Результат интеллектуальной деятельности: Устройство для гравитационного самостоятельного спуска людей с большой высоты

Изобретение относится к индивидуальным средствам спасения людей при их самостоятельной эвакуации при пожарах и других чрезвычайных ситуациях в многоэтажных зданиях и других высотных строительных конструкциях.

При рассмотрении технической литературы выявлен ряд конструктивных решений, относящихся к указанной проблематике.

Известно индивидуальное средство спасения при пожаре, содержащее костюм, имеющий связку плечевых, горизонтальных и вертикальных ремней безопасности, скрепленные между собой крепежными карабинами, крепящимися к узловому двойному кольцу, спусковой механизм, имеющий тормозной рычаг и соединенный крепежными карабинами с ремнями безопасности и канатом-веревкой (патент на изобретение RU 2304449, кл. А62В 1/14, опубл. 20.08.2007 г., бюл. №23).

Основными недостатками данного средства являются:

- отсутствие возможности для автоматического регулирования скорости гравитационного спуска, что существенно ограничивает его применение при эвакуации людей, обладающих маломобильными физическими функциями;

- отсутствие возможности для автоматического торможения в завершающей стадии спуска, что может привести к травматизму эвакуируемых людей.

Известно устройство для гравитационного спуска людей и грузов, содержащее корпус, гибкий грузоноситель, выполненный в виде упругой стальной ленты, размещенной на барабане, ограничитель скорости (патент на изобретение RU 2452537, кл. А62В 1/14, опубл. 10.06.2012 г., бюл. №16).

Основными недостатками данного устройства являются:

- сложность практического применения ограничителя скорости, заключающаяся в необходимости предварительного определения массы груза перед его закреплением и использования ручного торможения при превышении массы груза в результате неправильного определения места его установки;

- отсутствие возможности для автоматического торможения в завершающей стадии спуска, что может привести к травматизму эвакуируемых людей.

Наиболее близким к заявляемому изобретению является устройство для гравитационного спуска людей и грузов, содержащее корпус, гибкий грузоноситель, выполненный в виде упругой стальной ленты, размещенной на барабане, подвижные и неподвижные шпильки, между которыми перемещается грузоноситель, ограничитель скорости, расположенный между двумя неподвижными шпильками и состоящий из планки, посаженной на ось, правой и левой шпилек, расположенных на планке по разные стороны от оси, штока с поршнем, перемещаемого вниз левой шпилькой, пружины, сжимаемой поршнем и болта, служащего для регулировки упругости пружины, а также набор шестерен, передающих вращение с барабана на зубчатое колесо, взаимодействующее через ось балансира с маятником и маятниковым грузом, при этом балансир может быть также и пружинным (патент на изобретение RU 2538515, кл. А62В 1/14, опубл. 10.01.2015 г., бюл. №1).

Основными недостатками данного устройства являются:

- сложность конструкции ограничителя скорости спускаемого груза, предусматривающая применение большого количества неподвижных и подвижных шпилек, регулируемых винтов, шестерен, планок и пружин;

- отсутствие возможности для автоматического торможения в завершающей стадии спуска, что может привести к травматизму эвакуируемых людей.

Задача, решаемая в изобретении, заключается в устранении указанных недостатков путем разработки устройства для гравитационного самостоятельного спуска людей с большой высоты с упрощенной конструкцией ограничителя скорости спуска и автоматическим регулированием торможения в завершающей стадии спуска.

Технический результат изобретения заключается в повышении безопасности и надежности спуска людей при самостоятельной эвакуации на пожарах и других чрезвычайных ситуациях в многоэтажных зданиях и других высотных строительных конструкциях.

Поставленная задача решается, а технический результат достигается в результате того, что, согласно изобретению, устройство для гравитационного самостоятельного спуска людей с большой высоты содержит механизм регулируемого спуска, трос и сиденье с ремнями безопасности, механизм регулируемого спуска состоит из корпуса, внутри которого размещены барабан с двумя жестко закрепленными в его средней части зубчатыми колесами и закрепленным между ними на барабане тросом, две закрепленные на корпусе напротив друг друга в одной горизонтальной плоскости опорные планки с установленными на них сателлитными шестернями, имеющими зубчатое соединение с зубчатыми колесами и установленными в одной горизонтальной плоскости тормозными устройствами, каждое из которых состоит из вала с выполненными в его средней части шлицами для обеспечения зубчатого соединения с сателлитной шестерней, двух закрепленных на валу с внешней стороны боковой грани каждого зубчатого колеса тормозных блоков, в каждом из которых со стороны внешней боковой поверхности каждого зубчатого колеса выполнены тормозной диск, установленный на валу с возможностью осевого перемещения по шлицам вала для соприкосновения в фазе торможения с внешней боковой поверхностью зубчатого колеса, центробежные рычаги, закрепленные на равном удалении друг от друга с помощью осевых соединений на неподвижно установленной на валу муфте, соединенные тягами с тормозным диском, а также жестко закрепленный в нижней части внутренней полости корпуса, под нижними отметками зубчатых колес, стакан с подпружиненным с помощью стопорной пружины стопором, к нижней части которого прикреплены ручной тормоз и шнур с отвесом, при этом для обеспечения удержания тормозного диска в нейтральном положении при нормальной скорости спуска каждый центробежный рычаг соединен при помощи рычажной пружины с муфтой. Изобретение поясняется фиг. 1-4.

На фиг. 1 схематично изображено устройство для гравитационного самостоятельного спуска людей с большой высоты.

На фиг. 2 изображен механизм регулируемого спуска, вид в разрезе сверху.

На фиг. 3 изображен механизм регулируемого спуска, вид в разрезе с лицевой грани.

На фиг. 4 изображен механизм регулируемого спуска, вид в разрезе с торцевой грани.

На фиг. фиг. 1-4 применены следующие обозначения:

1 - механизм регулируемого спуска;

2 - сиденье;

3 - ремень безопасности;

4 - трос;

5 - отвес;

6 - шнур;

7 - корпус;

8 - барабан;

9 - зубчатое колесо;

10 - тормозной диск;

11 - центробежный рычаг;

12 - тяга;

13 - муфта;

14 - рычажная пружина;

15 - вал;

16 - сателлитная шестерня;

17 - опорная планка;

18 - стопор;

19 - стопорная пружина;

20 - стакан;

21 - ручной тормоз.

Устройство для гравитационного самостоятельного спуска людей с большой высоты работает следующим образом.

Выполняют сборку механизма регулируемого спуска 1. Для этого в корпусе 7 выполняют две опорные планки 17 для закрепления на них сателлитных шестерней 16, устанавливают барабан 8 с двумя жестко закрепленными в его средней части зубчатыми колесами 9 на расстоянии друг от друга, обеспечивающими возможность размещения между ними витков троса 4. На валу 15, в средней его части, выполняют шлицы (не показаны) для обеспечения сцепления вала 15 с сателлитными шестернями 16 и осевого перемещения тормозных дисков 10. При монтаже каждого из двух тормозных блоков на шлицах вала 15 подвижно устанавливают тормозной диск 10, на валу 15 жестко закрепляют муфту 13, на которой с помощью осевых соединений (не показаны) на равном удалении друг от друга устанавливают центробежный рычаги 11, например, в количестве шести штук, в средней части каждого из которых подвижно закрепляют тягу 12, которую другим концом подвижно присоединяют к тормозному диску 10, и рычажную пружину 14, противоположный конец которой закрепляют на муфте 13. На каждой из двух опорных планок 17 устанавливают сателлитные шестерни 16 с обеспечением их зубчатого соединения с зубчатыми колесами 9. Собранные тормозные устройства устанавливают в корпусе 7 в одной горизонтальной плоскости параллельно друг другу с обеспечением сцепления шлицов (не показаны) вала 15 с сателлитными шестернями 16. В нижней части корпуса 7 под нижними отметками зубчатых колес 9, жестко закрепляют стакан 20, в который устанавливают стопор 18 с возможностью его перемещения в вертикальной плоскости для обеспечения соприкосновения с торцевыми гранями зубчатых колес при торможении, стопорную пружину 19, опирающуюся на стакан 20 и стопор 18, к нижней части стопора 18 прикрепляют шнур 6 с отвесом 5 и ручной тормоз 21. Количество, размеры, массу и распределение центров тяжести центробежных рычагов 11, диаметры барабана 8, зубчатых колес 9 и тормозных дисков 10, а также общую длину шнура 6 с отвесом 5 определяют экспериментально с учетом минимальных и максимальных значений массы людей для их спуска и требуемой безопасной скорости спуска.

На верхней грани его корпуса 7 механизма регулируемого спуска 1 жестко присоединяют сиденье 2 с ремнями безопасности 3, через заднюю часть спинки которого пропускают трос 4.

Перед началом спуска трос 4 закрепляют на выступающей части здания или другой высотной строительной конструкции, ручной тормоз 21 механизма регулируемого спуска 1 закрепляют в крайнем верхнем положении, обеспечивая удержание зубчатых колес 9 в неподвижном положении за счет тормозящего воздействия стопора 18 на торцевые грани зубчатых колес 9, размещают эвакуируемого человека на сиденье 2 и закрепляют его с помощью ремней безопасности 3. Посредством ручного тормоза 21 стопор 18 выводят из зацепления с торцевыми гранями зубчатых колес 9. Под действием гравитационных сил трос 4, разматываясь с барабана 8, приводит в движение зубчатые колеса 9, которые, в свою очередь, приводят в движение каждую из установленных на опорных планках 17 сателлитных шестерней 16, а те, в свою очередь - валы 15. На каждом валу 15 под действием центробежных сил, передаваемых от вращения установленной на нем муфты 13, центробежные рычаги 11, преодолевая сопротивление рычажных пружин 14, постепенно, с нарастанием скорости вращения, переходят в вертикальное положение, через тяги 12 воздействуют на тормозной диск 10 и перемещают его в сторону зубчатого колеса 9. Тормозные диски 10, соприкасаясь с внешними боковыми поверхностями зубчатых колес 9 и вращаясь во встречном направлении к ним, за счет возникающей силы трения замедляют их вращение. После достижения отвесом 5 поверхности, на которую выполняют спуск, натяжение шнура 6 ослабевает, стопорная пружина 19, опираясь на стакан 20, переводит стопор 18 в зацепление с торцевыми гранями зубчатых колес 9, в результате чего происходит автоматическое торможение в завершающей стадии спуска. Дополнительную защиту спускаемого человека от удара о поверхность, на которую выполняют спуск, выполняет корпус 7. После завершения спуска центробежные рычаги 11 под воздействием рычажных пружин 14 переходят в нейтральное положение, а тормозные диски 10 под действием тяг 12 выходят из соприкосновения с зубчатыми колесами 9.

Таким образом, в результате реализации предложенного технического решения обеспечивается возможность выполнения устройства для гравитационного самостоятельного спуска людей с большой высоты с автоматическим регулированием скорости спуска и торможения в завершающей стадии спуска, повышение безопасности и надежности спуска людей при самостоятельной эвакуации на пожарах и других чрезвычайных ситуациях в многоэтажных зданиях и других высотных строительных конструкциях.