CN108721795B - 一种工况自适应式高层应急逃生装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于高层逃生安全工具技术领域，具体公开一种工况自适应式高层应急逃生装置，包括机架、安全绳索机构、行星加速机构、离心机构和摩擦减速机构，所述离心机构包括离心盘、第一离心块、第二离心块和拉伸弹簧，所述离心盘与中心齿轮轴同轴固定，所述第一离心块、第二离心块对称滑动设置在离心盘上，第一离心块、第二离心块均设置两个挂点，拉伸弹簧的两端与第一离心块、第二离心块上相对应的挂点相连接。本发明采用行星机构加速、离心块摩擦减速原理，并确保全程在0.5‑1.5m/s范围内匀速下降，设计巧妙、操作方便、安全可靠、特别适用于无任何逃生知识和技能的人群高层应急逃生使用，具有很好的推广和使用价值。

Description

一种工况自适应式高层应急逃生装置

技术领域

本发明属于高层逃生安全工具技术领域，尤其是一种工况自适应式高层应急逃生装置。

背景技术

随着我国城市建筑的飞速发展，高层和超高层建筑越来越多，高层建筑火灾也呈上升趋势，我国高层建筑火灾消防应急救援能力严重不足，难以满足消防现实斗争的需要，其中高层建筑发生火灾时，应急疏散逃生是关键问题，在建筑中配备多种形式的逃生救援设备，保证受困人员能够有效自救和互救，快速疏散到安全区域，是必须达到的首要目标。目前市场上常用的简易绳索逃生器，对逃生者的操作和体力有较高的要求，如果操作不当仍然会对逃生者造成二次的伤害。

授权公告号CN207356383U的专利文献公开了一种高楼逃生缓降器，包括：一筒体；一变速侧板，套设于筒体一端；一制动侧板，套设于筒体另一端；一中心轴，设置于筒体内；变速单元，包括：一内齿环；三个行星齿轮；一太阳齿轮；一变速支架；一制动端盖，开设有容置凹槽；一连接半环，包括圆环及弧形凸块，套设于中心轴；制动单元，包括：两拼接块，与两凸块拼接形成一容置圆环；两连接块，设置于两拼接块外弧面，两端分别开设牵引孔；两刹车片，分别设置于两连接块外弧面；两复位件，与牵引孔连接；一盖板，盖设于容置凹槽开口端；一罩壳，罩设于变速侧板；申请公布号CN102698379A的专利文献公开一种机械式高楼逃生器，包括传动变矩机构、阻尼机构和支架；传动变矩机构包括绕线轮、第一级行星齿轮机构、第二级行星齿轮机构、第一空心轴、第二空心轴和主轴；主轴支撑在支架，第二空心轴转动套装在主轴上，第一空心轴转动套装在第二空心轴上，绕线轮固装在第一空心轴；第一级行星齿轮机构包括固装在第二空心轴上第一太阳齿轮、三个第一行星齿轮和第一定轴齿圈，第一行星架固装在第一空心轴上，第一定轴齿圈固定在支架；第二级行星齿轮机构包括固装在主轴上的第二太阳齿轮、三个第二行星齿轮和与第二定轴齿圈，第二行星架固装在第二空心轴上，第二定轴齿圈固定在支架；主轴的两端分别安装有阻尼机构。

上述两种结构的刹车片在复位过程中并没有一定的导向机制，缓降过程中，连接块频繁做向心或离心运动，很容易发生卡死的现象，造成制动失效，存在停止或者无法刹车的风险。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种工况自适应式高层应急逃生装置，采用行星机构加速、离心块摩擦减速原理，实现逃生者随装置一起下降加速与离心块摩擦减速的动态平衡，并确保全程在0.5-1.5m/s范围内匀速下降，设计巧妙、操作方便、安全可靠、特别适用于无任何逃生知识和技能的人群高层应急逃生使用，具有很好的推广和使用价值。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种工况自适应式高层应急逃生装置，包括机架、安全绳索机构、行星加速机构、离心机构和摩擦减速机构，

所述机架包括机架板、螺杆和套管，所述机架板为两个，绳索导向机构和绳索缠绕筒位于两个机架板之间，两个机架板通过螺杆和套筒固定连接；

所述安全绳索机构包括绳索导向杆和绳索缠绕筒；

所述行星加速机构设置在绳索缠绕筒内，行星加速机构由外向内依次包括内齿圈、行星齿轮和中心齿轮，所述内齿圈固定设置在绳索缠绕筒的内壁，所述行星齿轮中心设置行星齿轮轴，所述行星齿轮轴的两端与机架板固定连接，行星齿轮与行星齿轮轴转动连接，所述中心齿轮的中心同轴设置中心齿轮轴，所述中心齿轮轴的两端通过轴套分别与两个机架板相连接，轴套与机架板固定连接，中心齿轮轴与轴套转动连接；

所述离心机构包括离心盘、第一离心块、第二离心块和拉伸弹簧，所述离心盘与中心齿轮轴同轴固定，所述第一离心块、第二离心块对称滑动设置在离心盘上，第一离心块、第二离心块均设置两个挂点，拉伸弹簧的两端与第一离心块、第二离心块上相对应的挂点相连接；

所述摩擦减速机构包括摩擦毂和摩擦片，所述摩擦毂与机架通过螺杆固定连接，摩擦片为两个，分别粘结在第一离心块、第二离心块的外侧。

进一步的，所述离心机构和摩擦减速机构搭配设计为两组，分别设置在行星加速机构的两侧。

进一步的，所述摩擦毂上设置多个散热孔，散热孔为斜向设置，散热孔从外端到内端的延伸方向与绳索缠绕筒的转动方向相反。

进一步的，所述绳索导向杆为两个，每个绳索导向杆的外壁均套设导向滑轮，两个导向滑轮的边缘相接触。

本发明的有益效果是：

1.本发明采用行星机构加速、离心块摩擦减速原理，实现逃生者随装置一起下降加速与离心块摩擦减速的动态平衡，并确保全程在0.5-1.5m/s范围内下降，其原理如下：

绳索缠绕筒外缠绕50-100m（根据需要选用）的钢丝绳索，在人身重力和钢丝绳索双向作用下绳索缠绕筒进行放绳并做旋转运动；放绳缓降时，内齿圈与绳索缠绕筒一起做旋转运动，行星齿轮轴与机架固定连接，行星齿轮在内齿圈作用下只能做旋转运动，在行星齿轮的作用下，中心齿轮轴旋转速度将达到数倍或者数十倍于绳索缠绕筒的旋转速度，实现对离心机构齿轮轴的加速功能；

离心机构的离心盘与中心齿轮轴通过键连接一起做旋转运动，每组离心机构又由两片离心块通过拉伸弹簧连接，离心块在离心盘的导向作用下做径向移动；

拉伸弹簧，若下降速度小于0.65m/s时，离心块的离心力小于弹簧拉力，离心块处于靠近离心盘的中心位置，摩擦片与摩擦毂分离，无减速作用；若下降速度大于0.65m/s时，离心块的离心力大于拉伸弹簧的拉力，离心块处于远离离心盘中心位置，摩擦片与摩擦毂接触，产生摩擦阻力，降低摩擦片的旋转速度，从而实现了降低离心块的旋转速度、降低中心齿轮轴的旋转速度、降低行星齿轮的旋转速度、降低绳索缠绕筒的旋转速度，也就实现了降低整个逃生装置的下降速度，并且达到一个动态的平衡状态，保证逃生人员在可控速度范围内匀速下降；

不同体重的人员使用时，下降速度均可保持在一个可靠的范围内，且结构美观整洁、安全系数高，达到了GB21976.1—2008《建筑火灾逃生避难器》标准要求。

2.经实际验证，离心机构和摩擦减速机构搭配设计为两组，分别设置在行星加速机构的两侧，起到了双重安全保护作用，特别在中高楼层放绳过程中，效果更好。

3.在离心块频繁的向心、离心运动过程中，摩擦片和摩擦毂之间摩擦生热，本发明在摩擦毂上设置多个散热孔，有效增加散热效率，而且散热孔为斜向设置，散热孔从外端到内端的延伸方向与绳索缠绕筒的转动方向相反，下降过程所产生的空气流动可用于对摩擦毂的散热，进一步增加本发明的散热效果。

4.绳索导向杆为两个，每个绳索导向杆的外壁均套设导向滑轮，两个导向滑轮的边缘相接触，本结构设计，采用导向滑轮代替绳索导向杆，可减少绳索的摩擦力，而且对绳索进行限位，预防摇摆的问题发生。

附图说明

图1为实施例一的结构示意图；

图2为实施例一绳索缠绕筒和摩擦毂的结构示意图；

图3为实施例一行星加速机构的结构示意图；

图4为实施例一离心机构和摩擦减速机构的结构示意图；

图5为实施例一离心盘的立体结构示意图；

图6为实施例二摩擦毂沿径向的剖面图；

图7为实施例三导向滑轮的结构示意图。

图中标号：1-机架板，2-绳索导向杆，3-绳索缠绕筒，4-螺杆，5-套管，6-内齿圈，7-行星齿轮，8-中心齿轮，9-行星齿轮轴，10-中心齿轮轴，11-轴套，12-离心盘，13-第一离心块，14-第二离心块，15-拉伸弹簧，16-挂点，17-摩擦毂，18-摩擦片，19-散热孔，20-导向滑轮。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。

实施例一

如图1至图5所示，本发明包括机架、安全绳索机构、行星加速机构、离心机构和摩擦减速机构；

机架包括机架板1、螺杆4和套管5，机架板为两个，绳索导向机构和绳索缠绕筒位于两个机架板之间，两个机架板通过螺杆和套筒固定连接；

安全绳索机构包括两个绳索导向杆2和一个绳索缠绕筒3，绳索缠绕筒3外缠绕安全绳索（图未示），安全绳索的自由端从两个绳索导向杆2之间穿过；

行星加速机构设置在绳索缠绕筒3内，行星加速机构由外向内依次包括内齿圈6、行星齿轮7和中心齿轮8，内齿圈6固定设置在绳索缠绕筒3的内壁，行星齿轮7中心设置行星齿轮轴9，行星齿轮轴9的两端与机架板1固定连接，行星齿轮7与行星齿轮轴9转动连接，中心齿轮8的中心同轴设置中心齿轮轴10，中心齿轮轴10的两端通过轴套11分别与两个机架板1相连接，轴套11与机架板1固定连接，中心齿轮轴10与轴套11转动连接；

离心机构包括离心盘12、第一离心块13、第二离心块14和拉伸弹簧15，离心盘12与中心齿轮轴10同轴固定，第一离心块13、第二离心块14对称滑动设置在离心盘12上，第一离心块13、第二离心块14均设置两个挂点16，拉伸弹簧15的两端与第一离心块13、第二离心块14上相对应的挂点16相连接；

摩擦减速机构包括摩擦毂17和摩擦片18，摩擦毂17与机架1通过螺杆4固定连接，摩擦片18为两个，分别粘结在第一离心块13、第二离心块14的外侧；

离心机构和摩擦减速机构搭配设计为两组，分别设置在行星加速机构的两侧。

实施例二

本实施例与实施例一的结构基本相同，不同的是：如图6所示，摩擦毂17上设置多个散热孔19，散热孔19为斜向设置，散热孔19从外端到内端的延伸方向与绳索缠绕筒的转动方向（箭头方向）相反。

实施例三

本实施例与实施例一的结构基本相同，不同的是：如图7所示，每个绳索导向杆2的外壁均套设导向滑轮20，两个导向滑轮20的边缘相接触，绳索位于两个导向滑轮20之间。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (2)

1.一种工况自适应式高层应急逃生装置，包括机架、安全绳索机构、行星加速机构、离心机构和摩擦减速机构，所述机架包括机架板、螺杆和套管，所述机架板为两个，绳索导向机构和绳索缠绕筒位于两个机架板之间，两个机架板通过螺杆和套筒固定连接；所述安全绳索机构包括绳索导向杆和绳索缠绕筒； 所述行星加速机构设置在绳索缠绕筒内，行星加速机构由外向内依次包括内齿圈、行星齿轮和中心齿轮，所述内齿圈固定设置在绳索缠绕筒的内壁，所述行星齿轮中心设置行星齿轮轴，所述行星齿轮轴的两端与机架板固定连接，行星齿轮与行星齿轮轴转动连接，所述中心齿轮的中心同轴设置中心齿轮轴，所述中心齿轮轴的两端通过轴套分别与两个机架板相连接，轴套与机架板固定连接，中心齿轮轴与轴套转动连接，其特征在于：所述离心机构包括离心盘、第一离心块、第二离心块和拉伸弹簧，所述离心盘与中心齿轮轴同轴固定，所述第一离心块、第二离心块对称滑动设置在离心盘上，第一离心块、第二离心块均设置两个挂点，拉伸弹簧的两端与第一离心块、第二离心块上相对应的挂点相连接；所述摩擦减速机构包括摩擦毂和摩擦片，所述摩擦毂与机架通过螺杆固定连接，摩擦片为两个，分别粘结在第一离心块、第二离心块的外侧，所述摩擦毂上设置多个散热孔，散热孔为斜向设置，散热孔从外端到内端的延伸方向与绳索缠绕筒的转动方向相反。

2.根据权利要求1所述的一种工况自适应式高层应急逃生装置，其特征在于：所述离心机构和摩擦减速机构搭配设计为两组，分别设置在行星加速机构的两侧。

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