RU2150980C1 - Rescue apparatus for evacuating people from high-rise objects - Google Patents
Rescue apparatus for evacuating people from high-rise objects Download PDFInfo
- Publication number
- RU2150980C1 RU2150980C1 RU99117225/12A RU99117225A RU2150980C1 RU 2150980 C1 RU2150980 C1 RU 2150980C1 RU 99117225/12 A RU99117225/12 A RU 99117225/12A RU 99117225 A RU99117225 A RU 99117225A RU 2150980 C1 RU2150980 C1 RU 2150980C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- elastic
- shell
- cover
- rescue device
- rescue
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Emergency Lowering Means (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к спасательным устройствам, применяемым для приема прыгающих или падающих с высоты людей при чрезвычайных ситуациях в зданиях и сооружениях, преимущественно для аварийной эвакуации людей из верхних этажей горящих зданий. The invention relates to rescue devices used to receive people jumping or falling from a height during emergencies in buildings and structures, mainly for emergency evacuation of people from the upper floors of burning buildings.
Пожары в зданиях повышенной этажности в большинстве случаев сопровождаются большими человеческими жертвами. Поэтому во всех странах уделяется значительное внимание разработке новейших стационарных и передвижных средств экстренной эвакуации людей из многоэтажных зданий. Fires in high-rise buildings in most cases are accompanied by large casualties. Therefore, considerable attention is paid in all countries to the development of the latest stationary and mobile means of emergency evacuation of people from high-rise buildings.
Одними из таких средств, разработанных и внедренных в практическую деятельность пожарной охраны являются амортизирующие воздушные подушки. One of these tools developed and implemented in the practice of the fire brigade is shock-absorbing airbags.
Сущность спасения заключается в следующем. Подушки, выполненные из эластичного материала, доставляются к месту пожара, выкладываются вблизи стен и подключаются к источнику сжатого воздуха. В течение 40 - 60 с происходит наполнение подушки воздухом и она приобретает рабочую форму. The essence of salvation is as follows. Pillows made of elastic material are delivered to the place of fire, laid out near the walls and connected to a source of compressed air. Within 40-60 seconds, the pillow is filled with air and it takes on a working form.
При падении человека на подушку происходит прогиб верхней амортизирующей мембраны и за счет этого плавно гасится кинетическая энергия, приобретенная телом человека в процессе его свободного падения с высоты. После схода человека с подушки она в течение 10 - 15 с приводится в первоначальную готовность. When a person falls on a pillow, a deflection of the upper shock-absorbing membrane occurs and due to this, the kinetic energy acquired by the human body during its free fall from a height is smoothly extinguished. After a person leaves the pillow, it is brought back to initial readiness within 10-15 s.
Предмет предлагаемого изобретения относится к типу амортизирующих воздушных подушек, которые принимают рабочую форму за счет наполнения сжатым воздухом надувного пневмокаркаса, расположенного внутри подушки. Прогиб мембраны у таких подушек происходит частично за счет упругой деформации каркаса, наполненного сжатым воздухом, частично - за счет деформации самой подушки, сопровождаемой дозированным выпуском воздуха из нее через воздухопропускные калиброванные отверстия. Устройство должно обеспечивать такой режим амортизации, чтобы перегрузка, действующая на человека, не превышала допустимой величины. The subject of the invention relates to a type of shock-absorbing air cushions that take on a working form by filling with compressed air an inflatable pneumoframe located inside the cushion. The deflection of the membrane in such pillows occurs partly due to the elastic deformation of the frame filled with compressed air, partly due to the deformation of the pillow itself, accompanied by a metered release of air from it through calibrated air holes. The device must provide such a mode of depreciation that the overload acting on a person does not exceed the permissible value.
Основными учитываемыми факторами, определяющими эффективную эксплуатацию подушек и правильный выбор параметров, являются величина и длительность действия перегрузки, возникающей при падении, степень и характер прогиба амортизирующей мембраны, при которых исключался бы удар человека о землю и выброс его вверх после падения на подушку. Имеют значение также размеры и масса подушки, скорость приведения ее в рабочее состояние, устойчивость от опрокидывания и др. The main factors taken into account that determine the effective operation of the pillows and the correct choice of parameters are the magnitude and duration of the overload that occurs when falling, the degree and nature of the deflection of the shock-absorbing membrane, in which a person would not be struck on the ground and thrown up after falling on the pillow. The dimensions and mass of the pillow, the speed of bringing it into working condition, the stability against capsizing, etc. are also important.
Значение параметров для конкретного варианта использования спасательного устройства зависит от технических решений, принимаемых при создании подушек. Так, величина и длительность действия перегрузки, возникающей при падении, зависит от величины прогиба амортизирующей мембраны и уменьшения скорости ее движения на различных фазах прогиба. Степень и характер прогиба амортизирующей мембраны зависит от размеров мембраны, объема и давления воздуха в каркасе и подушке, скорости выхода его через калиброванные отверстия, наличия дополнительных устройств, препятствующих прогибу. Скорость приведения подушки в рабочее состояние зависит от скорости наполнения каркаса сжатым воздухом и определяется главным образом его объемом и производительностью средств для наполнения. Устойчивость подушки от опрокидывания зависит от соотношения ее габаритных размеров. Большинство параметров подушки взаимосвязаны и изменение одних приводит к улучшению или ухудшению других. The value of the parameters for a particular use case of the rescue device depends on the technical decisions made when creating the pillows. So, the magnitude and duration of the overload that occurs during a fall depends on the magnitude of the deflection of the shock-absorbing membrane and the decrease in its speed of movement at different phases of the deflection. The degree and nature of the deflection of the shock-absorbing membrane depends on the size of the membrane, the volume and pressure of air in the frame and cushion, its exit speed through calibrated holes, the presence of additional devices that prevent deflection. The speed of bringing the pillow into working condition depends on the speed of filling the frame with compressed air and is mainly determined by its volume and productivity of the means for filling. The stability of the pillow from tipping over depends on the ratio of its overall dimensions. Most pillow parameters are interrelated and changing some leads to an improvement or deterioration of others.
Поскольку разработка универсального спасательного устройства, эффективного для всех возможных в практике случаев эксплуатации, представляет значительные трудности и вряд ли целесообразна, то проектировщики и изготовители пошли по пути создания набора разнообразных спасательных средств, решающих частные задачи спасения. Since the development of a universal rescue device that is effective for all possible operational cases in practice presents significant difficulties and is hardly feasible, the designers and manufacturers took the path of creating a set of diverse rescue tools that solve particular rescue tasks.
Известно, например, по а. с. 373006, МПК A 62 B 1/22 "Устройство для спасения выпрыгивающих из горящих зданий". Устройство представляет собой пневматическую камеру, образованную торообразным надувным каркасом, натянутыми на нем сверху амортизирующей мембраной и снизу - днищем с расположенными на нем клапанами для дозированного выпуска воздуха. Управлять гашением скорости при падении спасаемого на амортизирующую мембрану позволяет упругое вращение корпуса баллона, натяжение мембраны, степень наполнения баллона сжатым воздухом, что позволяет в известных пределах регулировать натяжение мембраны. It is known, for example, by a. with. 373006, IPC A 62 B 1/22 "Device for the rescue of jumping from burning buildings." The device is a pneumatic chamber formed by a toroidal inflatable cage, tensioned on top of it with a shock-absorbing membrane and bottom - bottom with valves located on it for dosed air release. Elastic rotation of the cylinder body, the tension of the membrane, the degree of filling of the cylinder with compressed air allows the speed quenching when the rescue falls to the shock-absorbing membrane, which allows the membrane tension to be regulated within certain limits.
Устройство имеет тот недостаток, что объем каркаса в нем составляет значительную часть от общего объема камеры. При этом прогиб мембраны устройства происходит главным образом за счет упругой деформации каркаса и дозированный выпуск из подмембранного пространства небольшого объема воздуха не оказывает существенного влияния на характер прогиба. Это приводит к повышению перегрузки при падении и выбросу спасаемого при упругом восстановлении каркаса устройства. Кроме того, требуется много времени для наполнения каркаса воздухом и, следовательно, приведения устройства в рабочее положение. Увеличение относительного объема подмембранного пространства за счет увеличения ширины устройства снижает допустимую нагрузку на мембрану, при которой она прогибается до дна устройства. Это ограничивает возможность применения устройства для приема спасаемых с больших высот во избежание удара спасаемого о землю. Также в этом случае увеличился бы объем каркаса, время его наполнения, масса и габаритные размеры устройства. The device has the disadvantage that the volume of the frame in it is a significant part of the total volume of the camera. In this case, the deflection of the membrane of the device occurs mainly due to the elastic deformation of the frame and the dosed release of a small volume of air from the submembrane space does not significantly affect the nature of the deflection. This leads to an increase in overload during the fall and ejection of the device frame rescued by elastic restoration. In addition, it takes a lot of time to fill the frame with air and, therefore, bring the device into working position. An increase in the relative volume of the submembrane space by increasing the width of the device reduces the allowable load on the membrane, at which it bends to the bottom of the device. This limits the possibility of using the device for receiving rescued from high altitudes in order to avoid the impact of the rescued on the ground. Also, in this case, the volume of the frame, the time of its filling, the weight and overall dimensions of the device would increase.
Известен также по патенту ФРГ N 3838994, МПК A 62 B 1/22 "Аппарат для спасения при прыжке". Аппарат оборудован образованной из надувных рукавов, имеющей каркасную конструкцию опорой, которая снабжена прочной на растяжение тканью, а сбоку и снизу - чехлом. Чехол имеет несколько отверстий для прохода воздуха. Диаметр отверстий составляет 40 - 80 мм, преимущественно 60 мм, и на каждый кубометр воздуха предусмотрено 4-7 отверстий, преимущественно 5,5. Аппарат в плане имеет форму многогранника, в частности прямоугольника или квадрата. В углах расположены примерно вертикальные шлангообразные стойки в качестве составных частей опоры, соединенные с верхним и нижним основаниями каркаса многогранника. Согласно фиг. 1, приведенной в патенте, в средней части по высоте аппарата внутри него расположена дополнительная горизонтальная мембрана. Also known by the patent of Germany N 3838994, IPC A 62 B 1/22 "apparatus for rescue when jumping". The device is equipped with a support formed from inflatable sleeves, having a frame structure, which is equipped with a tensile fabric, and a cover on the side and bottom. The case has several holes for air passage. The diameter of the holes is 40 - 80 mm, mainly 60 mm, and for each cubic meter of air there are 4-7 holes, mainly 5.5. The device in plan has the shape of a polyhedron, in particular a rectangle or square. In the corners are located approximately vertical hose-shaped posts as components of the support, connected to the upper and lower bases of the polyhedron frame. According to FIG. 1, shown in the patent, in the middle part along the height of the apparatus inside it there is an additional horizontal membrane.
Прогиб амортизирующей мембраны аппарата происходит главным образом за счет сжатия объема воздуха в чехле, сопровождающегося дозированным выпуском его через воздухопропускные отверстия, а опора служит для возвращения чехла в исходное положение после прыжка. The deflection of the cushioning membrane of the apparatus occurs mainly due to the compression of the air volume in the cover, accompanied by a metered release of it through the air inlets, and the support serves to return the cover to its original position after the jump.
Недостатком является то, что при оптимальном для аппарата соотношении габаритных размеров, объема, площади отверстий для выпуска воздуха, расположении дополнительной горизонтальной мембраны величина прогиба амортизирующей мембраны в значительной степени зависит от веса падающего человека и высоты падения. При этом для человека с большим весом должна быть ограничена высота, с которой возможно осуществлять прием человека на аппарат при падении из-за опасности прогиба мембраны до дна аппарата и удара человека о землю. The disadvantage is that when the ratio of overall dimensions, volume, area of the air outlet openings, the location of the additional horizontal membrane is optimal for the apparatus, the amount of deflection of the shock-absorbing membrane largely depends on the weight of the falling person and the height of the fall. At the same time, for a person with a large weight, the height at which it is possible to receive a person onto the apparatus when falling due to the danger of deflection of the membrane to the bottom of the apparatus and the impact of a person on the ground should be limited.
Уменьшение прогиба мембраны за счет уменьшения размеров отверстий в чехле и сокращения при этом объема выпускаемого воздуха увеличивает его давление в подмембранном пространстве и приводит к подбросу человека после падения. Кроме того, увеличивается перегрузка при падении на аппарат человека. Reducing the deflection of the membrane by reducing the size of the holes in the case and reducing the volume of air released increases its pressure in the submembrane space and leads to the person tossing after falling. In addition, the overload increases when a person falls on the apparatus.
Прототипом предлагаемого решения является "Спасательное устройство" по патенту ФРГ N 3516676, МПК A 62 B 1/22. Устройство включает в себя гибкое, прочное на растяжение натянутое полотно, под которым находится опора из надувных шлангов, образующих надувной каркас, включающий верхнее и нижнее основания многогранника и соединяющие их стойки, заключенная в гибкий чехол. При этом опора под действием прыжка упруго деформируется и возвращает затем чехол с поверхностью для прыжка в первоначальное положение. Чехол снабжен одним или несколькими воздухопропускными отверстиями, дросселирующими поток воздуха. The prototype of the proposed solution is the "Rescue device" according to the patent of Germany N 3516676, IPC A 62 B 1/22. The device includes a flexible, tensile stretched fabric, under which there is a support of inflatable hoses forming an inflatable frame, including the upper and lower bases of the polyhedron and the racks connecting them, enclosed in a flexible case. In this case, the support under the action of the jump elastically deforms and then returns the cover with the surface for the jump to its original position. The cover is provided with one or more air passage openings that restrict the air flow.
В отличие от конструкции аппарата по патенту ФРГ N 3838994 согласно варианту, изображенному на фиг. 2, в центральной части по высоте устройства вместо дополнительной горизонтальной мембраны расположены дополнительные горизонтальные эластичные стяжки, расходящиеся лучами от центра устройства к соответствующим стойкам и выполняющие ту же роль, что и дополнительная горизонтальная мембрана. In contrast to the design of the apparatus of the Federal Republic of Germany patent N 3838994 according to the embodiment depicted in FIG. 2, in the central part along the height of the device, instead of an additional horizontal membrane, additional horizontal elastic ties are located, diverging in rays from the center of the device to the respective posts and performing the same role as the additional horizontal membrane.
По сравнению с аппаратом для спасения при прыжке по патенту N 3838994 устройство имеет меньшую материалоемкость и массу, обладает более простой в изготовлении конструкцией, но вместе с тем сохраняет все недостатки аппарата. Compared with the jump rescue apparatus according to patent No. 3838994, the device has less material consumption and mass, has a simpler construction to manufacture, but at the same time retains all the disadvantages of the apparatus.
Техническая задача, решаемая предлагаемым изобретением, заключается в устранении недостатков прототипа, в расширении диапазона разнообразных конструкций спасательных средств и создании эффективного спасательного устройства для приема эвакуируемых людей с объектов высотой до 30 метров, обеспечивающего безопасный спуск человека, например при пожарах, за счет такого режима амортизации, при котором перегрузки, действующие на человека, не превышали бы допустимой величины при минимальной высоте отскока и вероятности выброса спасаемого после падения его на амортизирующую мембрану независимо от веса спасаемого. Кроме того, спасательное устройство должно обладать повышенным быстродействием с минимальным временем подготовки его к работе, иметь возможность подвести его основание максимально близко к месторасположению спасаемого человека для совершения на него прыжка даже при ограниченной площади перед стеной здания, а гашение скорости падения должно происходить на оптимальном пути торможения даже при приеме спасаемого с высот от 20 до 30 метров. При этом за счет управляемой жесткости пневматического каркаса и всего устройства приземляющийся на амортизирующую мембрану человек в любом случае должен направляться к ее центру. The technical problem solved by the present invention is to eliminate the disadvantages of the prototype, to expand the range of various designs of rescue equipment and to create an effective rescue device for receiving evacuated people from objects up to 30 meters high, ensuring a safe descent of a person, for example, in case of fires, due to such a mode of depreciation in which the overload acting on a person would not exceed the permissible value with a minimum height of the rebound and the probability of the escape of after it falls on the shock-absorbing membrane, regardless of the weight of the rescued. In addition, the rescue device must have increased speed with a minimum time to prepare it for work, be able to bring its base as close as possible to the position of the rescued person to jump on it even with a limited area in front of the building’s wall, and the damping of the fall speed should take place on the optimal path braking even when receiving rescue from heights of 20 to 30 meters. At the same time, due to the controlled stiffness of the pneumatic frame and the entire device, a person landing on a shock-absorbing membrane must in any case be directed to its center.
Технический результат достигается тем, что в известном спасательном устройстве для эвакуируемых людей с высотных объектов, состоящем из пневматического каркаса из эластичных труб, образующих контуры верхнего и нижнего оснований пневмокаркаса, соединенные рядом стоек из эластичных труб и охватывающей пневмокаркас гибкой прочной на растяжение натянутой оболочки-чехла с верхней горизонтальной амортизирующей мембраной и воздухопропускными отверстиями на боковой части оболочки-чехла, дросселирующими поток воздуха, причем под оболочкой-чехлом в центральной части по высоте устройства расположены дополнительные эластичные стяжки, расходящиеся лучами от центра спасательного устройства и присоединенные к соответствующим стойкам по направлению лучей, согласно изобретению к дополнительным эластичным стяжкам в центральной части прикреплено донышко внутренней эластичной емкости стаканообразной формы, открытая часть ее по кромке периметра негерметично соединена с днищем оболочки-чехла спасательного устройства. The technical result is achieved by the fact that in the known rescue device for evacuated people from high-altitude objects, consisting of a pneumatic frame of elastic pipes forming the contours of the upper and lower bases of the pneumatic frame, connected by a number of pillars of elastic pipes and surrounding the pneumatic frame with a flexible tensile sheath-sheathed cover with an upper horizontal shock-absorbing membrane and air passage holes on the side of the shell-cover, throttling the air flow, and under the shell -the cover in the central part along the height of the device contains additional elastic ties, diverging by rays from the center of the rescue device and attached to the respective struts in the direction of the rays, according to the invention, the bottom of the inner elastic container of a glass-like shape is attached to the additional elastic ties in the central part, its open part along the edge perimeter is not tightly connected to the bottom of the shell-cover of the rescue device.
Открытая часть внутренней эластичной емкости соединена с днищем оболочки-чехла с помощью гибких связей. The open part of the inner elastic tank is connected to the bottom of the shell-cover using flexible connections.
Контуры верхнего и нижнего оснований пневмокаркаса выполнены в виде правильного восьмиугольника. The contours of the upper and lower bases of the pneumoframe are made in the form of a regular octagon.
Донышко внутренней эластичной емкости выполнено в виде правильного восьмиугольника и прикреплено к эластичным стяжкам с разворотом в горизонтальной плоскости на угол α = 22,5o относительно контура верхнего и нижнего оснований пневнокаркаса устройства.The bottom of the inner elastic container is made in the form of a regular octagon and is attached to elastic screeds with a turn in the horizontal plane at an angle α = 22.5 o relative to the contour of the upper and lower bases of the pneumatic frame of the device.
Основные размерные параметры устройства выбраны из соблюдения следующих соотношений: S1 : S2 = (25 - 35) : 1; V1 : V2 = (50 - 70) : 1; S1 : Sотв = (15 - 25) : 1; S1 : Sс = (30 - 40) : 1,
где S1 - площадь верхней горизонтальной амортизирующей мембраны, м2;
S2 - площадь донышка внутренней эластичной емкости, м2;
V1 - внутренний объем наружной оболочки-чехла, м3;
V2 - внутренний объем внутренней эластичной емкости, м3;
Sотв - площадь сечения всех воздухопропускных отверстий, м3;
Sс - площадь сечения всех вертикальных стоек пневмокаркаса, м2.The main dimensional parameters of the device are selected from the following ratios: S 1 : S 2 = (25 - 35): 1; V 1 : V 2 = (50 - 70): 1; S 1 : S resp = (15 - 25): 1; S 1 : S c = (30 - 40): 1,
where S 1 - the area of the upper horizontal shock-absorbing membrane, m 2 ;
S 2 - the bottom area of the inner elastic tank, m 2 ;
V 1 - the inner volume of the outer shell-cover, m 3 ;
V 2 - the internal volume of the internal elastic capacity, m 3 ;
S holes - vozduhopropusknyh sectional area of all openings, m 3;
S with - the cross-sectional area of all vertical struts of the pneumoframe, m 2 .
Сущность предлагаемого изобретения поясняется прилагаемыми чертежами, где на фиг. 1 изображен вид устройства сбоку, на фиг. 2 - вид устройства сверху, на фиг. 3 - узел соединения стяжки со стойкой каркаса, на фиг. 4 - узел соединения внутренней эластичной емкости с днищем, на фиг. 5 - условное изображение первой стадии прогиба амортизирующей мембраны спасательного устройства при падении на нее спасаемого человека, на фиг. 6 - условное изображение второй стадии прогиба амортизирующей мембраны спасательного устройства при падении на нее спасаемого человека, на фиг. 7 - условное изображение третьей стадии прогиба амортизирующей мембраны спасательного устройства при падении на нее спасаемого человека. The essence of the invention is illustrated by the accompanying drawings, where in FIG. 1 shows a side view of the device, in FIG. 2 is a top view of the device, in FIG. 3 - node connecting the coupler with the rack frame, in FIG. 4 - connection node of the inner elastic container with the bottom, in FIG. 5 is a conditional image of the first stage of deflection of the cushioning membrane of a rescue device when a rescued person falls on it, FIG. 6 is a conditional image of the second stage of deflection of the cushioning membrane of the rescue device when a rescued person falls on it; FIG. 7 is a conditional image of the third stage of deflection of the cushioning membrane of the rescue device when a rescued person falls on it.
Спасательное устройство содержит опору в виде надувного каркаса, выполненную из эластичных труб 1 и имеющую форму многогранника с верхним и нижним основаниями, замкнутые эластичные трубы которых образуют восьмиугольники. Верхний и нижний ярусы многогранника пневмокаркаса соединены между собой с помощью ряда надувных стоек 2. Пневмокаркас охватывает со всех сторон гибкая оболочка-чехол 3, образующая сверху горизонтальную амортизирующую мембрану 4 и имеющая на боковых поверхностях воздухопропускные отверстия 5 для дозированного выпуска воздуха. Под оболочкой-чехлом в центральной части по высоте устройства расположены горизонтальные эластичные стяжки 6, направленные от центра спасательного устройства к вертикальным стойкам каркаса. Стяжки крепятся ориентировочно в средней части по высоте к стойкам каркаса и чехлу-оболочке с помощью шнура 7. К горизонтальным эластичным стяжкам в центральной части устройства прикреплено донышко внутренней эластичной емкости 8 стаканообразной формы. Поскольку в изображенном варианте контуры верхнего и нижнего оснований пневмокаркаса выполнены в виде правильного восьмиугольника, хотя практически они могут иметь и другую форму многогранника, например квадрата, прямоугольника и т.п. и даже форму окружности, а стойки, соединяющие основания, с учетом технологичности изготовления расположены на серединах сторон восьмиугольника, то донышко внутренней эластичной емкости, выполненное также в виде правильного восьмиугольника, прикреплено к эластичным стяжкам с разворотом в горизонтальной плоскости на угол α = 22,5o относительно контура верхнего и нижнего оснований, так как крепление лучей стяжек технологичнее выполнить от углов многогранника донышка в направлении стоек. Открытая часть этой эластичной емкости негерметично по кромке периметра соединена с днищем оболочки-чехла с помощью гибких связей 9. Устройство имеет штуцер 10 для наполнения каркаса сжатым воздухом.The rescue device comprises a support in the form of an inflatable frame made of elastic pipes 1 and having the shape of a polyhedron with upper and lower bases, closed elastic pipes of which form octagons. The upper and lower tiers of the pneumatic frame polyhedron are interconnected using a number of
Для расчета параметров пневмокаркасного амортизирующего спасательного устройства исходят из следующих соображений. Кинетическая энергия, запасенная телом человека в процессе свободного падения, при попадании его на устройство полностью переходит в работу по обжатию устройства и на пути торможения (прогиба амортизирующей мембраны) скорость тела человека изменяется от максимального значения до нуля. To calculate the parameters of the pneumatic frame shock-absorbing rescue device proceed from the following considerations. The kinetic energy stored by the human body in the process of free fall, when it enters the device, completely goes into work on the compression of the device and on the path of braking (deflection of the shock-absorbing membrane), the speed of the human body changes from the maximum value to zero.
Задаваясь, по имеющимся примерным графикам переносимости человеком перегрузок в зависимости от времени действия, величиной допустимой перегрузки, определяют путь торможения, то есть основной конструктивный параметр, определяющий высоту пневмокаркасного спасательного устройства. By asking, according to the approximate graphs of human overload tolerance depending on the duration of the action, the magnitude of the permissible overload, the braking path is determined, that is, the main structural parameter that determines the height of the pneumatic frame rescue device.
Переносимые человеком перегрузки определяются не только их величиной, но и временем действия, которое рассчитывается. Поскольку кинетическая энергия тела человека при торможении на пневматическом устройстве частично переходит в кинетическую энергию вытесняемого воздуха, устройство должно обеспечить выпуск воздуха за расчетное время. Overloads transferred by a person are determined not only by their size, but also by the duration of the operation, which is calculated. Since the kinetic energy of the human body, when braking on a pneumatic device, partially passes into the kinetic energy of the displaced air, the device must ensure the release of air in the estimated time.
Теоретические расчеты показывают, что технически возможно создать такие устройства для спасения людей с высоты до 100 м. Однако с увеличением высоты эффективность применения этих устройств будет уменьшаться из-за боязни высоты спасаемыми. Не случайно площадь амортизирующей мембраны спасательных устройств составляет 12 м2 и более.Theoretical calculations show that it is technically possible to create such devices to save people from a height of up to 100 m. However, as the height increases, the efficiency of using these devices will decrease due to fear of heights being saved. It is no accident that the area of the cushioning membrane of rescue devices is 12 m 2 or more.
Теоретически расчетным путем и проведенными практическими испытаниями выработаны общие определенные математические зависимости между отдельными геометрическими параметрами спасательных устройств. Так, отношение высоты к ширине "подушки" должно быть не менее 1:2 - 1:3, отношение объема надувного каркаса к объему "подушки" составляет примерно 1:15, суммарная площадь отверстий на один кубометр воздуха в "подушке" составляет от 5000 до 35000 мм2, преимущественно 15500 мм2. В ФРГ, США и других странах разрабатываются и внедряются в практическую деятельность пожарной охраны амортизирующие воздушные подушки с площадью до 42 м2 и высотой 2 - 3 м.Theoretically, by calculation and by practical tests, general definite mathematical dependencies between individual geometric parameters of rescue devices have been worked out. So, the ratio of height to width of the "pillow" should be at least 1: 2 - 1: 3, the ratio of the volume of the inflatable frame to the volume of the "pillow" is about 1:15, the total area of the holes per cubic meter of air in the "pillow" is from 5000 up to 35000 mm 2 , mainly 15500 mm 2 . In Germany, the USA and other countries, shock-absorbing air cushions with an area of up to 42 m 2 and a height of 2 - 3 m are developed and put into practice by the fire brigade.
Кроме перечисленных выше соотношений размерных параметров наружной оболочки-чехла, применяемых в практике проектирования подобных спасательных устройств, для обеспечения эффективной работы предложенного конструктивного решения с дополнительной внутренней эластичной емкостью важное значение имеет выбор соотношения отдельных размерных параметров оболочки-чехла и эластичной емкости. Так, экспериментальным и расчетным путем установлено, что высота внутренней эластичной емкости не должна быть более половины высоты наружной оболочки-чехла, чтобы обеспечить вступление в работу внутренней емкости только на определенном этапе прогиба верхней амортизирующий мембраны, максимальный размер по ширине для этой емкости должен быть менее половины максимальной ширины наружной оболочки-чехла, так как донышко внутренней емкости не должно иметь большую стрелу прогиба, а должно как бы управляемо подтормаживать прогиб амортизирующей мембраны наружной оболочки. В этом случае оптимальное соотношение S1 : S2 = 25:1, где S1 - площадь верхней горизонтальной амортизирующей мембраны, а S2 - площадь донышка внутренней эластичной емкости, и V1 : V2 = 50:1, где V1 - внутренний объем наружной оболочки-чехла, а V2 - внутренний объем внутренней эластичной емкости.In addition to the above ratios of the dimensional parameters of the outer shell-cover, used in the design practice of such rescue devices, to ensure the effective operation of the proposed structural solution with additional internal elastic capacity, it is important to choose the ratio of the individual dimensional parameters of the shell-cover and elastic capacity. Thus, it has been experimentally and calculatedly established that the height of the inner elastic container should not be more than half the height of the outer shell-cover in order to ensure that the internal container comes into operation only at a certain stage of deflection of the upper shock-absorbing membrane, the maximum width for this container should be less than half of the maximum width of the outer shell-cover, since the bottom of the inner container should not have a large arrow of deflection, but should, as it were, manage to slow down the deflection s outer shell membrane. In this case, the optimal ratio is S 1 : S 2 = 25: 1, where S 1 is the area of the upper horizontal shock-absorbing membrane, and S 2 is the area of the bottom of the internal elastic capacity, and V 1 : V 2 = 50: 1, where V 1 - the inner volume of the outer shell-cover, and V 2 is the inner volume of the inner elastic container.
Удовлетворительные результата эффективной работы амортизирующего спасательного устройства получены и при проведении модельных испытаний вариантов при S1 : S2 = (25 o 35) : 1 и V1 : V2 = (50 - 70) : 1.Satisfactory results of the effective operation of the shock-absorbing rescue device were also obtained during model testing of the options at S 1 : S 2 = (25 o 35): 1 and V 1 : V 2 = (50 - 70): 1.
Мягкое амортизирующее воздействие на спасаемого оказывает предложенная конструкция спасательного устройства не только при выбранных оптимальных соотношениях S1 : S2 и V1 : V2, но и при определенной площади отверстий Sотв на боковой поверхности наружной оболочки-чехла, обеспечивающей управляемое дросселирование воздуха, и при оптимальном соотношении площади сечений всех стоек Sс пневмокаркаса с площадью верхней амортизирующей мембраны, так как степень деформирования стоек оказывает также воздействие на прогиб мембраны. Работоспособно спасательное устройство при S1 : Sотв = (15 - 25) : 1 и S1 : Sс = (30 - 40) : 1, причем преимуществен оптимальный вариант S1 : Sотв = 21 : 1 и S1 : Sс = 38 : 1.A soft cushioning effect on recoverable has proposed construction rescue device not only when the selected optimum ratio S 1: S 2 and V 1: V 2, but at a certain opening area S of holes on the lateral surface of the outer shell, the cover providing a controlled air throttling and with the optimum ratio of the cross-sectional area of all the struts S from the pneumatic frame to the area of the upper shock-absorbing membrane, since the degree of deformation of the struts also affects the deflection of the membrane. A rescue device is efficient at S 1 : S hole = (15 - 25): 1 and S 1 : S с = (30 - 40): 1, and the most optimal option is S 1 : S hole = 21: 1 and S 1 : S c = 38: 1.
Общая площадь отверстий для выпуска воздуха составляет 27000 мм2 на каждый кубометр объема оболочки-чехла.The total area of the air exhaust openings is 27,000 mm 2 for each cubic meter of shell-cover volume.
Принцип действия спасательного устройства. The principle of operation of the rescue device.
Устройство разворачивают на подготовленной площадке. Заполняют пневматический каркас устройства сжатым воздухом, который подают, например, от баллона со сжатым газом через штуцер. The device is deployed on a prepared site. The pneumatic frame of the device is filled with compressed air, which is supplied, for example, from a cylinder with compressed gas through a fitting.
По мере наполнения каркаса сжатым воздухом спасательное устройство приобретает рабочую форму. При этом оболочка-чехол устройства наполняется воздухом из атмосферы через воздухопропускные отверстия, натягиваются эластичные стяжки, расположенные внутри, в средней части устройства, и внутренняя эластичная емкость расправляется в рабочее состояние. Воздух при ее расправлении проходит через зазор между нижней кромкой ее боковой поверхности и днищем оболочки-чехла спасательного устройства. As the frame is filled with compressed air, the rescue device takes on a working form. In this case, the shell-cover of the device is filled with air from the atmosphere through the air inlets, stretch elastic ties located inside, in the middle of the device, and the inner elastic container is expanded into working condition. When it is straightened, the air passes through the gap between the lower edge of its lateral surface and the bottom of the shell-cover of the rescue device.
Прогиб амортизирующей мембраны спасательного устройства при падении на него спасаемого человека имеет стадии, изображенные условно на фиг, 5, 6, 7. The deflection of the cushioning membrane of the rescue device when a rescued person falls on it has the stages depicted conditionally in FIGS. 5, 6, 7.
На первой стадии происходит прогиб мембраны до касания ее с горизонтальными эластичными стяжками, расположенными в средней части устройства. Боковая поверхность оболочки-чехла выгибается наружу за счет создаваемого внутри нее избыточного давления и натягивает закрепленные к ней в средней части и к стойкам каркаса эластичные стяжки, воздух выходит через отверстия оболочки-чехла. At the first stage, the membrane bends until it touches with horizontal elastic ties located in the middle of the device. The lateral surface of the shell-cover bends outward due to the excess pressure created inside it and stretches elastic ties fixed to it in the middle part and to the struts of the frame, air exits through the openings of the shell-cover.
На второй стадии происходит совместный прогиб амортизирующей мембраны и горизонтальных эластичных стяжек. Внутренняя дополнительная эластичная емкость, прикрепленная донышком к эластичным стяжкам, начинает прижиматься к днищу и деформируется по высоте. In the second stage, a joint deflection of the shock-absorbing membrane and horizontal elastic screeds takes place. The internal additional elastic capacity attached to the elastic ties by the bottom begins to press against the bottom and deforms in height.
На третьей стадии на совместный прогиб амортизирующей мембраны и эластичных стяжек оказывает дополнительное тормозящее усилие внутренняя емкость, деформируемая по высоте по мере нарастания прогиба. При этом избыточное давление в емкости, определяющее величину оказываемого ею сопротивления, зависит от веса спасаемого и высоты падения, т.е., чем больше запас кинетической энергии, приобретенный при падении спасаемым, тем большая доля ее гасится на последней стадии прогиба мембраны. At the third stage, an additional inhibitory force is exerted on the joint deflection of the shock-absorbing membrane and elastic screeds by the internal capacity, which deforms in height as the deflection increases. In this case, the overpressure in the tank, which determines the value of the resistance exerted by it, depends on the weight of the rescued and the height of the fall, i.e., the larger the kinetic energy reserve acquired during the fall by the rescued, the greater its quench at the last stage of the deflection of the membrane.
Применение дополнительной внутренней эластичной емкости (оболочки) исключает полный прогиб мембраны и удар спасаемого о землю, т.к. величина деформации внутренней емкости и, значит, прогиб мембраны на третьей стадии сохраняются примерно постоянными независимо от величины гасимой при этом кинетической энергии спасаемого. Это объясняется тем, что увеличение нагрузки на донышко емкости увеличивает избыточное давление воздуха в ней, но одновременно делает более плотным зазор между нижней кромкой емкости и дном оболочки-чехла и наоборот, сохраняя скорость выпуска воздуха из емкости через зазор примерно постоянной. The use of additional internal elastic capacity (shell) eliminates the complete deflection of the membrane and the impact of the rescued on the ground, because the magnitude of the deformation of the internal capacity and, therefore, the deflection of the membrane in the third stage are kept approximately constant regardless of the magnitude of the kinetic energy of the saved. This is explained by the fact that increasing the load on the bottom of the tank increases the excess air pressure in it, but at the same time makes the gap between the lower edge of the tank and the bottom of the shell-case denser and vice versa, keeping the rate of air discharge from the tank through the gap approximately constant.
Предлагаемая конструкция спасательного устройства исключает также вероятность выброса спасаемого после падения, т.к. увеличенная площадь воздухопропускных отверстий в оболочке-чехле предотвращает создание в ней значительного избыточного давления на конечной стадии прогиба мембраны, а конструкция дополнительной емкости внутри устройства не позволяет сохранить в ней избыточное давление для создания усилия, достаточного для выброса. Кроме того, из-за значительной разницы в объемах восстанавливающие силы упругости оболочки-чехла и дополнительной емкости находятся в различных фазах по времени и при любых условиях не создают суммарной силы, достаточной для выброса. The proposed design of the rescue device also eliminates the possibility of the ejection of the rescue after a fall, because the increased area of the air inlet openings in the sheath-shell prevents the creation of significant overpressure in it at the final stage of deflection of the membrane, and the design of the additional container inside the device does not allow it to retain excess pressure in it to create a force sufficient for ejection. In addition, due to a significant difference in volumes, the restoring elastic forces of the shell-shell and additional capacity are in different phases in time and under any conditions do not create a total force sufficient for ejection.
Изготовление предложенной конструкции спасательного устройства производится промышленным способом с использованием существующего оборудования, существующей традиционной технологии, серийных материалов и без привлечения дополнительной оснастки и приспособлений. Устройство, ввиду простоты конструкции, не требует дополнительной специальной квалификации и знаний персонала для его сборки и эксплуатации. The proposed design of the rescue device is manufactured in an industrial way using existing equipment, existing traditional technology, serial materials and without involving additional equipment and devices. The device, due to the simplicity of design, does not require additional special qualifications and knowledge of personnel for its assembly and operation.
Опытный образец предлагаемой конструкции спасательного устройства изготовлен промышленным способом и прошел заводские испытания методом эвакуации на него грузомакетов массой от 20 до 110 кг с высоты до 30 м с положительным результатом. The prototype of the proposed design of the rescue device was manufactured industrially and was factory tested by evacuating cargo models weighing from 20 to 110 kg from a height of 30 m to it with a positive result.
Claims (5)
S1 : S2 = (25 - 35) : 1, V1 : V2 = (50 - 70) : 1, S1 : Sотв = (15 - 25) : 1, S1 : Sс = (30 - 40) : 1,
где S1 - площадь верхней горизонтальной амортизирующей мембраны, м2;
S2 - площадь донышка внутренней эластичной емкости, м2;
V1 - внутренний объем наружной оболочки-чехла, м3;
V2 - внутренний объем внутренней эластичной емкости, м3;
Sотв - площадь сечения всех воздухопропускных отверстий, м2;
Sс - площадь сечения всех вертикальных стоек пневмокаркаса, м2.5. The rescue device according to claim 1, characterized in that the main dimensional parameters of the device are selected from the following ratios:
S 1 : S 2 = (25 - 35): 1, V 1 : V 2 = (50 - 70): 1, S 1 : S resp = (15 - 25): 1, S 1 : S c = (30 - 40): 1,
where S 1 - the area of the upper horizontal shock-absorbing membrane, m 2 ;
S 2 - the bottom area of the inner elastic tank, m 2 ;
V 1 - the inner volume of the outer shell-cover, m 3 ;
V 2 - the internal volume of the internal elastic capacity, m 3 ;
S holes - vozduhopropusknyh sectional area of all openings, m 2;
S with - the cross-sectional area of all vertical struts of the pneumoframe, m 2 .
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU99117225/12A RU2150980C1 (en) | 1999-08-09 | 1999-08-09 | Rescue apparatus for evacuating people from high-rise objects |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU99117225/12A RU2150980C1 (en) | 1999-08-09 | 1999-08-09 | Rescue apparatus for evacuating people from high-rise objects |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2150980C1 true RU2150980C1 (en) | 2000-06-20 |
Family
ID=20223616
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU99117225/12A RU2150980C1 (en) | 1999-08-09 | 1999-08-09 | Rescue apparatus for evacuating people from high-rise objects |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2150980C1 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2475284C2 (en) * | 2011-02-15 | 2013-02-20 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Космические Системы Спасения" | Device and method of saving from high-altitude building |
| RU2519974C1 (en) * | 2013-02-14 | 2014-06-20 | Владимир Александрович Парамошко | Method of rapid evacuation of passengers and crew from sunken watercraft |
| CN105641817A (en) * | 2016-02-22 | 2016-06-08 | 江村 | Inclined surface self-air-intake type rescue cushion with inflation skeleton |
| RU2660012C2 (en) * | 2016-12-16 | 2018-07-04 | Валерий Леонидович Мурзинов | Jumper rescue device |
-
1999
- 1999-08-09 RU RU99117225/12A patent/RU2150980C1/en active
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2475284C2 (en) * | 2011-02-15 | 2013-02-20 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Космические Системы Спасения" | Device and method of saving from high-altitude building |
| RU2475284C9 (en) * | 2011-02-15 | 2013-06-27 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Космические Системы Спасения" | Device and method of saving from high-altitude building |
| RU2519974C1 (en) * | 2013-02-14 | 2014-06-20 | Владимир Александрович Парамошко | Method of rapid evacuation of passengers and crew from sunken watercraft |
| CN105641817A (en) * | 2016-02-22 | 2016-06-08 | 江村 | Inclined surface self-air-intake type rescue cushion with inflation skeleton |
| RU2660012C2 (en) * | 2016-12-16 | 2018-07-04 | Валерий Леонидович Мурзинов | Jumper rescue device |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8833517B2 (en) | Device for emergency lowering of a person from a high-rise building | |
| JP5792835B2 (en) | Equipment to rescue from high-rise facilities | |
| US6551215B1 (en) | Climbing structure | |
| RU2150980C1 (en) | Rescue apparatus for evacuating people from high-rise objects | |
| US20070072689A1 (en) | Human free-fall slide | |
| US5058831A (en) | Emergency escape unit | |
| WO2008127143A1 (en) | Device for emergency evacuation of a person from a high-rise object, a damping unit for said device, the support structure of a knapsack for said device and a system for filling the inflatable chamber thereof | |
| KR20060012342A (en) | Safty mat for rescue moving type | |
| CN110201324A (en) | Escape device for high-rise buildings | |
| CN105107098A (en) | High-rise rescue device | |
| RU2288758C1 (en) | Device for emergency lowering of people from high-rise buildings | |
| KR200280654Y1 (en) | Life Cushion Mat Frame | |
| RU79246U1 (en) | DEVICE FOR EMERGENCY DESCENT OF A HUMAN FROM A ALTITUDE OBJECT, DUMPING DEVICE FOR THIS DEVICE, SUPPORT STRUCTURE OF THE RACK FOR THIS DEVICE AND THE SYSTEM FOR FILLING THE INFLATEMENT CHAMPS OF THIS DEVICE | |
| RU86106U1 (en) | DEVICE FOR HUMAN EMERGENCY DESCENT FROM A ALTITUDE OBJECT (OPTIONS) | |
| SU1386210A1 (en) | Rescue pillow | |
| KR100579090B1 (en) | Security play system used air dome | |
| WO2004067879A1 (en) | Safety cushion apparatus | |
| RU66206U1 (en) | DEVICE FOR EMERGENCY HUMAN RELEASE FROM A ALTITUDE OBJECT | |
| KR0109433Y1 (en) | A rescue air-cushion | |
| KR20000019121U (en) | cylinder type air safety mat | |
| KR102436059B1 (en) | Gas inflatable type lifesaving safety mat | |
| KR102219131B1 (en) | Lifesaving mat | |
| CN110681079A (en) | High-altitude escape and rescue equipment | |
| KR200251835Y1 (en) | The third impact preventive structure of safety air cushion | |
| KR100314634B1 (en) | Safty Air Mat For Lifesaving |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PC4A | Invention patent assignment |
Effective date: 20051201 |