спусковое устройство

Формула изобретения

1. Спусковое устройство, содержащее, по меньшей мере, одну блочную секцию для пропускания каната, снабженную основанием с отверстием для крепления карабина и крышкой, фрикционным роликом, смонтированным на основании, и тормозным элементом, оснащенным рукояткой и шарнирно связанным с основанием, отличающееся тем, что на основании установлены, по меньшей мере, один дополнительный фрикционный ролик и шарнирно связанный с основанием фрикционный кулачок, передняя рабочая поверхность которого, обращенная к тормозному элементу, имеет криволинейный профиль, соответствующий профилю рабочей поверхности тормозного элемента, и эквидистантна ей, образуя рабочий ручей для укладки каната, при этом длина ручья выбрана в соответствии со следующей зависимостью где D - диаметр каната, мм; L - длина ручья для укладки каната, мм.

2. Спусковое устройство по п.1, отличающееся тем, что оно снабжено дополнительным фрикционным элементом, шарнирно связанным с основанием, рабочая поверхность которого имеет криволинейный профиль, соответствующий профилю задней рабочей поверхности фрикционного кулачка, и эквидистантна ей, образуя дополнительный ручей для укладки каната, при этом длина дополнительного ручья выбрана в соответствии со следующей зависимостью где D - диаметр каната, мм; L_доп - длина дополнительного ручья для укладки каната, мм.

3. Спусковое устройство по п.1, отличающееся тем, что в основании выполнено, по меньшей мере, одно дополнительное отверстие для крепления карабина.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к спасательному снаряжению и может быть использовано для эвакуации с высотных зданий при помощи каната людей и грузов. Использование заявленного устройства возможно также при работе монтажников-высотников, в альпинизме и спелеологии.

Известно спусковое устройство, содержащее блочную секцию для пропускания каната, снабженную основанием и крышкой, а также установленные на основании оснащенный рукояткой подвижный тормозной элемент и направляющие ролики (а.с. СССР №1144710, МПК А63В 29/02, опубл. 15.03.1985 г.). Тормозной элемент выполнен в виде подпружиненного ролика, оснащенного рукояткой. Спуск человека осуществляется при нажатии и удержании в нажатом положении рукоятки, связанной с подпружиненным роликом. При отсутствии усилия со стороны человека подпружиненный ролик под воздействием нагруженного каната зажимает его, тем самым осуществляя торможение.

Вследствие применения в конструкции известного устройства пружины его надежность понижается, так как в случае ее поломки пользование устройством будет затруднено, так как человеку будет необходимо приложить значительное усилие для расторможения спускового устройства. Кроме того, конструкция устройства не предусматривает возможность ограничения максимальной скорости спуска, что при необходимости спуска груза большой массы затрудняет использование устройства.

Наиболее близким аналогом заявляемого устройства является известное спусковое устройство, содержащее блочную секцию для пропускания каната, снабженную основанием с отверстием для крепления карабина и крышкой, фрикционным роликом, смонтированным на основании, и тормозным элементом, оснащенным рукояткой и шарнирно связанным с основанием (см. Техническая инструкция фирмы «PETZL» на изделие «STOP D09», публ. 1991 г.). Тормозной элемент выполнен в виде подвижного кулачка, снабженного рукояткой. Крышка устройства установлена на одной оси с тормозным элементом и выполнена с возможностью поворота вокруг его оси. Укладка каната и присоединение к устройству карабина производится при открытой крышке, затем крышка закрывается. В закрытом положении крышка удерживается за счет защелки. Спуск человека осуществляется при нажатии и удержании в нажатом положении рукоятки, связанной с подвижным кулачком. При отсутствии усилия со стороны человека кулачок тормозного элемента под действием нагруженного каната поворачивается и осуществляет заклинивание каната, что приводит к прекращению спуска,

Недостатком известного устройства является малая площадь рабочей поверхности тормозного элемента, что при резкой динамической нагрузке (резком торможении) может привести к "перекусывайте" каната кулачком тормозного элемента и созданию аварийной ситуации, могущей повлечь падение человека. Размещение защелки оппозитно рукоятке тормозного элемента, приводит к тому, что, нажимая на рукоятку тормозного элемента ладонью, неопытный пользователь может пальцами руки сдвинуть защелку в открытое положение, что при снятой нагрузке на устройство (например, человек оперся ногами о карниз) может привести к самораскрытию крышки устройства и выпадению каната из него, Кроме того, известное устройство обладает недостаточной функциональностью по причине наличия лишь одного отверстия для закрепления карабина, что проявляется в невозможности использовать устройство в качестве неподвижного блока без использования дополнительных приспособлений. Еще одним недостатком известного устройства является невозможность ограничения максимальной скорости спуска, что при необходимости спуска груза большой массы затрудняет использование устройства.

Задачей является повышение безопасности спуска и расширение функциональных возможностей спускового устройства.

Поставленная задача достигается тем, что в известном спусковом устройстве, содержащем, по меньшей мере, одну блочную секцию для пропускания каната, снабженную основанием с отверстием для крепления карабина и крышкой, фрикционным роликом, смонтированным на основании, и тормозным элементом, оснащенным рукояткой и шарнирно связанным с основанием, согласно изобретению на основании установлены, по меньшей мере, один дополнительный фрикционный ролик и шарнирно связанный с основанием фрикционный кулачок, передняя рабочая поверхность которого, обращенная к тормозному элементу, имеет криволинейный профиль, соответствующий профилю рабочей поверхности тормозного элемента и эквидистантна ей, образуя ручей для укладки каната, при этом длина ручья выбрана в соответствии со следующей зависимостью:

где D - диаметр каната, мм;

L - длина ручья для укладки каната, мм.

Спусковое устройство может быть снабжено дополнительным фрикционным элементом, шарнирно связанным с основанием, рабочая поверхность которого имеет криволинейный профиль, соответствующий профилю задней рабочей поверхности фрикционного кулачка и эквидистантна ей, образуя дополнительный ручей для укладки каната, при этом длина дополнительного ручья выбрана в соответствии со следующей зависимостью:

где D - диаметр каната, мм;

L _доп - длина дополнительного ручья для укладки каната, мм.

В основании спускового устройства может быть выполнено, по меньшей мере, одно дополнительное отверстие для крепления карабина.

Техническим результатом изобретения является повышение безопасности спуска человека за счет устранения возможности "перекусывания" каната в результате резкого торможения, что достигается путем увеличения площади контакта каната с рабочими поверхностями фрикционного кулачка и тормозного элемента, образующими ручей для укладки каната, длина которого определяется исходя из указанной зависимости:

2D<L 10D.

Спуск человека осуществляется при установке в среднее положение рукоятки, связанной с тормозным элементом.

Дальнейший спуск с постоянной заранее избранной скоростью может проходить без вмешательства человека. При этом обеспечивается возможность прекращения спуска путем натяжения участка каната, находящегося ниже спускового устройства.

Функциональность заявляемого устройства повышается за счет установки дополнительных фрикционных роликов и дополнительного фрикционного элемента, что позволяет осуществлять различные укладки каната, выбирая тем самым максимальную или минимальную скорость спуска человека (или груза) в зависимости от его массы, физической подготовки, опыта эксплуатации заявляемого устройства.

При использовании заявляемого изобретения обеспечивается возможность агрегатирования нескольких блочных секций в одном устройстве, что позволяет использовать человеку последовательно несколько канатов для увеличения общей длины своего спуска (переходя с каната на канат), или же, при параллельном использовании нескольких блочных секций и, соответственно, нескольких канатов, ограничить максимальную скорость спуска крупногабаритных и имеющих значительный вес предметов или грузов. Использование устройства, составленного из нескольких блочных секций, в значительной степени расширяет его область применения по грузоподъемности, количеству спускаемого груза, оперативности и безопасности спусков и подъемов.

Расширяется область применения устройства за счет наличия дополнительных отверстий для закрепления карабина, что позволяет использовать устройство в качестве неподвижного блока для подъема грузов.

На фиг.1 и 2 представлены виды блочной секции устройства со снятой крышкой и уложенным канатом, на фиг. 1А и 2А приведены схемы укладки каната. На фиг.3 представлен вид блочной секции устройства с канатом и установленным дополнительным фрикционным элементом, на фиг.3А приведена соответствующая схема укладки каната. На фиг. 4 и 5 представлены виды блочной секции устройства с канатом и установленным дополнительным фрикционным элементом при использовании устройства в качестве неподвижного блока, на фиг. 4А и 5А приведены соответствующие схемы укладки каната. На фиг.6 показан общий вид спускового устройства, содержащего две блочных секции.

Спусковое устройство содержит, по меньшей мере, одну блочную секцию для пропускания каната 1, снабженную основанием 2 с отверстием 3 для крепления серьги 4 карабина 5 (см. фиг.1, 1А). Крышка 6 связана с основанием 2 посредством крепежных элементов 7 (см. фиг.6). На основании 2 установлен фрикционный ролик 8 и оснащенный рукояткой 9 тормозной элемент 10, связанный с основанием 2 посредством шарнира 11 (см. фиг.1, 2). На основании 2 установлены дополнительные фрикционные ролики 12, 13, 14 и фрикционный кулачок 15, связанный с основанием 2 посредством шарнира 16. Передняя рабочая поверхность 17 фрикционного кулачка 15, обращенная к тормозному элементу 10, имеет криволинейный профиль, соответствующий профилю рабочей поверхности 18 тормозного элемента 10 и эквидистантна ей, образуя ручей 19 для укладки каната 1, при этом длина ручья 19 выбрана в соответствии со следующей зависимостью:

где D - диаметр каната 1, мм;

L - длина ручья 19 для укладки каната 1, мм.

Спусковое устройство (см. фиг.3, 3А) может быть снабжено дополнительным фрикционным элементом 20, шарнирно связанным с основанием 2, рабочая поверхность 21 которого имеет криволинейный профиль, соответствующий профилю задней рабочей поверхности 22 фрикционного кулачка 15 и эквидистантна ей, образуя дополнительный ручей 23 для укладки каната 1, при этом длина дополнительного ручья 23 выбрана в соответствии со следующей зависимостью:

где D - диаметр каната 1, мм;

L _доп - длина дополнительного ручья 23 для укладки каната 1, мм.

В основании 2 выполнены дополнительные отверстия 24, 25 для крепления серьги 4 карабина 5. Рукоятка 9 соединена с кулачком 26, размещенным в отверстии 27 тормозного элемента 10.

Спусковое устройство может быть снабжено серьгой 4 карабина 5, установленной в отверстие 25 (см. фиг.4А), либо в отверстие 24 (см. фиг.5А).

Спусковое устройство может содержать несколько блочных секций, как показано на фиг.6.

Использованию спускового устройства предшествует его настройка путем укладки в блочную секцию каната 1 (диаметром 8-12 мм) в соответствии с заданной максимальной или минимальной скоростью спуска груза или человека. Укладку каната в исходное положение производят при снятой крышке 6. Затем крышку 6 устанавливают на блочную секцию и закрепляют с помощью крепежных элементов 7. После сборки спускового устройства и укладки каната 1 устройство готово к эксплуатации. После сборки спускового устройства нет необходимости в периодической его разборке для повторной укладки каната 1 в исходное положение. Достаточно после каждого цикла использования спускового устройства произвести растормаживание тормозного элемента 10 с помощью рукоятки 9, освободив таким образом канат 1 от действия фрикционного кулачка 15 и фрикционного элемента 20, а затем протянуть канат 1 через блочную секцию в обратном направлении, возвратив его в исходное положение. Таким образом осуществляют эксплуатацию спускового устройства до допустимого износа каната 1.

Выбор максимальной или минимальной скорости спуска осуществляют исходя из массы спускаемого человека или груза и опыта эксплуатации спускового устройства.

Схема укладки каната 1, показанная на фиг. 1, 1А, обеспечивает скорость спуска с максимальной скоростью 3 м/с для груза весом не более 50 кг. При этом протягивание (движение) каната 1 через блочную секцию начинается при массе груза, превышающей 10 кг.

Укладка каната 1 согласно схеме, изображенной на фиг.2, 2А, обеспечивает максимальную скорость спуска - 2 м/с для груза или человека весом не более 80 кг. При этом протягивание каната 1 через блочную секцию начинается при массе груза, превышающей 30 кг.

Укладка каната 1 согласно схеме, изображенной на фиг.3, 3А, обеспечивает максимальную скорость спуска - 1 м/с за счет установки дополнительного фрикционного элемента 20 вместо фрикционного ролика 12 для груза или человека весом не более 100 кг. При этом протягивание каната 1 через блочную секцию начинается при массе груза, превышающей 50 кг.

Рассмотрим работу переносного спускового устройства, собранного в соответствии с укладкой, изображенной на фиг.1, 1А.

Уложив канат 1 в блочную секцию спускового устройства, устанавливают крышку 6 к закрепляют ее с помощью крепежных элементов 7. Затем устанавливают рукоятку 9 и соединенный с ней кулачок 26 в отверстие 27 тормозного элемента 10. Фиксируют крышку 6 на основании 2 с помощью крепежных элементов 7. К отверстию 3 присоединяют серьгу 4 с карабином 5, посредством которого спусковое устройство присоединяется к страховочной системе спускаемого человека. Нажимают на рукоятку 9 и осуществляют поворот тормозного элемента 10 относительно шарнира 11, что позволяет растормозить спусковое устройство и начать спуск. При этом канат 1, огибая фрикционный ролик 8, входит в соприкосновение с рабочей поверхностью 18 тормозного элемента 10 и, перемещаясь в ручье 19, взаимодействует с передней рабочей поверхностью 17 фрикционного кулачка 15. За счет возникающей при взаимодействии с канатом 1 силы трения обеспечивается поворот фрикционного кулачка 15 относительно шарнира 16 и его прижатие к поверхности каната 1. Канат 1 проскальзывает в ручье 19, длина которого L выбрана в соответствии с зависимостью (1), обеспечивая безопасную скорость спуска. Огибая фрикционный ролик 13 или фрикционный ролик 14 (в зависимости от угла спуска), канат 1 выходит из переносной подвесной канатной лебедки.

При необходимости торможения человек воздействует на рукоятку 9, при этом за счет натяжения каната 1 происходит поворот против часовой стрелки тормозного элемента 10 вокруг оси 11, вследствие чего тормозной элемент 10 прижимает канат 1 своей рабочей поверхностью 18 к передней поверхности 17 фрикционного кулачка 15. За счет большой длины ручья 19 для укладки каната 1 тормозное усилие распределяется на участок каната 1 равномерно, что обеспечивает его сохранность, предотвращает "перекусывание" при резком торможении и вместе с тем обеспечивает надежность торможения. Для возобновления спуска человек нажимает рукоятку 9, которая, поворачивая кулачок 26 в отверстии 27 тормозного элемента 10, поворачивает тормозной элемент 10 по часовой стрелке относительно оси 11. При этом происходит растормаживание каната 1 и спуск возобновляется.

Работа спускового устройства, собранного в соответствии с фиг.2, 2А, аналогична рассмотренной выше работе устройства, собранного в соответствии с укладкой, изображенной на фиг.1, 1А. Отличие заключается в укладке каната 1, который пропускают между роликами 12 и 13.

Рассмотрим работу устройства, собранного в соответствии с укладкой, изображенной на фиг.3, 3А.

При укладке каната 1 в устройство вместо фрикционного ролика 12 на его место устанавливают дополнительный фрикционный элемент 20. Затем устанавливают рукоятку 9 и соединенный с ней кулачок 26 в отверстие 27 тормозного элемента 10. Фиксируют крышку 6 на основании 2 с помощью крепежных элементов 7. К отверстию 3 присоединяют серьгу 4 с карабином 5, посредством которого спусковое устройство присоединяется к страховочной системе спускаемого человека. Нажимают на рукоятку 9 и осуществляют поворот тормозного элемента 10 относительно шарнира 11, что позволяет растормозить спусковое устройство и начать спуск. При этом канат 1, огибая фрикционный ролик 8, входит в соприкосновение с рабочей поверхностью 18 тормозного элемента 10 и, перемещаясь в ручье 19, взаимодействует с передней рабочей поверхностью 17 фрикционного кулачка 15. Вместе с тем канат 1, огибая дополнительный фрикционный элемент 20, входит в соприкосновение с задней рабочей поверхностью 22 фрикционного кулачка 15 и, перемещаясь в дополнительном ручье 23, взаимодействует с рабочей поверхностью 21 дополнительного фрикционного элемента 20.

За счет возникающей при взаимодействии с канатом 1 силы трения обеспечивается поворот фрикционного кулачка 15 относительно шарнира 16 против часовой стрелки и сжатие каната 1 в ручье 19, длина которого L выбрана в соответствии с зависимостью (1). Также обеспечивается поворот дополнительного фрикционного элемента 20 по часовой стрелке и сжатие каната 1 в дополнительном ручье 23, длина которого L выбрана в соответствии с зависимостью (2). В результате возникающей в ручье 19 и в дополнительном ручье 23 при взаимодействии с канатом 1 силы трения обеспечивается безопасная скорость спуска для наиболее тяжелых грузов в пределах 100 кг. Огибая фрикционный ролик 13 либо 14 (в зависимости от угла спуска), канат выходит из спускового устройства.

При необходимости торможения человек воздействует на рукоятку 9, при этом за счет натяжения каната 1 происходит поворот против часовой стрелки тормозного элемента 10 вокруг оси 11, вследствие чего тормозной элемент 10 прижимает канат 1 своей рабочей поверхностью 18 к передней поверхности 17 фрикционного кулачка 15. За счет большой длины ручья 19 для укладки каната 1 тормозное усилие распределяется на участок каната 1 равномерно, что обеспечивает его сохранность, предотвращает "перекусывание" при резком торможении и вместе с тем обеспечивает надежность торможения. Для возобновления спуска человек воздействует на рукоятку 9, которая, поворачивая кулачок 26 в отверстии 27 тормозного элемента 10, поворачивает тормозной элемент 10 по часовой стрелке относительно оси 11. При этом происходит растормаживание каната 1 и спуск возобновляется.

При необходимости использования спускового устройства в качестве неподвижного блока закрепляют его на какой-либо неподвижной опоре при помощи карабина 5, связанного с серьгой 4, вставленной в дополнительные отверстия 24 (фиг.4, 4А) либо 25 (фиг.5, 5А). Свободный конец каната 1 прикрепляют к страховочной системе спускаемого человека либо к грузу. При этом контроль за спуском и управление им производит человек, находящийся возле спускового устройства, при помощи рукоятки 9.

Также возможно использование заявленного устройства, выполненного в виде нескольких блочных секций, агрегатированных в одном спусковом устройстве (см. фиг.6). Это позволяет использовать человеку последовательно несколько канатов 1 для увеличения общей длины спуска, поочередно используя для спуска каждую блочную секцию с соответствующим канатом 1, или же, при одновременном использовании нескольких блочных секций, работающих параллельно, ограничить максимальную скорость спуска крупногабаритных и имеющих значительный вес предметов или грузов.