CN102151369A - 一种绳降装置 - Google Patents
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Abstract
一种绳降装置由固定支撑物、安全绳、保险带、保险带连接绳和下降器构成。主要涉及绳降领域、限速器和限速滑轮领域。固定支撑物为安全绳提供支撑点，保险带和保险带连接绳连接下降器和人。下降器有绳槽，可卡住安全绳，沿安全绳滑下。或以定滑轮方式使用。下降器由基座、T形挂杆基座、T形挂杆、可选的限动板、限速器或手动控制手柄构成，对称设计可防装反问题。下降器按绳槽数，分为单绳、双绳两类；按速度控制方式，分为手动、自动和手动-自动三类。自动下降器装有限速器，自动控制下降速度,用作限速动/定滑轮。本发明还提供了一种根据离心力和摩擦自锁原理工作的通用限速器。本发明结构和操作简单、安全可靠，适合用于高层紧急逃生使用。
Description
技术领域
本发明所属技术领域为绳降领域，特别是高处逃生的绳降领域，以及限速器、限速滑轮领域。
背景技术
近年来高层建筑越来越多，而且越盖越高。发生火灾等安全事故后，楼梯等传统逃生通道很容易被破坏。而且很多地方消防装备，如云梯、水枪等，无法达到营救高度。现有用于户外运动的下降器需要人工控制下降速度，而且一般没有很好的防错设计，一旦装反可能就会造成严重后果。不适合作为没有经过专门训练的普通人群在紧急情况下的逃生装备，尤其不适合老弱病残和儿童。
另外，有些专利技术，如专利号为98212870.3的技术，采用恒速卷扬机方式，将安全绳绑在人身上，当第一个人放到地面时，需要收回安全绳，才能放下第二个人。一方面效率低，另一方面在收回安全绳过程中，安全绳可能挂住下层的防护栏等物，影响正常使用。
发明内容
（一）要解决的技术问题
本发明要解决以下问题：
1、用来拴安全绳的固定支撑物问题；
2、如何控制下降速度；
3、机械式限速器的设计。
为了有效地解决上述问题，本发明提供了一种绳降装置及一种机械式限速器的设计方法。
（二）技术方案
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种绳降装置由固定支撑物、安全绳、保险带、保险带连接绳和下降器构成。其特征在于：安全绳一端拴在固定支撑物上，另一端垂到地面。固定支撑物可以是预装在窗户内外的挂环、支架、横梁，或其它能提供固定支撑的物品。保险带绑在人身上或要下放的物品上，保险带连接绳两端都有自锁挂钩，一端挂在保险带上，另一端挂在下降器的T形挂杆自由端的拉环上。安全绳卡在下降器的绳槽中。下降器的T形挂杆及整个下降器在保险带连接绳的拉力作用下转动，T形挂杆直接压迫安全绳或通过限动压力板压迫安全绳，下滑时产生摩擦力提供了部分下降阻力，此时总下降阻力小于下放重量，下降器和所挂人或物品加速下降。对于有限速器的下降器，下降速度达到设计速度时，限速器提供的下降阻力增大，使得总下降阻力大于下放重量，下降器减速下滑；随着速度的减小，限速器提供的下降阻力减小，当速度小于设计速度时，总下降阻力小于下放重量，下降器又开始加速下滑。这样将速度控制在设计的范围内。对于没有限速器的下降器，手动转动下降器，使得T形挂杆的工作力臂增大，引起压迫安全绳的正压力增大，下降器提供的下降阻力大于下放重量，下降器减速下滑；松手后，下降器自动回转，再次加速下滑；另外，同时拉动下降器的基座和T形挂杆座可加快下滑速度；通过自动或手动控制下降器的下滑速度，人/物品随下降器沿安全绳安全下滑到地面。
下降器有基座和T形挂杆座，二者之间有安装安全绳的绳槽。基座和T形挂杆座有三种配合方式：一种是二者为两个独立部件，在绳槽的一侧用两端锚固的销杆铰接，呈活页状，另一侧用带防脱机构的销杆或弹簧锁连接，构成活页锁闭结构。第二种是将二者制作为一个整体，一侧有装绳开口槽，装绳开口槽两端设有防止安全绳滑出绳槽的卡扣或导绳柱或导绳轮，形成开口槽结构；活页锁闭结构和开口槽结构都是为了便于将安全绳装入绳槽；使用开口槽结构时，与安全绳接触的T形挂杆或限动压力板与安全绳的接触面为凹槽结构，凹槽的方向与基座的绳槽一致，可抱紧安全绳，防止其从装绳开口槽滑脱。第三种是将二者制作为一个整体，不设装绳开口槽，安全绳从绳槽中穿过，也可以再在绳槽两端安装导绳轮。
下降器根据T形挂杆座的数量（也可以说是绳槽数量）和限速控制方式可分为单绳手动下降器、单绳自动下降器、双绳手动下降器、双绳手动-自动双动下降器、双绳自动下降器。双绳手动下降器根据T形挂杆座的安装位置又分为对装双绳手动下降器和并装双绳手动下降器。对装双绳手动下降器的两个绳槽夹在两T形挂杆座之间；并装双绳手动下降器的两T形挂杆座并排分布，两个绳槽在两个T形挂杆座的同一侧，相当于两个单绳手动下降器并排安装在一起。对装双绳手动下降器、双绳手动-自动双动下降器，需要一长一短两根保险带连接绳，短的为主连接绳，长的为从连接绳；正常时工作时，主要是主连接绳连接的半边系统工作；当主连接绳连接的半边系统断裂无法工作时，从连接绳连接的半边系统立即工作，保证安全下滑。并装双绳手动下降器、双绳自动下降器，需要两根等长的保险带连接绳，不分主从，两半边系统同时工作。
为了防止下降器过热，可在基座外表面添加散热设计，如设置散热槽，或粗糙化表面。
本发明提供了一种通用的限速器，由转盘或旋转臂[201]、离心限速构件[202]、限速壳[203]、速度保障弹簧[204]构成。主要靠离心力和摩擦自锁原理工作，其工作原理如图1所示。限速壳[203]固定在可提供限速力矩的物体上。离心限速构件[202]的转轴[205]固定在转盘或旋转臂[201]上。离心限速构件[202]的工作限速方向与其自由端指向相同，即转盘或旋转臂[201]的转向与离心限速构件[202]的自由端指向一致时，离心限速构件[202]提供工作阻力，反向转时所提供的工作阻力可以忽略。
离心限速构件[202]工作时，和限速壳[203]内壁面接触或线接触，构成摩擦副。在通过离心限速构件[202]与限速壳[203]接触中心点A且垂直于转盘或旋转臂[201]的转轴的平面上，离心限速构件[202]的转轴[205]中心点B、接触中心点A、转盘或旋转臂[201]的转轴中心点O构成的夹角α的正切函数值位于摩擦副的设计速度时的摩擦系数μdev的指定微小邻域内,即 ，其中
,。换句话说，理想状态下，离心限速构件[202]在限速壳[203]内以设计速度滑动时，接触面/线上正压力和摩擦力的合力正好通过转轴[205]中心点B，正压力对离心限速构件[202]产生的力矩等于摩擦力对离心限速构件[202]的力矩。为了保证不产生摩擦死锁，装配后夹角α的正切值thα不小于最小速度Vmin时的摩擦系数μmin。
离心限速构件[202]的重心在ABO平面上的投影的理想位置在BO的垂线OC上。速度保障弹簧[204]一端挂在离心限速构件[202]的弹簧挂座[206]上，另一端挂在转盘或旋转臂[201]的弹簧挂孔上，或者挂在与之相对的另一个离心限速构件[202]的弹簧挂座[206]上。初始时，离心限速构件[202]在速度保障弹簧[204]拉力作用下旋转远离限速壳[203]。转盘或旋转臂[201]开始沿离心限速构件[202]自由端指向的方向转动后，在离心力产生的相对转轴[205]的离心力矩作用下，离心限速构件[202]向限速壳[203]转动。当转速超过离心限速构件[202]起始工作速度后，离心力矩克服了速度保障弹簧[204]的拉力力矩，离心限速构件[202]与限速壳[203]接触。随着速度的增大，速度保障弹簧[204]的拉力力矩变化可忽略，离心力力矩不断增大，由于摩擦力矩与离心力力矩方向相同，所以离心限速构件[202]和限速壳[203]接触面的接触压力迅速增大；当接触压力和摩擦力对转盘或旋转臂[201]的阻力力矩大于转盘或旋转臂[201]的动力力矩时，转盘或旋转臂[201]减速旋转，离心力减小，接触压力和摩擦力及其对转盘或旋转臂[201]的阻力力矩也减小。当接触压力和摩擦力对转盘或旋转臂[201]的阻力力矩小于转盘或旋转臂[201]的动力力矩时，转盘或旋转臂[201]又开始加速旋转。这样速度将稳定在设计的范围[Vmin,Vmax ]内；对于摩擦系数随速度有增大区段的摩擦副，取速度范围取在其单调增的区段内；则在转动过程中，如果随速度的增大，摩擦系数μ也增大，且超过了夹角α的正切值thα，则会发生摩擦自锁；摩擦自锁后，速度减小，摩擦系数μ也跟着减小，小于等于夹角α的正切值thα后解锁。
对于根据摩擦系数随速度增大而增大原理设计离心限速构件[202]和限速壳[203]接触面的第二种方法为：
在通过离心限速构件[202]与限速壳[203] 接触面上任意一个接触点A1且垂直于转盘或旋转臂[201]的转轴的平面上，离心限速构件[202]的转轴[205]中心点B、接触点A1、转盘或旋转臂[201]的转轴中心点O构成的夹角为α1，则α1的正切值thα1∈[μmin,μmax], 其中μmin和μmax分别为最大速度Vmax和最小速度Vmin时的摩擦系数。
可以在转盘或旋转臂[201]的一侧装2个逆时针限速的离心限速构件[202]，另一侧装2个顺时针限速的离心限速构件[202]，构成双向限速器；或者两侧装4个限速方向相同的离心限速构件[202]，构成单向限速器。转盘或旋转臂[201]如果是单臂的旋转臂，可在旋转臂的同一非转轴端安装2个限速方向相反的离心限速构件[202]构成双向限速器，或者转盘或旋转臂[201]为对称双臂时，可在其两端分别安装1个限速方向相同的离心限速构件[202]构成单向限速器。
本发明提供了6种优选的下降器：
1、优选的，单绳自动下降器由1个基座[301]、1个T形挂杆座[2]、1个T形挂杆[3]、0个或1个限动压力板[5]、1个限速器、1个限速器盒盖[7]、2个防脱螺母或防脱销[314]、1个转轴[9]和1个盒外防松螺母[8]构成。
基座[301]与T形挂杆座[2]扣在一起，中间有安装安全绳用的绳槽[306]。基座[301]一侧与T形挂杆座[2]用两端锚固的销杆[316]铰接，呈活页状，另一侧与T形挂杆座[2]用带防脱机构的销杆或弹簧锁[315]连接；或者基座[301]和T形挂杆座[2]制作为一个整体，一侧有装绳开口槽[318]，装绳开口槽[318]两端装有防止安全绳滑出绳槽[306]的卡扣[317]；或者基座[301]和T形挂杆座[2]制作为一个整体，不设装绳开口槽。
T形挂杆座[2]上还有用于安装T形挂杆[3]转轴[6]的耳朵[4]，以及限制限动压力板[5]垂直于绳槽[306]运动的限动槽。当不使用限动压力板时，可不设限动槽。T形挂杆座[2]在限动槽处有压绳窗口[309]，限动压力板[5]可通过压绳窗口[309]切入绳槽[306]，压紧安全绳。
T形挂杆[3]与限动压力板[5]接触的压力面为圆柱面。T形挂杆[3]的自由端有拉环，用于安装保险带连接绳。T形挂杆[3]的转轴[6]安装在T形挂杆座[2]的耳朵[4]上。
限动压力板[5]与安全绳接触的接触面上有防滑纹，以增大摩擦力。
基座[301]上用于安装限速器的限速器内腔与绳槽[306]间有传动窗口[303]。装配后，限速器的传动轮[313]穿过传动窗口[303]切入绳槽[306]。安全绳夹在传动轮[313]和限动压力板[5]之间，与传动轮[313]形成皮带传动。
限速器盒盖[7]盖在限速器内腔口上。转轴[9]一端有固定的防脱帽，另一端有安装盒外防松螺母的螺纹，中间还有安装防脱螺母或防脱销[314]的螺纹或销槽。限速器套在转轴[9]上，可绕转轴[9]转动。转轴[9]穿过基座[301]底部的转轴孔和限速器盒盖上的转轴孔；盒外防松螺母[8]拧在转轴[9]上，防止限速器盒盖[7]脱落。防脱螺母或防脱销[314]安装在转轴[9]上，防止盒外防松螺母[8]脱落后限速器跟着脱落。
单绳自动下降器可选择有传动限速器或无传动限速器。
2、优选的，双绳手动-自动双动下降器由1个基座[401]、2个T形挂杆座[402][403]、2个T形挂杆[404][405]、0个或1个限动压力板[406]、1个限速器、1个限速器盒盖、防脱螺母或防脱销、转轴和盒外防松螺母构成。即，由1个单绳手动下降器和1个单绳自动下降器结合在一起构成。
基座[401]和T形挂杆座[402][403]之间都有安装安全绳的绳槽。两T形挂杆座[402][403]相对安装。基座[401]有安装限速器的限速器内腔。限速器内腔与限动压力板[406]相对的位置有传动窗口[407]，限速器的传动轮穿过传动窗口[407]切入绳槽。T形挂杆[405]与绳槽间安装有限动压力板[406]及对应的限动槽。T形挂杆[404]与绳槽间没有限动压力板和对应的限动槽。T形挂杆座[402][403]上都有压绳窗口，限动压力板[406]和T形挂杆[404]可通过对应的压绳窗口切入对应绳槽，压紧安全绳。限速器的传动轮和限动压力板[406]将安全绳夹在中间，使安全绳与限速器的传动轮形成皮带传动。
基座[401]在靠近T形挂杆座[402]的一侧没有传动窗口。T形挂杆[404]和T形挂杆[405]的外形有明显差异，或标有不同标记，以便识别。
双绳手动-自动双动下降器可采用无传动限速器或有传动限速器，可采用活页锁闭结构或开口槽结构装绳。
3、优选的，单绳手动下降器由1个基座[601]、1个T形挂杆座[602]和1个T形挂杆[603]构成；基座[601]与T形挂杆座[602]的耳朵[605]相对的位置上有手动控制柄[604]。T形挂杆[603]的转轴安装在耳朵[605]上。T形挂杆座[602]上有压绳窗口，T形挂杆[603]可穿过压绳窗口切入绳槽，压紧安全绳。可采用活页锁闭结构或开口槽结构。
4、优选的，对装双绳手动下降器由1个基座[501]、2个T形挂杆座[502]、2个T形挂杆[503]构成；即由2个单绳手动下降器相对结合在一起构成。两T形挂杆座[502]相对布置，与基座[501]配合构成2个安装安全绳的绳槽。可采用活页锁闭结构、双开口槽结构（即两边的手动下降器各有个独立的装绳开口槽，装绳开口槽可在同侧或异侧）或单开口槽结构。
5、优选的，并装双绳手动下降器由两个单绳手动下降器并在一起而成。两T形挂杆座并排布置。采用单装绳开口槽、双装绳开口槽或活页锁闭结构作为安全绳装入机构。
6、优选的，双绳自动下降器由两个单绳自动下降器的基座底部相对并在一起而成。基座有两个独立的限速器内腔，它们之间有隔板，隔板中央有转轴孔。两个限速器内腔分别用于安装对应的限速器。两T形挂杆座并排布置。两个限速器共用一根转轴。转轴的两端都没有防脱帽，两端都有安装盒外防松螺母的螺纹，中间有4处用于安装防脱螺母或防脱销的螺纹或销槽；或者用固定在转轴上的防脱帽代替中间的1个防脱螺母或防脱销。隔板两侧的防脱螺母或防脱销或防脱帽可保证限速器盒盖脱落后转轴不跟着脱落。或者将两个限速器的传动轮装在一根传动套筒上，传动套筒穿过隔板中央的转轴孔，使两限速器的传动轮同步旋转。此时，传动套筒中间安装1个防脱螺母或防脱销，并固定有1个防脱帽，二者分别位于隔板两侧。另外传动套筒的两端分别安装1个防脱螺母或防脱销，防止盒外防松螺母和限速器盒盖脱落后限速器跟着脱落。
本发明提供了2种优选的限速器供下降器使用：
1、优选的，无传动限速器由传动轮[313]、防脱螺母或防脱销[314]、4个离心限速构件[202]及其连接件和速度保障弹簧[204]构成。防脱螺母或防脱销[314]安装在转轴[9]上，用于防止盒外防松螺母和限速盒盖意外脱落后传动轮[313]跟着脱落。传动轮[313]与安全绳的接触面上有防滑纹，用以增大摩擦。
4个离心限速构件[202]分两组安装在传动轮[313]的两侧。在垂直传动轮[313]转轴中心线的平面上，同侧的两个转轴[307]中心的连线通过传动轮[313]的转轴中心线，限速方向相同。两侧的离心限速构件[202]限速方向相反时为双向限速器，相同时为单向限速器。离心限速构件[202]和基座的限速器内腔的腔壁构成摩擦副。每个离心限速构件[202]都有对应的速度保障弹簧[204]，速度保障弹簧[204]一端挂在离心限速构件[202]的弹簧挂座[206]上，另一端挂在传动轮[313]上的弹簧挂孔[305]上。
2、优选的，有传动限速器有传动轮[901]、传动转轴[902]、限速旋转臂[903]和2个离心限速构件[202]及其连接件和速度保障弹簧[204]构成。限速旋转臂[903]和传动轮[901]通过传动转轴[902]传动，同轴转动。传动轮[901]半径小于限速盒内径的2/3；传动轮[901]与安全绳的接触面上有防滑纹，用以增大摩擦。
限速旋转臂[903]为单臂时，2个离心限速构件[202]对称安装在其两侧，限速方向相反，构成双向限速器；两离心限速构件[202]共用一个速度保障弹簧[204]，即速度保障弹簧[204]的两端分别挂在两离心限速构件[202]的自由端的弹簧挂座[206]。
限速旋转臂[903]为沿其转轴中心线对称的双臂时，2个离心限速构件[202]分别安装在其两端，限速方向相同，构成单向限速。每个离心限速构件[202]都有对应的速度保障弹簧[204]，速度保障弹簧[204]一端挂在离心限速构件[202]上，另一端挂在限速旋转臂[903]的弹簧挂孔上。
优选的，本发明提供了一种组合支架作为固定支撑物：
组合支架由1根直梁[801]、2根卡杆[802]、1～2根斜杆[803]和多个固定螺杆[804]构成。
直梁[801]为方形或圆形截面的管件，一端内藏用于拴安全绳的绳栓[805]，另一端有引导安全绳的绳槽[806]。
卡杆[802]由套管[810]、直管[811]和挡板[812]三部分构成。套管[810]固定在直管[811]的一端，二者截面相同，相互垂直。套管[810]可以套在直梁[801]上，可以沿直梁[801]滑动。直梁[801]可以插入直管[811]中。挡板[812]固定在直管[811]上，靠近套管[810]的边与直管[811]垂直，挡板[812]可以只在直管[811]一侧有，也可以沿直管[811]对称布置。直管[811]和套管[810]上有安装固定螺杆的螺孔[807]，用于装配时固定卡杆[802]和直梁[801]。
斜杆[803]由套管和支杆构成。套管固定在支杆的一端，二者截面相同。套管可以套在直梁[801]上，直梁[801]可插入支杆中。支杆和套管上有安装固定螺杆的螺孔[807]，用于装配时固定斜杆和直梁[801]。支杆的开口端平面与支杆轴线不垂直。当套管截面为方形时，套管与支杆间有夹角，开口端平面与套管和支杆的接触平面平行。
本发明还提供了第二种使用方案：
优先的，绳降装置可仅由固定支撑物、安全绳和下降器构成。下降器为单绳或双绳自动下降器。安全绳的两端均有防脱的自锁挂钩和内嵌在安全绳中的挂环，自锁挂钩可挂在挂环中，构成简易腰带式安全带；或者将两条安全绳连接起来，构成一个大绳环，一头只保留一个简易安全带，这样人下滑时可以通过另一边上升的安全绳控制速度。安全绳安装在下降器的绳槽中。自锁挂钩的尺寸大于下降器绳槽的内径，使得安全绳不能从下降器的绳槽中拉脱。下降器的T形挂杆的拉环挂在固定支撑物上；这样就构成了一个限速定滑轮。人或物品用安全绳一端的简易腰带式安全带固定，或穿上安全带再将安全绳的自锁挂钩挂在安全带上。下降器自动控制安全绳的下降速度，把人或物品安全放下。
本发明提供的自动下降器既可以用作限速动滑轮，也可以用作限速定滑轮。
（三）有益效果
本发明结构简单、实用，安全性高，操作简单，提供了多种下降器供选择使用，其中有限速器的自动下降器在下降过程中不用人工控制，更加安全可靠。自动下降器既可以用作限速动滑轮，也可以用作限速定滑轮。另外，最大可能地采用对称设计，不存在装反问题。而且，本发明还提供了一种简单、可靠的机械式限速器。本发明可很好地解决高层逃生问题和机械限速问题。
附图说明
图1为通用限速器工作原理图。
图2为采用无传动限速器的单绳自动下降器俯视图。
图3为基座和T形挂杆座的A-A截面图。
图4为A-A截面图。
图5为采用无传动限速器的单绳自动下降器装配示意图（未画限速盒盖和速度保障弹簧）。
图6为采用带卡扣的开口槽结构的单绳自动下降器装配示意图。
图7为采用平行导绳柱的开口槽结构的单绳自动下降器基座和限动压力板示意图。
图8为采用垂直导绳柱的开口槽结构的单绳自动下降器基座示意图。
图9为采用有传动限速器的单绳自动下降器装俯视图。
图10为C-C截面图。
图11为双绳手动-自动双动下降器基座和T形挂杆座装配示意图。
图12为双绳手动-自动双动下降器基座和T形挂杆座装配侧视图。
图13为B-B截面图。
图14为单绳手动下降器装配示意图。
图15为对装双绳手动下降器装配示意图。
图16为双开口槽结构的并装双绳手动下降器装配示意图。
图17为单开口槽结构的并装双绳手动下降器装配示意图。
图18为单开口槽结构的双绳自动下降器装配示意图（采用有传动限速器）。
图19为活页锁闭结构的双绳自动下降器装配示意图（采用无传动限速器）。
图20为无传动限速器装配示意图。
图21为无传动限速器的传动轮示意图。
图22为有传动限速器装配示意图。
图23为组合支架示意图。
图24为组合支架横卡装配示意图。
图25为组合支架侧卡装配示意图。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的保护范围。
（实施例一）
本实施例提供了一种通用的限速器，由转盘或旋转臂[201]、离心限速构件[202]、限速壳[203]、速度保障弹簧[204]构成。主要靠离心力和摩擦自锁原理工作，其工作原理如图1所示。限速壳[203]固定在可提供限速力矩的物体上。离心限速构件[202]的转轴[205]固定在转盘或旋转臂[201]上。离心限速构件[202]的工作限速方向与其自由端指向相同，即转盘或旋转臂[201]的转向与离心限速构件[202]的自由端指向一致时，离心限速构件[202]提供工作阻力，反向转时所提供的工作阻力可以忽略。
离心限速构件[202]工作时，和限速壳[203]内壁面接触或线接触。在通过离心限速构件[202]与限速壳[203]接触中心点A且垂直于转盘或旋转臂[201]的转轴的平面上，离心限速构件[202]的转轴[205]中心点B、接触中心点A、转盘或旋转臂[201]的转轴中心点O构成的夹角α的正切函数值位于离心限速构件[202]与限速壳[203]的设计速度时的摩擦系数μdev的指定微小邻域内,即
，其中,
。换句话说，理想状态下，离心限速构件[202]在限速壳[203]内以设计速度滑动时，接触面/线上正压力和摩擦力的合力正好通过转轴[205]中心点B，正压力对离心限速构件[202]产生的力矩等于摩擦力对离心限速构件[202]的力矩。为了保证工作时能产生足够的工作阻力，又不产生摩擦死锁，装配后夹角α的正切值thα不小于最小速度Vmin时的摩擦系数μmin。
离心限速构件[202]的重心在ABO平面上的投影的理想位置在BO的垂线OC上。速度保障弹簧[204]一端挂在离心限速构件[202]的弹簧挂座[206]上，另一端挂在转盘或旋转臂[201]的弹簧挂孔上，或者挂在与之相对的另一个离心限速构件[202]的弹簧挂座[206]上。初始时，离心限速构件[202]在速度保障弹簧[204]拉力作用下旋转远离限速壳[203]。转盘或旋转臂[201]开始沿离心限速构件[202]自由端指向的方向转动后，在离心力产生的相对转轴[205]的离心力矩作用下，离心限速构件[202]向限速壳[203]转动。当转速超过离心限速构件[202]起始工作速度后，离心力矩克服了速度保障弹簧[204]的拉力力矩，离心限速构件[202]与限速壳[203]接触。随着速度的增大，速度保障弹簧[204]的拉力力矩变化可忽略，离心力力矩不断增大，由于摩擦力矩与离心力力矩方向相同，所以离心限速构件[202]和限速壳[203]接触面的接触压力迅速增大；当接触压力和摩擦力对转盘或旋转臂[201]的阻力力矩大于转盘或旋转臂[201]的动力力矩时，转盘或旋转臂[201]减速旋转，离心力减小，接触压力和摩擦力及其对转盘或旋转臂[201]的阻力力矩也减小。当接触压力和摩擦力对转盘或旋转臂[201]的阻力力矩小于转盘或旋转臂[201]的动力力矩时，转盘或旋转臂[201]又开始加速旋转。这样速度将稳定在设计的范围[Vmin,Vmax ]内；对于摩擦系数随速度有增大区段的摩擦副，取速度范围取在其单调增的区段内；则在转动过程中，如果随速度的增大，摩擦系数μ也增大，且超过了夹角α的正切值thα，则会发生摩擦自锁；摩擦自锁后，速度减小，摩擦系数μ也跟着减小，小于夹角α的正切值thα后解锁。
对于根据摩擦系数随速度增大而增大原理设计离心限速构件[202]和限速壳[203]接触面的第二种方法为：
在通过离心限速构件[202]与限速壳[203] 接触面上任意一个接触点A1且垂直于转盘或旋转臂[201]的转轴的平面上，离心限速构件[202]的转轴[205]中心点B、接触点A1、转盘或旋转臂[201]的转轴中心点O构成的夹角为α1，则α1的正切值thα1∈[μmin,μmax], 其中μmin和μmax分别为最大速度Vmax和最小速度Vmin时的摩擦系数。
可以在转盘或旋转臂[201]的一侧装2个逆时针限速的离心限速构件[202]，另一侧装2个顺时针限速的离心限速构件[202]，构成双向限速器；或者两侧装4个限速方向相同的离心限速构件[202]，构成单向限速器。转盘或旋转臂[201]如果是单臂的旋转臂，可在旋转臂的同一非转轴端安装2个限速方向相反的离心限速构件[202]构成双向限速器，或者转盘或旋转臂[201]为对称双臂时，可在其两端分别安装1个限速方向相同的离心限速构件[202]构成单向限速器。
（实施例二）
一种绳降装置由固定支撑物、安全绳、保险带、保险带连接绳和下降器构成。其特征在于：安全绳一端拴在固定支撑物上，另一端垂到地面。保险带绑在人身上或要下放的物品上，保险带连接绳两端都有自锁挂钩，一端挂在保险带上，另一端挂在下降器的T形挂杆自由端的拉环上。安全绳卡在下降器的绳槽中。下降器的T形挂杆及整个下降器在保险带连接绳的拉力作用下转动，T形挂杆直接压迫安全绳或通过限动压板压迫安全绳，下滑时产生摩擦力提供了部分下降阻力，此时总下降阻力小于下放重量，下降器和所挂人或物品加速下降。对于有限速器的下降器，下降速度达到设计速度时，限速器提供的下降阻力增大，使得总下降阻力大于下放重量，下降器减速下滑；随着速度的减小，限速器提供的下降阻力减小，当速度小于设计速度时，总下降阻力小于下放重量，下降器又开始加速下滑。这样将速度控制在设计的范围内。对于没有限速器的下降器，手动转动下降器，使得T形挂杆的工作力臂增大，引起压迫安全绳的正压力增大，下降器提供的下降阻力大于下放重量，下降器减速下滑；松手后，下降器自动回转，再次加速下滑；另外，同时拉动下降器的基座和T形挂杆座可加快下滑速度；通过自动或手动控制下降器的下滑速度，人/物品随下降器沿安全绳安全下滑到地面。
下降器有基座和T形挂杆座，二者之间有安装安全绳的绳槽。基座和T形挂杆座有三种配合方式：一种是二者为两个独立部件，在绳槽的一侧用两端锚固的销杆铰接，呈活页状，另一侧用带防脱机构的销杆或弹簧锁连接，构成活页锁闭结构。第二种是将二者制作为一个整体，一侧有装绳开口槽，装绳开口槽两端设有防止安全绳滑出绳槽的卡扣或导绳柱或导绳轮，形成开口槽结构；活页锁闭结构和开口槽结构都是为了便于将安全绳装入绳槽；使用开口槽结构时，与安全绳接触的T形挂杆或限动压力板与安全绳的接触面为凹槽结构，凹槽的方向与基座的绳槽一致，可抱紧安全绳，防止其从装绳开口槽滑脱。第三种是将二者制作为一个整体，不设装绳开口槽，安全绳从绳槽一端穿入，也可以在绳槽两端安装导绳轮。
下降器根据T形挂杆座的数量（也可以说是绳槽数量）和限速控制方式可分为单绳手动下降器、单绳自动下降器、双绳手动下降器、双绳手动-自动双动下降器、双绳自动下降器。双绳手动下降器根据T形挂杆座的安装位置又分为对装双绳手动下降器和并装双绳手动下降器。对装双绳手动下降器的两个绳槽夹在两T形挂杆座之间；并装双绳手动下降器的两T形挂杆座并排分布，两个绳槽在两个T形挂杆座的同一侧，相当于两个单绳手动下降器并排安装在一起。对装双绳手动下降器、双绳手动-自动双动下降器，需要一长一短两根保险带连接绳，短的为主连接绳，长的为从连接绳；正常时工作时，主要是主连接绳连接的半边系统工作；当主连接绳连接的半边系统断裂无法工作时，从连接绳连接的半边系统立即工作，保证安全下滑。并装双绳手动下降器、双绳自动下降器，需要两根等长的保险带连接绳，不分主从，两半边系统同时工作。
为了防止下降器过热，可在基座外表面添加散热设计，如设置散热槽，或粗糙化表面。
单绳自动下降器由1个基座[301]、1个T形挂杆座[2]、1个T形挂杆[3]、0个或1个限动压力板[5]、1个限速器、1个限速器盒盖[7]、2个防脱螺母或防脱销[314]、1个转轴[9]和1个盒外防松螺母[8]构成。
基座[301]与T形挂杆座[2]扣在一起，中间有安装安全绳用的绳槽[306]。基座[301]一侧与T形挂杆座[2]用两端锚固的销杆[316]铰接，呈活页状，另一侧与T形挂杆座[2]用带防脱机构的销杆或弹簧锁[315]连接；或者基座[301]和T形挂杆座[2]制作为一个整体，一侧有装绳开口槽[318]，装绳开口槽[318]两端装有防止安全绳滑出绳槽[306]的卡扣[317] ；或者基座[301]和T形挂杆座[2]制作为一个整体，不设装绳开口槽。
T形挂杆座[2]上还有用于安装T形挂杆[3]转轴[6]的耳朵[4]，以及在两个限动墙[320]之间用于限制限动压力板[5]垂直于绳槽[306]运动的限动槽。如果采用的是开口槽结构，则限动墙[320]还起到增加抗弯能力的作用。T形挂杆座[2]在限动槽处有压绳窗口[309]，限动压力板[5]可通过压绳窗口[309]切入绳槽[306]，压紧安全绳。
T形挂杆[3]与限动压力板[5]接触的压力面为圆柱面。T形挂杆[3]的自由端有拉环，用于安装保险带连接绳。T形挂杆[3]的转轴[6]安装在T形挂杆座[2]的耳朵[4]上。
限动压力板[5]与安全绳接触的接触面上有防滑纹，以增大摩擦力。
基座[301]上用于安装限速器的限速器内腔与绳槽[306]间有传动窗口[303]。装配后，限速器的传动轮[313]穿过传动窗口[303]切入绳槽[306]。安全绳夹在传动轮[313]和限动压力板[5]之间，与传动轮[313]形成皮带传动。
限速器盒盖[7]盖在限速器内腔口上。转轴[9]一端有固定的防脱帽，另一端有安装盒外防松螺母的螺纹，中间还有安装防脱螺母或防脱销[314]的螺纹或销槽。限速器套在转轴[9]上，可绕转轴[9]转动。转轴[9]穿过基座[301]底部的转轴孔和限速器盒盖上的转轴孔；盒外防松螺母[8]拧在转轴[9]上，防止限速器盒盖[7]脱落。防脱螺母或防脱销[314]安装在转轴[9]上，防止盒外防松螺母[8]脱落后限速器跟着脱落。
单绳自动下降器可选择有传动限速器或无传动限速器。图2～图5所示的单绳自动下降器用的是无传动限速器，采用活页锁闭结构装绳。图6～图10所示的单绳自动下降器用的是有传动限速器，采用开口槽结构装绳。图7中的限动压力板[321]为马鞍形，与安全绳的接触面有凹槽[322]。导绳柱[319]位于装绳开口槽与T形挂杆相对的一侧，平行于装绳开口槽，其高度大于等于安全绳的半径，小于等于安全绳的直径。
图8是另一种导绳柱结构，导绳柱[323] 位于装绳开口槽与T形挂杆相对的一侧，垂直于装绳开口槽。
图2为采用无传动限速器的单绳自动下降器俯视图。
图3为基座和T形挂杆座的A-A截面图。
图4 为A-A截面图。
图5为采用无传动限速器的单绳自动下降器装配示意图。
图6 为采用带卡扣的开口槽结构的单绳自动下降器装配示意图。
图7为采用平行导绳柱的开口槽结构的单绳自动下降器基座和限动压力板示意图。
图8为采用垂直导绳柱的开口槽结构的单绳自动下降器基座示意图。
图9 采用有传动限速器的单绳自动下降器装俯视图。
图10 C-C截面图。
双绳手动-自动双动下降器由1个基座[401]、2个T形挂杆座[402][403]、2个T形挂杆[404][405]、1个限动压力板[406]、1个限速器、1个限速器盒盖、防脱螺母或防脱销、转轴和盒外防松螺母构成。即，由1个单绳手动下降器和1个单绳自动下降器结合在一起构成。
基座[401]和T形挂杆座[402][403]之间都有安装安全绳的绳槽。两T形挂杆座[402][403]相对安装。基座[401]有安装限速器的限速器内腔。限速器内腔与限动压力板[406]相对的位置有传动窗口[407]，限速器的传动轮穿过传动窗口[407]切入绳槽。T形挂杆[405]与绳槽间安装有限动压力板[406]及对应的限动槽。T形挂杆[404]与绳槽间没有限动压力板和对应的限动槽。T形挂杆座[402][403]上都有压绳窗口，限动压力板[406]和T形挂杆[404]可通过对应的压绳窗口切入对应绳槽，压紧安全绳。限速器的传动轮和限动压力板[406]将安全绳夹在中间，使安全绳与限速器的传动轮形成皮带传动。
基座[401]在靠近T形挂杆座[402]的一侧没有传动窗口。T形挂杆[404]和T形挂杆[405]的外形有明显差异，或标有不同标记，以便识别。
双绳手动-自动双动下降器可采用无传动限速器或有传动限速器，可采用活页锁闭结构或开口槽结构装绳。图11～图13所示的双绳手动-自动双动下降器采用无传动限速器和活页锁闭结构。
图11 双绳手动-自动双动下降器基座和T形挂杆座装配示意图。
图12双绳手动-自动双动下降器基座和T形挂杆座装配侧视图。
图13 B-B截面图。
单绳手动下降器由1个基座[601]、1个T形挂杆座[602]和1个T形挂杆[603]构成；基座[601]与T形挂杆座[602]的耳朵[605]相对的位置上有手动控制柄[604]。T形挂杆[603]的转轴安装在耳朵[605]上。T形挂杆座[602]上有压绳窗口，T形挂杆[603]可穿过压绳窗口切入绳槽，压紧安全绳。可采用活页锁闭结构或开口槽结构。图14所示的单绳手动下降器采用的是活页锁闭结构。
图14为单绳手动下降器装配示意图。
对装双绳手动下降器由1个基座[501]、2个T形挂杆座[502]、2个T形挂杆[503]构成；即由2个单绳手动下降器相对结合在一起构成。两T形挂杆座[502]相对布置，与基座[501]配合构成2个安装安全绳的绳槽。可采用活页锁闭结构、双开口槽结构（即两边的手动下降器各有个独立的装绳开口槽，装绳开口槽可在同侧或异侧）或单开口槽结构（即两边手动下降器共用一个开口槽，类似图16所示的装绳开口槽）。图15所示的对装双绳手动下降器采用的是活页锁闭结构。
图15为对装双绳手动下降器装配示意图。
并装双绳手动下降器由两个单绳手动下降器并在一起而成。两T形挂杆座并排布置。采用单装绳开口槽、双装绳开口槽或活页锁闭结构作为安全绳装入机构。
图16 为双开口槽结构的并装双绳手动下降器装配示意图。
图17 为单开口槽结构的并装双绳手动下降器装配示意图。
双绳自动下降器由两个单绳自动下降器的基座底部相对并在一起而成。基座有两个独立的限速器内腔，它们之间有隔板，隔板中央有转轴孔。两个限速器内腔分别用于安装对应的限速器。两T形挂杆座并排布置。两个限速器共用一根转轴。转轴的两端都没有防脱帽，两端都有安装盒外防松螺母的螺纹，中间有4处用于安装防脱螺母或防脱销的螺纹或销槽；或者用固定在转轴上的防脱帽代替中间的1个防脱螺母或防脱销。隔板两侧的防脱螺母或防脱销或防脱帽可保证限速器盒盖脱落后转轴不跟着脱落。或者将两个限速器的传动轮装在一根传动套筒上，传动套筒穿过隔板中央的转轴孔，使两限速器的传动轮同步旋转。此时，传动套筒中间安装1个防脱螺母或防脱销，并固定有1个防脱帽，二者分别位于隔板两侧。另外传动套筒的两端分别安装1个防脱螺母或防脱销，防止盒外防松螺母和限速器盒盖脱落后限速器跟着脱落。
图18为单开口槽结构的双绳自动下降器装配示意图（采用有传动限速器）。
图19为活页锁闭结构的双绳自动下降器装配示意图（采用无传动限速器）。
无传动限速器由传动轮[313]、防脱螺母或防脱销[314]、4个离心限速构件[202]及其连接件和速度保障弹簧[204]构成。防脱螺母或防脱销[314]安装在转轴[9]上，用于防止盒外防松螺母和限速盒盖意外脱落后传动轮[313]跟着脱落。传动轮[313]与安全绳的接触面上有防滑纹，用以增大摩擦。
4个离心限速构件[202]分两组安装在传动轮[313]的两侧。在垂直传动轮[313]转轴中心线的平面上，同侧的两个转轴[307]中心的连线通过传动轮[313]的转轴中心线，限速方向相同。两侧的离心限速构件[202]限速方向相反时为双向限速器，相同时为单向限速器。离心限速构件[202]和基座的限速器内腔的腔壁构成摩擦副。每个离心限速构件[202]都有对应的速度保障弹簧[204]，速度保障弹簧[204]一端挂在离心限速构件[202]的弹簧挂座[206]上，另一端挂在传动轮[313]上的弹簧挂孔[305]上。
无传动限速器装配基座的限速器内腔中后的中截面（即A-A截面）如图4所示。
图20 无传动限速器装配示意图。
图21 无传动限速器的传动轮示意图。
有传动限速器有传动轮[901]、传动转轴[902]、限速旋转臂[903]和2个离心限速构件[202]及其连接件和速度保障弹簧[204]构成。限速旋转臂[903]和传动轮[901]通过传动转轴[902]传动，同轴转动。传动轮[901]半径小于限速盒内径的2/3；传动轮[901]与安全绳的接触面上有防滑纹，用以增大摩擦。
限速旋转臂[903]为单臂时，2个离心限速构件[202]对称安装在其两侧，限速方向相反，构成双向限速器；两离心限速构件[202]共用一个速度保障弹簧[204]，即速度保障弹簧[204]的两端分别挂在两离心限速构件[202]的自由端的弹簧挂座[206]。
限速旋转臂[903]为沿其转轴中心线对称的双臂时，2个离心限速构件[202]分别安装在其两端，限速方向相同，构成单向限速。每个离心限速构件[202]都有对应的速度保障弹簧[204]，速度保障弹簧[204]一端挂在离心限速构件[202]上，另一端挂在限速旋转臂[903]的弹簧挂孔上。
有传动限速器装配基座的限速器内腔中后的中截面（即C-C截面）如图10所示。
图22为有传动限速器装配示意图。
本实施例提供了一种组合支架作为固定支撑物。组合支架由1根直梁[801]、2根卡杆[802]、1～2根斜杆[803]和多个固定螺杆[804]构成。
直梁[801]为方形或圆形截面的管件，一端内藏用于拴安全绳的绳栓[805]，另一端有引导安全绳的绳槽[806]。
卡杆[802]由套管[810]、直管[811]和挡板[812]三部分构成。套管[810]固定在直管[811]的一端，二者截面相同，相互垂直。套管[810]可以套在直梁[801]上，可以沿直梁[801]滑动。直梁[801]可以插入直管[811]中。挡板[812]固定在直管[811]上，靠近套管[810]的边与直管[811]垂直，挡板[812]可以只在直管[811]一侧有，也可以沿直管[811]对称布置。直管[811]和套管[810]上有安装固定螺杆的螺孔[807]，用于装配时固定卡杆[802]和直梁[801]。
斜杆[803]由套管和支杆构成。套管固定在支杆的一端，二者截面相同。套管可以套在直梁[801]上，直梁[801]可插入支杆中。支杆和套管上有安装固定螺杆的螺孔[807]，用于装配时固定斜杆和直梁[801]。支杆的开口端平面与支杆轴线不垂直。当套管截面为方形时，套管与支杆间有夹角，开口端平面与套管和支杆的接触平面平行。
斜杆[803]可支在地上或窗台上，使得安全绳的挂点较高，人容易从窗口出去。安装后斜杆[803]向墙体方向倾斜，使得直梁[801]压紧墙体，不易脱落。
采用如图23所示的横卡装配方式时，安全绳可拴在直梁[801]中间。
采用如图24所示的侧卡装配方式时，安全绳可拴在绳栓[805]上或套在直梁[801]有绳栓的一端，然后顺着直梁[801]卡在绳槽[806]中，然后垂下。这样直梁[801]有绳栓[805]的一端伸出窗口一定距离可避免人下降过程中碰到墙壁。
图23为组合支架示意图。
图24为组合支架横卡装配示意图。
图25为组合支架侧卡装配示意图。
（实施例三）
本实施例的绳降装置仅由固定支撑物、安全绳和下降器构成。下降器为实施例二提供的单绳或双绳自动下降器。安全绳的两端均有防脱的自锁挂钩和内嵌在安全绳中的挂环，自锁挂钩可挂在挂环中，构成简易腰带式安全带；或者将两条安全绳连接起来，构成一个大绳环，一头只保留一个简易安全带，这样人下滑时可以通过另一边上升的安全绳控制速度。安全绳安装在下降器的绳槽中。自锁挂钩的尺寸大于下降器绳槽的内径，使得安全绳不能从下降器的绳槽中拉脱。下降器的T形挂杆的拉环挂在固定支撑物上；这样就构成了一个限速定滑轮。人或物品用安全绳一端的简易腰带式安全带固定，或穿上安全带再将安全绳的自锁挂钩挂在安全带上。下降器自动控制安全绳的下降速度，把人或物品安全放下。
为了防止安全绳的自锁挂钩在上升过程中挂住杂物，需有相应防护设计，如添加一个锥形的活动套，将自锁挂钩罩住，使用时可将其拉出。
在实施例二中，自动下降器作为限速动滑轮使用；而在本实施例中，自动下降器作为限速定滑轮使用。
Claims (12)
1.一种绳降装置由固定支撑物、安全绳、保险带、保险带连接绳和下降器构成；其特征在于：安全绳一端拴在固定支撑物上，另一端垂到地面；保险带绑在人身上或要下放的物品上，保险带连接绳两端都有自锁挂钩，一端挂在保险带上，另一端挂在下降器的T形挂杆自由端的拉环中；安全绳卡在下降器的绳槽中；下降器的T形挂杆及整个下降器在保险带连接绳的拉力作用下转动，T形挂杆直接压迫安全绳或通过限动压力板压迫安全绳，下滑时产生摩擦力提供了部分下降阻力，此时总下降阻力小于下放重量，下降器和所挂人或物品加速下降；对于有限速器的下降器，下降速度达到设计速度时，限速器提供的下降阻力增大，使得总下降阻力大于下放重量，下降器减速下滑；随着速度的减小，限速器提供的下降阻力减小，当速度小于设计速度时，总下降阻力小于下放重量，下降器又开始加速下滑；这样将速度控制在设计的范围内；对于没有限速器的下降器，手动转动下降器，使得T形挂杆的工作力臂增大，引起压迫安全绳的正压力增大，下降器提供的下降阻力大于下放重量，下降器减速下滑；松手后，下降器自动回转，再次加速下滑；另外，同时拉动下降器的基座和T形挂杆座可加快下滑速度；通过自动或手动控制下降器的下滑速度，人/物品随下降器沿安全绳安全下滑到地面；
下降器有基座和T形挂杆座，二者之间有安装安全绳的绳槽；基座和T形挂杆座有三种配合方式：一种是二者为两个独立部件，在绳槽的一侧用两端锚固的销杆铰接，呈活页状，另一侧用带防脱机构的销杆或弹簧锁连接，构成活页锁闭结构；第二种是将二者制作为一个整体，一侧有装绳开口槽，装绳开口槽两端设有防止安全绳滑出绳槽的卡扣或导绳柱或导绳轮，形成开口槽结构；活页锁闭结构和开口槽结构都是为了便于将安全绳装入绳槽；使用开口槽结构时，与安全绳接触的T形挂杆或限动压力板与安全绳的接触面为凹槽结构，凹槽的方向与基座的绳槽一致，可抱紧安全绳，防止其从装绳开口槽滑脱；第三种是将二者制作为一个整体，不设装绳开口槽，安全绳从绳槽中穿过；
下降器根据T形挂杆座的数量（即绳槽数量）和限速控制方式可分为单绳手动下降器、单绳自动下降器、双绳手动下降器、双绳手动-自动双动下降器、双绳自动下降器；双绳手动下降器根据T形挂杆座的安装位置又分为对装双绳手动下降器和并装双绳手动下降器；对装双绳手动下降器的两个绳槽夹在两T形挂杆座之间；并装双绳手动下降器的两T形挂杆座并排布置，两个绳槽在两个T形挂杆座的同一侧，相当于两个单绳手动下降器并排安装在一起；对装双绳手动下降器、双绳手动-自动双动下降器，需要一长一短两根保险带连接绳，短的为主连接绳，长的为从连接绳；正常时工作时，主要是主连接绳连接的半边系统工作；当主连接绳连接的半边系统断裂无法工作时，从连接绳连接的半边系统立即工作，保证安全下滑；并装双绳手动下降器和双绳自动下降器，需要两根等长的保险带连接绳，不分主从，两半边系统同时工作。
2.一种限速器，由转盘或旋转臂[201]、离心限速构件[202]、限速壳[203]、速度保障弹簧[204]构成，其特征在于：限速壳[203]固定在可提供限速力矩的物体上；离心限速构件[202]的转轴[205]固定在转盘或旋转臂[201]上；离心限速构件[202]的工作限速方向与其自由端指向相同，即转盘或旋转臂[201]的转向与离心限速构件[202]的自由端指向一致时，离心限速构件[202]提供工作阻力，反向转时所提供的工作阻力可以忽略；
离心限速构件[202]工作时，和限速壳[203]内壁面接触或线接触；在通过离心限速构件[202]与限速壳[203]接触中心点A且垂直于转盘或旋转臂[201]的转轴的平面上，离心限速构件[202]的转轴[205]中心点B、接触中心点A、转盘或旋转臂[201]的转轴中心点O构成的夹角α的正切函数值位于离心限速构件[202]与限速壳[203]的设计速度时的摩擦系数μdev的指定邻域内,即 ，其中
,；换句话说，理想状态下，离心限速构件[202]在限速壳[203]内以设计速度滑动时，接触面/线上正压力和摩擦力的合力正好通过转轴[205]中心点B，正压力对离心限速构件[202]产生的力矩等于摩擦力对离心限速构件[202]的力矩；为了保证不产生摩擦死锁，装配后夹角α的正切值thα不小于最小速度Vmin时的摩擦系数μmin；
离心限速构件[202]的重心在ABO平面上的投影的理想位置在BO的垂线OC上；速度保障弹簧[204]一端挂在离心限速构件[202]的弹簧挂座[206]上，另一端挂在转盘或旋转臂[201]的弹簧挂孔上，或者挂在与之相对的另一个离心限速构件[202]的弹簧挂座[206]上；初始时，离心限速构件[202]在速度保障弹簧[204]拉力作用下旋转远离限速壳[203]；转盘或旋转臂[201]开始沿离心限速构件[202]自由端指向的方向转动后，在离心力产生的相对转轴[205]的离心力矩作用下，离心限速构件[202]向限速壳[203]转动；当转速超过离心限速构件[202]起始工作速度后，离心力矩克服了速度保障弹簧[204]的拉力力矩，离心限速构件[202]与限速壳[203]接触；随着速度的增大，速度保障弹簧[204]的拉力力矩变化可忽略，离心力力矩不断增大，由于摩擦力矩与离心力力矩方向相同，所以离心限速构件[202]和限速壳[203]接触面的接触压力迅速增大；当接触压力和摩擦力对转盘或旋转臂[201]的阻力力矩大于转盘或旋转臂[201]的动力力矩时，转盘或旋转臂[201]减速旋转，离心力减小，接触压力和摩擦力及其对转盘或旋转臂[201]的阻力力矩也减小，当接触压力和摩擦力对转盘或旋转臂[201]的阻力力矩小于转盘或旋转臂[201]的动力力矩时，转盘或旋转臂[201]又开始加速旋转；这样速度将稳定在设计的范围[Vmin,Vmax ]内；对于摩擦系数随速度有增大区段的摩擦副，取速度范围取在其单调增的区段内；则在转动过程中，如果随速度的增大，摩擦系数μ也增大，且超过了夹角α的正切值thα，则会发生摩擦自锁；摩擦自锁后，速度减小，摩擦系数μ也跟着减小，小于等于夹角α的正切值thα后解锁；
对于根据摩擦系数随速度增大而增大原理设计离心限速构件[202]和限速壳[203]接触面的第二种方法为：
在通过离心限速构件[202]与限速壳[203] 接触面上任意一个接触点A1且垂直于转盘或旋转臂[201]的转轴的平面上，离心限速构件[202]的转轴[205]中心点B、接触点A1、转盘或旋转臂[201]的转轴中心点O构成的夹角为α1，则α1的正切值thα1∈[μmin,μmax], 其中μmin和μmax分别为最大速度Vmax和最小速度Vmin时的摩擦系数；
在转盘或旋转臂[201]的一侧装2个逆时针限速的离心限速构件[202]，另一侧装2个顺时针限速的离心限速构件[202]，构成双向限速器，或者两侧装4个限速方向相同的离心限速构件[202]，构成单向限速器；转盘或旋转臂[201]如果是单臂的旋转臂，可在旋转臂的同一非转轴端安装2个限速方向相反的离心限速构件[202]构成双向限速器；如果转盘或旋转臂[201]为对称双臂，则可在其两端分别安装1个限速方向相同的离心限速构件[202]构成单向限速器。
3.根据权利要求1所述的绳降装置，其特征在于：单绳自动下降器由1个基座[301]、1个T形挂杆座[2]、1个T形挂杆[3]、0个或1个限动压力板[5]、1个限速器、1个限速器盒盖[7]、防脱螺母或防脱销[314]、转轴[9]和盒外防松螺母[8]构成；
基座[301]与T形挂杆座[2]扣在一起，中间有安装安全绳用的绳槽[306]；基座[301]一侧与T形挂杆座[2]用两端锚固的销杆[316]铰接，呈活页状，另一侧与T形挂杆座[2]用带防脱机构的销杆或弹簧锁[315]连接；或者基座[301]和T形挂杆座[2]制作为一个整体，一侧有装绳开口槽[318]，装绳开口槽[318]两端装有防止安全绳滑出绳槽[306]的卡扣[317]；或者基座[301]和T形挂杆座[2]制作为一个整体，不设装绳开口槽；
T形挂杆座[2]上还有用于安装T形挂杆[3]转轴[6]的耳朵[4]，以及限制限动压力板[5]垂直于绳槽[306]运动的限动槽；T形挂杆座[2]在限动槽处有压绳窗口[309]，限动压力板[5]可通过压绳窗口[309]切入绳槽[306]，压紧安全绳；
T形挂杆[3]与限动压力板[5]接触的压力面为圆柱面；T形挂杆[3]的自由端有拉环，用于安装保险带连接绳；T形挂杆[3]的转轴[6]安装在T形挂杆座[2]的耳朵[4]上；
限动压力板[5]与安全绳接触的接触面上有防滑纹，以增大摩擦力；
基座[301]上用于安装限速器的限速器内腔与绳槽[306]间有传动窗口[303]；装配后，限速器的传动轮[313]穿过传动窗口[303]切入绳槽[306]；安全绳夹在传动轮[313]和限动压力板[5]之间，与传动轮[313]形成皮带传动；
限速器盒盖[7]盖在限速器内腔口上；转轴[9]一端有固定的防脱帽，另一端有安装盒外防松螺母的螺纹，中间还有安装防脱螺母或防脱销[314]的螺纹或销槽；限速器套在转轴[9]上，可绕转轴[9]转动；转轴[9]穿过基座[301]底部的转轴孔和限速器盒盖上的转轴孔；盒外防松螺母[8]拧在转轴[9]上，防止限速器盒盖[7]脱落；防脱螺母或防脱销[314]安装在转轴[9]上，防止盒外防松螺母[8]脱落后限速器跟着脱落。
4.根据权利要求1所述的绳降装置，其特征在于：双绳手动-自动双动下降器由1个基座[401]、2个T形挂杆座[402][403]、2个T形挂杆[404][405]、1个限动压力板[406]、1个限速器、1个限速器盒盖、防脱螺母或防脱销、转轴和盒外防松螺母构成；即，由1个单绳手动下降器和1个单绳自动下降器结合在一起构成；
基座[401]和T形挂杆座[402][403]之间都有安装安全绳的绳槽；两T形挂杆座[402][403]相对安装；基座[401]有安装限速器的限速器内腔；限速器内腔与限动压力板[406]相对的位置有传动窗口[407]，限速器的传动轮穿过传动窗口[407]切入绳槽；T形挂杆[405]与绳槽间安装有限动压力板[406]及对应的限动槽；T形挂杆[404]与绳槽间没有限动压力板和对应的限动槽；T形挂杆座[402][403]上都有压绳窗口，限动压力板[406]和T形挂杆[404]可通过对应的压绳窗口切入对应绳槽，压紧安全绳；限速器的传动轮和限动压力板[406]将安全绳夹在中间，使安全绳与限速器的传动轮形成皮带传动；
基座[401]在靠近T形挂杆座[402]的一侧没有传动窗口；T形挂杆[404]和T形挂杆[405]的外形有明显差异，或标有不同标记，以便识别。
5.根据权利要求1所述的绳降装置，其特征在于：对装双绳手动下降器由1个基座[501]、2个T形挂杆座[502]、2个T形挂杆[503]构成；即由2个单绳手动下降器相对结合在一起构成；
两T形挂杆座[502]相对布置，与基座[501]配合构成2个安装安全绳的绳槽。
6.根据权利要求1所述的绳降装置，其特征在于：单绳手动下降器由1个基座[601]、1个T形挂杆座[602]和1个T形挂杆[603]构成；基座[601]与T形挂杆座[602]的耳朵[605]相对的位置上有手动控制柄[604]；T形挂杆座[602]上有压绳窗口，T形挂杆[603]可穿过压绳窗口切入绳槽，压紧安全绳。
7.根据权利要求1所述的绳降装置，其特征在于：并装双绳手动下降器由两个单绳手动下降器并在一起而成；两T形挂杆座并排布置；采用单装绳开口槽、双装绳开口槽或活页锁闭结构作为安全绳装入机构。
8.根据权利要求1所述的绳降装置，其特征在于：双绳自动下降器由两个单绳自动下降器的基座底部相对并在一起而成；基座有两个独立的限速器内腔，它们之间有隔板，隔板中央有转轴孔；两个限速器内腔分别用于安装对应的限速器；两T形挂杆座并排布置；两个限速器共用一根转轴；转轴的两端都没有防脱帽，两端都有安装盒外防松螺母的螺纹，中间有4处用于安装防脱螺母或防脱销的螺纹或销槽；或者用固定在转轴上的防脱帽代替中间的1个防脱螺母或防脱销；隔板两侧的防脱螺母或防脱销或防脱帽可保证限速器盒盖脱落后转轴不跟着脱落；或者将两个限速器的传动轮装在一根传动套筒上，传动套筒穿过隔板中央的转轴孔，使两限速器的传动轮同步旋转；此时，传动套筒中间安装1个防脱螺母或防脱销，并固定有1个防脱帽，二者分别位于隔板两侧；另外传动套筒的两端分别安装1个防脱螺母或防脱销。
9.根据权利要求1所述的绳降装置，其特征在于：限速器由传动轮[313]、防脱螺母或防脱销[314]、4个离心限速构件[202]及其连接件和速度保障弹簧[204]构成；防脱螺母或防脱销[314]安装在转轴[9]上，用于防止盒外防松螺母和限速盒盖意外脱落后传动轮[313]跟着脱落；
传动轮[313]与安全绳的接触面上有防滑纹，用以增大摩擦；
4个离心限速构件[202]分两组安装在传动轮[313]的两侧；在垂直传动轮[313]转轴中心线的平面上，同侧的两个转轴[307]中心的连线通过传动轮[313]的转轴中心线，限速方向相同；两侧的离心限速构件[202]限速方向相反时为双向限速器，相同时为单向限速器；离心限速构件[202]和基座的限速器内腔的腔壁构成摩擦副；每个离心限速构件[202]都有对应的速度保障弹簧[204]，速度保障弹簧[204]一端挂在离心限速构件[202]的弹簧挂座[206]上，另一端挂在传动轮[313]上的弹簧挂孔[305]上。
10.根据权利要求1所述的绳降装置，其特征在于：限速器有传动轮[901]、传动转轴[902]、限速旋转臂[903]和2个离心限速构件[202]及其连接件和速度保障弹簧[204]构成；限速旋转臂[903]和传动轮[901]通过传动转轴[902]传动，同轴转动；传动轮[901]半径小于限速盒内径的2/3；
传动轮[901]与安全绳的接触面上有防滑纹，用以增大摩擦；
限速旋转臂[903]为单臂时，2个离心限速构件[202]对称安装在其两侧，限速方向相反，构成双向限速器；两离心限速构件[202]共用一个速度保障弹簧[204]，即速度保障弹簧[204]的两端分别挂在两离心限速构件[202]的自由端的弹簧挂座[206]；
限速旋转臂[903]为沿其转轴中心线对称的双臂时，2个离心限速构件[202]分别安装在其两端，限速方向相同，构成单向限速器；每个离心限速构件[202]都有对应的速度保障弹簧[204]，速度保障弹簧[204]一端挂在离心限速构件[202]上，另一端挂在限速旋转臂[903]的弹簧挂孔上。
11.根据权利要求1所述的绳降装置，其特征在于：固定支撑物为组合支架，由1根直梁[801]、2根卡杆[802]、1～2根斜杆[803]和多个固定螺杆[804]构成；组合支架进行组合安装后可卡在窗口或门口，为安全绳提供固定支撑点；
直梁[801]为方形或圆形截面的管件，一端内藏用于拴安全绳的绳栓[805]，另一端有引导安全绳的绳槽[806]；
卡杆[802]由套管[810]、直管[811]和挡板[812]三部分构成；套管[810]固定在直管[811]的一端，二者截面相同，相互垂直；套管[810]可以套在直梁[801]上，可以沿直梁[801]滑动；直梁[801]可以插入直管[811]中；挡板[812]固定在直管[811]上，靠近套管[810]的边与直管[811]垂直，挡板[812]可以只在直管[811]一侧有，也可以沿直管[811]对称布置；直管[811]和套管[810]上有安装固定螺杆的螺孔[807]，用于装配时固定卡杆[802]和直梁[801]；
斜杆[803]由套管和支杆构成；套管固定在支杆的一端，二者截面相同；套管可以套在直梁[801]上，直梁[801]可插入支杆中；支杆和套管上有安装固定螺杆的螺孔[807]，用于装配时固定斜杆和直梁[801]；支杆的开口端平面与支杆轴线不垂直；当套管截面为方形时，套管与支杆间有夹角，开口端平面与套管和支杆的接触平面平行。
12.根据权利要求1所述的绳降装置，其特征在于：绳降装置由固定支撑物、安全绳和下降器构成；下降器为单绳或双绳自动下降器；安全绳的两端均有防脱的自锁挂钩和内嵌在安全绳中的挂环，自锁挂钩可挂在挂环中，构成简易腰带式安全带；或者将两条安全绳连接起来，构成一个大绳环，一头只保留一个简易安全带，这样人下滑时可以通过另一边上升的安全绳控制速度；安全绳安装在下降器的绳槽中；自锁挂钩的尺寸大于下降器绳槽的内径，使得安全绳不能从下降器的绳槽中拉脱；下降器的T形挂杆的拉环挂在固定支撑物上；构成一个限速定滑轮；人或物品用安全绳一端的简易腰带式安全带固定，或穿上安全带再将安全绳的自锁挂钩挂在安全带上；下降器自动控制安全绳的下降速度，把人或物品安全放下。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20160113 Termination date: 20170424 |