CN103028209A - 具有摩擦补偿及失速保护的离心摩擦式缓降器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及可循环使用具有摩擦补偿及失速保护的离心摩擦式缓降器，属于高层建筑物紧急逃生设备领域。由下降装置、变速装置、失速保护装置、离心摩擦限速装置、摩擦补偿装置、安装固定装置及壳体所组成；其中下降装置、变速装置、失速保护装置、离心摩擦限速装置、摩擦补偿装置均安装在壳体内，安装固定装置与壳体相连。本发明提供的这种缓降器为离心摩擦式结构，具有结构紧凑、操作简单、可靠性高、稳定性高、加工制造成本低廉的优点，适于紧急情况下高层下降逃生使用。

Description

具有摩擦补偿及失速保护的离心摩擦式缓降器

技术领域

本发明属于高层建筑紧急逃生设备领域。特别涉及逃生缓降器结构设计。

背景技术

随着社会的进步，城镇化步伐的加快，高层建构筑物也如雨后春笋般涌现，同时高层建构筑物潜在的安全隐患也逐渐引起人们的重视。针对高层建构筑物逃生市场上出现了逃生专用设备，例如逃生缓降器，逃生缓降器（或救生缓降器）是一种依靠调速器提供阻尼作用限制安全绳自由端的下降速度，利用使用者自重使人沿（随）绳（带）缓慢下降的安全逃生装置。目前，高层建筑紧急逃生缓降器一般是通过磨擦阻尼机构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，但此类磨擦阻尼机构存在长时间使用后摩擦系数降低导致下降速度失控、无失速保护机构容易造成意外伤害、调教不便、使用寿命短等问题，缓降器的可靠性有待进一步提高。

因此，针对摩擦式缓降器存在的以上问题，开发一种新型的、具有摩擦补偿和失速保护功能、速度稳定、可靠性高的离心摩擦式缓降器，在高层建构筑物人员的逃生过程中具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于为克服已有技术的不足之处，提供一种具有摩擦补偿及失速保护的离心摩擦式缓降器，本发明具有结构紧凑、操作简单、可靠性高、稳定性高、加工制造成本低廉的优点。

本发明提出的一种具有摩擦补偿及失速保护的离心摩擦式缓降器，其特征在于，该设备主要由壳体，及安装在壳体内的下降装置、变速装置、失速保护装置、离心摩擦限速装置、摩擦补偿装置及安装固定装置所组成；其中下降装置由绳轮主轴、绕在绳轮主轴上的绳索和锁绳器组成，用于实现高层逃生人员快速、安全地降落到安全地点；所述的变速装置由一个内齿圈、两个中间齿轮和渐开线花轴构成，渐开线花轴与内齿圈通过螺栓固定于绳轮主轴上，两个中间齿轮以渐开线花轴为中心对称安装，并同时与内齿圈内齿和渐开线花轴啮合；用以匹配离心摩擦限速装置转速和下降装置的速度，并匹配两者的力或力矩的平衡；所述的失速保护装置包括相互连接的两个固定栓、第一弹簧、失速保护块和定位锁定块，用于当绳轮主轴转速超过限定速度时，失速保护块在离心力作用下向外运动与固定安装的定位锁定块接触后将绳轮主轴锁死，逃生人员下降速度降为零，提供在离心摩擦限速装置失效等超速情况下的紧急限速；所述的离心摩擦限速装置包括摩擦对偶件和两块离心摩擦块，两块离心摩擦块以渐开线花轴为中心对称安装，用于在离心力作用下，两块离心摩擦块沿渐开线花轴径向向外运动与摩擦对偶件接触，产生摩擦力限制渐开线花轴的转速，进而降低绳轮主轴的转速，起到限速功能；所述的摩擦补偿装置由相互连接的摩擦补偿块、锁合栓、支撑架、第二弹簧、弯臂组成，用以提供离心摩擦块长期使用磨损导致摩擦力变小等情况下的摩擦力补偿，对绳索下降速度提供进一步的限制，进而调节逃生人员下降速度在安全范围内；壳体用于支撑和保护下降装置、离心摩擦限速装置和摩擦补偿装置；安装固定装置安装在壳体上，用以将壳体安装于建构筑物固定点或可靠重物的合适位置。

本发明具有以下特点及有益效果：

本发明为全自动纯机械离心摩擦式缓降器，逃生人员下降过程中无需人工操作，完全依靠机械离心摩擦式缓降器自动调整逃生人员的下降速度。本发明采用离心摩擦限速装置限制下降速度，并由失速保护装置提供双保险，考虑到离心摩擦块重复使用后出现磨损的情况，本发明设计了摩擦补偿装置以可靠地满足人员缓降过程中对摩擦力的需求。在载重范围内，下降速度与吊挂重力无关，可在小孩、大人，单人或多人等高空逃生情况下均保持稳定的下降速度，运行平顺。本发明提供的这种缓降器为纯机械结构，无需供电，具有尺寸小、可靠性高、使用方便、维护简单的特点，适于紧急情况下高层下降逃生使用。

附图说明

图1为本发明的离心摩擦式缓降器整体结构示意图。

图2为本发明的下降装置实施例示意图。

图3为本发明的变速装置实施例示意图。

图4为本发明的失速保护装置实施例示意图。

图5为本发明的离心摩擦限速装置和摩擦补偿装置实施例示意图。

图6为本发明的壳体和固定装置示意图。

具体实施方式

本发明提出的具有摩擦补偿及失速保护的离心摩擦式缓降器，可用于高层建筑紧急情况下降逃生，结合附图及实施例详细说明如下：

本发明提出的一种具有摩擦补偿及失速保护的离心摩擦式缓降器，其特征在于，该设备主要由壳体，及安装在壳体内的下降装置、变速装置、失速保护装置、离心摩擦限速装置、摩擦补偿装置及安装固定装置所组成；其中下降装置由绳轮主轴、绕在绳轮主轴上的绳索和锁绳器组成，用于实现高层逃生人员快速、安全地降落到安全地点；所述的变速装置由一个内齿圈、两个中间齿轮和渐开线花轴构成，渐开线花轴与内齿圈通过螺栓固定于绳轮主轴上，两个中间齿轮以渐开线花轴为中心对称安装，并同时与内齿圈内齿和渐开线花轴啮合；用以匹配离心摩擦限速装置转速和下降装置的速度，并匹配两者的力或力矩的平衡；所述的失速保护装置包括相互连接的两个固定栓、第一弹簧、失速保护块和定位锁定块，用于当绳轮主轴转速超过限定速度时，失速保护块在离心力作用下向外运动与固定安装的定位锁定块接触后将绳轮主轴锁死，逃生人员下降速度降为零，提供在离心摩擦限速装置失效等超速情况下的紧急限速；所述的离心摩擦限速装置包括摩擦对偶件和两块离心摩擦块，两块离心摩擦块以渐开线花轴为中心对称安装，用于在离心力作用下，两块离心摩擦块沿渐开线花轴径向向外运动与摩擦对偶件接触，产生摩擦力限制渐开线花轴的转速，进而降低绳轮主轴的转速，起到限速功能；所述的摩擦补偿装置由相互连接的摩擦补偿块、锁合栓、支撑架、第二弹簧、弯臂组成，用以提供离心摩擦块长期使用磨损导致摩擦力变小等情况下的摩擦力补偿，对绳索下降速度提供进一步的限制，进而调节逃生人员下降速度在安全范围内；壳体用于支撑和保护下降装置、离心摩擦限速装置和摩擦补偿装置；安装固定装置安装在壳体上，用以将壳体安装于建构筑物固定点或可靠重物的合适位置。

本发明提出的一种具有摩擦补偿及失速保护功能的离心摩擦式缓降器结构实施例如图1所示。该结构由绳轮主轴1和绕在绳轮主轴上的绳索15（图2）构成的下降装置；由内齿圈2、中间齿轮3和渐开线花轴4构成的变速装置；由固定栓5、固定栓6、弹簧7、失速保护块8和定位锁定块9构成的失速保护装置；由两个离心摩擦块10和两个摩擦对偶件11构成的离心摩擦限速装置，由锁合栓18、支撑架19、第二弹簧20和弯臂21（如图5所示）构成的相同的两套摩擦补偿装置以及壳体14和安装在壳体上的安装固定装置13、散热片12所组成。其中下降装置中的绳轮主轴和变速装置中的内齿圈通过均布的六个螺栓固定在一起；失速保护装置中的第一固定栓5固定于下降装置中的绳轮主轴1上，将失速保护装置和下降装置联系在一起；变速装置中的渐开线花轴4作为输出轴将转矩输出给离心摩擦限速装置中离心摩擦块10，使其在离心力的作用下向摩擦对偶件11靠近并与其摩擦；离心摩擦限速装置中离心摩擦块的倒钩结构安装在摩擦补偿装置中弯臂21下方，人员下降过程中离心摩擦限速装置的离心摩擦块磨损厚度超过限定值时，其“几”字倒钩结构与摩擦补偿装置中弯臂21接触，将弯臂向上抬起，启动摩擦补偿装置进行摩擦补偿。

安装固定装置位于壳体上壁。

所述的下降装置如图2所示，由绳轮主轴1和绕在绳轮主轴上的绳索15组成，绳索缠绕在绳轮主轴上的凹槽16内，人员使用绳索下降过程中，绳索带动绳轮主轴转动。

所述的变速装置如图3所示，由一个内齿圈2、两个中间齿轮3和渐开线花轴4组成，渐开线花轴与内齿圈通过六个均布的螺栓固定于绳轮主轴上，两个中间齿轮以渐开线花轴为中心对称安装，并同时与内齿圈内齿和渐开线花轴啮合，其作用是匹配离心摩擦限速装置转速和下降装置的速度，并匹配两者的力或力矩的平衡。逃生人员下降过程中，绳轮主轴转动，为中间齿轮提供动力带动渐开线花轴转动进而为离心摩擦限速装置提供动力。

所述的失速保护装置如图4所示，包括第一固定栓5、第二固定栓6、第一弹簧7、失速保护块8和定位锁定块9，第一固定栓5固定于绳轮主轴上，第二固定栓6固定于失速保护块8上，第一弹簧两端分别固定于第一、第二固定栓5、6上，将失速保护块8和绳轮主轴连接在一起，使失速保护块的转速和绳轮主轴转速一致。当绳轮主轴转速超过限定值，失速保护块8在离心力作用下向外运动与定位锁定块9接触后将绳轮主轴锁死，逃生人员下降速度为零，提供在离心摩擦限速装置失效等超速情况下的紧急限速。

所述的离心摩擦限速装置和摩擦补偿装置实施例示意图如图5所示，离心摩擦限速装置与变速装置同轴连接，由两个离心摩擦块10、摩擦对偶件11所组成，两块离心摩擦块10相同且以渐开线花轴为中心对称安装。逃生人员使用下降装置下降时，绳轮主轴转速通过变速装置中的渐开线花轴输出，为离心摩擦限速装置提供动力，两块离心摩擦块10均由上方的长方体24和下方的“几”字型结构25组成，摩擦对偶件11为圆环状结构将离心摩擦块10和摩擦补偿装置包围在内部，在离心力的作用下离心摩擦块上的长方体24与摩擦对偶件11接触，产生摩擦力起到限速功能。每套摩擦补偿装置由摩擦补偿块17、锁合栓18、支撑架19、第二弹簧20、螺栓22、23和弯臂21所组成，两套摩擦补偿装置以渐开线花轴为中心对称安装且各组成部件完全相同。支撑架19固定于在渐开线花轴上，其上有螺栓22用于固定安装弯臂21，螺栓23用于限制弯臂21的转动方向，保证弯臂只能逆时针转动，锁合栓18顶部与弯臂直角结构相接触，跟随弯臂一起联动，锁合栓18上部套有第二弹簧20，第二弹簧20底部插入摩擦补偿块17凹槽内部，摩擦补偿块17依次通过锁合栓、弯臂、支撑架与渐开线花轴相关联，使其转速与渐开线花轴转速一致。当离心摩擦块磨损厚度超过限定值，离心摩擦块10向摩擦对偶件11靠近过程中其倒钩结构与弯臂21接触，将弯臂逆时针向上提起，弹簧带动锁合栓一起向上运动，同时在离心力的作用下摩擦补偿块向摩擦对偶件靠近，与摩擦补偿块凹槽斜面接触的锁合栓受到离心力向上的分力，在第二弹簧向上提升力和离心力向上分力的联合作用下，锁合栓向上运动与摩擦补偿块完全脱离，摩擦补偿块在离心力作用下与摩擦对偶件接触，新增的摩擦力用以进一步限制渐开线花轴转速，从而降低绳轮主轴转速，最终调节逃生人员下降速度。

所述的壳体和固定装置如图6所示，壳体14用以作支撑和保护下降装置、变速装置、失速保护装置、离心摩擦限速装置和摩擦补偿等装置，壳体上有散热片12用于散发摩擦产生的热量，壳体下方为锁绳器24用于固定绳索。固定装置13可为套索、挂钩等器件，其一端固定在壳体外罩上，另一端安装于建构筑物固定点或可靠重物上。在建构筑物合适位置机械摩擦缓降器可以整体作固定安装，即通过在高层建筑室内或安全通道的墙壁或地面等处设置膨胀螺栓、地脚螺栓或金属锚等装置，将机械摩擦缓降器的固定装置安装在建构筑物内靠近玻璃或其他逃生通道的位置。紧急情况时，逃生人员无须临时固定缓降器，而只需从固定安装的缓降器中取出绳索，并通过安全挂点挂在绳索上即可从玻璃窗或其他逃生通道处缓降逃生。也可以使用索套或挂钩形式联接固定物或可靠重物的临时安装方式，逃生人员需选择建构筑物内外可承受逃生人员及缓降器的重量而不移动或损坏的物体作为缓降器的临时固定装置，通过缓降器的索套或挂钩与之联结，从而固定缓降器，然后再使用缓降器逃生。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种具有摩擦补偿及失速保护的离心摩擦式缓降器，其特征在于，该设备主要由壳体，及安装在壳体内的下降装置、变速装置、失速保护装置、离心摩擦限速装置、摩擦补偿装置及安装固定装置所组成；其中下降装置由绳轮主轴、绕在绳轮主轴上的绳索和锁绳器组成，用于实现高层逃生人员快速、安全地降落到安全地点；所述的变速装置由一个内齿圈、两个中间齿轮和渐开线花轴构成，渐开线花轴与内齿圈通过螺栓固定于绳轮主轴上，两个中间齿轮以渐开线花轴为中心对称安装，并同时与内齿圈内齿和渐开线花轴啮合；用以匹配离心摩擦限速装置转速和下降装置的速度，并匹配两者的力或力矩的平衡；所述的失速保护装置包括相互连接的两个固定栓、第一弹簧、失速保护块和定位锁定块，用于当绳轮主轴转速超过限定速度时，失速保护块在离心力作用下向外运动与固定安装的定位锁定块接触后将绳轮主轴锁死，逃生人员下降速度降为零，提供在离心摩擦限速装置失效等超速情况下的紧急限速；所述的离心摩擦限速装置包括摩擦对偶件和两块离心摩擦块，两块离心摩擦块以渐开线花轴为中心对称安装，用于在离心力作用下，两块离心摩擦块沿渐开线花轴径向向外运动与摩擦对偶件接触，产生摩擦力限制渐开线花轴的转速，进而降低绳轮主轴的转速，起到限速功能；所述的摩擦补偿装置由相互连接的摩擦补偿块、锁合栓、支撑架、第二弹簧、弯臂组成，用以提供离心摩擦块长期使用磨损导致摩擦力变小等情况下的摩擦力补偿，对绳索下降速度提供进一步的限制，进而调节逃生人员下降速度在安全范围内；壳体用于支撑和保护下降装置、离心摩擦限速装置和摩擦补偿装置；安装固定装置安装在壳体上，用以将壳体安装于建构筑物固定点或可靠重物的合适位置。

2.如权利要求1所述的缓降器，其特征在于，所述的失速保护装置的第一固定栓固定于绳轮主轴上，第二固定栓固定于失速保护块上，第一弹簧两端分别固定于第一、第二固定栓上，将失速保护块和绳轮主轴连接在一起，使失速保护块的转速和绳轮主轴转速一致。

3.如权利要求1所述的缓降器，其特征在于，所述的离心摩擦限速装置与变速装置同轴连接，两块离心摩擦块相同且以渐开线花轴为中心对称安装；两块离心摩擦块均由上方的长方体和下方的“几”字型结构组成，摩擦对偶件为圆环状结构将离心摩擦块和摩擦补偿装置包围在内部。

4.如权利要求3所述的缓降器，其特征在于，所述的摩擦补偿装置采用相同结构的两套装置，每套装置由带有凹槽的摩擦补偿块、锁合栓、支撑架、第二弹簧、螺栓和弯臂所组成，两套摩擦补偿装置以渐开线花轴为中心对称安装；所述支撑架固定于在渐开线花轴上，其上有螺栓用于固定安装弯臂，保证弯臂只能逆时针转动，锁合栓顶部与弯臂直角结构相接触，跟随弯臂一起联动，锁合栓上部套有第二弹簧，第二弹簧底部插入摩擦补偿块凹槽内部，摩擦补偿块依次通过锁合栓、弯臂、支撑架与渐开线花轴相关联，使其转速与渐开线花轴转速一致。

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