硝酸铵微颗粒都快速产热产气,使得整体物料升温升压。所述物料在高温高压下发泡膨胀,所述装载部的内腔压力突破装载部薄壁限制,从而将所述装载部与所述气囊连通,进而使得暴沸的物料迅速向所述气囊内喷涌,八秒后泡沫充满所述气囊并固化,形成泡沫气囊,所述泡沫气囊配置于待保护对象可能接受撞击的关键位置。充满与固化的速度和泡沫体量及环境温度也有关系。实施例5将实施例4所述的触发式发泡气囊装置,运用于撞击防护,进行性能测试。压缩性能测试:采用测试标准gb101-79来测试固化成型后泡沫的压缩模量,结果如表1所示。密度测试:采用测试标准gp1033-86来测试固化成型后泡沫的密度,结果如表1所示。表1为实施例4所述装置的性能参数压缩模量mpa固化成型后泡沫的密度kg/m3发泡倍率15521综上,本申请所述的装置,能够快速发泡形成泡沫气囊,不仅可用于紧急情况的救援,也可用于日常防护,而且所述泡沫气囊还具有抗压性能好、密度高、不易损坏的优点。尽管以上结合附图对本申请的实施方案进行了描述,但本申请并不局限于上述的具体实施方案和应用领域,上述的具体实施方案仅仅是示意性的、指导性的,而不是限制性的。本领域的普通技术人员在本说明书的启示下和在不脱离本申请权利要求所保护的范围的情况下,还可以做出很多种的形式,这些均属于本申请保护之列。当前第1页1 2 3 

发布于 2023-01-07 01:36

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