CN102068771A

CN102068771A - 基于液压阻尼的高楼缓降装置

Info

Publication number: CN102068771A
Application number: CN 201110022385
Authority: CN
Inventors: 崔红娟; 董培涛; 辛瑜; 张汇泉; 袁林; 罗强峻; 陶溢; 苏剑彬
Original assignee: National University of Defense Technology
Current assignee: National University of Defense Technology
Priority date: 2011-01-20
Filing date: 2011-01-20
Publication date: 2011-05-25
Anticipated expiration: 2031-01-20
Also published as: CN102068771B

Abstract

本发明公开了一种基于液压阻尼的高楼缓降装置，包括主轴、绳索和内凸轮，所述内凸轮装设于主轴上，所述绳索绕设于内凸轮的外圆柱面上，所述内凸轮内设有液压缸，所述液压缸的活塞杆由所述内凸轮的凸轮壁驱动伸缩，所述液压缸连有可调节活塞杆伸缩速度的阻尼油路。本发明具有结构简单紧凑、稳定性好、效率高、安全可靠、加工及装配简单、维护成本低、适用范围广等优点。

Description

基于液压阻尼的高楼缓降装置

技术领域

本发明涉及用于从高楼释放重物或用于人员从高楼逃生的装置，尤其涉及一种基于液压阻尼的高楼缓降装置。

背景技术

目前，高层建筑上一般都配备有高楼缓降装置，常用于从高楼释放重物或者用于发生火灾时方便人员从高楼逃生。用于逃生的高楼缓降装置其设计关键在于需要保证逃生效率和人员的安全性，故其中应尽可能减少电气控制装置以提高其安全性，通常是通过巧妙利用机构进行特殊设计来提高装置的逃生效率和安全性。现有的用于逃生的高楼缓降装置，按原理可分为以下几类：

1、摩擦类：一般通过摩擦装置将人的重力转化为与重力平衡的摩擦阻力，实现人的匀速下降。此类机构的优点是机构简单，制造安装简易，调试方便；但由于摩擦装置容易失效，稳定性比较差。

2、棘轮类：通过棘轮装置的棘轮和棘爪之间的间歇性冲击实现对人下降速度的控制。此类机构的优点是不易出现失控加速下降的情况，但是容易发生卡死现象，而且棘轮机构的单向性使装置的逃生效率低。

3、液压类：一般通过液压装置利用液压阻尼力来平衡人下降的重力。但是现有用于逃生的高楼缓降装置中的液压装置工作时，其内部液压油体积改变，会产生空程或者卡死现象；与液压装置配合的内部凸轮的轮廓是正六边形或偏心圆，凸轮转动时导致液压装置不能平稳提供阻尼力，降低了机构的稳定性。

上述列举的机构，均不能实现调速功能，而且不能通过调节装置来使之适应不同重力的人或物，另外上述机构结构相对复杂，成本较高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种结构简单紧凑、稳定性好、效率高、安全可靠、加工及装配简单、维护成本低且适用范围广的基于液压阻尼的高楼缓降装置。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种基于液压阻尼的高楼缓降装置，包括主轴、绳索和内凸轮，所述内凸轮装设于主轴上，所述绳索绕设于内凸轮的外圆柱面上，其特征在于：所述内凸轮内设有液压缸，所述液压缸的活塞杆由所述内凸轮的凸轮壁驱动伸缩，所述液压缸连有可调节活塞杆伸缩速度的阻尼油路。

作为本发明的进一步改进：

所述凸轮壁呈对称阿基米德螺旋线状布置。

所述液压缸包括缸体、穿设于缸体的活塞杆以及设于所述活塞杆中部的活塞，所述活塞将缸体内部分为第一油腔和第二油腔，所述第一油腔和第二油腔通过所述阻尼油路连通，所述活塞杆保持至少一端与所述凸轮壁相连。

所述阻尼油路上设有节流阀。

所述节流阀处设有一带重量等级指示的刻度盘。

所述主轴为空心轴，所述主轴的一端设有轴端盖，所述缸体及所述阻尼油路均装设于所述主轴的空腔中，所述节流阀的操作端穿过并伸出所述轴端盖，所述刻度盘套设于节流阀的操作端并固定于所述轴端盖上。

所述活塞杆的两端均连接有小轴，所述小轴上设有与所述凸轮壁接触的滚轮，所述小轴与所述主轴平行布置。

所述内凸轮通过主轴承支承于主轴上，并通过装设于内凸轮两侧的通端盖轴向定位。

所述绳索设有两根，所述两根绳索旋向相反地绕设在所述内凸轮的外圆柱面上。

所述绳索上设有救生装备或重物吊具。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1、本发明的基于液压阻尼的高楼缓降装置，采用内凸轮驱动液压缸的结构，通过在液压缸的油路上连接阻尼油路实现绕绳和缓降的功能，人员从高楼逃生或者重物从高楼释放时，通过重力带动绳索拉动内凸轮转动，从而使内凸轮的凸轮壁驱动液压缸的活塞杆做往返伸缩运动，同时阻尼油路产生减缓活塞杆伸缩速度的液压阻尼力，通过调节阻尼油路使活塞杆受到的液压阻尼力与凸轮壁提供的驱动力基本平衡，使人或重物基本处于匀速下降状态，实现高楼缓降的目的，其结构简单、稳定性好、逃生效率高。

2、本发明的基于液压阻尼的高楼缓降装置，凸轮壁呈对称阿基米德螺旋线状布置，活塞杆保持至少一端与凸轮壁相连，液压缸的两个油腔通过阻尼油路连通，内凸轮转动一圈刚好使活塞杆完成一次伸缩行程，在整个伸缩行程中阻尼油路提供的液压阻尼力都能传递到活塞杆上，保证运转平稳，避免空程或者卡死现象，且装置结构紧凑、加工及装配简单、维护成本低。

3、本发明的基于液压阻尼的高楼缓降装置，在阻尼油路上设置节流阀，在节流阀上设置带重量等级指示的刻度盘，通过理论计算及实验，在刻度盘上设置相应重量等级刻度，使用时可根据不同重量等级的人员或重物设置油路流量，以调节下降的速度，使用更方便、适用范围更广、安全系数更高。

4、本发明的基于液压阻尼的高楼缓降装置，绳索的数量为两根，两根绳索旋向相反地绕设在内凸轮的外圆柱面上，一根绳索随着内凸轮的转动释放重物或人员时，另一根旋向相反的绳索同步反向缠绕于内凸轮的外圆周上，当被释放的重物或人员着地时，另一根绳索回到相应的高度，可用于释放下一批重物或人员，这样两根绳索可以循环使用，可提高重物释放效率和人员逃生的效率。

附图说明

图1是本发明具体实施例的立体结构示意图；

图2是本发明具体实施例的俯视结构示意图（去除绳索）；

图3为图2中A-A处的剖视结构示意图；（凸轮壁作用于活塞杆上端）

图4为凸轮壁作用于活塞杆下端的工作状态的结构示意图；

图5为图3中B-B处的剖视结构示意图；

图6为本发明具体实施例的液压缸工作原理示意图；

图7为本发明具体实施例的刻度盘盘面示意图。

图例说明：

1、主轴；11、轴端盖；2、绳索；3、内凸轮；31、凸轮壁；4、液压缸；41、阻尼油路；42、节流阀；43、刻度盘；44、液缸压板；45、缸体；46、活塞杆；47、活塞；48、第一油腔；49、第二油腔；5、小轴；51、接头；6、滚轮；7、主轴承；8、通端盖。

具体实施方式

以下将结合说明书附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。

如图1、图2、图3和图4所示，本发明的基于液压阻尼的高楼缓降装置，包括主轴1、绳索2和内凸轮3，内凸轮3装设于主轴1上，绳索2绕设于内凸轮3的外圆柱面上，内凸轮3内设有液压缸4，液压缸4的活塞杆46由内凸轮3的凸轮壁31驱动伸缩，液压缸4连有可调节活塞杆46伸缩速度的阻尼油路41。本发明的高楼缓降装置通过重力带动绳索2拉动内凸轮3转动，从而使内凸轮3的凸轮壁31驱动液压缸4的活塞杆46做往返伸缩运动，同时阻尼油路41产生减缓活塞杆46伸缩速度的液压阻尼力，通过调节阻尼油路41使活塞杆46受到的液压阻尼力与凸轮壁31提供的驱动力基本平衡，使人或重物基本处于匀速下降状态，实现高楼缓降的目的。

如图3、图4和图5所示，本实施例中，凸轮壁31呈对称阿基米德螺旋线状布置，液压缸4包括缸体45、穿设于缸体45的活塞杆46以及设于活塞杆46中部的活塞47，活塞47将缸体45的内部分为第一油腔48和第二油腔49，第一油腔48和第二油腔49通过阻尼油路41连通，活塞杆46保持至少一端与凸轮壁31相连，活塞杆46在相对的两个方向上的伸缩行程相等，内凸轮3转动一圈刚好使活塞杆46完成一次伸缩行程，在整个伸缩行程中阻尼油路41提供的液压阻尼力都能传递到活塞杆46上，保证运转平稳，避免空程或者卡死现象。

如图1、图3、图4、图5和图7所示，本实施例中，主轴1为空心轴，主轴1的一端设有轴端盖11，缸体45及阻尼油路41均装设于主轴1的空腔中，缸体45外侧装设有液缸压板44，缸体45通过该液缸压板44与主轴1固定，液压缸4的活塞杆46穿出主轴1与凸轮壁31相连，阻尼油路41上设有节流阀42，可以用于调节阻尼油路41中的液压油的流量，节流阀42处设有一带重量等级指示的刻度盘43，节流阀42的操作端穿过并伸出轴端盖11，刻度盘43套设于节流阀42的操作端并固定于轴端盖11上，使用时可根据不同重量等级的人员或重物设置阻尼油路41的流量。在测试时，可依次用30KG～80KG重物进行实验，使其按预期设定人的安全降落速度下落，根据测试结果在刻度盘43上标示出相应刻度。实际使用时，人员可以通过自身的体重在刻度盘43上设定其档位，进行逃生；体重在两档位之间者，选择较大档位，以保证安全下降。

如图3、图4和图5所示，本实施例中，活塞杆46的两端均通过接头51连接有小轴5，小轴5与主轴1平行布置，小轴5上设有与凸轮壁31接触的滚轮6，滚轮6可减小凸轮壁31的磨损，延长本装置的使用寿命。内凸轮3通过主轴承7支承于主轴1上，且通过安装于内凸轮3两侧的通端盖8轴向定位。

如图1所示，本实施例中，绳索2数量为两根，两根绳索2旋向相反地绕设在内凸轮3的外圆柱面上，绳索2上设有救生装备或重物吊具，可以是救生衣、救生笼或挂钩等。当一根绳索2随着内凸轮3的转动释放重物或人员时，另一根旋向相反的绳索2同步反向缠绕于内凸轮3的外圆周上，当被释放的重物或人员着地时，另一根绳索2回到相应的高度，可用于释放下一批重物或人员，两根绳索2可以循环使用，使高楼缓降装置能不间断地释放重物或下降人员，可提高重物释放效率和人员逃生的效率。

本实施例的高楼缓降装置用于高楼逃生时，先将逃生人员通过救生装备固定在绳索2上，根据该逃生人员的体重将节流阀42调节到刻度盘43上对应的重量级处，再从高处将逃生人员放下，在逃生人员下降的过程中绳索2拉动内凸轮3转动，呈对称阿基米德螺旋线曲线状的凸轮壁31驱动活塞杆46做往返伸缩运动，导致活塞47挤压第一油腔48或第二油腔49内的液压油在阻尼油路41进行往返流动，如图6所示，液压油流动过程中在油腔与阻尼油路41的接口处、以及在节流阀42内（如图6中C处所示）产生局部能量损失，在阻尼油路41中（如图6中D处所示）产生沿程能量损失，从而对活塞杆46的伸缩运动形成液压阻尼力，以平衡活塞杆46所受到的驱动力F，使内凸轮3的转速减慢、逃生人员的下降速度减缓。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰应视为本发明的保护范围。

Claims

1. 一种基于液压阻尼的高楼缓降装置，包括主轴（1）、绳索（2）和内凸轮（3），所述内凸轮（3）装设于主轴（1）上，所述绳索（2）绕设于内凸轮（3）的外圆柱面上，其特征在于：所述内凸轮（3）内设有液压缸（4），所述液压缸（4）的活塞杆（46）由所述内凸轮（3）的凸轮壁（31）驱动伸缩，所述液压缸（4）连有可调节活塞杆（46）伸缩速度的阻尼油路（41）。

2. 根据权利要求1所述的基于液压阻尼的高楼缓降装置，其特征在于：所述凸轮壁（31）呈对称阿基米德螺旋线状布置。

3. 根据权利要求2所述的基于液压阻尼的高楼缓降装置，其特征在于：所述液压缸（4）包括缸体（45）、穿设于缸体（45）的活塞杆（46）以及设于所述活塞杆（46）中部的活塞（47），所述活塞（47）将缸体（45）内部分为第一油腔（48）和第二油腔（49），所述第一油腔（48）和第二油腔（49）通过所述阻尼油路（41）连通，所述活塞杆（46）保持至少一端与所述凸轮壁（31）相连。

4. 根据权利要求3所述的基于液压阻尼的高楼缓降装置，其特征在于：所述阻尼油路（41）上设有节流阀（42）。

5. 根据权利要求4所述的基于液压阻尼的高楼缓降装置，其特征在于：所述节流阀（42）处设有一带重量等级指示的刻度盘（43）。

6. 根据权利要求5所述的基于液压阻尼的高楼缓降装置，其特征在于：所述主轴（1）为空心轴，所述主轴（1）的一端设有轴端盖（11），所述缸体（45）及所述阻尼油路（41）均装设于所述主轴（1）的空腔中，所述节流阀（42）的操作端穿过并伸出所述轴端盖（11），所述刻度盘（43）套设于节流阀（42）的操作端并固定于所述轴端盖（11）上。

7. 根据权利要求3所述的基于液压阻尼的高楼缓降装置，其特征在于：所述活塞杆（46）的两端均连接有小轴（5），所述小轴（5）上设有与所述凸轮壁（31）接触的滚轮（6），所述小轴（5）与所述主轴（1）平行布置。

8. 根据权利要求7所述的基于液压阻尼的高楼缓降装置，其特征在于：所述内凸轮（3）通过主轴承（7）支承于主轴（1）上，并通过装设于内凸轮（3）两侧的通端盖（8）轴向定位。

9. 根据权利要求1～8中任一项所述的基于液压阻尼的高楼缓降装置，其特征在于：所述绳索（2）设有两根，所述两根绳索（2）旋向相反地绕设在所述内凸轮（3）的外圆柱面上。

10. 根据权利要求9所述的基于液压阻尼的高楼缓降装置，其特征在于：所述绳索（2）上设有救生装备或重物吊具。