ПРИСПОСОБЛЕНИЕ ДЛЯ ГРАВИТАЦИОННОГО СПУСКА ВДОЛЬ ТРОСА Российский патент 2008 года по МПК A62B1/14 

Предлагаемое устройство относится к средствам перемещения людей с высоты под действием гравитационной силы, может использоваться для аварийной эвакуации людей с верхних этажей зданий при техногенных и стихийных бедствиях, а также для управляемого спуска спасателей с вертолетов, спортсменов альпинистов с высот, рабочих в шахтах и в других подобных случаях.

Известно спасательное устройство, позволяющее пользователю осуществлять спуск вдоль троса (см. патент США №4576248, кл. А62В 1/14, от 18.03.1986), которое имеет корпус, содержащий трос, охватывающий ряд шкивов, и Т-образный регулировочный рычаг, прижимающий трос к внутренней стенке корпуса в процессе торможения.

Недостатком данного устройства является повышенный износ поверхности троса и фрикционных внутренних поверхностей корпуса, а также вызывает сомнение эффективность блокировки троса для полной остановки спуска при необходимости.

Кроме того, известно устройство для аварийного спуска (см. международную заявку №88/04942, кл. А62В 1/14, от 14.07.1988), в котором между двумя боковыми пластинами установлены блок, огибаемый петлеобразно загнутым тросом, который зажимается кулачком в процессе торможения. Вызванное этим тросом вращение блока приводит к возникновению центробежных сил в тормозных колодках, приводящих к вращению тормозного барабана. Это вращение вызывает поворот кулачка по направлению к блоку и зажатие троса между ними, что обеспечивает необходимую скорость спуска.

Такое устройство имеет сложную конструкцию и, следовательно, недостаточно надежную конструкцию, в которой трос также подвержен интенсивному износу за счет трения одного его участка о другой.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является приспособление для спуска на канате или тросе (см. международную заявку №0157150, кл. А62В 1/14, от 09.10.1985), имеющее корпус, содержащий ряд шкивов, для последовательной намотки каната, рычажное средство, содержащее элемент фрикционного торможения шкива на одном конце и элемент крепления к туловищу пользователя на другом конце. При этом рычаг взаимодействует со шкивом, установленным с возможностью радиального смещения. Пользователь своим весом поворачивает рычаг, воздействуя на канат и смещаемый шкив, вокруг которого он намотан, за счет чего происходит фрикционное торможение, замедляющее движение каната между радиально подвижным и неподвижным шкивами.

К недостаткам данного устройства можно отнести также повышенный износ каната (троса), кроме того в данном устройстве не предусмотрено управление скоростью спуска, поскольку на рычаг действует постоянная сила веса пользователя.

Технической задачей создания предлагаемого устройства является обеспечение возможности скоростного управляемого спуска при высокой степени надежности и долговечности.

Поставленная задача решается за счет того, что в приспособлении для гравитационного спуска, имеющем корпус, содержащий ряд шкивов для последовательной намотки троса, рычажное средство фрикционного торможения и элемент крепления к туловищу пользователя, средство торможения выполнено в виде штырей, скользящих в боковых отверстиях корпуса, снабженных фрикционными наконечниками, упирающимися в торцы шкивов, причем снаружи корпуса шарнирно установлены рычажные рукояти, воздействующие на свободные концы штырей, при этом трос намотан на каждый шкив менее 1 оборота, в зависимости от места расположения шкива, а элемент крепления приспособления к пользователю выполнен в виде ушка на нижней части корпуса. Кроме того, внутри корпуса выполнены направляющие канала для перемещения троса, а также шкивы выполнены с периферийной конусной канавкой шириной в диаметр сечения троса и не менее 1,5 диаметра сечения троса в глубину. Помимо этого, для повышения удобства пользования и надежности, рукояти выполнены П-образной формы снабжены пластинами с отверстиями под стяжные элементы, закрепленными вдоль участков ручного захвата; трос снабжен барабаном для резервной намотки и карабинами, размещенными на его концах. Помимо этого, для натяжения троса нижняя часть корпуса снабжена каналом для троса, перекрываемым фрикционной колодкой, поджимаемой резьбовым элементом с контргайкой через пружину, и для обеспечения возможности остановки при необходимости в процессе спуска, верхняя часть корпуса снабжена каналом для троса, перекрываемым фрикционной колодкой, поджимаемой винтом с головкой, обеспечивающей ручную затяжку и фиксацию положения пользователя на заданном уровне.

Таким образом, захватив ладонями пары рукояток и зажимая через штыри вращение шкивов, пользователь имеет возможность управлять скоростью спуска.

На предлагаемых чертежах изображено: на фиг.1 - разрез главного вида, на фиг.2 - разрез бокового вида, на фиг.3 - вид сверху и на фиг.4 - объемное изображение устройства.

Устройство состоит из коробчатого корпуса 1, содержащего: ушко 2 с отверстием для крепления туловища пользователя; полости для пропускания троса 3, намотанного на ряд шкивов 4, имеющих канавку, скорость вращения которых регулируется установленными в отверстиях корпуса фрикционными колодками 5, прижимающимися к шкивам рычагами, выполненными в виде шарнирно установленных рукоятей 6, имеющих элементы с отверстиями 7 для фиксации их положения с помощью резьбовых средств, не показанных на чертеже; регулятор прижима 8, состоящий из фрикционной колодки, прижимающей трос винтом, головка которого выполнена в виде «барашка»; регулятора натяжения 9, состоящего из фрикционной колодки, прижимающей трос под действием упругой силы, создаваемой сжатой винтом пружиной (положение винта фиксируется контргайкой). Оставшаяся длина троса 3 намотана на барабан 10. Имеются также элементы 11, направляющие перемещение троса в корпусе. 12 - карабины на концах троса.

Устройство работает следующим образом.

Барабан 10 сбрасывается на площадку для спуска, разворачивая трос 3 под собственным весом, другой конец троса закрепляется к неподвижной опоре, тело пользователя закрепляется за ушко 2 устройства и при этом начинается движение под действием силы тяжести вниз, скорость спуска регулируется силой сжатия пользователем рукоятей 6, воздействующих рычагом на фрикционные колодки 5, которые зажимают шкивы 4, либо, например, резьбовыми средствами, стягивающим рукояти через элементы с отверстиями 7. Регулятор 8 обеспечивает полную остановку спуска при необходимости. Для поддержания троса в натянутом положении внутри устройства используется регулятор натяжения 9.

В данном устройстве, в отличие от аналогов, возможно поддерживать постоянную скорость спуска, благодаря тому, что на нем имеется постоянное и переменное воздействие на трос. Из физики мы знаем, что на тело пользователя действует сила тяжести F=m·g и сила трения, создаваемая регулятором натяжения 9 и резьбовыми стяжными средствами в отверстиях 7 (постоянное воздействие на трос) F_тр=μ·g·m (0<μ<1). Таким образом, результирующая сила будет F'=g·(1-μ)·m, где g·(1-μ) - ускорение, с которым будет двигаться тело, т.е. скорость спуска будет увеличиваться. Набрав необходимую скорость, пользователь начинает сжимать рукояти (переменное воздействие на трос) так, что сила трения увеличивается до F_тр2=m·g (μ=1), т.е. становится равной силе тяжести, и пользователь начинает двигаться без ускорения (с постоянной скоростью). Таким образом, обеспечивается наиболее удобный и безопасный спуск.

Приспособление для гравитационного спуска вдоль троса используется для аварийной эвакуации людей с верхних этажей зданий. Конструкция данного устройства позволяет обеспечить возможность скоростного управляемого спуска при высокой степени надежности и долговечности. Для этого в приспособлении для гравитационного спуска имеется корпус, содержащий ряд шкивов для последовательной намотки троса, рычажное средство фрикционного торможения и элемент крепления к туловищу пользователя. Средство торможения выполнено в виде штырей, скользящих в боковых отверстиях корпуса, снабженных фрикционными наконечниками, упирающимися в торцы шкивов. Снаружи корпуса шарнирно установлены рычажные рукояти, воздействующие на свободные концы штырей, при этом трос намотан на каждый шкив менее 1 оборота, в зависимости от места расположения шкива. Элемент крепления приспособления к пользователю выполнен в виде ушка на нижней части корпуса. 6 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Приспособление для гравитационного спуска вдоль троса, имеющее корпус, содержащий ряд шкивов для последовательной намотки троса, рычажное средство фрикционного торможения шкивов и элемент крепления к туловищу пользователя, отличающееся тем, что средство торможения выполнено в виде штырей, скользящих в боковых отверстиях корпуса, снабженных фрикционными наконечниками, упирающимися в торцы шкивов, причем снаружи корпуса шарнирно установлены рычажные рукоятки, воздействующие на свободные концы штырей, при этом трос намотан на каждый шкив менее чем на 1 оборот, в зависимости от места расположения шкива, а элемент крепления приспособления к пользователю выполнен в виде ушка на нижней части корпуса.2. Приспособление по п.1, отличающееся тем, что внутри корпуса выполнены направляющие каналы для пропускания троса.3. Приспособление по п.1, отличающееся тем, что шкивы выполнены с периферийной конусной канавкой шириной в диаметр сечения троса и не менее 1,5 диаметра сечения троса в глубину.4. Приспособление по п.1, отличающееся тем, что рукоятки выполнены П-образной формы и снабжены пластинами с отверстиями под стяжные элементы, закрепленными вдоль участков ручного захвата.5. Приспособление по п.1, отличающееся тем, что трос снабжен барабаном для резервной намотки и карабинами, размещенными на его концах.6. Приспособление по п.1, отличающееся тем, что нижняя часть корпуса снабжена каналом для троса, перекрываемым фрикционной колодкой, поджимаемой резьбовым элементом с контргайкой через пружину.7. Приспособление по п.6, отличающееся тем, что верхняя часть корпуса снабжена каналом для троса, перекрываемым фрикционной колодкой, поджимаемой винтом с головкой, обеспечивающей ручную затяжку.