Приспособление для гравитационного спуска вдоль троса
Приспособление для гравитационного спуска вдоль троса используется для аварийной эвакуации людей с верхних этажей зданий при техногенных и стихийных бедствий, а также для управляемого спуска спасателей с вертолетов, спортсменов альпинистов с высот, рабочих в шахтах и в других подобных случаях. Технической задачей создания предлагаемого устройства является обеспечение возможности скоростного управляемого спуска при высокой степени надежности и долговечности. Для этого в приспособлении для гравитационного спуска имеющим 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 с наружи корпуса шарнирно установлены рычажные рукояти, воздействующие на свободные концы штырей, при этом трос намотан на каждый шкив не менее чем на 1,5 оборота, 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 канавкой шириной не менее двух диаметров сечения троса и не менее размера диаметра троса в глубину. Помимо этого, для повышения удобства пользования и надежности, рукояти выполнены П-образной формы и 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.
7 пунктов формулы, 4 фигуры чертежей.
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 бедствий, 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. описан, патент США №4576248, Кл. А 62 В 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 так же вызывает сомнение эффективность блокировки троса для полной остановки спуска при необходимости.
Кроме того, известно устройство для аварийного спуска (см. описан. международная заявка №88/04942, Кл. А 62 В 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. описан, международная заявка №0157150, Кл. А 62 В 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 имеющим 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 с наружи корпуса шарнирно установлены рычажные рукояти, воздействующие на свободные концы штырей, при этом трос намотан на каждый шкив не менее чем на 1,5 оборота, 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 канавкой шириной не менее двух диаметров сечения троса и не менее размера диаметра троса в глубину. Помимо этого, для повышения удобства пользования и надежности, рукояти выполнены П-образной формы и 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 - его 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 так же 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) Fтр=
·g·m (0<<1). Таким образом, результирующая сила будет F'=g·(1-)·m, где g·(1-) - 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 Fтp2=m·g(=1), т.е. становится равной силе тяжести и пользователь начинает двигаться без ускорения (с постоянной скоростью). Таким образом, обеспечивается наиболее удобный и безопасный спуск.
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 с наружи корпуса шарнирно установлены рычажные рукоятки, воздействующие на свободные концы штырей, при этом трос намотан на каждый шкив не менее чем на 1,5 оборота, 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 канавкой шириной не менее двух диаметров сечения троса и не менее размера диаметра 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.
