一种高楼逃生装置
技术领域
本发明涉及一种救援抢险工具,尤其涉及一种高层建筑救生逃生用缓降装置。
背景技术
当前,随着城市建设步伐的加快,城市用地日趋紧张,迫使人类向高空发展,高层楼房越来越多,但是随着人们居住高层的比例越来越大,一旦发生不可预测的紧急情况诸如火灾,地震之类,传统的消防人员救护装置如云梯、气垫等逃生装置无法使高层住宅,办公楼房的人们迅速的安全的撤离。因此一种能够操作简单,能够高效,平稳,救生装备应运而生。
现阶段已有的适于建筑物外部逃生的救生装置,以无电机械式传动的缓降装置为优选,目前国外的一些机械式逃生设备存在造价高,操作复杂等问题;此外还有逃生柔性筒,皆存在缺点;另外进来出现的小型个人用救生缓降器,其特点是灵活,但一次运送人员少,效率低,可供个人逃生使用,但仍无法满足多人逃生的要求。
发明内容
本发明目的是设计一种利用水阻力原理的高楼逃生装置,其结构合理,坚固耐用,可靠安全,易于操作,维修方便,可一次运送多人逃生,且确保逃生安全平稳,还可以将救生人员及时送达事故现场。
本发明所设计的一种高楼逃生装置,主要由水阻缓降机构,救生舱,救生平台,钢丝绳,钢丝绳平衡器,救生舱箱内刹车机构,箱外刹车机构和支撑结构底架等组成,救生平台为钢结构支撑体,其底板铺设地板,救生平台坐落在支撑结构底架之上,救生舱位于救生平台的前部,救生舱为配对的两个舱体,救生移动平台中还带有钢丝绳平衡器,收放空仓机构,水阻缓降机构,刹车机构等,这些机构都安装在平台后部,救生移动平台的进出门设在后部,钢丝绳通过导向轮,将水阻缓降机构,钢丝绳平衡器,收放空仓机构和救生舱连接成一套运行系统。水阻缓降机构控制救生舱的运动速度和运动方向;钢丝平衡器,收放空仓机构用来控制救生舱的平稳运行和初始运行状态;箱内,箱外刹车机构用来对救生舱进行刹车制动。
本发明所设计的高楼逃生装置中的救生平台为整体钢结构,轨道梁固定在底板下部,轨道梁的下端面与固定在支撑底架上的滚轮配合,支撑底架与建筑物固定,平台移动机构安装于支撑底架一侧,救生平台通过平台移动机构的控制实现救生平台的前后移动,在使用时将平台摇出,使用完毕后将平台收回。
上述的平台移动机构主要由齿条,齿轮,链条,链轮,减速器,手轮组成。齿条数为2,对称安装在左右两侧,减速器固定在支撑底架上,输入端接手轮,输出端连接小链轮,通过转动手轮,带动链条,链条又带动齿轮,齿轮与齿条啮合,实现平台的移动。
本发明所设计的高楼逃生装置中的水阻缓降机构主要是由水阻器,变速器,齿轮轴,传动轴,钢丝绳卷筒,保护罩组成,机构整体固定于平台后部,水阻器为两个,对称分布在平台两侧,同样与之配合的齿轮轴,变速器也为两套,钢丝绳卷筒固定在传动轴上,通过水阻器高速旋转的桨叶在水中会受到一定的阻力,从而将保持一定的旋转速度,不会转的太快,来达到对救生舱减速的目的。
水阻缓降机构中的水阻器由高强度的叶轮和水箱组成。
水阻缓降器的输入轴的另一端装有刹车机构,通过钢丝绳的传动,在平台前端拉动箱外刹车手把可实现平台内人员刹车制动的作用。
水阻缓降器的升降钢丝卷筒的转动轴的两端分别与箱内刹车机构转动轴连接,同样刹车转动轴上固定有钢丝卷筒,箱内刹车用的钢丝缠绕在钢丝卷筒上且与对应的升降钢丝的绕向相同,保证了刹车用钢丝绳与升降用钢丝绳一起收起和放下,通过箱体内的刹车手把可实现箱体内的人员刹车制动的作用。
在救生平台的顶部可安装太阳能电池板,太阳能电池板可连接蓄电池,将能量存储起来,以供电机使用。
本发明所设计的水阻式高楼逃生装置中的救生舱主要由救生移动平台与救生舱对应的部分结构框架,救生舱舱体,控制下降手把,悬吊舱体的锁块,及四个悬挂用的伸缩杆,钢丝绳轨道,轨道绕绳轮,弹簧减震器,顶部防撞块等机构和零件组成;移动平台的结构框架固定于平台前部,对于每个救生舱来说,结构框架两侧安装有钢丝绳轨道绕绳轮,钢丝绳轨道缠绕在其上,使用时可用手轮将轨道放下,其作用是对逃生舱导向和固定,防止其在空中摆晃,结构框架上部还安装有防撞块和四个伸缩杆,四个伸缩杆对称分布,一侧两个,与锁块配合可有效地固定并悬挂住救生舱。通过安装于救生舱一侧的下降操作手把控制挂锁机构的开合,救生舱入口处安装有推拉门,起到保护作用。救生舱顶装有钢丝绳导向轮,通过穿过导向轮的钢丝绳的收放来控制载人舱体的升降。舱体的轨道导向轮分布于舱体两侧,与缠绕于绳轮的轨道配合,实现导向和稳定舱体的功能,轨道钢丝绳固定方式是一端固定并绕绳轮上,一端固定有锚钩,使用时将其放下,锚钩端钩住地面预埋的挂钩,从而将导索拉直,减震腿的作用是在舱体着地时起到减震缓冲的作用,减震腿位于舱体底部,共4个。
本发明所设计的水阻式高楼逃生装置中的救生舱内还安装有箱内刹车机构,此箱内刹车机构是由随降钢丝绳,钢丝卷筒,钢丝绳导轮,刹车块,连杆,弹簧以及手把组成,在下降和上升过程中,随降钢丝绳随着箱体一起运动,要刹车时,拉动手把使刹车块压紧钢丝绳,从而起到减速直至刹车的作用。完毕后,松开箱体继续运动。
本发明所设计的高楼逃生装置中,轿厢升降是由由导向轮、钢丝绳平衡器,钢丝绳卷筒,收放空仓机构及电机等机构实现的。钢丝绳为4根,分为两组,每两根控制一个救生舱的运行;每组钢丝绳缠绕并将其一端固定在钢丝绳卷筒上,两组钢丝绳的缠绕方向相反,钢丝绳的另一端穿过固定在平台导向轮和救生舱的导向轮,分别与对应的钢丝绳平衡器的调节轮及导向轮配合,其中一组钢丝绳的一端固定在平衡器上,另一组钢丝绳伸出平衡器,缠绕并固定在收放空仓的钢丝绳卷筒上。
上述的钢丝绳平衡器主要由箱体,调节机构,导向轮组成。其中导向轮通过轮座固定安装在箱体内,调节机构有,调节轮,轮座,弹簧和一段钢丝组成,一个救生舱的两条钢丝绳通过一个平衡器来平衡,调节机构是通过调节弹簧的伸缩来实现钢丝绳的张力调节的,其中一个救生舱的钢丝绳经过平衡器后直接固定于平衡器上,另一个救生舱则穿过平衡器缠绕并固定在收放空仓机构的钢丝卷筒上。
本发明的收放空仓机构主要由钢丝绳卷筒,主轴,棘轮机构,手轮,链轮,电机,摩擦盒等组成,该机构外罩保护罩,钢丝绳卷筒,棘轮机构,手轮链轮,摩擦盒都在同一轴线上,其中棘轮机构是安全机构;手轮和链轮分别为手动操作和电动操作装置;摩擦盒为减速机构,配有离合轴。整个收放空仓机构保证了收放空仓时的运行顺畅安全。
为增强安全性,消除恐惧感,增加美观性,救生平台的四周用高强度的玻璃遮挡,同时平台两侧面各有一推拉式玻璃窗,可通风透气。
本发明所设计的高楼逃生装置在应用时可将其安装在建筑物的顶层平台或楼层中部的某一层,平时高楼逃生装置位于建筑物内部,不影响建筑物的整体美观,当紧急情况使用时,可转动高楼逃生装置的平台移动机构的手轮,迅速将救生平台移出,将移动平台前部伸出楼体,通过轨道绳轮将救生舱两侧的钢丝绳轨道放至地面,将钢索末端的锚钩与地面预埋的挂钩进行固定,拉紧钢索轨道,然后操作收放空仓机构,使一救生舱下降至地面,此时逃生人员可有序的分批进入救生平台,进入另一载人舱体,同时救生人员可在地面进入救生舱,将救生平台内的救生舱门关好,扳动下降操作手柄,载人舱体在重力的作用下下降,此时另一载人舱体上升至平台,在下降的过程中,载人舱体的重力通过钢丝绳转化为扭矩作用于钢丝绳卷筒,通过与卷筒连接的传动轴,变速器,将转动传导至水阻器,通过水阻器的桨叶在水中转动,产生阻力,将转动速度稳定在一范围内,从而控制救生舱下降的速度,使其在一定的安全速度内下降。一个载人舱体下降的同时,另一个舱体将上升,同时将救生人员带至平台,本装置可往复运行,不断的将逃生人员转移到地面并将救生人员带至平台内。
地面安装有缓冲座,该缓冲座对即将着陆的救生舱起到缓冲的作用,使着陆时更加平稳,不会有太大的冲击。
当使用完毕后,可通过操作收放空仓机构将救生舱舱体全部收回至平台内,并通过锁块机构将舱体悬挂到位,然后摇动平台移动机构的手轮将其收回至原位。
本发明高楼逃生装置的优点是
1、结构合理,操作简单,运行稳定,安全可靠,运行方式类似于电梯。
2、不受外界环境变化影响,坚固耐用,易于维护,可多次重复使用,救生效率高,有利于群体逃生。
3、节约能源,不许外接电源,不产生运行费用。
4、采用封闭式轿厢设计,增加安全性,消除逃生的恐惧性。
5、本装置使用时将部分露出楼外,使用完毕后将收回到楼内,不影响楼的美观性。可广泛使用在高层建筑中。
附图说明
图1、高楼逃生装置的整体结构图。
图2、高楼逃生装置的侧面图1。
图3、高楼逃生装置的侧面图2。
图4、水阻尼机构的结构示意图。
图5、桨叶与水箱结构示意图。
图6、救生舱结构示意图。
图7、平台移动机构图1。
图8、平台移动机构图2。
图9、平衡器示意图。
图10、箱外刹车结构示意图。
图11:箱内刹车结构示意图。
图12、收放空仓结构图。
图13、整体系统原理图。
图14、地面缓冲座结构图。
具体实施方式
下面根据附图结合具体实施例对本发明的高楼逃生装置结构及实施方式做进一步说明。
实施例
高楼逃生装置如附图1,2所示,主要由箱外刹车机构Ⅰ,救生舱Ⅱ,水阻缓降机构Ⅲ,平衡器Ⅳ,收放空仓机构Ⅴ,平台移动机构Ⅵ,支撑底架Ⅶ,移动平台Ⅷ,箱内刹车机构Ⅸ和钢绳导向轮等构成。移动救生平台Ⅷ为整体钢结构,四周用钢化玻璃遮挡,同时两侧安装推拉式门窗,底板为根据客户要求及实际情况铺设的地板,救生舱Ⅱ如图所示对称分布,总数为两个,位于救生平台的前部。水阻缓降机构Ⅲ,平衡器Ⅳ,收放空仓机构Ⅴ,固定安装于救生平台的后部;钢丝绳通过图1所示的导向轮将水阻缓降机构Ⅲ,平衡器Ⅳ,收放空仓机构Ⅴ及救生舱Ⅱ连接成一运行系统,水阻缓降机构Ⅲ通过钢丝绳控制救生舱的升降运动。
高楼逃生装置中的救生平台如图1,2所示,主要由钢结构用矩形钢管焊接而成,在平台入口处可安装玻璃推拉门或卷帘门(图中未画出),轨道梁81固定在救生平台底部,轨道梁与安装在支撑底架上的滚轮组71相配合,使移动平台可以在支撑底架上面移动。通过如图1,7,8所示的平台移动机构Ⅵ,转动手轮61可以使移动平台在在滚轮组上前后移动。
平台移动机构如图1,7,8所示,主要由手轮61,变速器62,小链轮65,大链轮67,链条66,齿轮68和齿条69构成。齿轮68和齿条69配对,共两套分别对称安装于两侧,增加了该机构的稳定性。如图1,6,7所示手轮61安装在减速器62输入端,减速器输出端接传动轴64,小链轮67安装在传动轴64中部,通过链条的连接大小链轮,大链轮67安装在大链轮轴中部,大链轮轴两端各安装一齿轮68,与齿轮啮合的为齿条69,两个齿条分别通过安装座610固联在移动平台底部。这样就能实现平台移动。
高楼逃生装置中的水阻缓降机构如图1,2,3,4所示,主要由水阻器桨叶32,水箱(未画出),变速器33,传动轴35,钢丝绳卷筒31,保护罩(未画出),轴承座37等组成,其中水阻器桨叶32由于其高速旋转故要求用保护罩(未画出)保护,变速器33安装在移动平台Ⅷ后部中上的位置,如图4所示,传动为锥齿轮传动,锥齿轮安装在箱体中,钢丝绳卷筒31安装在传动轴35上,钢丝绳的一端固定缠绕于钢丝绳卷筒31上,另一端经过钢丝绳导轮,救生舱Ⅱ,平衡器Ⅳ,固定于收放空仓机构Ⅴ的钢丝绳卷筒53及平衡器Ⅳ上。
高楼逃生装置的水阻器如图5所示:桨叶在密封良好的注满水的水箱内转动过程中会产生较大阻力,从而将转动保持在一定范围内,实现系统的减速,该结构的特点是结构简单,减速效果好,能保持稳定的速度。
高楼逃生装置在使用完毕后可用电机收回,电机由蓄电池供电,蓄电池又可由太阳能电池板充电,太阳能电池板可铺设在移动平台Ⅷ顶部,高楼逃生装置中的救生舱机构Ⅱ如图1,3,6所示,主要由载人舱体24,锁块23-2,伸缩杆23-1,导向轮92,减震器22 ,推拉门,钢丝绳导索轮,下降手柄21以及移动平台对应部分框架构成。伸缩杆固定在移动平台Ⅷ顶部,锁块固定在舱体顶部,此外如图所示舱体顶部还有与两组悬挂钢丝绳配合的导轮210,舱体的两侧由若干钢丝绳轨道导轮91,用于与钢丝绳轨道配合,使在人舱体在下降过程中不至于晃动,在人舱体的入口处安装有推拉门211,舱体底部安装有缓震器22,共四个分别安装在舱体的四个角。与舱体对应的移动平台框架两侧有防护板,在与舱体对应的两侧如图6所示各有一钢丝绳轨道绕绳轮92,用以收放钢丝绳轨道,在每个舱体的一个安装有下降操作手把21。钢丝绳通过210与水阻机构,平衡器,收放空仓机构等连接为一运行系统。
救生舱Ⅱ如图1,3,6所示,两侧各装有若干个钢丝绳轨道导向轮,用以与钢丝绳轨道配合,起到在下降的过程中放置其晃动的作用,其中钢丝绳轨道一端缠绕固定在钢丝绳轨道绕轮92上,另一端安装有锚钩,与地面预埋的导索挂钩相连接,从而形成舱体下降的轨道,保证了下降过程中的稳定性。
高楼逃生装置中的箱外刹车机构由钢丝绳15,刹车块11,连杆17,挡板16,弹簧13,拉杆14以及安装在移动平台前部的刹车手把组成,如图9所示,旋转轴通过锥齿轮传动,刹车块通过销轴固定在移动平台顶部,连杆,拉杆如图10所示用销轴连接,弹簧起到复位作用,在刹车时,拉动刹车手把,将钢丝绳拉紧,刹车块将与旋转轴摩擦,从而起到减速的作用。
高楼逃生装置中的箱内刹车机构如图4,11所示随降钢丝绳一端固定并缠绕在钢丝卷筒311上,另一端穿过导轮,穿入箱体,通过一组滑轮后,穿出救生舱,并固定在移动平台上。在箱体内,两个滑轮下都安装有如图11所示的刹车机构,当拉动手把时,通过连杆将把两个刹车块拉紧,压缩钢丝绳,从而起到刹车的作用;松开时在弹簧的作用下,将恢复原位,箱体继续下降。
高楼逃生装置的平衡器Ⅳ如图9所示,主要由箱体43,弹簧41,轮座42,导轮44等组成,该平衡器内滚轮组共两排,每排由一根钢丝穿过并连接,其中原理如图13中所示,弹簧通过对钢丝绳的拉力的调节可收紧和放松钢丝绳,同时如图9所示的右端的中部的为两个钢丝绳导轮,一根钢丝绳穿过一个,此两个导轮又由一小段钢丝绳连接,通过两根钢丝绳的拉力差,调节每根钢丝绳的张紧程度。从而实现其平衡功能。
高楼逃生装置中的收放空仓机构Ⅴ如图12所示,主要由收放空仓手轮51,大链轮52,收放空仓53,摩擦盒盖54,摩擦块55,传动轴56,底座57和保护罩(未画出)组成。钢丝绳卷筒,大链轮,固定安装在转动轴上,摩擦盒盖54由底座固定,摩擦块55通过异形轴58与传动轴连接,手轮通过异形轴59与传动轴连接,其中摩擦盒与摩擦块在收放时能起到减速的作用,将异形轴58拔出或推进可以使摩擦块与传动轴连接和脱离,同样手轮可通过异形轴59实现与传动轴的连接和脱离。在放下空仓时异形轴58要推进去,异形轴59要拔出;在收起空仓时异形轴58要拔出,异形轴59要推进去。
高楼逃生装置中的钢丝绳连接情况及导向轮安装示意图,如图13所示,主要由钢丝绳导向轮,钢丝绳组成,钢丝绳一端缠绕固定在水阻缓降器上,分为两组,每组两根,两组的缠绕方向相反,其中一组另一端穿过导向轮,救生舱,平衡器,并固定在平衡器上;另一组穿过导向轮,救生舱,平衡器,收放空仓机构,并固定缠绕在收放空仓的钢丝卷筒上,形成一个运行系统每套载人舱体由两根钢丝绳控制运行。箱内刹车用钢丝绳也分别缠绕于对应的卷筒上,其绕向与对应舱体升降的钢丝绳绕向相同,从而保证了其随箱体升降而收放,刹车用钢丝绳,如图所示穿过箱体,然后固定在移动平台上。
本实施例在使用时,可以将其安装于建筑物顶部的平台上或楼层内适当地方。当突发事件需要立即逃生时,可迅速摇动平台移动机构的手轮61,使救生移动平台Ⅷ头部移出楼体,然后快速摇动载人舱体两侧的钢索轨道绳轮92,迅速放下钢丝绳轨道,使轨道下端锚钩与地面上预埋的挂钩连接牢靠,拉出收放空仓的手轮上的异形轴59,扳动对应的救生舱的下降手把,使舱体沿索道钢丝轨道下降至地面;逃生人员分批进入另一救生舱,然后扳动下降手把,此时在重力作用下,载人舱体Ⅱ下降,地面空仓上升。在下降过程中,悬吊救生舱的钢丝绳将带动缓降机构中的钢丝绳卷筒转动,进而带动变速器33,变速器输出端又连接水阻器桨叶32,桨叶在水箱中转动过程中产生阻力,最终使下降过程得到减速,并维持在一个稳定的下降速度,同时平衡器Ⅳ将对悬吊钢丝的张力进行平衡,使每根钢丝的松紧度相对稳定,救生舱底部的缓冲器22着陆时起到缓冲的作用,从而使救生舱安全着陆,在下面的救生员也可进入着陆的救生舱,乘此舱到达建筑上层,实施救护工作。如此循环,此系统可高效的完成救生任务。上升的舱体在运行到顶部时将推动伸缩杆收缩,舱体继续上升伸缩杆恢复原位,在锁块的阻挡下,伸缩杆将救生舱悬挂起来,防止其下降,只有当逃生人员进入后,在此扳动下降手把21,此舱体将在重力作用下下降。如需要的情况下箱内和移动平台上的人员均可拉动刹车手把对正在下降的舱体进行控制,刹车,当松开手把后,舱体继续运行。此外通过适当的使用刹车机构可起到配合减速的作用,使箱体以安全的速度下降并着陆。
本实施例中在地面安装有如图14所示的地面缓冲座,其结构如图所示,由缓冲座,导向管,弹簧,连接螺栓等组成,在救生舱底与缓冲座接触时,将推动缓冲座下降,弹簧将动能转换为势能,起到缓冲的作用,使着陆不会有太大的冲击。
本实施例设计的高楼逃生装置在应用完成后,既可使用人力转动收放空仓的手轮将舱体收回,转动手轮,下面的救生舱将上升,救生舱提升到顶部,锁块机构将舱体挂牢。同时还可以采用电机收回舱体到顶部,挂牢,而后将电机关闭。此机构可加入棘轮棘爪机构(未画出),最后扳动棘爪将卷筒锁死,防止其松动。
本实施例中的支撑底架可根据客户需求及现场条件定做,从而保证其美观,可靠,方便,以及适合特殊建筑,特殊客户的需要。在支撑底架进口处可设置为脚梯式也可为斜板面式以供各种带轮工具进入。
由上述论述得出,本实施例中的逃生装置结构合理,紧凑,设计人性化,操作简单方便,使用效率高,不需要外接电源,节约能源,绿色环保,可实现往复运行,效率高。本实施例中的高楼逃生装置可靠安全,维修维护方便,适合广泛推广应用。
上述实施例为本发明设计方案的举例说明,保护范围以权利要求为准。