спасательное устройство для спуска людей

Формула изобретения

1. Спасательное устройство для спуска людей, содержащее основание, тормозной механизм, контактирующий со средством для спуска и содержащий тормозные элементы с полукруглой вогнутой боковой поверхностью, жестко установленные на основании, спусковой рычаг, шарнирно установленный на основании, и грузовой зажимной элемент, выполненный в виде пластины, один конец которой снабжен отверстием для карабина, содержащий средство фиксации троса, установленное на поверхности грузового зажимного элемента и контактирующее со средством для спуска и с тормозным механизмом, отличающееся тем, что устройство снабжено барабаном для компактной укладки средства для спуска, выполненного в виде стального троса, и механизмом вращения барабана, который выполнен в виде упругой пластины, закрепленной под углом на основании с возможностью взаимодействия с отверстиями, выполненными по окружности барабана для осуществления разматывания троса только в одном направлении, при этом барабан снабжен предохранительной чекой для его фиксации; основание устройства выполнено в виде двух параллельно установленных и жестко соединенных между собой пластин, между которыми жестко закреплен тормозной механизм, выполненный в виде семи профилированных стальных закаленных дисков разного диаметра; спусковой рычаг выполнен в виде двух шарнирно соединенных пластин разной длины, длинная пластина которого закреплена с возможностью вращения на основании соосно с верхним диском тормозного механизма, а короткая пластина одним концом шарнирно соединена с коротким плечом грузового зажимного элемента, шарнирно установленного на основании и выполненного в виде фигурной пластины, грузовой зажимной элемент снабжен вспомогательным выступом с отверстием для троса для регулирования разматывания последнего, а средство фиксации троса выполнено в виде жестко закрепленного на грузовом зажимном элементе тормозного выступа, взаимодействующего с нижним диском тормозного механизма, причем в тормозном выступе выполнено калиброванное отверстие для троса.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что на основании выполнен ограничительный упор для предельного отклонения грузового зажимного элемента.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что стальной трос выполнен прочным, гибким, огнестойким.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что трос, намотанный на барабане, имеет разную длину.

5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что диски тормозного механизма установлены между пластинами основания в шахматном порядке.

6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что тормозной выступ средства фиксации выполнен стальным и закаленным.

7. Устройство по п.1, отличающееся тем, что вспомогательный выступ для регулирования разматывания троса выполнен стальным и закаленным.

8. Устройство по п.1, отличающееся тем, что на оси верхнего диска тормозного механизма жестко закреплена г-образная пластина с отверстием для верхнего конца троса, имеющего петлю в виде надежно спрессованного коуша для установки данного устройства на точке закрепления.

9. Устройство по п.1, отличающееся тем, что спусковой рычаг на конце длинной пластины имеет рукоятку для нажатия.

10. Устройство по п.1, отличающееся тем, что барабан с тросом подвижно установлен на стальной оси, жестко закрепленной на основании.

11. Устройство по п.1, отличающееся тем, что предохранительная чека представляет собой кольцо, подвижно закрепленное на сложенной пополам упругой проволоке со слегка разведенными концами, которые проходят в отверстия на барабане, и отверстия в пластинах основания.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к устройствам для спуска людей с высотных объектов и может быть использовано в спасательных работах и при самостоятельной эвакуации людей с любых существующих высотных зданий или сооружений при пожарах, при разрушении части зданий в результате террористических актов или чрезвычайных происшествий, когда другие пути спасения отрезаны, и существует реальная угроза жизни людей.

Существует много устройств для спуска людей (а.с. SU №1655518, А62В 1/14, 15.06.91; пат. РФ №2059421, А62В 1/14, 10.05.96; a.c. SU №1713605, А63В 29/02, 23.02.92; пат. РФ №2137519, А63В 29/02, А62В 1/14, 20.09.99).

Все эти устройства предназначены для спуска по веревке. Недостатками их являются или большие зажимные усилия для торможения, или отсутствие автоматической остановки спускающегося при чрезвычайных обстоятельствах, или устройство сложно в применении, требуется тщательное изучение инструкции по эксплуатации и предварительная тренировка, или устройство очень ненадежно из-за имеющихся съемных частей, подверженных быстрому износу.

Наиболее близким по достигаемому результату является спасательное устройство для спуска, содержащее основание, тормозной механизм, контактирующий со средством для спуска, спусковой рычаг, шарнирно установленный на основании, и грузовой зажимной элемент, выполненный в виде пластины, один конец которой снабжен отверстием для карабина, взаимодействующий со средством фиксации, установленным на поверхности грузового зажимного элемента и контактирующим со средством для спуска и с тормозным механизмом (пат. РФ №2177818, А63В 29/02, А62В 1/14, 26.04.2001). В устройстве достигнут приемлемый диапазон скоростей, безопасность пользователя при применении этого устройства, а также удобство и надежность устройства.

Однако использование веревки в качестве средства для спуска ведет к снижению надежности устройства при пожаре, т.к. наличие открытого огня может привести к расплавлению спусковой веревки и падению спасаемого. Кроме того, перед спуском требуется предварительно веревку сбрасывать, что при спуске нескольких людей может привести к перепутыванию веревок. Другим недостатком является громоздкость бухты веревки для спуска с высотных зданий, которую неудобно хранить, навешивать и которая при сбрасывании может привести к травмам спускающихся ниже людей.

Задачей, на решение которой направлено данное техническое решение, является повышение надежности, удобства, безопасности пользователя при применении устройства, уменьшение веса и размеров устройства.

Для решения поставленной задачи в спасательном устройстве для спуска людей, содержащем основание, тормозной механизм, контактирующий со средством для спуска и содержащий тормозные элементы с полукруглой вогнутой боковой поверхностью, жестко установленные на основании, спусковой рычаг, шарнирно установленный на основании, и грузовой зажимной элемент, выполненный в виде пластины, один конец которой снабжен отверстием для карабина, содержащий средство фиксации троса, установленное на поверхности грузового зажимного элемента и контактирующее со средством для спуска и с тормозным механизмом, согласно изобретению устройство для спуска снабжено барабаном для компактной укладки средства для спуска, выполненного в виде стального троса, и механизмом вращения барабана, который выполнен в виде упругой пластины, закрепленной под углом на основании с возможностью взаимодействия с отверстиями, выполненными по окружности барабана для осуществления разматывания троса только в одном направлении; основание устройства выполнено в виде двух параллельно установленных и жестко соединенных между собой пластин, между которыми жестко закреплен тормозной механизм, выполненный в виде семи профилированных стальных закаленных дисков разного диаметра; спусковой рычаг выполнен в виде двух шарнирно соединенных пластин разной длины для уменьшения нажимного усилия при спуске, длинная пластина которого закреплена с возможностью вращения на основании соосно с верхним диском тормозного механизма, а короткая пластина одним концом шарнирно соединена с коротким плечом грузового зажимного элемента, шарнирно установленного на основании и выполненного в виде фигурной пластины; грузовой зажимной элемент снабжен жестко закрепленным вспомогательным выступом с отверстием для троса для регулирования разматывания последнего; средство фиксации выполнено в виде жестко закрепленного на грузовом зажимном элементе стального закаленного тормозного выступа, взаимодействующего с нижним диском тормозного механизма, причем в тормозном выступе выполнено калиброванное отверстие для троса.

На основании выполнен ограничительный упор для предельного отклонения грузового зажимного элемента.

Стальной трос выполнен прочным, гибким, огнестойким.

Диски тормозного механизма установлены между пластинами основания в шахматном порядке.

Вспомогательный выступ для регулирования разматывания троса выполнен стальным и закаленным.

На оси верхнего диска тормозного механизма жестко закреплена г-образная пластина с отверстием для верхнего конца троса, имеющего петлю в виде надежно спрессованного коуша для установки данного устройства на точке закрепления.

Трос, намотанный на барабане, имеет разную длину.

Спусковой рычаг имеет на конце длинной пластины рукоятку для нажатия.

Барабан с тросом подвижно установлен на стальной оси, жестко закрепленной на внутренней пластине основания, и снабжен предохранительной чекой для его фиксации.

Предохранительная чека представляет собой кольцо, подвижно закрепленное на сложенной пополам упругой проволоке со слегка разведенными концами, которые проходят в отверстия на барабане и отверстия в пластинах основания.

За счет упругости троса, облегающего диски тормозного механизма, в момент разблокирования средства фиксации при нажатии на спусковой рычаг предлагаемое устройство обеспечивает спуск по стальному тросу с возможностью мгновенной надежной остановки в любой момент десантирования, с регулируемой скоростью спуска от 0 до 3 м/сек.

Широкий плавный диапазон скоростей спуска и использование стального троса позволяют спускающемуся быстро преодолевать открытые участки огня и приземлиться на землю или безопасную площадку (балкон, козырек, окно и др.) до того времени, когда произойдет расплавление стального троса под воздействием огня.

В предлагаемой конструкции вес спускающегося вследствие шарнирно закрепленного грузового зажимного элемента разлагается на две составляющие: горизонтальную и вертикальную. Вертикальная составляющая преодолевается при помощи шарнирно закрепленных пластин спускового рычага, обеспечивая усилие нажатия на рукоятку рычага в пределах 5-10% от веса спускающегося. Горизонтальная составляющая участвует в зажиме троса, который, проходя через калиброванное отверстие закаленного тормозного выступа средства фиксации, прижимается к последнему седьмому диску тормозного механизма, изгибается и, вследствие возникающего трения, не может дальше проходить через тормозные диски.

Наибольшее трение возникает на верхних тормозных дисках и снижается в нижних. Потенциальная энергия спускающегося переходит, вследствие трения, в тепло, которое равномерно распределяется по всему устройству, а также переходит в необратимую деформацию троса.

За счет профильных канавок, выполненных в тормозных закаленных дисках, трос плотно облегает их, создавая необходимое трение. Вследствие создаваемого трения происходит износ троса и дисков.

Применяемый гибкий стальной трос достаточно прочен и износостоек. Проходя через тормозные диски, он деформируется, но имеет, тем не менее, высокие прочностные характеристики. Закаленные до высокой твердости диски, при прохождении по ним троса, изнашиваются незначительно и позволяют механизму действовать исправно при спуске с самых высоких зданий.

Выполнение основания в виде двух жестко закрепленных между собой параллельных пластин повышает жесткость закрепленного между ними дискового тормозного механизма.

Конструкция спускового рычага из двух шарнирно соединенных пластин разной длины позволяет уменьшать нажимные усилия при спуске.

На фиг.1 изображено спасательное устройство для спуска, общий вид.

На фиг.2 - то же, вид А на фиг.1.

На фиг.3 - то же, узел Б (в разрезе) на фиг.3.

Устройство содержит основание, выполненное в виде двух жестко закрепленных между собой параллельных пластин - нижней 1 и верхней 2, между которыми жестко установлен тормозной механизм 3 в виде семи расположенных в шахматном порядке тормозных дисков 3.1-3.7, контактирующих со средством для спуска, выполненным в виде стального троса 4, уложенного в барабане 5, спусковой рычаг, состоящий из двух шарнирно соединенных осью 6 пластин разной длины - длинной пластины 7, короткой пластины 8, грузовой зажимной элемент 9, выполненный в виде фигурной пластины, одним концом шарнирно соединенной осью 10 с короткой пластиной 8 спускового рычага. На втором конце пластины 9 выполнено отверстие 11 для карабина, в который вщелкивается спусковая беседка для спускающегося, на третьем конце пластины 9 жестко закреплен стальной закаленный вспомогательный выступ 12 с широким отверстием для троса для регулирования разматывания троса. Кроме того, грузовой зажимной элемент 9 снабжен средством фиксации троса, выполненным в виде жестко закрепленного на поверхности пластины 9 стального закаленного тормозного выступа 13, контактирующего с диском 3.7 тормозного механизма и со стальным тросом 4. В тормозном выступе 13 выполнено калиброванное отверстие 14 для троса.

Диски 3.1-3.7 имеют профильные канавки (фиг.3), контактирующие со стальным тросом 4. На пластине основания 1 жестко закреплена ось вращения 15 для крепления грузового зажимного элемента 9, а также установлен ограничительный упор 16 для ограничения предельного отклонения грузового зажимного элемента 9.

Стальной трос выполнен прочным, гибким, огнестойким и может быть выполнен разной длины.

Барабан 5 с тросом 4 установлен с возможностью вращения на стальной оси 17, жестко закрепленной на пластине 2 основания. Барабан 5 содержит две крышки 18 и 19, на которых по окружности выполнены отверстия 20 для предохранительной чеки 21. На крышке 19 по окружности выполнены отверстия 22 для взаимодействия с упругой тормозной пластиной 23, жестко закрепленной на пластине 2 под углом к пластине, для осуществления разматывания троса только в одном направлении - по часовой стрелке. Предохранительная чека 21 проходит через обе крышки 18 и 19 барабана 5, пластину 2 и пластину 1. Предохранительная чека представляет собой кольцо, подвижно закрепленное на сложенной пополам упругой проволоке со слегка разведенными концами, которые проходят в отверстия на барабане и отверстия в пластинах основания.

Длинная пластина 7 спускового рычага закреплена на наружной поверхности пластины 1 основания и имеет возможность вращения на оси 24, проходящей через тормозной диск 3.1, через пластины 1 и 2 основания. На этой же оси 24 расположена г-образная пластина 25 с отверстием 26 для верхнего конца стального троса 4, имеющего спрессованную петлю (коуш) 27 для стабилизации положения троса 4 на точке закрепления. Короткая 8 и длинная 7 пластины спускового рычага шарнирно соединены одним концом каждая между собой через ось 6. Другим концом короткая пластина 8 шарнирно соединена осью 10 с коротким плечом грузового зажимного элемента 9. На втором конце длинной пластины 7 спускового рычага имеется рукоятка 28.

Устройство работает следующим образом.

При изготовлении спасательного устройства для спуска людей трос 4 зигзагообразно закладывается на тормозные диски 3.1-3.7. Затем трос проходит через калиброванное отверстие 14 тормозного выступа 13, через широкое отверстие вспомогательного выступа 12 и наматывается против часовой стрелки на барабан 5. Барабан устанавливается на оси 17 и надежно закрепляется контрящей гайкой. Барабан крышкой 19 прижат к упругой тормозной пластине 23 и может вращаться дискретно с небольшим усилием и только в одном направлении - по часовой стрелке. Это обеспечивает конструкция упругой тормозной пластины 23, взаимодействующей с отверстиями 22 барабана. Для предотвращения случайного разматывания троса в устройство вставляется предохранительная чека 21. Устройство заранее собирается на заводе и готово к использованию. При помощи альпинистского карабина оно вешается или на заранее подготовленную надежно закрепленную точку спуска, или, например, крепится за решетку балкона за имеющийся коуш (тросовую петлю) 27. Спускающийся человек при помощи стандартного карабина присоединяет свой страховочный пояс (или спусковую беседку) к отверстию 11 грузового зажимного элемента 9, выдергивает предохранительную чеку 21. Устройство готово к работе.

Под воздействием веса человека пластина 9 поворачивается вокруг оси 15 по часовой стрелке, и трос 4, проходящий в калиброванном отверстии 14 тормозного выступа 13, прижимается в нижней части тормозного диска 3.7 и перегибается, создавая трение, достаточное для остановки движения троса в устройстве, т.е. движение вниз устройства со спускающимся по тросу не происходит.

Для осуществления спуска необходимо нажать вниз рукоятку 28. Посредством промежуточной короткой пластины 8 длинная пластина 7 спускового рычага воздействует на короткое плечо грузового зажимного элемента 9, заставляя его двигаться против часовой стрелки. Это, в свою очередь, заставляет двигаться против часовой стрелки и нижний конец грузового зажимного элемента 9 с тормозным выступом 13, т.к. грузовой зажимной элемент 9 вращается на оси 15. Ранее зажатый трос теперь имеет возможность дальнейшего движения между тормозными дисками. И чем дальше отходит тормозной выступ 13 от тормозного диска 3.7, т.е. чем сильнее надавливать на рукоятку 28, тем меньше зажимается трос в нижней части устройства и тем быстрее происходит спуск по тросу. Минимальное трение и, естественно, самая большая скорость спуска будет, когда нижний конец грузового тормозного элемента 9 упрется в ограничительный упор 16. В этот момент калиброванное отверстие 14 тормозного выступа 13 будет иметь направление, касательное к верхнему концу тормозного диска 3.7. В зависимости от веса человека максимальная скорость спуска может колебаться в диапазоне 1.5-3.0 м/сек. Если притормаживать другой рукой барабан с тросом, слегка прижимая его рукой, можно осуществлять очень плавный спуск.

Для прекращения движения вниз достаточно отпустить рукоятку 28. Моментально под действием веса человека нижний конец пластины 9 прижмется к тормозному диску 3.7, и все придет к исходному состоянию. Для продолжения спуска достаточно снова нажать вниз рукоятку 28.

Преимущества предлагаемого технического решения, по сравнению с существующими устройствами, следующие:

- устройство компактно, имеет малый вес;

- устройство позволяет использовать стальной трос, намотанный на барабан, который можно использовать при спуске через открытый огонь;

- длина троса на барабане может достигать 300 м и выше, чего не позволяют другие спусковые устройства по веревке;

- устройство просто в эксплуатации;

- принцип нажал-поехал, отпустил-остановился, и чем сильнее нажимаешь, тем быстрее едешь, понятен любому человеку даже в состоянии стресса;

- спуск производится с более высокой максимальной скоростью, что важно при преодолении участка открытого огня;

- спуск производится с начальной нулевой скоростью, что очень важно для неподготовленных людей, оказавшихся в критической ситуации;

- может производиться автономный спуск множества людей без риска запутаться в тросах, весь трос на барабане, отсутствует «хвост» спускового средства (троса);

- устройство дешево в производстве, не имеет сложных в изготовлении деталей.