CN110589700B - 一种安全速降装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及救援逃生装置技术领域，具体公开了一种安全速降装置，包括包括外壳、中心轴、卷筒和卷绕在卷筒上的牵引绳，其中中心轴可转动地设置于外壳内，卷筒可转动地设置于中心轴上；中心轴上设有与卷筒连接的减速机构，用于卷筒与中心轴之间的减速传动；中心轴上设有限速机构和回收机构，限速机构用于对中心轴进行制动，回收机构用于对牵引绳进行回收。本发明可实现更为安全、稳定的制动效果，以及牵引绳的快速自动回收，并且本发明结构简单、体积较小，无需占用过多空间资源，适用性较好。

Description

一种安全速降装置

技术领域

本发明涉及救援逃生装置技术领域，具体涉及一种安全速降装置，用于高层楼宇因发生火灾等事故时的安全逃生。

背景技术

近年来，高层楼宇的灾难性事件频发，给人们的生命财产安全造成巨大威胁，例如地震、火灾等。在灾难发生时，安全速降装置可以使人员从高楼迅速撤离到地面，从而获得救援。但是目前高层楼宇的安全速降装置大多存在以下问题：一是体积较大、结构复杂，占用空间较大，并且需要依靠电力能源工作，然而在灾难性事件发生时电力无法保证；二是制动效果差，无法保证人员速降过程中的下降速度，存在安全隐患；三是速降的绳索回收速度慢，同一装置的救援逃生效率低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种安全速降装置，旨在解决背景技术中提出的技术问题。

为达成上述目的，本发明提供如下技术方案：一种安全速降装置，包括外壳、中心轴、卷筒和卷绕在卷筒上的牵引绳，所述中心轴可转动地设置于外壳内，所述卷筒可转动地设置于中心轴上；所述中心轴上设有与卷筒连接的减速机构，所述减速机构用于卷筒与中心轴之间的减速传动；所述中心轴上设有限速机构和回收机构，所述限速机构用于对中心轴进行制动，所述回收机构用于对牵引绳进行回收。

进一步的设置在于，所述减速机构包括中心太阳轮、外圈太阳轮、若干个行星轮和行星轮轴，所述中心太阳轮固定设置于中心轴上，所述外圈太阳轮固定设置于外壳上并与中心太阳轮同心设置，所述行星轮设置于外圈太阳轮与中心太阳轮之间并分别与外圈太阳轮与中心太阳轮啮合，所述行星轮轴固定设置于卷筒上，使得所述卷筒转动时带动行星轮绕中心太阳轮转动。

进一步的设置在于，所述减速机构的传动比为20比1，即卷筒转动20圈带动中心太阳轮转动1圈。

进一步的设置在于，所述行星轮轴贯穿设置于卷筒上，所述卷筒远离行星轮的一侧设有行星轮轴固定盘，所述行星轮轴通过行星轮轴固定盘固定在卷筒上；所述中心太阳轮靠近卷筒的一侧设置有行星轮托架，用于对行星轮进行限位。

进一步的设置在于，所述限速机构包括第一级限速装置和第二级限速装置；所述第一级限速装置和第二级限速装置分别包括内摩擦片固定盘、限速外摩擦片和若干个均匀分布在内摩擦片固定盘边缘的限速内摩擦片，所述限速内摩擦片通过固定销可转动地设置于内摩擦片固定盘上，所述限速内摩擦片与内摩擦片固定盘间沿径向连接有拉伸弹簧；所述限速外摩擦片为环状，固定设置于外壳上并与限速内摩擦片相对应；所述第一级限速装置的内摩擦片固定盘的内圈设置于行星轮轴固定盘外；所述中心轴上设置有钢圈，所述第二级限速装置的内摩擦片固定盘的内圈固定设置于钢圈外。

上述限速机构中，第一级限速装置随卷筒一起转动，第二级限速装置随中心轴一起转动，当转速超过临界值时，离心力使拉伸弹簧拉伸到一定长度，限速内摩擦片绕固定销转动并以一定压力与限速外摩擦片的内表面接触产生摩擦阻力，从而实现制动效果；转速越高，离心力越大，拉伸弹簧拉伸的长度越长，内外摩擦片之间的滑动摩擦阻力越大，限制转速的增加。

进一步的设置在于，所述第一级限速装置的内摩擦片固定盘与行星轮轴固定盘之间设有第一单向轴承；所述钢圈通过第二单向轴承可单向转动地设置在中心轴上；所述第一单向轴承的可转动方向与卷筒释放牵引绳时的转动方向相同，所述第二单向轴承的可转动方向与卷筒释放牵引绳时中心轴的转动方向相同。当卷筒转动释放牵引绳时，卷筒带动第一级限速装置转动，卷筒通过减速机构带动中心轴转动，中心轴带动钢圈以及安装在钢圈上的第二限速装置转动；当对牵引绳进行回收时，卷筒反向转动，此时第一单向轴承和第二单向轴承内圈转动，但外圈不动，所以回收时两级限速装置均不工作，不会影响回收机构的运行。

进一步的设置在于，所述回收机构包括发条转盘和卷簧，所述发条转盘固定设置于中心轴上，所述卷簧一端固定在发条转盘上，并使得卷簧卷绕在发条转盘表面，另一端通过一根转轴固定在外壳上。卷簧在弹性变形恢复力的作用下拉动发条转盘旋转，带动中心轴反向转动，此时减速机构变成加速装置，带动卷筒反向飞速转动，从而使牵引绳快速缠绕至卷筒上，完成牵引绳的回收工作。

进一步的设置在于，所述卷筒通过滚珠轴承可转动地设置于中心轴上，所述中心轴表面设有椭圆仿形凹槽，所述滚珠轴承内圈的内表面嵌设有与椭圆仿形凹槽相匹配的滚珠，使得卷筒转动时在中心轴上沿轴向左右移动。在牵引绳的回收过程中，卷筒转动的同时在中心轴上沿轴线左右移动，可使牵引绳往复均匀地缠绕在卷筒上；在牵引绳释放过程中，也可保证牵引绳的位置保持不变，避免速降过程中出现晃动。

进一步的设置在于，所述中心轴两端通过滚针轴承可转动地设置于外壳内。

进一步的设置在于，所述牵引绳为钢丝绳。

本发明与现有技术相对比，其有益效果在于：

1.本发明提供的一种安全速降装置，其结构简单、体积较小，无需占用过多空间资源，并且采用纯机械结构，不需使用电力，适用性较强。

2.本发明采用两级限速的方式实现速降过程中的制动，当其中一级限速失效后，另一级限速启动，使得速降更为安全、稳定；并且人体下降的速度越高，卷筒和中心轴转动的速度越快，两级限速装置的离心力也越大，制动效果就越强，使得速降的速度维持在相对匀速的安全范围内。

3.本发明配备有快速回收机构，当人员安全落地后，松开牵引绳，即可由回收机构将牵引绳快速收回，以便高层楼宇中下一个人进行逃生，提高了本发明的救援效率；并且在回收过程中两级限速机构不会工作，有助于提高回收机构的回收效率。

附图说明

图1是本发明的整体结构爆炸图(未显示外壳)。

图2是本发明的整体结构立体图(未显示外壳)。

图3是本发明中限速装置的结构示意图。

图4是本发明中限速装置的爆炸图。

图5是本发明中中心轴上椭圆仿形凹槽的结构示意图。

图中：1、中心轴；2、滚针轴承；3、卷筒；4、滚珠轴承；5、中心太阳轮；6、外圈太阳轮；7、行星轮；8、行星轮轴；9、行星轮托架；10、行星轮轴固定盘；11、第一级限速装置；12、第二级限速装置；13、第一单向轴承；14、第二单向轴承；15、钢圈；16、发条转盘；17、卷簧；18、椭圆仿形凹槽；19、内摩擦片固定盘；20、限速内摩擦片；21、限速外摩擦片；22、固定销；23、拉伸弹簧。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面通过实施例并结合附图，对本发明作进一步具体的说明。

实施例：一种安全速降装置，如图1-5所示，包括外壳(图中未显示)、中心轴1、卷筒3、卷绕在卷筒3上的牵引绳(图中未显示)、减速机构、限速机构和回收机构。

其中中心轴1两端通过滚针轴承2可转动地设置于外壳内，卷筒3通过滚珠轴承4可转动地设置于中心轴1上，中心轴1表面设有椭圆仿形凹槽18，滚珠轴承4内圈的内表面嵌设有与椭圆仿形凹槽18相匹配的滚珠，使得卷筒3转动时在中心轴1上沿轴向左右移动，保证人体在速降时重力牵引力垂直中心线的位置保持不变，避免下降过程中牵引绳出现晃动，并且在牵引绳回收时可往复均匀缠绕在卷筒3上。

本实施例中牵引绳采用钢丝绳，在本发明的其它实施例中也可以是其它材质的绳索。

减速机构包括中心太阳轮5、外圈太阳轮6、三个行星轮7和分别与每个行星轮7对应的行星轮轴8，中心太阳轮5固定设置于中心轴1上，外圈太阳轮6固定设置于外壳上并与中心太阳轮5同心设置，三个行星轮7设置于外圈太阳轮6与中心太阳轮5之间并分别与外圈太阳轮6与中心太阳轮5啮合，行星轮轴8贯穿设置于卷筒3上，卷筒3远离行星轮7的一侧设有行星轮轴固定盘10，用于将行星轮轴8固定在卷筒3上，中心太阳轮5靠近卷筒3的一侧设置有行星轮托架9，用于对行星轮7进行限位。

上述减速机构中，减速机构的传动比为20比1。在速降过程中，卷绕在卷筒3上的牵引绳在人体重力的牵引下带动卷筒3加速旋转，卷筒3通过行星轮轴8带动行星轮7绕中心太阳轮5转动，从而带动中心轴1转动；卷筒3转动20圈，中心轴1随之转动1圈。

本实施例中，限速机构由两级限速装置组成，分别为第一级限速装置11和第二级限速装置12，两级限速装置的结构相同，分别包括内摩擦片固定盘19、限速外摩擦片21和多个均匀分布在内摩擦片固定盘19边缘的限速内摩擦片20，限速内摩擦片20通过固定销22可转动地设置于内摩擦片固定盘19内，限速内摩擦片20与内摩擦片固定盘19间沿径向连接有拉伸弹簧23；限速外摩擦片21为环状，固定设置于外壳上并与限速内摩擦片20相对应。

当转速超过限速装置的临界值时，离心力使拉伸弹簧23拉伸到一定长度，限速内摩擦片20绕固定销22转动并以一定压力与限速外摩擦片21的内表面接触产生摩擦阻力，从而实现制动效果；转速越高，离心力越大，拉伸弹簧23拉伸的长度越长，内外摩擦片之间的滑动摩擦阻力越大，限制转速的增加。改变拉伸弹簧23的倔强系数与长度可以改变限速范围，故两级限速装置中所安装的拉伸弹簧23的倔强系数和长度不同。

第一级限速装置11的内摩擦片固定盘19的内圈通过第一单向轴承13设置于行星轮轴固定盘10外，第一单向轴承13的可转动方向与卷筒3释放牵引绳时卷筒3的转动方向相同。当卷筒3释放牵引绳时，第一级限速装置11随卷筒3一起转动。本实施例中，当人体下降速度达到1.9m/s时，第一级限速装置11开始工作，并随转速升高而加大，滑动摩擦阻力愈大，限制转速增加。

中心轴1上设置有第二单向轴承14，第二单向轴承14外设置有钢圈15，使得钢圈15通过第二单向轴承14可单向转动地设置在中心轴1上，第二单向轴承14的可转动方向与卷筒3释放牵引绳时中心轴1的转动方向相同。第二级限速装置12的内摩擦片固定盘19的内圈固定设置于钢圈15外，当卷筒3释放牵引绳时，第二级限速装置12随中心轴1一起转动。本实施例中，在第一级限速装置11摩擦失效的情况下，人体下降速度提高至2.2m/s时，第二级限速装置12开始工作，产生刹车效果，使中心轴1产生降速趋势，此时行星减速机构的行星轮7处于加速状态，而中心太阳轮5处于减速状态，二者转向相反，第二级限速装置12的减速趋势通过齿轮咬合的转速固定比使行星轮7转速下降，形成转速闭环负反馈，从而达到在一定范围内相对匀速的安全速降效果。

回收机构包括发条转盘16和卷簧17，发条转盘16固定设置于中心轴1上，卷簧17一端固定在发条转盘16上，并使得卷簧17卷绕在发条转盘16表面，另一端卷绕在一根转轴上，转轴固定在外壳上。在人体速降时，发条转盘16随中心轴1转动，将卷簧17卷绕在发条转盘16表面，卷簧17的弹力可吸收部分人体势能。当人员安全落地后，松开牵引绳，卷簧17在弹性变形恢复力作用下拉动发条转盘16反向转动，带动中心轴1反向转动，此时第一单向轴承13与卷筒3存在相对运动，第二单向轴承14与中心轴1存在相对运动，即两个单向轴承的内圈转动而外圈不动，故两级限速装置均不工作；中心轴1带动中心太阳轮5反向转动，此时行星减速机构变成加速装置，促使卷筒3反向飞速转动，与此同时卷筒3沿中心轴1轴向左右移动，从而将牵引绳快速均匀地卷绕在卷筒3上，完成牵引绳的回收工作，以便高层楼宇中下一个人进行逃生。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种安全速降装置，其特征在于：包括外壳、中心轴、卷筒和卷绕在卷筒上的牵引绳，所述中心轴可转动地设置于外壳内，所述卷筒可转动地设置于中心轴上，所述牵引绳为钢丝绳；

所述中心轴上设有与卷筒连接的减速机构，所述减速机构用于卷筒与中心轴之间的减速传动；

所述中心轴上设有限速机构和回收机构，所述限速机构用于对中心轴进行制动，所述回收机构用于对牵引绳进行回收；

所述减速机构包括中心太阳轮、外圈太阳轮、若干个行星轮和行星轮轴，所述中心太阳轮固定设置于中心轴上，所述外圈太阳轮固定设置于外壳上并与中心太阳轮同心设置，所述行星轮设置于外圈太阳轮与中心太阳轮之间并分别与外圈太阳轮与中心太阳轮啮合，所述行星轮轴固定设置于卷筒上，使得所述卷筒转动时带动行星轮绕中心太阳轮转动；

所述行星轮轴贯穿设置于卷筒上，所述卷筒远离行星轮的一侧设有行星轮轴固定盘，所述行星轮轴通过行星轮轴固定盘固定在卷筒上；所述中心太阳轮靠近卷筒的一侧设置有行星轮托架，用于对行星轮进行限位；

所述限速机构包括第一级限速装置和第二级限速装置；

所述第一级限速装置和第二级限速装置分别包括内摩擦片固定盘、限速外摩擦片和若干个均匀分布在内摩擦片固定盘边缘的限速内摩擦片，所述限速内摩擦片通过固定销可转动地设置于内摩擦片固定盘上，所述限速内摩擦片与内摩擦片固定盘间沿径向连接有拉伸弹簧；所述限速外摩擦片为环状，固定设置于外壳上并与限速内摩擦片相对应；

所述第一级限速装置的内摩擦片固定盘的内圈设置于行星轮轴固定盘外；

所述中心轴上设置有钢圈，所述第二级限速装置的内摩擦片固定盘的内圈固定设置于钢圈外；

所述第一级限速装置的内摩擦片固定盘与行星轮轴固定盘之间设有第一单向轴承；所述钢圈通过第二单向轴承可单向转动地设置在中心轴上；所述第一单向轴承的可转动方向与卷筒释放牵引绳时卷筒的转动方向相同，所述第二单向轴承的可转动方向与卷筒释放牵引绳时中心轴的转动方向相同。

2.根据权利要求1所述的一种安全速降装置，其特征在于：所述减速机构的传动比为20比1。

3.根据权利要求1所述的一种安全速降装置，其特征在于：所述回收机构包括发条转盘和卷簧，所述发条转盘固定设置于中心轴上，所述卷簧一端固定在发条转盘上，并使得卷簧卷绕在发条转盘表面，另一端通过一根转轴固定在外壳上。

4.根据权利要求1所述的一种安全速降装置，其特征在于：所述卷筒通过滚珠轴承可转动地设置于中心轴上，所述中心轴表面设有椭圆仿形凹槽，所述滚珠轴承的内圈的内表面嵌设有与椭圆仿形凹槽相匹配的滚珠，使得卷筒转动时在中心轴上沿轴向左右移动。

5.根据权利要求1所述的一种安全速降装置，其特征在于：所述中心轴两端通过滚针轴承可转动地设置于外壳内。