аппарат для экстренного спуска человека по канату

Формула изобретения

1. Аппарат для экстренного спуска человека по канату, содержащий несущий корпус с элементом подсоединения спускающегося человека, силовой регулятор скорости спуска, состоящий из силового блока, охватываемого канатом, поворотного рычага и элемента трения скольжения, отличающийся тем, что несущий корпус выполнен в форме кольца с расположением в вертикальной плоскости и снабжен пазами для проведения каната через его полость и рукояткой, силовой блок, охватываемый канатом, жестко закреплен на поворотном рычаге, установленном с возможностью углового перемещения относительно оси, расположенной по образующей цилиндрической поверхности несущего корпуса, а также самотормозящим винтовым механизмом спуска, включающим в себя силовой винт с маховичком на одном конце и полусферическим элементом на другом конце, контактирующим с полусферическим гнездом, выполненным на конце поворотного рычага, и резьбовое отверстие, выполненное в стенке несущего корпуса перпендикулярно направлению спуска.

2. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что снабжен механизмом установки контроля начальной силы трения аппарата на канате в виде динамометрического устройства, включающего в себя винтовую пару, указатель силы трения аппарата на канате в виде стрелки и тарированной шкалы, при этом шкала установлена на рукоятке соосно силовому винту, а стрелка закреплена на силовом винте и имеет возможность углового поворота относительно тарированной шкалы.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области спасательной техники, а именно к устройствам экстренного спуска.

Известно устройство для спуска человека, содержащее несущий корпус с элементом для подсоединения спускающего человека, систему блоков, канат, регулятор скорости спуска в виде подпружиненного штока с рукояткой (SU 772553 А1, 23.10.1980).

Недостатком данного устройства является его сложная конструкция, которая не обеспечивает безопасность спуска человека из-за отсутствия контроля силы трения аппарата на канате.

Наиболее близким по технической сущности к заявленному устройству является аппарат для экстренного спуска человека по канату, содержащий несущий корпус с элементом подсоединения спускающегося человека, силовой регулятор скорости спуска, состоящий из силового блока, охватываемого канатом, поворотного рычага и элемента трения скольжения (SU 1237068 A3, 07.06.1986).

Недостатками вышеуказанного аппарата являются сложность конструкции и недостаточная безопасность спуска человека из-за отсутствия механизма контроля необходимой величины силы трения, удерживающей на канате аппарат с человеком перед началом его спуска.

Технический результат, достигаемый при реализации данного изобретения, заключается в упрощении конструкции аппарата и в повышении безопасности спуска человека.

Указанный технический результат достигается тем, что в аппарате для экстренного спуска человека по канату, содержащем несущий корпус с элементом подсоединения спускающегося человека, силовой регулятор скорости спуска, состоящий из силового блока, охватываемого канатом, поворотного рычага и элемента трения скольжения, согласно изобретению несущий корпус выполнен в форме кольца с расположением в вертикальной плоскости и снабжен пазами для проведения каната через его полость и рукояткой, силовой блок, охватываемый канатом, жестко закреплен на поворотном рычаге, установленном с возможностью углового перемещения относительно оси, расположенной по образующей цилиндрической поверхности несущего корпуса, а также самотормозящим винтовым механизмом спуска, включающим в себя силовой винт с маховичком на одном конце и полусферическим элементом на другом конце, контактирующим с полусферическим гнездом, выполненным на конце поворотного рычага, и резьбовое отверстие, выполненное в стенке несущего корпуса перпендикулярно направлению спуска.

Аппарат может быть снабжен механизмом установки контроля начальной силы трения аппарата на канате в виде динамометрического устройства, включающего в себя винтовую пару, указатель силы трения аппарата на канате в виде стрелки и тарированной шкалы, при этом шкала установлена на рукоятке соосно силовому винту, а стрелка закреплена на силовом винте и имеет возможность углового поворота относительно тарированной шкалы.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображена схема аппарата для экстренного спуска человека по канату; на фиг.2 - вид А на фиг.1; на фиг.3 - вид Б на фиг.1.

Аппарат для экстренного спуска человека по канату содержит несущий корпус 1, с закрепленной по его образующей цилиндрической поверхности осью 2, на которой установлен поворотный рычаг 3 со сферическим гнездом 4 на конце, контактирующим с силовым винтом 5 самотормозящей винтовой пары силового регулятора скорости спуска. Силовой винт 5 ввернут в резьбовое отверстие 6 несущего корпуса 1 перпендикулярно направлению спуска и содержит с одной стороны полусферический элемент 7, а с другой указательную стрелку 8 и маховичок 9. С поворотным рычагом 3 жестко связан силовой блок 10, охватываемый канатом 11, который закреплен одним концом за опору 12. Канат 11 проходит через несущий корпус 1 в пазах 13 и 14. В положении, перпендикулярном оси резьбового отверстия 6, к несущему корпусу 1 прикреплена рукоятка 15. Соосно силовому винту 5 на рукоятке 15 закреплена шкала 16, протарированная по весу удерживаемого аппаратом груза на канате 11. Кроме того, несущий корпус 1 снабжен ушком 17 для присоединения к аппарату спускаемого человека.

Поставленная задача решена за счет того, что несущий корпус выполнен в форме кольца с расположением в вертикальной плоскости и снабжен пазами для проведения каната через его полость и рукояткой, силовой блок, охватываемый канатом, жестко закреплен на поворотном рычаге, установленном с возможностью углового перемещения относительно оси, расположенной по образующей цилиндрической поверхности несущего корпуса, а также самотормозящим винтовым механизмом спуска, включающим в себя силовой винт с маховичком на одном конце и полусферическим элементом на другом конце, контактирующим с полусферическим гнездом, выполненным на конце поворотного рычага, и резьбовое отверстие, выполненное в стенке несущего корпуса перпендикулярно направлению спуска. Кроме того, он снабжен механизмом установки контроля начальной силы трения аппарата на канате в виде динамометрического устройства, включающего в себя винтовую пару, указатель силы трения аппарата на канате в виде стрелки и тарированной шкалы, при этом шкала установлена на рукоятке соосно силовому винту, а стрелка закреплена на силовом винте и имеет возможность углового поворота относительно неподвижной тарированной шкалы.

В настоящее время не известны технические решения, реализующие поставленную задачу изобретения с указанными выше отличительными признаками.

Аппарат для экстренного спуска человека по канату работает следующим образом. Человек, удерживая аппарат за рукоятку 15 одной рукой, другой заводит канат 11, закрепленный одним концом за опору 12, в паз 13 несущего корпуса 1, огибает силовой блок 10 канатом 11, образуя основную зону трения скольжения каната с силовым блоком на угле охвата не меньше 71, и выпускает его из несущего корпуса 1 через паз 14. Затем вращением свободной рукой по часовой стрелке за маховичок 9 силового винта 5 человек приводит в действие винтовую пару 5, 6. Силовой винт 5 получает осевое перемещение и воздействует на поворотный рычаг 3 через контакт полусферических поверхностей 4 и 7. Рычаг 3 поворачивается вместе с силовым блоком 10 относительно оси 2 по часовой стрелке до образования начального контакта дополнительной зоны трения скольжения 18, каната 11 и внутренней цилиндрической поверхности несущего корпуса 1. В этот момент указательная стрелка 8 окажется против значения ноль шкалы 16. Перед началом спуска человека по канату требуется надежная фиксация аппарата на канате путем вращения маховичка 9 до показания на шкале 16 силы трения, удерживающей аппарат на канате, превышающего величину веса спускаемого груза. Сила трения, возникающая в зонах трения скольжения каната, пропорциональна нагрузке в этих зонах, переданной от винтовой пары 5, 6 через контакты деталей 5, 3, 10 при повороте силового винта 5 на пропорциональный угол. К готовому для спуска аппарату человек присоединяется за ушко 17 с помощью карабина, преодолевает границу опасного объекта и повисает на канате 11. Удерживая аппарат за рукоятку 15 одной рукой, другой рукой человек медленно вращает маховичок 9 против часовой стрелки до начала спуска. При этом с уменьшением осевой силы винтовой пары 5, 6 будут пропорционально уменьшаться сила, прижимающая канат 11 к сопряженным поверхностям силового блока 10 и несущего корпуса 1, и сила трения, удерживающая канат в зонах трения скольжения, до величины, равной весу спускаемого груза. Канат 11 начнет скользить относительно несущего корпуса 1 и силового блока 10, а аппарат с человеком опускаться вниз. Скорость спуска регулируется вращением маховичка 9 с уменьшением ее до ноля в конце спуска при вращении маховичка 9 по часовой стрелке. Достигнув нужного уровня спуска, человек освобождается от карабина, а аппарат вместе с канатом может быть поднят на объект для спуска следующего человека. Для освобождения аппарата от каната следует вращать маховичок 9 против часовой стрелки до образования в зоне 18 зазора между внутренней поверхностью несущего корпуса 1 и силового блока 10, равного диаметру каната.

В случае спуска травмированного человека аппарат закрепляют за опору 12 посредством ушка 17. Спускающий крепится к концу каната 11, а контролирует спуск другой человек.

Особенностью аппарата является то, что в нем рационально использованы связи кинематико-силовых параметров винтовой пары и факторов его исполнительных элементов:

- угла поворота силового винта и закрепленной на нем указательной стрелки, фиксирующей на тарированной шкале величину удерживающей аппарат на канате силы трения;

- осевого перемещения силового винта и поворота контактирующего с ним поворотного рычага с жестко закрепленным силовым блоком;

- осевой силой винтовой пары, полученной при небольшом действующем со стороны человека усилии, и значительной нагрузкой на контактирующие поверхности деталей в зонах трения скольжения аппарата.

Выполнение несущего корпуса аппарата в форме кольца, кроме высокой технологичности его и хорошего сопряжения с любой трассой спуска, обеспечивает следующее: возможность использования части внутренней цилиндрической поверхности несущего корпуса для получения дополнительно необходимой и достаточной зоны трения каната; уменьшение контактных напряжений каната и числа изгибов его в аппарате, включая знакопеременный. Примененный в аппарате механизм установки контроля начальной силы трения аппарата на канате повышает безопасность спуска.

Разработанная конструкция аппарата отвечает набору основных качественных показателей, необходимых для индивидуальных спасательных средств при спуске с опасного объекта: минимально-необходимое время для подготовки аппарата к началу спуска; малые габариты; простота управления и высокая надежность аппарата; контролируемая фиксация аппарата на канате, обеспечивающая свободу обеих рук человека для преодоления границы объекта спуска.

Перечисленные признаки аппарата позволяют гарантировать безопасность спуска с опасного объекта широкого круга людей, у которых вероятность экстренного спуска очень высока (при пожарах, тахогенных и природных катастрофах, террористических актах и пр.)