环保节能自适应降温防护服

技术领域

本发明涉及防护技术领域，尤其是涉及一种环保节能自适应降温防护服。

背景技术

防护服是一种防止病毒、细菌、煤尘或者粉尘等有害物质的侵入的服饰，一般地，防护服采用密封设计，这就导致防护服内部空气不流通，人体穿着防护服进行作业时，产生的汗液不能及时的蒸发出去，导致防护服内部湿度增大、温度升高，穿着不适。穿着防护服的人员在35摄氏度的温度下进行长时间作业，防护服内部的体感温度可能高达64摄氏度，不但会导致身体大量出汗，甚至发生呼吸困难、过渡脱水的现象，导致工作人员严重不适，严重时可能引发中暑或热射病，威胁生命健康。

相关技术中制冷式防护服在防护服内部增设半导体制冷片(例如帕尔贴)，虽然能够有效降低防护服内部的温度，但是半导体制冷片成本高、耗电量高，导致制造成本和使用成本较高。并且，工作人员需要在距离电源较近的地方进行作业，极大的限制了防护服的使用场地，或者，工作人员需要配备电池进行作业，增大了负重，影响工作效率。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的实施例提出一种环保节能自适应降温防护服。

本发明实施例的环保节能自适应降温防护服，包括：防护服本体；至少一个降温组件，所述降温组件位于所述防护服本体的内侧并与所述防护服本体相连，所述降温组件包括第一腔室、第二腔室和温控阀，所述温控阀设在所述第一腔室与所述第二腔室之间，用于连通或隔断所述第一腔室和所述第二腔室，且所述温控阀的开度受人体侧的温度的影响，温度越高，所述温控阀的开度越大，所述第一腔室内填充有第一物质，所述第二腔室内填充有第二物质，所述第一物质和第二物质接触发生吸热反应，以带走人体侧的热量。

本发明实施例提供的环保节能自适应降温防护服利用化学反应吸热达到降温的效果，并且通过设置开度随温度变化的温控阀以控制吸热反应速率，温度越高，吸热反应速率越高，吸热效果越好，由此调节防护服内部的温度，实现自适应降温的目的，提升了穿戴人员的穿戴体验。不需外加传感器就可以达到温度控制的效果，结构更简单，也避免了传感器易坏降温失效导致的安全问题。

并且，与相关技术中采用半导体制冷片的降温手段相比，本发明提供的防护服利用化学反应实现降温，节省了电能的消耗，使用成本更低。由于无需使用电源，本发明实施例提供的防护服不受电源的约束限制，从而可以扩大人员的活动区域，同时降低了人员负重，使穿戴人员的行动更加灵活。

在一些实施例中，所述第一腔室位于所述第二腔室的上方，所述温控阀在上下方向上位于所述第一腔室和所述第二腔室之间，在所述温控阀开启时，所述第一腔室中的第一物质在重力作用下流向所述第二腔室，以与所述第二腔室中的第二物质发生反应。

在一些实施例中，所述第一物质为水，所述第二物质为硝酸盐，或者，所述第一物质为硝酸盐，所述第二物质为水。

在一些实施例中，所述温控阀包括由热膨胀材料制成的热膨胀环，所述热膨胀环的中部形成用于连通第一腔室和第二腔室的变截面通道，温度升高时，所述变截面通道的横截面积增大，温度降低时，所述变截面通道的横截面积缩小。

在一些实施例中，所述降温组件包括连接在所述第一腔室和所述第二腔室之间的连接管道，所述热膨胀环位于所述连接管道内且所述热膨胀环的外周面始终与所述连接管道的内壁面贴合，所述连接管道具有可变形性且其最小横截面积大于所述变截面通道的横截面积。

在一些实施例中，所述热膨胀环在20℃-60℃的温度范围下膨胀或收缩。

在一些实施例中，所述热膨胀环的制备材料为有机玻璃或聚酰胺-尼龙6；和/或，所述连接管道为橡胶管。

在一些实施例中，防护服包括至少一个囊袋，所述囊袋与所述防护服本体的朝向人体的内侧面相连，并与所述防护服本体的内侧面之间限定出用于容纳所述降温组件的容纳腔，所述囊袋上设有与所述容纳腔连通的开口，所述开口用于更换所述降温组件。

在一些实施例中，防护服包括至少一个囊袋，所述囊袋与所述防护服本体的朝向人体的内侧面相连，并与所述防护服本体的内侧面之间限定出用于容纳所述降温组件的容纳腔，所述防护服本体上开设有与所述容纳腔连通的开口，所述开口用于更换所述降温组件，所述开口处设有气密性拉链，所述气密性拉链用于实现所述开口的开启和密封封闭。

在一些实施例中，所述降温组件为多个，多个所述降温组件至少对应人体侧的前胸、后背位置。

附图说明

图1是本发明实施例提供的自适应降温的防护服的外观示意图。

图2是本发明实施例提供的降温组件的结构示意图(温控阀的开度较大)。

图3是本发明实施例提供的降温组件的结构示意图(温控阀的开度较小)。

图4是本发明实施例提供的防护服的剖视图。

附图标记：

防护服100、防护服本体110、开口111、囊袋112、安装口袋113、降温组件120、第一腔室121、第二腔室122、温控阀123、热膨胀环1231、变截面通道1232、连接管道124。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面根据图1-图4描述本发明实施例提供的环保节能自适应降温防护服100。防护服100包括防护服本体110和至少一个降温组件120。

防护服本体110用于穿戴在人体上并对人体进行防护，防止外界的病毒、细菌、粉尘等侵害人体，可以理解的是，防护服本体110内部限定出腔体，工作人员在穿戴防护服本体110时，人体位于防护服本体110内部的腔体中。防护服本体110具有靠近人体侧的内侧和靠近外部环境的外侧。可选地，防护服本体110为图1所示上衣、下衣和头罩的一体式服饰，也可以为单独的上衣、下衣或者头部防护装置。

降温组件120位于防护服本体110的内侧并与防护服本体110相连。降温组件120包括第一腔室121、第二腔室122和温控阀123，温控阀123设在第一腔室121与第二腔室122之间，用于连通或隔断第一腔室121和第二腔室122，且温控阀123的开度受人体侧的温度的影响，温度越高，温控阀123的开度越大，第一腔室121内填充有第一物质，第二腔室122内填充有第二物质，第一物质和第二物质接触发生吸热反应，以带走人体侧的热量。

也就是说，当温控阀123关闭，第一腔室121和第二腔室122隔断，第一物质与第二物质不接触，化学吸热反应未发生。当温控阀123开启，第一腔室121和第二腔室122开启，第一腔室121中的第一物质流向第二腔室122，在第二腔室122内与第二物质接触发生吸热反应，或者，第二腔室122中的第二物质流向第一腔室121，在第一腔室121内与第一物质接触发生吸热反应，并且温度越高，温控阀123的开度越大，物质的流速越大，吸热反应越剧烈，吸收的热量越多。

具体地，工作人员在穿着本发明实施例提供的防护服100，当防护服100内部的温度较低时，温控阀123关闭，隔断第一腔室121和第二腔室122，此时降温组件120内未发生吸热反应。若防护服100内部温度稍微升高，温控阀123开启且开度较小，第一腔室121中的第一物质通过温控阀123流向第二腔室122的量较少，或者，第二腔室122中的第二物质通过温控阀123流向第一腔室121的量较小，第一物质与第二物质接触发生的吸热反应缓慢进行，吸收一定的热量。随着防护服100内部的温度继续升高，温控阀123的开度增大，第一物质或第二物质的流通速率增大，第一物质和第二物质接触发生剧烈的吸热反应，化学反应吸收走了防护服本体110内部的大量的热量，降低人体侧的温度。

本发明实施例提供的环保节能自适应降温防护服利用化学反应吸热达到降温的效果，并且通过设置开度随温度变化的温控阀以控制吸热反应速率，温度越高，吸热反应速率越高，吸热效果越好，由此调节防护服内部的温度，实现自适应降温的目的，提升了穿戴人员的穿戴体验。不需外加传感器就可以达到温度控制的效果，结构更简单，也避免了传感器易坏降温失效导致的安全问题。

并且，与相关技术中采用半导体制冷片的降温手段相比，本发明提供的防护服利用化学反应实现降温，节省了电能的消耗，使用成本更低。由于无需使用电源，本发明实施例提供的防护服不受电源的约束限制，从而可以扩大人员的活动区域，同时降低了人员负重，使穿戴人员的行动更加灵活。

在一些实施例中，第一腔室121位于第二腔室122的上方，温控阀123在上下方向上位于第一腔室121和第二腔室122之间，在温控阀123开启时，第一腔室121中的第一物质在重力作用下流向第二腔室122，以与第二腔室122中的第二物质发生反应。也就是说，第一腔室121可看作存储腔室，第二腔室122可看作反应腔室，化学反应在第二腔室122中进行。可以理解的是，第一物质具有一定的流动性，以能够在重力作用下流向第二腔室。

可选地，所述第一物质为液体，所述第二物质为液体或者为固体。

在一些可选实施例中，所述第一物质为水，所述第二物质为无毒无害的硝酸盐。硝酸盐遇水发生吸热反应，例如所述第二物质具体可以为硝酸钾，硝酸钠等。在第一腔室121位于第二腔室122的上方的实施例中，第一腔室121中的水在重力作用下穿过开启状态下的温控阀123进入第二腔室122中，与第二腔室122中的硝酸盐接触，发生吸热反应，温控阀123的开度越大，单位时间内穿过温控阀123的水的量越多，吸热反应越剧烈。

在一些可替换实施例中，第一物质为硝酸盐，第二物质为水。硝酸盐遇水发生吸热反应，硝酸盐具体可以为硝酸钾，硝酸钠等。在第一腔室121位于第二腔室122的上方的实施例中，优选第一物质为颗粒状的硝酸盐，第一腔室121中颗粒状的硝酸盐在重力作用下穿过开启状态下的温控阀123进入第二腔室122中，与第二腔室122中的水接触，发生吸热反应。温控阀123的开度越大，单位时间内穿过温控阀123的颗粒状的硝酸盐的量越多，吸热反应越剧烈。

在一些优选实施例中，第一物质或第二物质可进行脱水处理以进行循环利用，从而降低了降温材料的耗材成本，同时具有一定的环保意义。例如，第一物质或第二物质为硅酸盐，具体可以为硝酸钾，硝酸钠等，吸水后的硅酸盐可以进行脱水处理，进行循环利用。

在一些实施例中，温控阀123包括由热膨胀材料制成的热膨胀环1231，热膨胀环1231的中部形成用于连通第一腔室121和第二腔室122的变截面通道1232，温度升高时，热膨胀环1231膨胀，变截面通道1232的横截面积增大，由第一腔室121流向第二腔室122的第一物质的流量增大(或者，由第二腔室122流向第一腔室121的第二物质的流量增大)，吸热反应速率增大，吸热效率提高。温度降低时，热膨胀环1231收缩，变截面通道1232的横截面积缩小，由第一腔室121流向第二腔室122的第一物质的流量减少(或者，由第二腔室122流向第一腔室121的第二物质的流量减少)，吸热反应速率减缓，吸热效率降低，由此实现温控阀123的开度随温度的调节，实现自适应控温的效果。当温度降低至预设温度(例如20℃)以下时，热膨胀环1231中部的变截面通道1232封闭，切断第一腔室121和第二腔室122之间的连通。

需要进一步说明的是，热膨胀环1231随温度变化而膨胀或收缩，除了会导致其中部的变截面通道1232发生形态的变化，其外轮廓同样也会相应的增大或减小。例如图2所示处于膨胀状态的热膨胀环1231的外径大于图3所示处于收缩状态的热膨胀环1231的外径。

进一步地，降温组件120包括在第一腔室121和第二腔室122之间的连接管道124，热膨胀环1231位于连接管道124内，且热膨胀环1231的外周面始终与连接管道124的内壁面贴合。在图1所示的实施例中，连接管道124的上端与第一腔室121连通，连接管道124的下端与第二腔室122连通。连接管道124具有可变形性，连接管道124能够随热膨胀环1231的膨胀或收缩发生形变，从而实现与热膨胀环1231的外周面始终贴合，避免第一物质或第二物质从热膨胀环1231与连接管道124之间的缝隙中泄漏。

并且，连接管道124的最小横截面积大于变截面通道1232的横截面积，使变截面通道1232随温度而引发的横截面的增大或缩小，均能够直接影响通过第一物质或第二物质的流量，换言之，使第一物质或第二物质的流量始终与温度有关，因此热膨胀环1231是实际起到控制吸热反应速率的部件，从而能够实现更好的控温。

图2示出热膨胀环1231处于膨胀状态(变截面通道1232的横截面积较大)时，降温组件120的结构示意图。如图2所示，当热膨胀环1231处于膨胀状态时，连接管道124在热膨胀环1231的作用下变形，变截面通道1232的横截面积小于连接管道124在任何一个位置处的横截面积，起到控制反应速率的作用。

图3示出热膨胀环1231处于收缩状态(变截面通道1232的横截面积较小)时，降温组件120的结构示意图。如图2所示，当热膨胀环1231处于收缩状态时，连接管道124在热膨胀环1231的作用下变形，与热膨胀环1231的外周面紧贴，变截面通道1232的横截面积仍然小于连接管道124在任何一个位置处的横截面积，起到控制反应速率的作用。

可选地，连接管道124为橡胶管，橡胶管具有可形变特性并且具有弹性，可以与热膨胀环1231紧密、密封贴合。

可选地，热膨胀环1231在20℃-60℃的温度范围下膨胀或收缩，20℃-60℃是指通常情况下防护服1内的温度变化范围。当温度高于20℃时，温控阀123开启，热膨胀环1231开始膨胀，其中部的变截面通道1232形成，降温组件120内开始发生缓慢的吸热反应。随着温度继续升高，温控阀123开度增大，即变截面通道1232横截面积增大，吸热反应越剧烈。

优选地，热膨胀环1231由热膨胀系数高的材料制成。

可选地，热膨胀环1231的制备材料为有机玻璃或聚酰胺-尼龙6，其中，有机玻璃的热膨胀系数为130*10

在一些实施例中，为了方便降温组件120在防护服本体110内侧的固定，防护服100包括至少一个囊袋112，如图4所示，囊袋112与防护服本体110的朝向人体的内侧面相连，并与防护服本体110的内侧面之间限定出用于容纳降温组件120的容纳腔，降温组件120可以一一对应地容纳在所述容纳腔中。

在一些可选实施例中，所述囊袋上还设有与所述容纳腔连通的开口，所述开口用于更换降温组件120，将反应完全的降温组件120取出，放入新的降温组件120，以保证防护服100的降温效果。

为了方便在不敞开防护服本体110的情况下，对降温组件120进行更换，在另一些可替换的实施例中，如图1所示，防护服本体110上开设有与所述容纳腔连通的开口111，开口111用于更换降温组件120，无需打开防护服本体110从内侧进行降温组件120的更换，使更换过程更加快速、便捷，同时保证了穿戴人员的安全。

优选地，开口111处设有气密性拉链，气密性拉链用于实现开口111的开启和密封封闭，避免外界环境的污染物通过开口111进入防护服本体110内。

优选地，囊袋112的靠近人体侧的内壁上设有多个通孔，所述通孔用于供人体侧的热量更快速地传递至囊袋内的降温组件120，便于吸热，同时提升降温组件120的温度灵敏性。

可选地，防护服本体110的材质为聚合物涂层织物或聚酯纤维。

在其他可替换实施例中，降温组件120可以通过其他方式可拆卸地安装在防护服本体110的内侧，例如通过卡扣、粘贴的方式，本发明对此不作限定。

在一些优选实施例中，如图4所示，为了避免降温组件120相对防护服本体110向人体侧突出，对穿戴人员带来不适感，防护服本体110在降温组件120对应的位置设有向外突出的安装口袋113，降温组件120配合在对应的安装口袋113内，使降温组件120朝向人体侧的内侧面基本与防护服本体110其他部分的内侧面平齐，避免对穿戴人员造成不适。

在一些实施例中，降温组件120为多个，多个降温组件120至少对应人体侧的前胸、后背位置，人体的前胸、后背位置属于易出汗区域，对应设置有降温组件120，能够对人体起到更好的降温的作用，提高穿戴人员的舒适度。

作为示例，防护服本体110的正面设置有四个降温组件120，四个降温组件120分别对应人体侧的左前胸、右前胸、左腹和右腹的位置。

在一些可选实施例中，降温组件120的厚度为2cm-4cm，高度为6cm-15cm。

在一些可选实施例中，降温组件120可以布满防护服本体110，以起到更好的降温效果。

综上，本发明实施例提供的防护服具有自适应降温的效果，能够调节防护服内的温度。与采用帕尔贴降温的技术方案相比，本发明实施例提供的防护服无需消耗电能，并且无需外加传感器就可以达到温度控制的效果，结构更简单，也避免了传感器易坏降温失效导致的安全问题。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本发明中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。