СПОСОБ СПУСКА ГРУЗОВ И ЛЮДЕЙ С ВЫСОТНЫХ ОБЪЕКТОВ
METHOD FOR TAKING CARGO AND PEOPLE DOWN FROM HIGH-ELEVATION OBJECT

Изобретение относится к способам спуска людей из зданий и может быть использовано для аварийной эвакуации грузов и людей с высотных сооружений при пожарах или стихийных бедствиях.
Известен способ спуска с высотных объектов, заключающийся в том, что в нем соединяют два гибких силовых элемента между собой соединительными элементами, крепят свободные концы силовых элементов в точке, из которой должен начаться спуск, подвешивают объект на спусковом элементе, снабженном режущим лезвием, режут при помощи лезвия соединительные элементы, позволяя объекту опускаться вниз (заявка на полезную модель Японии № 4-136244, кл. МПК A62B 1/16, опубл 18.12.1992 г.).
Недостатком данного способа является то, что в нем скорость резания соединительных элементов весьма высока, что при спуске с высотных зданий представляет опасность для жизни человека, кроме того при реализации данного способа возможно схождение спускового элемента с соединительных элементов, что также представляет серьезную опасность для жизни человека.
Известен выбранный в качестве ближайшего аналога способ амортизации, заключающийся в том, что в нем соединяют два гибких силовых элемента между собой соединительными нитями, соединяют свободный конец второго гибкого силового элемента с верхней частью стропа с возможностью перемещения указанного конца совместно со стропом, подвешивают объект на свободном конце первого гибкого силового элемента, прикладывают разрывающую нагрузку одновременно к нескольким соединительным нитям, до их разрыва, позволяя объекту спускаться на свободном конце первого силового элемента до полной остановки и на расстояние, зависящее только от веса груза и скорости падения груза в момент начала натяжения силовых элементов (патент Австралии на изобретение № 1904001, кл. МПК A62B 35/04, опубл 24.06.2002 г.).
Недостатком данного способа является то, что в нем полностью не предусмотрена возможность спуска, а только амортизация при ударе груза, воздействующем на несущий трос, и снижение скорости до полной остановки, за счет разрыва соединительных нитей без их растяжения, кроме того, в данном способе не предусмотрено регулирование скорости спуска.
Технический результат, который может быть получен в заявленном изобретении, - создание способа, пригодного для безопасного спуска грузов и людей с высотных объектов.
Технический результат достигается тем, что в способе спуска грузов и людей с высотных объектов, заключающемся в том, что в нем соединяют два гибких силовых элемента между собой соединительными нитями с шагом, равным 0,1-10 мм, подвешивают объект на свободном конце первого гибкого силового элемента, крепят свободный конец второго гибкого силового элемента в точке, из которой должен начаться спуск, прикладывают разрывающую нагрузку одновременно к нескольким соединительным нитям, до их разрыва, осуществляют спуск объекта вниз, крепят шарнирно свободный конец второго гибкого силового элемента в точке, из которой должен начаться спуск, соединяют два гибких силовых элемента между собой соединительными эластичными нитями, с образованием между гибкими силовыми элементами постоянного по величине и равного 0,5-200 мм зазора по всей длине гибких силовых элементов, при этом образуют шов, параллельный каждому гибкому силовому элементу, а все эластичные нити располагают в одной плоскости, свободный конец первого гибкого силового элемента перемещают вдоль поверхности второго гибкого силового элемента, кроме того каждую эластичную нить растягивают в течение от 0,0005 до 0,2 секунд до разрыва, при этом удлинение каждой соединительной эластичной нити до разрыва составляет от 5 до 500%, растягивают одновременно к 50-2500 нитям в секунду до разрыва, а объект спускают вниз со скоростью прямо пропорциональной массе объекта и шагу между эластичными нитями, соединяющими два гибких силовых элемента, и обратно пропорциональной толщине эластичной нити, величине зазора между гибкими силовыми элементами, и величине удлинения эластичной нити до разрыва.
Изобретение поясняется при помощи схем, приведенных на фиг.1-5.
При этом на фиг.1 и 2 показан способ соединения двух силовых элементов, при этом фиг 2 является видом по стрелке А на фиг.1;
на фиг.3 показан способ соединения свободных концов силовых элементов с опорой и спускаемым объектом;
на фиг.4 показан процесс спуска объекта под воздействием силы тяжести объекта;
на фиг.5 показан процесс разрыва соединительных эластичных нитей во время спуска объекта.
Способ спуска грузов и людей с высотных объектов реализуется следующим образом.
Перед началом спуска соединяют первый гибкий силовой элемент 1 и второй гибкий силовой элемент 2 между собой соединительными эластичными нитями 3. При этом между первым гибким силовым элементом 1 и вторым гибким силовым элементом 2 образуют постоянный по величине зазор 4. Зазор 4 между первым гибким силовым элементом 1 и вторым гибким силовым элементом 2 имеет постоянное значение по всей длине первого гибкого силового элемента 1 и второго гибкого силового элемента 2. Первый гибкий силовой элемент 1 и второй гибкий силовой элемент 2 могут быть выполнены в виде лент, полученных тканным способом, путем переплетения основных и уточных нитей, при этом предел прочности этих основных и уточных нитей превышает предел прочности соединительных эластичных нитей 3, по меньшей мере, на 20%. При соединении первого гибкого силового элемента 1 и второго гибкого силового элемента 2, при помощи эластичных соединительных эластичных нитей 3, образуют шов 5, параллельный каждому гибкому силовому элементу 1 и 2, а все эластичные нити 3 располагают в одной плоскости или в нескольких параллельных плоскостях. Здесь под параллельностью шва 5 каждому гибкому силовому элементу 1 и 2 понимается параллельность шва 5 боковым сторонам гибких силовых элементов 1 и 2, выполненных в виде лент или ремней. В том случае, если в качестве гибких силовых элементов 1 и 2 используют канаты или тросы, то шов 5 будет параллелен осям этих канатов или тросов.
Перед началом спуска крепят свободный конец 7 второго гибкого силового элемента 2 в точке, из которой должен начаться спуск, как показано на фиг.3, после чего подвешивают объект 8 на свободном конце 6 первого гибкого силового элемента 1. При этом предпочтительно, чтобы свободный конец 7 второго гибкого силового элемента 2 крепили в точке, из которой должен начаться спуск, шарнирно, чтобы компенсировать непредвиденные, возможные колебания второго гибкого силового элемента 2 во время спуска объекта 8. В качестве объекта 8 может выступать человек или любой другой груз.
После того, как объект 8 подвесят на свободном конце 6 первого гибкого силового элемента 1, растягивают одновременно несколько ближайших к свободному концу 7 второго гибкого силового элемента 2 соединительных эластичных нитей 3, образующих группу нагруженных соединительных эластичных нитей 3, с силой растяжения, равной силе тяжести, создаваемой объектом 8, обозначенной на фиг.4 как Р, направление которой показано на той же фиг.4 стрелкой. При этом распределение силы растяжения на соединительные эластичные нити 3 из группы нагруженных соединительных эластичных нитей 3 производят неравномерно. Все растянутые соединительные эластичные нити 3 располагают в одной плоскости. Наиболее нагруженной будет соединительная эластичная нить 3, которая является ближайшей к свободному концу 7 второго гибкого силового элемента 2. Следующей по величине нагружения (растяжения) будет нить 3, следующая за соединительной эластичной нитью 3 в направлении спуска объекта 8, которая является ближайшей к свободному концу 7 второго гибкого силового элемента 2. Далее степень нагружения (растяжения) каждой соединительной эластичной нити 3 из группы нагруженных соединительных эластичных нитей 3 будет уменьшаться в направлении спуска объекта 8.
Таким образом, соединительные эластичные нити 3 подвергают воздействию силы растяжения до их разрыва. При этом соединительные эластичные нити 3 из группы нагруженных соединительных эластичных нитей 3 разрывают в порядке очереди, начиная с соединительной эластичной нити 3, которая является ближайшей к свободному концу 7 второго гибкого силового элемента 2 (крайняя верхняя соединительная эластичная нить 3), и далее в направлении спуска объекта 8. Количество нитей группы нагруженных соединительных эластичных нитей 3 при прочих равных условиях спуска является постоянным, особенно при спуске неживых объектов, которые не создают колебаний при изменении своего положения в пространстве. После того как разрывают соединительную эластичную нить 3, которая является ближайшей к свободному концу 7 второго гибкого силового элемента 2, подвергают воздействию силы растяжения соединительную эластичную нить 3, которая была ближайшей к группе нагруженных соединительных эластичных нитей 3.
Таким образом, поочередно разрывая каждую соединительную эластичную нить 3, свободный конец 6 первого гибкого силового элемента 1 перемещают вдоль поверхности второго гибкого силового элемента 2 и осуществляют спуск объекта 8 вниз. При этом спуск груза осуществляют с постоянной скоростью, которая может иметь отклонения по величине не более чем на 25%.
При спуске объекта 8 в соответствии с данным способом спускают объект 8 со скоростью прямо пропорциональной массе самого объекта 8 и шагу 9 между эластичными нитями 3, соединяющими два гибких силовых элемента 1 и 2, и обратно пропорциональной толщине соединительной эластичной нити 3, величине зазора 4 между гибкими силовыми элементами 1 и 2, и величине удлинения эластичной нити 3 до разрыва.
Оптимальная скорость спуска грузов и людей с высотных объектов составляет 2 метра в секунду с отклонением, составляющим не более 25%, меньшая скорость спуска может привести к увеличению группы нагруженных соединительных эластичных нитей 3, в следствии чего может произойти прекращение движения объекта 8, большая скорость спуска может отрицательно сказаться на здоровье человека, выступающего в качестве объекта 8.
Проведенные испытания показали, что для объекта 8 массой 100 кг скорости спуска, составляющей 2 м/с, можно достичь, применяя соединительные эластичные нити 3, удлинение каждой из которых до разрыва составляет 5 до 500%. При этом применялись нити, выполненные из ароматического полиамида, удлинение которых до разрыва составляет 4-5%, полиуретановые нити, удлинение которых до разрыва составляет 300-500%, полипропиленовые нити, удлинение которых до разрыва составляет 15-20%, полипропиленовые нити, удлинение которых до разрыва составляет 20-200%. При помощи перечисленных соединительных эластичных нитей соединяли попарно грузовые ленты ПТЮ, выполненные тканным способом из полиамидных нитей, с разрывной нагрузкой 15000 кгс, которые были использованы в качестве силовых элементов 1 и 2, способом прошивки с шагом, равным 0,1-10 мм, и образованием между лентами постоянного по величине зазора, равного 0,5-200 мм. При использовании нитей из ароматического полиамида выполняли шаг между нитями, составляющий 0,1 мм, и зазор между лентами, составляющий 200 мм. При использовании полипропиленовых нитей выполняли шаг между нитями, составляющий 3-7 мм, и зазор между лентами, составляющий 50-120 мм. При использовании полиуретановых нитей выполняли шаг между нитями, составляющий 10 мм, и зазор между лентами, составляющий 0,5 мм.
Каждую эластичную нить из ароматического полиамида растягивали в течение от 0,0005 секунд до разрыва, при этом нагрузку прикладывали последовательно к 1500-2500 нитям в секунду до разрыва. Каждую эластичную полипропиленовую нить растягивали в течение от 0,005-0,01 секунд до разрыва, при этом нагрузку прикладывали последовательно к 100-300 нитям в секунду до разрыва. Каждую эластичную нить из полиуретана растягивали в течение 0,2 секунд до разрыва, при этом нагрузку прикладывали последовательно к 50-100 нитям в секунду до разрыва. При этом опускание объекта производили со скоростью 2 м/с±25%
Таким образом, за счет того, что соединяют два гибких силовых элемента между собой соединительными эластичными нитями с образованием между гибкими силовыми элементами постоянного по величине зазора по всей длине гибких силовых элементов, а все эластичные нити располагают в одной плоскости, соединяют свободный конец первого гибкого силового элемента перемещают вдоль поверхности второго гибкого силового элемента, способ спуска грузов и людей с высотных объектов становится пригодным для безопасного спуска спуска грузов и людей с высотных объектов.