RU2416440C1

RU2416440C1 - Unit for people descend from buildings and constructions in fires and other emergency situations

Info

Publication number: RU2416440C1
Application number: RU2010116827/12A
Authority: RU
Inventors: Гаяз Харисович Харисов (RU); Гаяз Харисович Харисов; Борис Петрович Митропольский (RU); Борис Петрович Митропольский; Тимур Гаязович Харисов (RU); Тимур Гаязович Харисов
Original assignee: Гаяз Харисович Харисов; Борис Петрович Митропольский; Тимур Гаязович Харисов
Priority date: 2010-04-28
Filing date: 2010-04-28
Publication date: 2011-04-20

Abstract

FIELD: life saving equipment.

SUBSTANCE: invention refers to life saving equipment, namely to individual reusable life saving equipment. A unit for people descend from buildings and constructions in fires and other emergency situations comprises a halyard passed through a unit body, and a brake assembly accommodating a braking element supported through the halyard by the body, a screw pressing the braking element to the halyard, and safety belt fasteners. And for the purpose of automatic safety speed stabilisation of a rescued person descend, the braking element is removable parallel and perpendicularly to the halyard, while a spring is arranged between the braking element and screw. Two safety belt fasteners are symmetrical on the periphery of the braking element to compress the spring by weight of a rescued person through the braking element.

EFFECT: unit for people descend from buildings and constructions will enable automatic safety speed stabilisation of a rescued person descend.

1 cl, 11 dwg

Description

Изобретение относится к спасательным средствам, а именно к индивидуальным спасательным средствам многоразового использования, применяемым для спасания одного за другим людей при пожарах и других чрезвычайных ситуациях в зданиях и сооружениях.The invention relates to rescue equipment, and in particular to reusable personal life-saving equipment used to rescue one after another people during fires and other emergency situations in buildings and structures.

Известны устройства для спуска людей с высоты с автоматической стабилизацией безопасной скорости спуска спасаемого человека, то есть спасаемый человек спускается с заранее заданной, безопасной скоростью, причем он может быть недееспособным или даже потерявшим сознание (А.С. СССР: №931192; А62В 1/08; №931193, А62В 1/08; №931194, А62В 1/14; №946560, А62В 1/12; №978875, А62В 1/08; №978876, А62В 1/14; №1012924, А62В 35/00; патенты США: №3850262, 182/5; №4088201, 182/5; №3861496, 182/5; №3834671, 182/5; патент Великобритании №1483177, А5А 44; патент Германии №200281, 61 a 8/01; патенты ФРГ: №2242101, 61 а 8/01; №2417797, А62В 1/08; №2528410, А62В 1/08; №3142146, А62В 1/12; патенты Франции: №2169419, А62В 1/00; №2153701, А62В 1/00; №2286662, А62В 1/12; №2185930, А62В 1/12; патенты Швеции: №403049, А62В 1/14; №148529, 61 а 8/01; патенты Японии: №16039/70, 652, 95 с2; №594/67, 459, 95 с2; №14598/67, 480, 95 с2; №19880 (1975 г.), 63555, 5(2)-226, 95 с2, А62В 1/08; патент Италии №604155, А62В). Эти устройства имеют сложную конструкцию, а кроме того, большинство из них (за исключением А.С. СССР №931194; патенты: США №3850262; ФРГ №2528410; Японии №16039/70) являются устройствами одноразового применения при пожаре. Для их повторного использования необходимо произвести техническое обслуживание, на что уходит длительное время, требуется квалифицированный рабочий и инструмент.Known devices for lowering people from a height with automatic stabilization of the safe speed of descent of the person being saved, that is, the person being saved descends at a predetermined safe speed, and he may be incapacitated or even unconscious (AS USSR: No. 931192; A62B 1 / 08; No. 931193, А62В 1/08; No. 931194, А62В 1/14; No. 946560, А62В 1/12; No. 978875, А62В 1/08; No. 978876, А62В 1/14; No. 1012924, А62В 35/00; US patents: No. 3850262, 182/5; No. 4088201, 182/5; No. 3861496, 182/5; No. 3834671, 182/5; UK patent No. 1483177, A5A 44; German patent No. 2002281, 61 a 8/01; Germany patents: No. 2222101, 61 a 8/01; No. 2417797, А62В 1/08; No. 2528410, А62В 1/08; No. 3142146, А62В 1/12; French patents: No. 2169419, А62В 1/00; No. 2153701, А62В 1/00; No. 2286662, А62В 1/12; No. 2185930, А62В 1/12; Swedish patents: No. 403049, А62В 1/14; No. 148529, 61 a 8/01; Japanese patents: No. 16039/70, 652, 95 c2; No. 594/67, 459, 95 c2; No. 14598/67, 480, 95 c2; No. 19880 (1975 g.), 63555, 5 (2) -226, 95 c2, A62B 1/08; Italian patent No. 604155, A62B). These devices have a complex design, and in addition, most of them (with the exception of AS USSR No. 931194; patents: US No. 3850262; Germany No. 2528410; Japan No. 16039/70) are single-use devices in case of fire. For their reuse, it is necessary to carry out maintenance, which takes a long time, requires a skilled worker and tool.

Этот недостаток устранен в устройствах, в которых фал проходит прямолинейно через подвижный элемент и сжимается с двух сторон с силой, достаточной для обеспечения безопасной скорости спуска спасаемого человека (А.С. СССР №931194, А62В 1/14; №1581328, А62В 1/14; патенты США: №3765507, 182/5; №3834489, 182/5; №4056166, 182/5; №4448281, 182/5; №4603755, 182/5; №4778030, 182/5; патенты Великобритании: №1260083, А5А; №1397064, А5А 44; №2022408, А62В 1/14; патент ФРГ №2427750, А62В 1/14; патенты Германии: №68573, 61 а 8/02; №392329, 61 а 8/02; патент Швейцарии: №457150, 61 а 8/02).This disadvantage is eliminated in devices in which the halyard passes straight through the movable element and is compressed on both sides with a force sufficient to ensure a safe descent speed for the person being saved (AS USSR No. 931194, А62В 1/14; No. 1581328, А62В 1 / 14; US patents: No. 3765507, 182/5; No. 3834489, 182/5; No. 4056166, 182/5; No. 4448281, 182/5; No. 4603755, 182/5; No. 47778030, 182/5; UK patents: No. 1260083, A5A; No. 1397064, A5A 44; No. 2022408, А62В 1/14; German patent No. 2427750, А62В 1/14; German patents: No. 68573, 61 a 8/02; No. 392329, 61 a 8/02; Swiss patent: No. 457150, 61 a 8/02).

Первое из указанных устройств представляет собой сложную конструкцию, которая включает вращающиеся ролики, заполненные жидкостью, второе предусматривает использование фала только в виде металлической ленты. Изобретения по патентам США включают две шарнирно соединенные металлические пластины, сжимаемые посредством резьбового соединения, причем пластины снабжены желобами, через которые пропущен фал. После соприкосновения пластин по всей плоскости дальнейшее сжатие фала не представляется возможным. Для расширения диапазона сил сжатия фала глубину желобов в этих устройствах предусматривают размером меньше половины диаметра фала. Однако в этом случае появляется опасность выхода фала из желобов с его последующим заклиниванием между пластинами, так как центр тяжести спасаемого человека не совпадает по вертикали с центром окружности фала и с центром окружности, образуемой двумя желобами. Первое изобретение по патенту Великобритании включает тормозной элемент с малой площадью контакта с фалом, в результате чего последний испытывает в этом месте высокое напряжение сжатия, приближающееся к напряжению среза; прочность фала в этом месте снижается. Второе изобретение не может быть использовано для спасания недееспособного человека: ребенка, физически слабого человека, потерявшего сознание человека и т.п. Третье изобретение предусматривает использование фала только в виде металлической ленты. Изобретение по патенту ФРГ (оно же запатентовано в США, патент №3861497, 182/5) предусматривает сжимание с большой силой круглого тормозного элемента, через который пропущен фал. Это устройство предназначено для ограниченного контингента, например для солдат, обитателей мужского общежития и т.п. Первое изобретение по патенту Германии в качестве фала предусматривает только ленту. Второе включает тормозной механизм, предусматривающий большое контактное напряжение сжатия на малой площади фала, в результате чего его прочность в этом месте снижается. Недостаток изобретения по патенту Швейцарии аналогичен недостатку второго изобретения по патенту Германии.The first of these devices is a complex structure, which includes rotating rollers filled with liquid, the second involves the use of a file only in the form of a metal tape. US patent inventions include two articulated metal plates that are compressible by means of a threaded joint, the plates having grooves through which the halyard is passed. After touching the plates along the entire plane, further compression of the halyard is not possible. To expand the range of compression forces of the halyard, the depth of the troughs in these devices is provided with a size of less than half the diameter of the halyard. However, in this case there is a danger of the halyard coming out of the gutters with its subsequent jamming between the plates, since the center of gravity of the person being saved does not coincide vertically with the center of the halyard circle and with the center of the circle formed by the two gutters. The first invention according to the British patent includes a brake element with a small area of contact with the halyard, as a result of which the latter experiences a high compression stress in this place, approaching the shear stress; the strength of the halyard in this place is reduced. The second invention cannot be used to save an incapacitated person: a child, a physically weak person who has lost consciousness, etc. The third invention provides for the use of a halyard only in the form of a metal tape. The invention according to the Federal Republic of Germany patent (it is also patented in the USA, patent No. 3861497, 182/5) provides for compressing with great force a round brake element through which a file is passed. This device is intended for a limited contingent, for example, for soldiers, inhabitants of a male dormitory, etc. The first German patent invention provides only a tape as a file. The second includes a braking mechanism, providing for a large contact compression stress over a small area of the halyard, as a result of which its strength in this place decreases. The disadvantage of the Swiss patent invention is similar to that of the second German patent invention.

Наиболее близким аналогом к заявленному изобретению (прототипом) является изобретение по патенту США №4778030, 182/5, А62В 1/14, под названием «Спасательное устройство зажимного типа» (Escape line clamp assembly). Оно представляет собой корпус с размещенным внутри него фалом, пропущенным через сквозное отверстие в корпусе, который состоит из двух частей, соединенных между собой болтами. В одной из частей вырезано окно, через которое вставлен тормозной элемент, прилегающий к фалу. Корпус в середине охвачен зажимом, к которому крепится спасательный пояс. В зажиме просверлено отверстие, через которое посредством резьбового соединения тормозной элемент прижимает фал ко второй половине корпуса. Чем больше вес спасаемого человека, тем сильнее затягивают болт резьбового соединения, который прижимает тормозной элемент к фалу. Устройство приспособлено для последовательного спасания людей одного за другим. После спасания первого человека второй спасаемый выбирает фал к себе вместе с устройством и спасательным поясом, прикрепленным к нему, привязывает нижнюю часть фала к прочной конструкции здания, отвязывает верхнюю часть фала и бросает ее в окно или за балкон, надевает спасательный пояс, затягивает резьбовое соединение в соответствии со своим весом и через окно или балкон покидает здание.The closest analogue to the claimed invention (prototype) is the invention according to US patent No. 4778030, 182/5, А62В 1/14, under the name "Escape line clamp assembly". It is a case with a halyard inside it, passed through a through hole in the case, which consists of two parts connected by bolts. In one of the parts, a window is cut out through which a brake element adjacent to the halyard is inserted. The body in the middle is covered by a clip to which the life belt is attached. A hole is drilled in the clamp through which the brake element presses the halyard onto the second half of the housing by means of a threaded connection. The greater the weight of the person being saved, the more tighten the bolt of the threaded connection, which presses the brake element to the halyard. The device is adapted for the consistent rescue of people one after another. After rescuing the first person, the second rescue selects the halyard together with the device and the lifebelt attached to it, attaches the lower part of the halyard to the solid structure of the building, unties the upper part of the halyard and throws it out the window or balcony, puts on the lifebelt, tightens the threaded connection in accordance with its weight and leaves the building through a window or balcony.

Недостатком прототипа является то, что по мере затягивания резьбового соединения желоба сжимают фал и приближаются друг к другу, при наличии фала средней жесткости или мягкого фала они деформируются (сжимаются) так, что боковые поверхности тормозного элемента по краям его желоба упираются в боковые поверхности второй половины корпуса по краям его желоба и дальнейшее сжатие фала для снижения скорости спуска, если она по какой либо причине окажется опасной для спасаемого человека, не представляется возможным. Другой недостаток этого изобретения заключается в том, что при внезапном и резком увеличении скорости спуска спасающегося человека снизить и далее стабилизировать безопасную скорость спуска представляет собой трудную задачу даже для подготовленного спасающегося человека. Дело в том, что для снижения скорости спуска необходимо увеличить усилие сжатия фала путем завинчивания винта 23. В условиях пожара, паники, воздействующих на человека продуктов горения, общем хаосе на месте пожара спасающийся человек, во-первых, при резком увеличении скорости спуска среагирует на это с запозданием, во-вторых, может совершить ошибку - не в ту сторону начнет вращать винт 23, усугубляя при этом ситуацию, так как скорость спуска в этом случае увеличится еще больше.The disadvantage of the prototype is that, as the threaded connection is tightened, the troughs compress the halyard and come closer to each other, if there is a halyard of medium stiffness or a soft halyard, they deform (compress) so that the side surfaces of the brake element abut against the side surfaces of the second half along the edges of its trough the case along the edges of its gutter and further compression of the halyard to reduce the speed of descent, if for any reason it is dangerous for the person being saved, it is not possible. Another disadvantage of this invention is that with a sudden and sharp increase in the descent speed of a rescuing person, reducing and further stabilizing a safe descent speed is a difficult task even for a trained rescuing person. The fact is that to reduce the speed of descent, it is necessary to increase the compression force of the halyard by screwing screw 23. In a fire, panic affecting a person's combustion products, general chaos at the fire site, a rescuing person, firstly, with a sharp increase in the speed of descent, will react to this is belated, secondly, it can make a mistake - it starts to turn the screw 23 in the wrong direction, aggravating the situation, since the descent speed in this case will increase even more.

Ниже представлены данные, взятые из учебного пособия: Харисов Г.Х. Основы обеспечения безопасности жизнедеятельности человека. М.: Академия ГПС МЧС России, 2005. - 89 с.Below are the data taken from the manual: Kharisov G.Kh. Fundamentals of ensuring the safety of human life. M.: Academy of GPS State Emergencies Ministry of Russia, 2005. - 89 p.

Показатели надежности оператора при выполнении различных операцийOperator reliability indicators for various operations ОшибкаMistake Вероятность ошибкиError probability Неверно выбрана величина открытия вентиляIncorrect valve opening value 0,0020.002 Открыт не тот вентильWrong valve open 0,0020.002 Неправильные действия тумблером, кнопкойIncorrect actions with the toggle switch, button 0,0010.001 Неправильное действие поворотным выключателемIncorrect operation with the rotary switch 0,0020.002

Заметим, что указанные показатели соответствуют оператору (т.е. подготовленному для выполнения перечисленных операций человеку), выполняющему операции в нормальных или даже в комфортабельных условиях, когда нет пожара, паники и т.п. Нет сомнений, что в условиях пожара, паники и т.п. спасающийся человек будет ошибаться намного вероятнее.Note that these indicators correspond to the operator (i.e., a person trained to perform the above operations) who performs operations in normal or even comfortable conditions, when there is no fire, panic, etc. There is no doubt that in a fire, panic, etc. a saved person will be more likely to make mistakes.

Внезапное и резкое увеличение скорости спуска спасаемого человека может произойти в результате смачивания фала: дождем; падающим на фал с последующим таянием снегом; водой, льющейся с верхних этажей, где пожарные или обитатели здания тушат пожар. Внезапное и резкое увеличение скорости спуска произойдет и в том случае, когда ниже спасающегося человека его же фалом воспользуется другой человек с нижележащего этажа. Как показывает опыт, человек, терпящий бедствие при пожаре, не спрашивает, чей фал висит напротив его окна или балкона, и тем более не спрашивает разрешения воспользоваться им. В таком случае диаметр фала от места зависания второго человека и вверх до самого места крепления фала к прочной конструкции здания уменьшается в результате его удлинения. В информационном листе оперативно-спасательного центра «Эдельвейс» (193231, г.Санкт-Петербург, а/я 253, тел. 166-98-76, факс (812) 584 - 96-42) представлены технические характеристики 28 видов веревок, канатов, фалов, шнуров, из которых следует, что при нагрузке 100 кгс их удлинение составляет в среднем 5%. Рассмотрим это более подробно. От места зависания второго человека вверх до места зависания человека, использующего прототип, объем фала равен:A sudden and sharp increase in the speed of descent of the person being saved can occur as a result of wetting the halyard: rain; falling on a halyard followed by melting snow; water pouring from the upper floors, where firefighters or occupants extinguish a fire. A sudden and sharp increase in the speed of descent will occur in the case when another person from the underlying floor takes advantage of the same file below the person to be saved. As experience shows, a person in distress in a fire does not ask whose file is hanging in front of his window or balcony, and moreover does not ask permission to use it. In this case, the diameter of the halyard from the point of hovering of the second person and up to the point of attachment of the halyard to the solid structure of the building decreases as a result of its lengthening. The information sheet of the Edelweiss Operational Rescue Center (193231, St. Petersburg, PO Box 253, tel. 166-98-76, fax (812) 584 - 96-42) presents the technical characteristics of 28 types of ropes, ropes , halyards, cords, from which it follows that at a load of 100 kgf their elongation is on average 5%. Consider this in more detail. From the place of hovering of the second person up to the place of hovering of the person using the prototype, the volume of the file is:

где Д_l - диаметр фала после зависания второго человека;where D _l is the diameter of the halyard after the hang of the second person;

l - длина фала между рассматриваемыми участками до зависания второго человека;l is the length of the halyard between the considered sections until the second person hangs;

1,05 - удлинение фала на 5% после зависания второго человека 1.05 - lengthening the halyard by 5% after hanging the second person

А до зависания второго человека объем фала на этом участке был равен:And before the second person freezes, the volume of the file in this section was equal to:

где Д - диаметр фала до зависания второго человека. where D is the diameter of the halyard before the second person hangs.

Объем рассматриваемых участков фала остается одним и тем же как до зависания второго человека, так и после:The volume of the considered sections of the halyard remains the same both before the second person freezes, and after:

откуда

where from

Таким образом, например, термостойкая (пожарная) веревка СПАСОС «200» (ТУ 8121-002-23129813-94) диаметром 8 мм, разрывное усилие которой составляет 1800 кгс (данные из информационного листа), после зависания на ней второго человека уменьшится в диаметре до:Thus, for example, the heat-resistant (fire) rope SPASOS "200" (TU 8121-002-23129813-94) with a diameter of 8 mm, the breaking strength of which is 1800 kgf (data from the information sheet), after hanging the second person it will decrease in diameter before:

Уменьшение диаметра фала приводит к тому, что сила, сжимающая фал, уменьшается, сила трения фала по желобам в пластинах прототипа также уменьшается и, как результат, скорость спуска спасаемого человека увеличивается. Для снижения скорости спуска необходимо увеличить силу сжатия фала путем выбора зазора 0,2 мм (8 мм-7, 8 мм). Для этого спасаемый человек должен быстро повернуть винт 23 прототипа, а делая это, он, как описано выше, может совершить ошибку.The decrease in the diameter of the halyard leads to the fact that the force compressing the halyard decreases, the friction force of the halyard along the gutters in the prototype plates also decreases and, as a result, the descent speed of the person being saved increases. To reduce the speed of descent, it is necessary to increase the compression force of the halyard by choosing a clearance of 0.2 mm (8 mm-7, 8 mm). To do this, the person to be saved must quickly turn the screw 23 of the prototype, and by doing this, he, as described above, can make a mistake.

Цель изобретения - автоматическая стабилизация безопасной скорости спуска спасаемого человека.The purpose of the invention is the automatic stabilization of the safe descent speed of the person being saved.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для спуска людей, содержащем фал, пропущенный сквозь корпус устройства, и тормозной механизм, включающий тормозной элемент, опирающийся через фал на корпус, винт, прижимающий тормозной элемент к фалу, и средства крепления спасательного пояса, тормозной элемент расположен с возможностью смещения параллельно и перпендикулярно фалу, причем между тормозным элементом и винтом расположена пружина, а два средства крепления спасательного пояса размещены на краях тормозного элемента симметрично к пружине.This goal is achieved by the fact that in a device for lowering people containing a halyard passed through the housing of the device and a brake mechanism including a brake element resting on the hull through a halyard, a screw holding the brake element to the halyard, and means for fastening the rescue belt, a brake element is located with the possibility of displacement in parallel and perpendicular to the halyard, with a spring located between the brake element and the screw, and two means of fastening the rescue belt are placed symmetrically on the edges of the brake element to the spring.

На фиг.1 представлен вид устройства со стороны спасающегося человека; на фиг.2 - продольный разрез; на фиг.3 - продольный разрез устройства со вторым вариантом исполнения тормозного элемента 3; на фиг.4 - вид справа; на фиг.5 - вид сверху; на фиг.6 - разрез А-А на фиг.2; на фиг.7 - разрез Б-Б на фиг.2; на фиг.8, 9, 10 - увеличенные фрагменты разреза Б-Б на фиг.2 с различной формой исполнения рабочей поверхности тормозного элемента 3; на фиг.11 - кинематическая схема устройства.Figure 1 presents a view of the device from the side of the rescuing person; figure 2 is a longitudinal section; figure 3 is a longitudinal section of a device with a second embodiment of the brake element 3; figure 4 is a right view; figure 5 is a top view; Fig.6 is a section aa in Fig.2; Fig.7 is a section bB in Fig.2; in Fig.8, 9, 10 - enlarged fragments of the section BB in Fig.2 with a different form of execution of the working surface of the brake element 3; figure 11 is a kinematic diagram of the device.

Устройство содержит фал 1, пропущенный через корпус, выполненный из двух штампованных половин 2, 8. Под фалом понимается канат, трос, веревка, шнур, лента и т.п., выполненные из растительных или синтетических материалов, а также металлические - проволока, трос, жесткий стержень, по которому предложено соскальзывать (заявка Великобритании №1420035, А62В 1/20; А5А), обхватив его руками. Тормозной элемент 3 снабжен окнами 10, 13, которые позволяют ему смещаться на несколько миллиметров параллельно и перпендикулярно фалу 1 относительно осей 9, 14. Последние жестко закрепляют в корпусе 2, 8 известными средствами, например, посредством резьбового соединения, как это показано на фиг.6. Средства крепления спасательного пояса выполнены в виде отверстий 4, 6, симметрично расположенных на тормозном элементе 3. Пружина 11 расположена между тормозным элементом 3 и винтом 5. Гайка 12 жестко прикреплена к корпусу 2, 8 известными средствами. Карабин 7 пропущен через средство крепления спасательного пояса 6. Спасательный пояс (не показан) крепится либо непосредственно к карабину 7, либо через промежуточные звенья. На фиг.2-7 тормозной элемент упирается своей вогнутой поверхностью к фалу 1 средней жесткости. Последний представляет собой большинство выпускаемых как в нашей стране, так и за рубежом синтетических пожарных спасательных веревок. На фиг.8 тормозной элемент 3 упирается в жесткий фал 1. Последний представляет собой стальной трос, проволоку или жесткий металлический стержень, закрепленный с одной или с двух сторон. Для жесткого фала 1 конфигурация рабочей поверхности тормозного элемента 3 и рабочей поверхности корпуса 2, 8 выполнена вогнутой, так как жесткий фал практически несжимаем и по этой причине отсутствует возможность того, что острые края вогнутой поверхности тормозного элемента упрутся в корпус 2, 8 при любом усилии сжатия пружины 11. На фиг.9 тормозной элемент 3 упирается в фал 1 средней жесткости. Последний при сжатии со всех сторон в радиальном направлении сжимается, и при его сжатии рабочим элементом 3 с вогнутой конфигурацией рабочей поверхности (как на фиг.8) острые края вогнутой рабочей поверхности тормозного элемента 3 при некотором усилии сжатия пружиной 11 упираются в корпус 2, 8, препятствуя дальнейшему сжатию фала 1. Для фала 1 средней жесткости конфигурация рабочей поверхности тормозного элемента 3 выполнена плоской. Такая конфигурация позволяет сжимать фал 1 до полукруга его поперечного сечения. Если фал 1 представляет собой ленту, то рабочая поверхность корпуса 2, 8, к которой прижимается лента, также выполняется плоской (на фиг.9 не показана) в соответствии с конфигурации рабочей поверхности тормозного элемента 3. На фиг.10 тормозной элемент 3 с выпуклой поверхностью упирается в мягкий фал 1. Последний представляет собой трос, канат, веревку, шнур, изготовленный из растительных материалов (манила, сизаль, кокос, пенька, хлопок, джут, лен) или из современных синтетических мягких материалов, например плетеная кевларовая веревка. Выпуклая конфигурация рабочей поверхности тормозного элемента 3 и вогнутая конфигурация рабочей поверхности корпуса 2, 8, к которой прижимается мягкий фал 1, позволяют сжимать последний до самого предела, т.е. до тех пор, пока он сжимается, так как выпуклая поверхность тормозного элемента 3 неограниченно сближается с вогнутой рабочей поверхностью корпуса 2, 8.The device contains a halyard 1, passed through a housing made of two stamped halves 2, 8. A halyard means a rope, cable, rope, cord, tape, etc., made of vegetable or synthetic materials, as well as metal - wire, cable , a rigid rod, along which it is proposed to slip (UK application No. 1420035, А62В 1/20; А5А), clasping his hands. The brake element 3 is provided with windows 10, 13, which allow it to move a few millimeters parallel and perpendicular to the halyard 1 relative to the axes 9, 14. The latter are rigidly fixed in the housing 2, 8 by known means, for example, by means of a threaded connection, as shown in FIG. 6. The fastening means of the rescue belt are made in the form of holes 4, 6 symmetrically located on the brake element 3. A spring 11 is located between the brake element 3 and the screw 5. The nut 12 is rigidly attached to the housing 2, 8 by known means. The carabiner 7 is passed through the fastening means of the rescue belt 6. The rescue belt (not shown) is attached either directly to the carabiner 7, or through intermediate links. In Fig.2-7, the brake element abuts against its concave surface to the halyard 1 of medium stiffness. The latter represents the majority of synthetic fire rescue ropes produced both in our country and abroad. In Fig. 8, the brake element 3 abuts against a rigid halyard 1. The latter is a steel cable, wire or a rigid metal rod fixed on one or both sides. For hard halyard 1, the configuration of the working surface of the brake element 3 and the working surface of the housing 2, 8 is made concave, since the hard halyard is practically incompressible and for this reason there is no possibility that the sharp edges of the concave surface of the brake element will abut against the housing 2, 8 for any force compression of the spring 11. In Fig.9, the brake element 3 abuts against the halyard 1 of medium stiffness. The latter, when compressed from all sides in the radial direction, is compressed, and when it is compressed by the working element 3 with a concave configuration of the working surface (as in Fig. 8), the sharp edges of the concave working surface of the brake element 3 with a certain compression force by the spring 11 abut against the housing 2, 8 , preventing further compression of the halyard 1. For halyard 1 medium hardness, the configuration of the working surface of the brake element 3 is made flat. This configuration allows you to compress the file 1 to a semicircle of its cross section. If the halyard 1 is a tape, then the working surface of the housing 2, 8, to which the tape is pressed, is also made flat (not shown in Fig. 9) in accordance with the configuration of the working surface of the brake element 3. In Fig. 10, the brake element 3 is convex rests on the surface with a soft halyard 1. The latter is a cable, rope, rope, cord made of plant materials (manila, sisal, coconut, hemp, cotton, jute, linen) or modern synthetic soft materials, such as woven Kevlar rope. The convex configuration of the working surface of the brake element 3 and the concave configuration of the working surface of the housing 2, 8, to which the soft halyard 1 is pressed, allows the latter to be compressed to the very limit, i.e. as long as it is compressed, since the convex surface of the brake element 3 unlimitedly approaches the concave working surface of the housing 2, 8.

Работает устройство следующим образом. При хранении устройства винт 5 вывинчивают из гайки 12 до такой степени, чтобы пружина 11 не была сжата. При пожаре спасаемый человек прикрепляет верхнюю часть фала 1 к прочной конструкции здания (батарея отопления, балконную конструкция и т.п.), если она заранее не была прикреплена, надевает спасательный пояс, прикрепляет его к карабину 7, протягивает устройство по фалу 1 за пределы здания (за подоконник или за балкон), завинчивает винт 5 до заранее определенного предела, который может быть отмечен на винте (или на корпусе, как это сделано в прототипе), перелезает через окно или балкон, зависает на устройстве, занимая при этом удобную позицию, и медленно отвинчивает винт 5. Как только сила веса спасаемого человека превысит силу трения фала 1 о рабочую поверхность корпуса 2, 8 и тормозного элемента 3, устройство вместе со спасаемым человеком начнет с постоянной скоростью опускаться по фалу 1. Скорость спуска зависит от того, насколько сила веса спасаемого человека превышает силу трения фала 1 о рабочую поверхность корпуса 2, 8 и тормозного элемента 3. Силу трения можно регулировать путем сжатия пружины 11, завинчивая винт 5. Рассмотрим кинематику устройства (фиг.11). В начальный момент, когда спасаемый человек завис на устройстве и находится в покое, когда он еще не отвинтил винт 5, на устройство действуют следующие силы:The device operates as follows. When storing the device, the screw 5 is unscrewed from the nut 12 to such an extent that the spring 11 is not compressed. In case of fire, the rescued person attaches the top of the halyard 1 to a solid building structure (heating battery, balcony structure, etc.), if it was not previously attached, puts on a life belt, attaches it to the carabiner 7, pulls the device along the halyard 1 outside building (behind the windowsill or balcony), screw the screw 5 to a predetermined limit, which can be marked on the screw (or on the body, as was done in the prototype), climbs through a window or balcony, hangs on the device, while occupying a convenient position , and me loosens the screw 5. As soon as the weight of the person being saved exceeds the friction force of the file 1 on the working surface of the housing 2, 8 and the brake element 3, the device together with the person being saved will begin to lower along the file 1. At a lower speed, the speed of descent depends on how the weight of the person being saved exceeds the friction force of the halyard 1 on the working surface of the housing 2, 8 and the brake element 3. The friction force can be adjusted by compressing the spring 11 by tightening the screw 5. Consider the kinematics of the device (Fig. 11). At the initial moment, when the person to be saved hovered on the device and is at rest, when he has not yet unscrewed screw 5, the following forces act on the device:

F - сила трения фала 1 о рабочую поверхность корпуса 2, 8 и тормозного элемента 3.F is the friction force of the halyard 1 on the working surface of the housing 2, 8 and the brake element 3.

Сила трения F равна:The friction force F is equal to:

F=kR,F = kR

где k - коэффициент трения фала 1 о рабочую поверхность корпуса 2, 8 и тормозного элемента 3;where k is the coefficient of friction of the halyard 1 on the working surface of the housing 2, 8 and the brake element 3;

R - сила, с которой пружина 11 прижимает тормозной элемент 3 через фал 1 к корпусу 2, 8 - сила реакции рабочей поверхности корпуса 2, 8 от силы (P₁-P₃).R is the force with which the spring 11 presses the brake element 3 through the halyard 1 to the housing 2, 8 is the reaction force of the working surface of the housing 2, 8 from the force (P ₁ -P ₃ ).

R=Р₁-Р₃,R = P ₁ -P ₃ ,

где Р₁ - сила пружины 11, передаваемая на тормозной элемент 3;where P ₁ is the force of the spring 11 transmitted to the brake element 3;

P₂ - сила веса спасаемого человека;P ₂ - weight force of the saved person;

P₃ - сила, противодействующая силе пружины Р₁ и направленная ей навстречу:P ₃ - force, counteracting the force of the spring P ₁ and directed towards it:

Условие покоя устройства на фале 1, т.е. условие, при котором устройство вместе со спасаемым человеком не начнет двигаться по фалу 1:The dormant condition of the device on the file 1, i.e. a condition under which the device, along with the person being saved, will not start to move along the file 1:

F>P₂; F=kR=k(P₁-P₃); K(P₁-P₃)>Р₂, откуда Р₁>(P₂/K)+P₃.F> P ₂ ; F = kR = k (P ₁ -P ₃ ); K (P ₁ -P ₃ )> P ₂ , whence P ₁ > (P ₂ / K) + P ₃ .

Коэффициент трения k можно менять в широком диапазоне. В данном случае коэффициент k можно увеличить путем нанесения фрикционного или абразивного материала (типа наносимого на наждачную бумагу) на рабочие поверхности корпуса 2, 8 и тормозного элемента 3, или наносить на указанные поверхности накатку или насечку, как у напильников. В этом случае ресурс фала 1 снижается, то есть фал изнашивается быстрее. Например, в паспорте - инструкции на веревку пожарную спасательную ВПС-50 диаметром 11 мм, назначенный ресурс составляет 100 циклов. Если ее пропустить через рабочие поверхности корпуса 2, 8 и тормозного элемента 3 с нанесенным на их поверхности абразивным материалом, то ее ресурс снизится, так как она будет изнашиваться быстрее, чем гладкими поверхностями.The friction coefficient k can be changed over a wide range. In this case, the coefficient k can be increased by applying a friction or abrasive material (such as applied to sandpaper) to the working surfaces of the housing 2, 8 and the brake element 3, or by applying knurling or notching to these surfaces, as with files. In this case, the resource of the file 1 is reduced, that is, the file wears out faster. For example, in the passport there are instructions for a fire rescue rope VPS-50 with a diameter of 11 mm, the assigned resource is 100 cycles. If it is passed through the working surfaces of the housing 2, 8 and the brake element 3 with abrasive material deposited on their surface, then its resource will decrease, since it will wear out faster than smooth surfaces.

Однако необходимо принять во внимание назначение устройства. Оно находится в режиме ожидания пожара и никто его не использует в других целях. То есть устройство предназначено для спасения жизни человека и снижение ресурса фала вполне оправдывается назначением устройства. Тем более что, как показывают расчеты, большинство устройств закончат свой срок службы так и не включившись в работу (не будет пожара).However, the purpose of the device must be taken into account. It is in fire standby mode and no one is using it for other purposes. That is, the device is designed to save a person’s life and a decrease in the halyard resource is fully justified by the purpose of the device. Moreover, as calculations show, most devices will end their life without joining the work (there will be no fire).

Рассмотрим работу устройства на конкретном примере.Consider the operation of the device on a specific example.

Если аб=ав (фиг.11), тоIf ab = av (Fig. 11), then

При k=0,5 и весе спасаемого человека Р₂=784 H (80 кгс):When k = 0.5 and the weight of the saved person, P ₂ = 784 H (80 kgf):

Таким образом, чтобы устройство со спасаемым человеком весом 784 Н не скользило вниз по фалу 1, пружину 11 необходимо сжать с усилием не менее 2352 Н (240 кгс). В прототипе указано, что тормозной элемент сжимается с силой до 500 фунтов (227 кгс).Thus, so that the device with the rescued person weighing 784 N does not slide down the halyard 1, the spring 11 must be compressed with a force of at least 2352 N (240 kgf). The prototype indicates that the brake element is compressed with a force of up to 500 pounds (227 kgf).

Пусть спасаемый человек отвинтил винт 5 так, что сила P₁ стала равной 2305 Н, а для того, чтобы он оставался в покое, необходимо Р₁, равное не менее 2352 Н. Устройство вместе со спасаемым человекам сдвинется с места и начнет опускаться с заранее заданной безопасной скоростью примерно 1 м/с.Let the person being saved unscrew the screw 5 so that the force P ₁ becomes equal to 2305 N, and in order for him to remain at rest, P ₁ equal to at least 2352 N is needed. The device together with the people being saved will budge and begin to lower in advance a predetermined safe speed of about 1 m / s.

Если по описанным выше причинам устройство начнет опускаться с ускорением, набирая таким образом опасную для спасаемого человека скорость спуска, то сила веса человека P₂ относительно устройства станет равной:If, for the reasons described above, the device starts to descend with acceleration, thus gaining a descent speed that is dangerous for the person being saved, then the force of the person’s weight P ₂ relative to the device will become equal to:

P₂=m(g-a),P ₂ = m (ga),

где m - масса спасаемого человека, кг (80 кг);where m is the mass of the person being saved, kg (80 kg);

g - ускорение свободного падения (9,81 м/с²);g - acceleration of gravity (9.81 m / s ² );

а - ускорение, с которым опускается спасаемый человек. and - the acceleration with which the saved person falls.

В этом случае (при движении вниз с ускорением а) для того, чтобы остановить устройство, необходимо, чтобы:In this case (when moving downward with acceleration a), in order to stop the device, it is necessary that:

P₁>P₂/k+P₂=m(g-a)/k+m(g-а)P ₁ > P ₂ / k + P ₂ = m (ga) / k + m (g-a)

Пусть а=3 м/с², тогда:Let a = 3 m / s ² , then:

P₁>80(9,8-3)/0,5+80(9,8-3)=1632 Н,P ₁ > 80 (9.8-3) / 0.5 + 80 (9.8-3) = 1632 N,

а пружина 11 уже! сжата до усилия Р₁=2305 Н.and spring 11 already! compressed to a force of P ₁ = 2305 N.

Таким образом, внезапное и резкое увеличение скорости спуска спасаемого человека, которое в любом случае сопровождается ускорением, благодаря пружине 11 мгновенно приводит к торможению и дальнейшей стабилизации скорости спуска спасаемого человека до безопасного, заранее предусмотренного значения.Thus, a sudden and sharp increase in the descent speed of the rescued person, which in any case is accompanied by acceleration, due to the spring 11 instantly leads to inhibition and further stabilization of the descent rate of the rescued person to a safe, predetermined value.

Первый способ использования устройства заключается в том, что на один фал устанавливают столько устройств, сколько планируется спасать людей при пожаре, т.е. по одному устройству на каждого спасаемого человека. В этом случае люди покидают здание один за другим, предварительно выполнив описанные выше подготовительные действия. Количество людей, одновременно спускающихся по одному и тому же фалу, ограничивается только прочностью фала. Другой способ использования устройства заключается в том, что на группу людей в одном помещении предусматривается одно устройство на одном фале. Люди спасаются последовательно один за другим, как это предусмотрено в прототипе. После спуска на землю первого спасаемого человека второй выбирает фал к себе вместе с устройством и спасательным поясом, прикрепленным к нему, привязывает нижнюю часть фала к прочной конструкции здания, отвязывает верхнюю часть фала и бросает ее в окно или за балкон, надевает спасательный пояс, вынимает карабин 7 из отверстия 6 и продевает его через отверстие 4, отвинчивает винт 5, чтобы фал свободно проходил через устройство, протягивает устройство по фалу за окно или за балкон, завинчивает винт 5 в соответствии со своим весом, перелезает через окно или балкон, зависает на устройстве 4 и медленно отвинчивает винт 5, пока устройство не сдвинется с места и не начнет опускаться с заранее запланированной безопасной скоростью спуска. Аналогичным образом остальные люди спасаются один за другим.The first way to use the device is to install as many devices on one file as it is planned to save people in a fire, i.e. one device for each saved person. In this case, people leave the building one by one, having previously completed the preparatory steps described above. The number of people simultaneously descending on the same halyard is limited only by the strength of the halyard. Another way to use the device is that for a group of people in one room, one device is provided on one file. People are saved sequentially one by one, as provided in the prototype. After the first person to be rescued to the ground, the second one selects the halyard together with the device and the rescue belt attached to it, attaches the lower part of the halyard to the solid structure of the building, unties the upper part of the halyard and throws it out the window or balcony, puts on the life belt, takes it out the carabiner 7 from the hole 6 and passes it through the hole 4, unscrews the screw 5 so that the halyard freely passes through the device, pulls the device along the halyard out of the window or balcony, tightens the screw 5 in accordance with its weight, climbs over Without a window or balcony, it hangs on device 4 and slowly unscrews screw 5 until the device moves and starts to lower with a predetermined safe descent speed. Similarly, the rest of the people are saved one by one.

Размещение тормозного элемента 3 с возможностью одновременного смещения параллельно и перпендикулярно к фалу 1 с установкой пружины 11 между тормозным элементом 3 и винтом 5 и расположение средств крепления 4, 6 спасательного пояса на тормозном элементе симметрично пружине 11 дают возможность автоматически стабилизировать безопасную скорость спуска спасаемого человека без его вмешательства и спасать недееспособных людей.Placing the brake element 3 with the possibility of simultaneous displacement in parallel and perpendicular to the halyard 1 with the installation of a spring 11 between the brake element 3 and the screw 5 and the location of the fastening means 4, 6 of the rescue belt on the brake element symmetrically to the spring 11 make it possible to automatically stabilize the safe descent speed of the person being saved without his intervention and save disabled people.

Claims

A device for lowering people from buildings and structures during fires and other emergencies, containing a halyard passed through the housing of the device, and a brake mechanism including a brake element resting on the hull through the halyard, a screw holding the brake element to the halyard, and means for fastening the life belt characterized in that, in order to automatically stabilize the safe descent speed of the rescued person, the brake element is arranged to bias in parallel and perpendicular to the halyard, and between the brake a spring is placed by an element and a screw, and two fastening means of the rescue belt are symmetrically located on the edges of the brake element with the possibility of compressing the spring by the weight of the person being saved through the brake element.