УСТРОЙСТВО ДЛЯ САМОСПАСЕНИЯ ЧЕЛОВЕКА С ВЫСОТНЫХ СООРУЖЕНИЙ
DEVICE FOR SELF-ESCAPE OF PERSON FROM HIGH-RISE STRUCTURES

Изобретение относится к индивидуальным средствам экстренного спасения людей из высотных сооружений гражданского, промышленного и военного назначения в случае пожара или при других чрезвычайных ситуациях.
Известна «Система экстренной эвакуации» «Spider», представляющая собой корпус, в котором установлен барабан с намотанным запасом троса, связанный с гидравлическим и фрикционным тормозом (патент US №5586617, кл. А62В 1/12, 1994 г.). Устройство имеет бак для масла, дроссельный регулятор скорости спуска и спасательную «косынку». Корпус крепится к полу сооружения в предполагаемой зоне эвакуации. Для эвакуации необходимо извлечь из корпуса спасательную косынку, подогнать ее ремни под себя, прикрепить ее к спасательному тросу и покинуть помещение. При разматывании троса с барабана для обеспечения безопасной скорости спуска система снабжена гидравлическим тормозом, который работает от вращения барабана. Также имеется дополнительный фрикционный тормоз и масляный бак для питания гидравлического тормоза в виде гидронасоса с управляемым перепускным дросселем.
Недостатком этой системы является немобильность из-за жесткого крепления системы. Система имеет масляный бак, который сам может представлять пожаровзрывоопасность, а также использование открытого спасательного троса, наличие гидросистемы, других механизмов требует сохранности технических характеристик и защиты от внешних воздействий и коррозии.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является устройство для самоспасения человека с высотных сооружений, содержащее корпус с отверстиями - замедлителями скорости спуска, через которые пропущен трос в виде ленты, уложенной «змейкой» в съемном контейнере, прикрепленном к корпусу, а также средства крепления человека к корпусу и троса к сооружению (полезная модель RU №7884, кл. А62В 1/00. 1997 г.).
Известное устройство опускается вместе с человеком, и в замедлителях скорости, выполненных в виде отверстий, происходит торможение устройства на основе трения скольжения между ним и тросом. Данное устройство решает проблему исключения свисания троса на всю длину спуска, что несет опасность спутывания и «захлеста» спускаемого человека непредсказуемыми колебаниями свободно свисаемого троса. При этом замедление спуска человека осуществляется за счет сухого трения троса в ряде отверстий корпуса с многократным изменением направления движения троса, а регулировка скорости спуска человека может производиться самим человеком во время спуска путем изменения условий трения троса упругим элементом на рычаге ручного управления скорости спуска.
Недостатком указанного технического решения, снижающим его надежность, является: наличие сухого трения троса в замедляющих отверстиях корпуса, что приводит к нагреву корпуса и ручки регулирования скорости с упругим элементом, а также к нагреву самого троса, что в свою очередь приведет к термической травме человека и к разрушению поверхности троса, снижая надежность троса и устройства в целом.
Кроме того, устройство не имеет постоянных характеристик по скорости спуска человека, так как характеристики троса и условия трения зависят от климатических условий и физического состояния человека. Конструкция незащищена от воздействия атмосферных явлений, поэтому устройство перед спуском надо заправлять, запасовывать трос, чтобы снизить степень влияния климатических условий (дождь, снег, холод и т.д.), что увеличивает время, необходимое для подготовки и приведения в действие устройства, увеличивая риск человека погибнуть из-за нехватки времени на спуск, снижая надежность самого спасения до минимума.
Трос в виде ленты всегда менее прочен по отношению к тросу круглого сечения из-за отсутствия концентрации по продольной оси силового воздействия на него от веса человека, а в ленте нагрузки на нити переменны из-за естественной раскачки человека, и могут возникнуть моменты, когда всего несколько нитей будут нести всю нагрузку, что приведет к разрыву троса.
Трос в контейнере уложен «змейкой» вертикально в один слой, так как ленту можно уложить «змейкой» только в один слой или намотать на барабан, при этом не решен вопрос сохранности троса в контейнере.
То, что трос не защищен от атмосферной влаги, может привести к тому, что при определенных атмосферных условиях он может ужаться, увлажниться и смерзнуться, подвергнуться заражению грибками и заплесневеть, что в свою очередь приведет к разрушению троса и невозможности его длительного хранения перед использованием.
Технический результат, на достижение которого направлено настоящее изобретение, заключается в повышении надежности и долговечности устройства для самоспасения человека с высотных сооружений, обеспечении безопасной скорости спуска без участия человека, а также обеспечении мобильности и компактности устройства.
Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве для самоспасения человека с высотных сооружений, содержащем корпус, несущий запас троса, имеющий отверстия - замедлители скорости спуска, через которые пропущен трос, а также средства крепления человека к корпусу и троса к сооружению, согласно изобретению, корпус выполнен в виде стакана с герметичным дном, внутри которого уложен трос, выполненный плетеным из нитей, изготовленных из высокопрочного текстильного материала, пропитанный вязкой, термохладостойкой, нейтральной смазывающе-охлаждающей жидкостью, при этом трос уложен горизонтальными слоями по схеме, предотвращающей спутывание троса, а вся укладка зафиксирована диафрагмой с центральным отверстием для пропуска троса, при этом в верхней части корпус имеет блок замедлителей скорости спуска, герметизирующий его внутреннюю полость, в блоке выполнены два отверстия-замедлителя: отверстие для отжима жидкости и отверстие для создания разряжения в полости корпуса, причем диаметры отверстий соизмеримы с диаметром троса, а также размещены два дополнительных замедлителя, один из которых выполнен в виде неподвижного барабана, охватываемого тросом, а другой - в виде горизонтально установленного с возможностью вращения барабана с тросоукладчиком для однослойной спиральной укладки троса на барабане, при этом на торце барабана выполнены зубья для взаимодействия с зубьями анкера, снабженного маятником, выполненным в виде симметричной П-образной пластины, установленной с возможностью взаимодействия с поверхностями блока замедлителей, причем отверстие для отжима жидкости, неподвижный барабан, отверстие для разряжения и барабан с анкером расположены последовательно, а в верхней части блока замедлителей выполнено отверстие для выхода троса из корпуса, кроме того, наружный конец троса со средством его крепления к сооружению снабжен демпфером, а конец троса в укладке имеет элемент для предотвращения его выхода из корпуса.
Кроме того, указанный технический результат может достигаться тем, что в устройстве для самоспасения человека трос в каждом слое может быть уложен зигзагообразно, причем каждый слой развернут относительно предыдущего на 10-90°.
Трос может быть выполнен из химических волокон типа «поли-п-фенилентерефталамида» под марками «СВМ», «Русар».
Трос может быть выполнен диаметром 2-4 мм.
Пропитку троса осуществляют полиметилфенилосилоксановой жидкостью типа ПМС-4.
Кроме того, указанный технический результат может достигаться тем, что в устройстве для самоспасения человека отверстия-замедлители могут быть выполнены во втулках, закрепленных в блоке замедлителей.
Отверстие для отжима жидкости может быть выполнено диаметром, равным 1.2-1.4 диаметра троса, а отверстие для разрежения - 1.0-1.3 соответственно.
Отверстие в диафрагме может быть выполнено диаметром, равным 2-10 диаметрам троса.
Кроме того, указанный технический результат может достигаться тем, что в устройстве для самоспасения человека барабан с тросоукладчиком может быть установлен на подшипниках в горизонтальной расточке в блоке замедлителей с возможностью изменения степени взаимодействия с анкером путем осевого перемещения с помощью регулировочного винта, взаимодействующего через сферический упорный подшипник с барабаном.
Анкер с маятником могут быть установлены на оси качания, расположенной вертикально в плоскости оси вращающегося барабана.
Сверху на корпусе может быть установлен колокол акустического сигнала, с которым при спуске взаимодействует маятник анкера, выполненный с возможностью упругого деформирования концевых частей, кроме того, в колоколе предусмотрено отверстие для свободного пропуска троса.
Демпфер может быть выполнен в виде коуша с цилиндрическим хвостовиком в виде втулки, через которую в желоб коуша пропущен трос, конец которого несколькими витками спирально уложен на хвостовик и закреплен на нем.
Средство для крепления троса к сооружению может быть выполнено в виде карабина.
На карабине может быть закреплен дополнительный трос с коушем в виде кольца для крепления к габаритным элементам сооружения.
Средство для крепления человека к корпусу устройства может быть выполнено в виде ленточной строп-петли с замком в виде втулки для фиксации кисти руки, а также рым-кольца, закрепленного в центре дна корпуса, к которому прикреплена строп-петля.
На рым-кольце может быть дополнительно закреплен страховочный трос с карабином на конце для крепления человека за верхнюю часть туловища.
К строп-петле предусмотрено присоединение спасательной косынки с помощью ее карабина.
Выходное отверстие в блоке замедлителей может быть снабжено направляющей втулкой.
Кроме того, указанный технический результат достигается тем, что в устройстве для самоспасения человека наружный участок троса между корпусом и демпфером может быть заключен в «броню», выполненную в виде гофрированного плетеного «чулка» из высокопрочного, термостойкого материала, например, стеклочулка марки АСЭЧ (б), установленного на гибком «каркасе» в виде гибкой трубки, например, из силиконового каучука, один конец которой вместе с «чулком» заведен на отрывной замок, выполненный в виде втулки с упругодеформируемым концом, установленным на направляющей втулке блока замедлителей с возможностью фиксации с помощью пружинного кольца и отрыва от нее, а на другом конце «каркаса» установлена втулка с раструбом в сторону демпфера, предназначенная для спрямления гофра «чулка», для чего наружный диаметр раструба соизмерим с внутренним диаметром «чулка» в исходном состоянии, при этом другой конец «чулка» укреплен на хвостовике демпфера, причем креплении обоих концов «чулка» осуществлено посредством бандажей из термоусаживающегося пластикового материала, кроме того, корпус и демпфер дополнительно соединены предохранительной нитью, проложенной под «броней», предотвращающей несанкционированный выход троса до использования устройства.
Средства для крепления человека к корпусу, а также наружный конец троса с «броней», демпфером и средствами его крепления к сооружению могут быть размещены на дне корпуса и колоколе соответственно, и закрыты съемными крышками, герметично соединенными с корпусом.
Каждая съемная крышка может быть снабжена устройством для ее фиксации на корпусе, выполненным в виде ленточного хомута с элементами замыкания на концах и ребрами по краям на внутренней стороне, устанавливаемыми в ответные канавки на корпусе и крышке, при этом в средней части хомута выполнен свободный от ребер упругодеформируемый дугообразный участок для создания натяга в замкнутом положении хомута, а элементы замыкания снабжены пломбой, разрушаемой с помощью ленты-ручки, укрепленной на отрывном конце хомута.
Средство для предотвращения выхода всего троса из корпуса может быть выполнено в виде узла из самого троса.
Корпус в поперечном сечении может быть выполнен в виде эллипса или круглым.
На верхней крышке корпуса может быть выполнена бобышка-индикатор верха устройства для самоспасения человека.
Блок замедлителей может быть выполнен в виде отдельного узла жестко скрепленного с боковой стенкой корпуса, например, с помощью резьбового соединения.
Дно корпуса снаружи может быть выполнено конусным.
Часть горизонтально установленного с возможностью вращения барабана, с которой контактирует трос, может быть выполнена в виде многогранника.
Конструкция устройства поясняется чертежами, где:
на фиг.1 - изображен общий вид устройства для самоспасения человека с высотных сооружений в разрезе;
на фиг.2 - узел взаимодействия барабана с анкером;
на фиг.3 - изображено устройство для самоспасения человека;
на фиг.4, 5 - узел взаимодействия троса с замедлителями и анкер (сечение А-А и Б-Б);
на фиг.6 - сечение Л-Л, взаимодействие троса с приводом анкера;
на фиг.7 - конструктивные элементы карабина;
на фиг.8 - сечение С-С, взаимодействие троса с гофрированной броней;
на фиг.9 - демпферный коуш карабина во взаимодействии с тросом;
на фиг.10 - съемные крышки устройства с пломбами;
на фиг.11 - конструктивные элементы страховочного троса;
на фиг.12 - конструктивные элементы строп-петли;
на фиг.13 - схема подготовки устройства к использованию и две анимационные картинки;
на фиг.14 - схема использования устройства и две анимационные картинки.
Устройство для самоспасения человека с высотных сооружений содержит корпус 1 с отверстиями 2, 3 - замедлителями скорости спуска, через которые пропущен трос 4, размещенный в корпусе 1, а также средства 5 и 6 крепления человека к корпусу и троса к сооружению. Корпус 1 выполнен в виде стакана преимущественно округлой формы в поперечном сечении с герметичным дном 7, внутри которого уложен трос 4. Трос 4 выполнен плетеным из нитей, изготовленных из высокопрочного текстильного материала, пропитан вязкой, термохладостойкой, нейтральной, смазывающее-охлаждающей жидкостью. Трос 4 уложен горизонтальными слоями по схеме, предотвращающей спутывание троса, а вся укладка зафиксирована диафрагмой 8 с центральным отверстием 9 для пропуска троса 4. В верхней части корпуса 1 размещен блок 10 замедлителей скорости спуска, герметизирующий его внутреннюю полость. В блоке 10 выполнены два отверстия 2 и 3 - замедлителя скорости спуска: отверстие 2 для отжима жидкости и отверстие 3 для создания разряжения в полости корпуса 1. Диаметры отверстий 2 и 3 соизмеримы с диаметром троса 4. В блоке 10 также размещены два дополнительных замедлителя 11 и 12, один из которых 11 выполнен в виде неподвижного барабана 13, охватываемого тросом 4, а другой 12 - в виде горизонтально установленного с возможностью вращения барабана 14 с тросоукладчиком 15 для однослойной спиральной укладки троса 4 на барабане 14. Барабан 14 взаимодействует с зубьями 16 анкера 17, снабженного маятником 18. Маятник 18 выполнен в виде симметричной П-образной пластины, установленной с возможностью взаимодействия с поверхностями блока 10 замедлителей. Причем отверстие 2 для отжима жидкости, неподвижный барабан 13, отверстие 3 для разряжения и барабан 14 с анкером 17 расположены последовательно. В верхней части блока 10 замедлителей выполнено отверстие 19 для выхода троса 4 из корпуса 1, кроме того, наружный конец троса 4 со средством 6 его крепления к сооружению снабжен демпфером 20, а конец троса 4 в укладке снабжен элементом 21 для предотвращения его выхода из корпуса 1.
Трос 4 в каждом слое уложен зигзагообразно, причем каждый слой развернут относительно предыдущего на 10 - 90°.
Трос 4 выполнен из химических волокон типа «Поли-п-фенилентерефталамида» под марками «СВМ», «Русар».
Трос выполнен диаметром 2-4 мм.
Пропитку троса 4 осуществляют полиметилфенилосилоксановой жидкостью типа ПМС-4.
Отверстия-замедлители 2 и 3 выполнены во втулках 22, закрепленных в блоке 10 замедлителей.
Отверстие 2 для отжима жидкости выполнено диаметром, равным 1.2-1.4 диаметра троса 4, а отверстие для разрежения, 1.0-1.3 диаметра троса 4.
Отверстие 9 в диафрагме 8 выполнено диаметром, равным 2-10 диаметрам троса 4.
Барабан 14 с тросоукладчиком 15 установлен на подшипниках 23 в горизонтальной расточке 24 в блоке 10 замедлителей с возможностью изменения степени взаимодействия с анкером 17 путем осевого перемещения с помощью регулировочного винта 25, взаимодействующего через сферический упорный подшипник 26 с барабаном 14.
Анкер 17 с маятником 18 установлен на оси качания, расположенной вертикально в плоскости оси вращающегося барабана 14. На торце барабана 14 выполнены зубья 27 для взаимодействия с зубьями 16 анкера 17.
Сверху на корпусе 1 установлен колокол 28 акустического сигнала, с которым при спуске взаимодействует маятник 18 анкера 17, выполненный с возможностью упругого деформирования концевых частей, кроме того, в колоколе 28 предусмотрено отверстие 29 для свободного пропуска троса 4.
Барабан 14 имеет многогранную поверхность 30.
Демпфер 20 выполнен в виде коуша с цилиндрическим хвостовиком 31 в виде втулки, через которую в желоб коуша пропущен трос 4, конец которого несколькими витками спирально уложен на хвостовик 31 и закреплен на нем.
Средство 6 для крепления троса 4 к сооружению выполнено в виде карабина.
На карабине закреплен дополнительный трос 32 с коушем 33 в виде кольца для крепления к габаритным элементам сооружения.
Дно 7 корпуса 1 снаружи выполнено конусным.
Средство 5 для крепления человека к корпусу устройства выполнено в виде ленточной строп-петли 34 с замком в виде втулки 35 с указателем в виде стрелки 36 для фиксации кисти руки, а также рым-кольца 37, закрепленного в центре дна корпуса 1, к которому прикреплена строп-петля 34.
На рым-кольце 37 дополнительно закреплен страховочный трос 38 с карабином 39 на конце для крепления человека за верхнюю часть туловища.
К строп-петле 34 предусмотрено присоединение спасательной косынки 40 с помощью ее карабина 41.
Выходное отверстие 19 в блоке 10 замедлителей снабжено направляющей втулкой 42.
Наружный участок троса 4 между корпусом 1 и демпфером 20 заключен в «броню» 43, выполненную в виде гофрированного плетеного «чулка» из высокопрочного, термостойкого материала, например стеклочулка марки АСЭЧ (б), установленного на гибком «каркасе» 44 в виде гибкой трубки, например, из силиконового каучука, один конец которой вместе с «чулком» заведен на отрывной замок 45, выполненный в виде втулки 46 с упругодеформируемым концом, установленным на направляющей втулке 42 блока 10 замедлителей с возможностью фиксации с помощью пружинного кольца 47 и отрыва от нее. На другом конце «каркаса» установлена втулка 48 с раструбом 49 в сторону демпфера 20, предназначенная для спрямления гофра «чулка», для чего наружный диаметр раструба 49 соизмерим с внутренним диаметром «чулка» в исходном состоянии, при этом другой конец «чулка» укреплен на хвостовике 31 демпфера 20. Крепление обоих концов «чулка» осуществлено посредством бандажей 50 из термоусаживающегося пластикового материала, кроме того, корпус 1 и демпфер 20 дополнительно соединены предохранительной нитью 51, проложенной под «броней» 43, предотвращающей несанкционированный выход троса 4 из корпуса 1 до использования устройства.
Средства 5 для крепления человека к корпусу 1, а также наружный конец троса 4 с «броней» 43, демпфером 20 и средствами 6 его крепления к сооружению, размещены на дне корпуса 1 и колоколе 28 соответственно, и закрыты съемными крышками 52, герметично соединенными с корпусом 1.
Каждая съемная крышка 52 снабжена устройством для ее фиксации на корпусе, выполненном в виде ленточного хомута 53 с элементами замыкания 54 на концах и ребрами 55 по краям на внутренней стороне, устанавливаемыми в ответные канавки 56 на корпусе 1 и крышке 52. В средней части хомута 53 выполнен свободный от ребер упругодеформируемый дугообразный участок 57 для создания натяга в замкнутом положении хомута 53, а элементы замыкания 54 снабжены пломбой 58, разрушаемой с помощью ленты-ручки 59, укрепленной на отрывном конце хомута 53.
Элемент 21 для предотвращения выхода всего троса 4 из корпуса 1 выполнен в виде узла из самого троса 4.
Корпус 1 в поперечном сечении выполнен в виде эллипса или круглым.
На верхней крышке корпуса 1 имеется бобышка 60 - индикатор верха устройства для самоспасения человека.
Описание работы устройства для самоспасения человека с высотных сооружений.
Работа устройства и взаимодействие всех элементов конструкции начинается с момента принятия человеком решения - покинуть сооружение в условиях чрезвычайной ситуации.
Устройство, ввиду его мобильности, необходимо взять в руки и поднести к месту возможного покидания строения, при этом бобышка-индикатор «верх» 60 (фиг.3, 1) должна быть вверху.
Перед использованием устройства необходимо лентами-ручками 59 (фиг.1, 10), закрепленными на элементах замыкания 54 ленточных хомутов 53, разрушить пломбы 58, потянув ленты-ручки на себя.
При этом за счет своей упругости расходятся (раскрываются) концы ленточного хомута 53, разфиксируя верхнюю и нижнюю съемные крышки 52 (фиг.10, 3).
Крышки 52 сбрасываются с устройства (фиг.1, 3), освобождая укладку в верхней части устройства внешних элементов крепления устройства к строению: карабина 6, демпферного коуша 20, внешней части троса 4 в «броне» 43, на гибком каркасе 44 с отрывным замком 45, при этом отрывной замок 45 закреплен на корпусе замедлителей 10 пружинным кольцом 47 через направляющую втулку 42, а демпферный коуш 20 с цилиндрической частью 31 прикреплен к блоку замедлителей 10 предохранительной нитью 51 (фиг.1, 3, 8, 9).
В покидаемой зоне строения закрепляют карабин 6 за специальный крюк или, в случае отсутствия мест для крепления карабина 6, он закрепляется дополнительным тросом 32 с кольцеобразным коушем 33 за предметы или элементы строения (фиг.13, 14, 7) путем обвязки их дополнительным тросом 32 с замыканием карабина 6 на коуше 33.
После сброса с устройства нижней съемной крышки 52 под ней высвобождается укладка строп-петли 34, закрепленной за рым-кольцо 37. На строп-петле 34 имеется кистевой замок 35 в виде втулки (фиг.1, 3, 12).
За рым-кольцо 37 также закреплен страховочный трос 38 с карабином 39, который также освобождается (фиг.1, 3, 11).
После закрепления в покидаемой зоне строения карабина 6 вставить кисть руки в строп-петлю 34 и затянуть замок 35 по стрелке 36 на запястье руки со стороны ладони. При необходимости страховочный трос 38 обвязывается вокруг верхней части туловища и застегивается карабином 39 с левой или с правой стороны груди (фиг.13, 14). При этом, по выбору человека, за строп-петлю 34 может быть закреплен карабин 41 спасательной косынки 40, которую человек одевает на себя предварительно.
После выбранного человеком способа крепления к корпусу 1 устройства самого себя и закрепления необходимо «запустить» устройство путем короткого рывка за рым-кольцо 37 через строп-петлю 34 по направлению стрелки «И» (фиг.13). При этом предохранительная нить 51 (фиг.1, 8, 9) рвется, освобождая свободный выход троса 4 из корпуса 1 через замедлители 2, 3, 11, 12 и направляющую втулку 42 (фиг.4, 8).
После «запуска» устройства (фиг.13) человек покидает строение (фиг.14).
По мере вытягивания троса 4 из корпуса 1 устройства происходит растягивание закрепленной на цилиндрической 31 части коуша 20 гофрированной «брони» 43 (фиг.8), при этом гофрированная часть «брони», увлекаемая коушем 20, проходит по раструбу 49, растягиваясь на нем в гладкий чулок.
Гофрированная часть «брони» на гибком каркасе 44 не меняет зазора между внутренней гофрированной частью и наружной частью каркаса 44, но, проходя через наружную часть раструба 49, выравнивается, не передавая усилие на растягивание на всю гофрированную укладку «брони», чем исключается уменьшение ее внутреннего диаметра и «схватывание» «брони» с гибким каркасом 44 до полного растяжения и укладки на трос 4 в зоне покидания строения (фиг.14).
После того как «броня» 43 растянулась полностью, произойдет ее натяжение. Отрывной замок 45, за втулку 46 которого закреплена «броня» 43, преодолевает упругость пружинного кольца 47, отсоединится от направляющей втулки 42, оставаясь на начальной части троса 4, защищая его от повреждений в зоне выхода из строения, а корпус 1 с закрепленным к нему человеком под действием силы веса человека продолжит соскальзывать с троса 4 с безопасной скоростью, которая регулируется автоматически, в зависимости от веса человека, от 0,5 м/с до 2,5 м/с.
Весь запас троса 4 (фиг.3) находится в корпусе 1 и перемещается вместе с человеком.
Для сохранения всех исходных характеристик троса 4, страховочного троса 38, дополнительного троса 32 и нити 51 они пропитаны смазывающей, нейтральной, термохладостойкой вязкой жидкостью, при этом трос при взаимодействии с замедлителями 2, 3, 11, 12 и тросоукладчиком 15 имеет не «сухое» трение, а трение через промежуточную смазку, что позволяет сохранить характеристики взаимодействия и трения проскальзывания независимо от температуры и влажности внешней среды.
Пропиточная жидкость является консервантом химических свойств троса 4, исключая контакт его с кислородом воздуха и атмосферной влагой, а также пропиточная жидкость увеличивает теплопроводность троса, чем создается условие эффективного выноса тепловой энергии с тросом 4 при трении в элементах регулирования скорости соскальзывания корпуса 1 с троса 4.
При покидании строения (фиг.14) человеком с устройством возникают микрорывки и переменные нагрузки на трос 4. Для их сглаживания и компенсации используются упругие свойства самого троса и демпферный коуш 20 (фиг.9) с карабином 6, который работает следующим образом: при появлении нагрузки на трос 4, находящийся в коуше 20, трос проскальзывает по кольцевой части коуша и создает напряжение в витках троса спирально уложенного на цилиндрическую часть 31 коуша. При этом каждый виток укладки, натягиваясь, увеличивает трение проскальзывания на каждый последующий виток троса на коуше 20, но меньше на величину затраченной энергии на предыдущий виток, чем обеспечивается плавное натяжение троса 4 при появлении ненормированной нагрузки с возвратом в исходное положение в спиральной укладке при восстановлении нормативного усилия - веса человека.
При соскальзывании устройства с троса 4 (фиг.1 6, 14) под действием нагрузки на корпус 1 от веса человека трос 4 вытягивается из специальной укладки в корпусе 1 через центральное отверстие в диафрагме 8 и втягивается в отверстие замедлителя 2, где происходит поверхностный отжим пропиточной жидкости с затратой энергии на это, чем замедляется движение троса.
После замедлителя 2 (фиг.1, 4) трос 4 меняет направление движения и спирально охватывает неподвижный барабан 13 замедлителя 11 с затратой энергии на трение проскальзывания по периметру барабана 13, чем замедляется движение троса 4.
После схода с барабана 13 трос 4 меняет направление движения и втягивается в отверстие замедлителя 3, где за счет соответствующего соотношения диаметра троса 4 и диаметра отверстия замедлителя 3 создается понижение давления воздуха по отношению к атмосферному в корпусе 1, так как происходит эффект постоянного движения «поршня» - троса из корпуса 1, и поэтому движение троса 4 замедляется из-за затрат энергии на преодоление положительного атмосферного давления по отношению к давлению внутри корпуса 1.
После замедлителя 3 трос 4 втягивается на вращающийся барабан 14 (фиг.1, 4, 6), где он принудительно укладывается спирально тросоукладчиком 15, при этом барабан вращается в подшипниках 23 и взаимодействует своими зубьями 27 на торцевой части с зубьями 16 анкера 17 с маятником 18, качающимся на поперечной оси по отношению к оси вращения барабана 14.
Так как анкер 17 своими зубьями 16 создает замедление вращению барабана 14 через зубья 27 в спиральной укладке троса 4, на барабан 14 создается нарастающее с каждым витком трение проскальзывания по отношению к поверхности самого барабана 14 и боковой спиральной поверхности тросоукладчика 15, так как этой поверхностью происходит сдвиг витков троса 4 вдоль барабана 14, когда спиральные витки обжимают его с усилием веса человека, на что затрачивается энергия и замедляется его движение.
Трение проскальзывания троса 4 в спиральной укладке на барабане 14 также увеличивается за счет выполнения на его цилиндрической части плоских поверхностей 30 (фиг.6,.5), которые контактируют с тросом 4.
Плоские поверхности 30, создавая фактически многогранник, увеличивают трение проскальзывания троса 4, так как ему при проскальзывании приходится менять форму облегания барабана 14.
Трение проскальзывания троса 4 (фиг.1, 4, 6) в спиральной укладке на барабане 14 создает усилие вращения барабана в подшипниках с торцевым упором в сферический упорный подшипник 26, а зубья 27 на торцевой поверхности барабана 14 взаимодействуют с зубьями 16 анкера 17 (фиг.1, 2 (вид А), фиг.5), на котором установлен маятник 18 в виде профильной П-образной симметричной пластины.
При этом анкер 17 с маятником 18 совершает колебательные движения на величину определенного угла (фиг.2 (вид А), фиг.5).
Маятник 18 во время колебательных движений взаимодействует с плоскими поверхностями блока замедлителей 10, создавая эффект вакуумного «слипания» при отрыве плоских поверхностей маятника от плоских поверхностей блока замедлителей 10, чем создается задержка колебания анкера, создавая сопротивление вращению барабана 14.
При колебаниях анкера 17 во время возвратно-поступательных движений маятника 18 затрачивается энергия на периодическое преодоление энергии инерции маятника 18, чем создается сопротивление вращению барабана 14.
Амплитуда и частота колебания анкера 17 с маятником 18 зависит от степени взаимодействия торцевых зубьев барабана 14 с зубьями анкера 16, и это устанавливается при изготовлении устройства осевым перемещением барабана 14, винтом 25 (фиг.1, 4) через сферический подшипник 26.
Установка степени сопротивления вращению барабана 14 анкером 16 с маятником 18 совместно с факторами замедления троса 4 в замедлителях 2, 11, 3 определяет безопасную скорость соскальзывания устройства с человеком с троса 4, закрепленного в строении.
При этом при соскальзывании устройства с человеком с троса 4 работает звуковой сигнал от взаимодействия концевых, упругодеформируемых частей маятника 18 с акустическим колоколом 28, что помогает обнаружить человека, который спасается с помощью устройства, и оказать ему дальнейшую помощь.
После достижения человеком опорной поверхности, он освобождает запястье руки из строп-петли (фиг.14), снимает с верхней части туловища страховочный трос 38, расстегнув карабин 39.
При использовании страховочной косынки 40 (фиг.1, 13, 14) нужно отстегнуть карабин 41 страховочной косынки 40 от строп петли 34 устройства.
После использования устройства собираются и в сервисных центрах перезаряжаются.
Предлагаемое устройство для самоспасения человека с высотных сооружений имеет следующие преимущества:
- устройство мобильно, т.к. имеет малый вес и габариты;
- в устройстве есть возможность использовать сверхмалые диаметры (2-4 мм) высокопрочного текстильного троса, а это, прежде всего, дает возможность создавать устройства со значительной высотой спасения без значительного увеличения габаритов;
- возможность изготавливать многие детали из армированных пластмасс по безотходной технологии;
- простота использования любым человеком в любом психофизическом состоянии и ребенком;
- длительность хранения устройства до применения;
- высокая скорость подготовки устройства к использованию - за 5-7 секунд;
- повышение безопасности спасения человека за счет «бронирования» опасных для троса участков и наличия демпфера сглаживания микрорывков от спуска человека;
- обеспечение безопасной скорости спуска без участия человека;
- из-за простоты использования инструкция по применению состоит из четырех анимационных картинок, что позволяет использовать устройство человеком со знанием любого языка или неграмотным;
- конструкция устройства позволяет многие процессы изготовления и сборки автоматизировать, что позволяет изготавливать устройство массово с доступной ценой.
Устройства для самоспасения человека с высотных сооружений для достижения большей высоты спасения можно соединять последовательно, а для увеличения грузоподъемности соединять параллельно.
Устройство для самоспасения человека с высотных сооружений обладает высокой надежностью, долговечностью и доступностью применения.