Самоблокирующееся страховочно-спусковое устройство
SELF-LOCKING BELAY/RAPPEL DEVICE

Область применения
Заявляемое изобретение относится к области альпинизма, в том числе и промышленного, а именно, к снаряжению для страховки, позиционирования и передвижения по веревке, натяжения веревок, канатов и поднятия по ним грузов.
Технический уровень
Основной проблемой в работе альпинистов и скалолазов является обеспечение надежной страховки и возможности быстрого перемещения по веревкам как вверх, так и вниз без применения особых усилий и дополнительных средств.
Известно самоблокирующееся спусковое устройство (патент на изобретение РФ №2551180, 20.05.2015) [1], содержащее две параллельные щеки с кулачком, образованным двумя роликами и шарнирно соединенным со щеками, относящимися к системе блокирования веревки, включающим эксцентрическую часть, расположенную таким образом, чтобы прижать веревку к поверхности торможения, когда кулачок вращается в направлении к поверхности торможения, рычаг, система блокирования веревки содержит храповой механизм, размещенный в кулачке с возможностью зацепления во время освобождения веревки и расцепления при зажатии веревки, при. Технический результат - повышение плавности и равномерности скорости спуска при меньшем усилии для привода устройства в действие, а также использование веревок в широком диапазоне их диаметров. Недостатком известного самоблокирующегося страховочного устройства являются ограниченные функциональные возможности в связи с использованием лишь одной страховочной веревки.
Известно самоблокирующееся страховочное устройство, содержащее щеку с тормозной поверхностью, кулачок, шарнирно соединенный со щекой, включающий эксцентрическую часть, расположенную таким образом, чтобы прижать веревку к поверхности торможения, когда кулачок вращается в направлении к поверхности торможения; рычаг, шарнирно соединенный с кулачком, имеющий сложенное состояние покоя и активную позицию, позволяющую вращение кулачка в направлении высвобождения, включающий подшипник, выполненный с возможностью упираться в упор щеки - между осями кулачка и рычага, когда рычаг поворачивается из своего сложенного положения в рабочее (см. US 2011/0073417. Self-arresting rope belay device; МПК A62B1/14; F16D63/00; патентообладатель Zedel (FR). Опубликовано 31.03.2011) [2]. Недостатком указанного самоблокирующегося страховочного устройства являются ограниченные функциональные возможности, так как в нем может использоваться лишь одна страховочная веревка.
Известно спускоподъемное устройство для скалолазания по патенту на полезную модель РФ № 159343(заявка № 2014153155; МПК A63B 29/00. Опубликовано: 10.02.2016) [3]. Полезная модель относится к скалолазанию и промышленному альпинизму, может быть использована для спуска или подъема альпиниста, а также для натяжки полиспастов. Цель полезной модели состоит в обеспечении универсальности использования устройства для спуска и подъема, которая достигается тоем, что содержит цельнометаллический корпус со свободными торцами и отверстием для крепежного элемента, а также зажимное приспособление с зарубками, при этом цельнометаллический корпус выполнен продолговатой формы с небольшим расширением в нижней части, вдоль расширения на одном боковом ребре корпуса выполнена малая прорезь, вдоль другого бокового ребра выполнена сплошная прорезь, которая образует пару фланцев; ручка состоит из вилки трения с двумя вертикальными рогами с одной стороны, в центральной части ручки выполнены отверстия для зажимного приспособления, пружины и крепежного элемента, а с противоположенной стороны расположено овальное кольцо; в нижней части расширения корпуса выполнено отверстие для основного крепежного элемента, выше которого у малой прорези выполнено отверстие для второго крепежного элемента, который является осью крепления ручки и содержит пружину, при этом зарубки зажимного приспособления расположены у длинной прорези, на фланцах которой выполнена пара углублений. Обеспечена возможность использования устройства для спуска или подъема, смены нагруженных веревок и одновременно использования двух веревок. Недостатком известного устройства является то, что, для того, чтобы зарядить веревки в устройство или наоборот снять с устройства, необходимо отсоединить его от страховочной системы пользователя, что является неудобством и ограничивает возможности при работе, например, когда нужно отстегнуть одну из веревок, перекинуть ее через препятствие и затем снова установить в устройство.
Известно самоблокирующееся спусковое устройство по патенту РФ на изобретение № 2679163 (заявка №2018109785; МПК A63B 29/02. Опубликовано 06.02.2019) [4]. Изобретение относится к области альпинизма, а именно к снаряжению для страховки, передвижения по веревкам и поднятия по ним грузов. Самоблокирующееся спусковое устройство содержит корпус, систему блокирования веревок и систему направления веревок. На рабочей поверхности корпуса вертикально по оси симметрии установлен несущий элемент, по обе стороны от которого образованы две зеркально симметричные рабочие зоны для двух соответственно независимых веревок. По обе стороны от остова размещены рычаги управления, относящиеся к системе блокирования веревки. Поворотные пластины, внешние щеки и фиксирующие карабины относятся к системе направления веревок. С тыльной стороны корпуса для фиксации остова на корпусе установлена запорная пластина. Каждый рычаг управления содержит кулачок, соединенный с рукояткой, и установлен шарнирно с возможностью прижатия веревки поверхностью торможения кулачка к остову при освобождении рукоятки рычага и отжатии кулачка от остова для освобождения веревки при нажатии на рукоятку рычага. Обеспечивается повышение плавности и равномерности скорости спуска при меньшем усилии для привода устройства в действие. Возможность использования двух независимых веревок одновременно в страховочно-спусковом режиме, значительно расширяет возможность применения разных вариантов перемещения по вертикальным веревочным трассам.
Наиболее близким аналогом по совокупности существенных признаков является самоблокирующееся спусковое устройство по патенту РФ на изобретение № 2679163 (заявка №2018109785; МПК A63B 29/02. Опубликовано 06.02.2019) [4].
Заявляемое самоблокирующееся страховочно-спусковое устройство является усовершенствованием наиболее близкого аналога [4].
Техническим результатом, достигаемым заявляемым изобретением, является повышение прочности и надежности самоблокирующегося страховочно-спускового устройства за счет того, что:
вместо фиксирующих карабинов в устройстве использованы фиксирующие стержни для перегиба веревок и скольжения веревок через них, что повышает надежность устройства и уменьшает его вес;
в устройстве использован пружинный блок и запорные поворотные пластины для фиксации веревок в рабочем положении, не давая возможности смещения веревок из заданного положения, что повышает надежность устройства;
с тыльной стороны корпус устройства укреплен дополнительными верхней и задней пластинами, что повышает прочность и надежность устройства.
Раскрытие изобретения
Заявленный технический результат достигается тем, что самоблокирующееся страховочно-спусковое устройство содержит корпус, систему блокирования веревок и систему направления веревок, при этом на рабочей поверхности корпуса вертикально по оси симметрии установлен несущий элемент, по обе стороны от которого образованы две зеркально симметричные рабочие зоны для двух соответственно независимых веревок; причем по обе стороны от остова на корпусе размещены рычаги управления, относящиеся к системе блокирования веревки;
при этом несущий элемент выполнен в виде плоской, вертикально ориентированной детали сложной формы и соединен с корпусом перпендикулярно его поверхности посредством фиксирующих элементов и пазов;
при этом устройство содержит соединительные элементы, предназначенные для установки на корпусе элементов системы блокирования веревок и системы направления веревок;
при этом каждый рычаг управления содержит кулачок и установлен шарнирно на корпусе с возможностью прижатия веревки поверхностью торможения кулачка к остову при освобождении рычага и отжатии кулачка от несущего элемента для освобождения веревки при нажатии на рычаг;
при этом система направления веревок включает в себя пружинный блок и фиксирующие стержни, а также симметрично расположенные относительно остова запорные поворотные пластины и передние стационарные пластины;
при этом пружинный блок, состоящий из наборного корпуса и подпружиненных штоков, жестко закреплен в верхней части несущего элемента на выступе его рабочей грани;
при этом запорные поворотные пластины шарнирно установлены на корпусе с возможностью их замыкания штоками в пружинном блоке;
при этом фиксирующие стержни соединяют запорные поворотные пластины с корпусом и служат для перегиба и скольжения веревок;
при этом передние пластины установлены поверх узла кулачок- рычаг и жестко зафиксированы на корпусе устройства;
при этом с тыльной стороны корпус укреплен верхней задней и нижней задней пластинами, причем верхняя задняя пластина выполнена выступающей верхней гранью над корпусом устройства, при этом верхняя грань задней пластины снабжена пазом для сцепления с выступом несущего элемента.
Для установки несущего элемента на корпусе корпус выполнен с верхним, средним и нижним пазами, а хвостовик корпуса отогнут под тупым углом к внутренней поверхности корпуса.
Несущий элемент выполнен с крючкообразным выступом для фиксации между собой несущего элемента и корпуса посредством зацепления с верхней гранью верхней задней пластины; с нижним выступом для установки в нижней части нижнего паза хвостовика корпуса; с первым, вторым и третьим стыковочными выступами на посадочной грани несущего элемента, с возможностью совмещения, соответственно, с верхним, средним и нижним пазами корпуса.
Корпус выполнен с отверстиями для фиксирующих стержней, а также отверстиями для установки в них стержней-заклепок.
Верхняя грань корпуса выполнена с участками, ограниченными краевыми верхними выступами и ушками с отверстиями, при этом указанные участки служат для пропускания верхних веревок между краевыми верхними выступами и ушками, меж тем как нижние концы веревок располагаются между ушками и несущим элементом.
Отверстия в ушках корпуса предназначены для штифтов корпуса, которые разделяют встречающиеся веревки и служат для системы направления веревок, причем такие же штифты установлены и на запорных пластинах, с возможностью совмещения штифтов корпуса и штифтов запорных пластин при запирании запорной пластины, с образованием общего стержня для разделения встречающихся веревок.
В качестве соединительных элементов для соединения корпуса, кулачка рычага управления, передних пластин и нижних задних пластин использованы стержни-заклепки, которые выполнены в виде ступенчатых осей, содержащих центральную посадочную часть бóльшего диаметра и краевые посадочные части меньшего диаметра, а в качестве соединительных элементов для соединения корпуса, запорных пластин и верхней задней платины использованы фиксирующие стрежни-заклепки, которые выполнены в виде ступенчатых осей, содержащих удлиненную центральную посадочную часть бóльшего диаметра и краевые посадочные части меньшего диаметра.
Кулачок содержит область с направляющей выемкой для взаимодействия с веревкой.
Перечень фигур
Фиг. 1. Устройство, вид спереди, со стороны рабочей поверхности корпуса.
Фиг.2. Устройство с повернутой запорной пластиной.
Фиг. 3. Устройство, вид сзади, со стороны тыльной поверхности корпуса. Фиг. 4. Устройство с элементами, разнесенными в пространстве.
Фиг.5. Корпус 1.
Фиг. 6. Поворотная запорная пластина.
Фиг. 7. Несущий элемент - остов.
Фиг. 8 а. Рычаг управления, общий вид.
Фиг. 8 б. Вид А на фиг. 8а. Рычаг управления правый.
Фиг. 8 в. Рычаг управления левый.
Фиг.8г. Вид Б на фиг. 8а. Рычаги управления левый и правый.
Фиг. 9. Поворотная запорная пластина и пружинный блок 2.
Фиг. 10. Передние пластины: а - левая, б - правая.
Фиг. 11. Стержень-заклепка 23.
Фиг. 12. Фиксирующий стержень-заклепка 22.
Фиг. 13. Пружинный блок в разрезе.
Фиг. 14. Посадочная пластина.
Фиг. 15. Фиксирующая пластина.
Фиг. 16. Корпус 59, вид спереди.
Фиг. 17. Задняя верхняя пластина.
Фиг. 18. Задняя нижняя пластина.
Фиг. 19. Схема правой части корпуса с заправленной, не заблокированной веревкой, со снятой запорной и передней пластинами.
Фиг. 20 - Фронтальный вид устройства с двумя заблокированными веревками.
Фиг. 21 - Фронтальный вид устройства с двумя разблокированными веревками.
Фиг. 22 - Вид с тыльной стороны устройства, с заблокированной веревкой.
Перечень позиций
1
корпус;
2
пружинный блок;
3
отверстия для фиксирующих стержней 22;
4
отверстия для стержней-заклепок 23;
5
нижний паз корпуса;
6
верхний паз корпуса;
7
рабочая поверхность корпуса;
8
тыльная поверхность корпуса;
9
хвостовик;
10
средний паз корпуса 1;
11
остов;
12
вершина;
13
нижняя наклонная часть остова;
14
нижняя выступающая часть остова;
15
первый, крючкообразный выступ остова 11,
16
нижний выступ остова 11;
17
отверстие для подвеса страховочной системы пользователя;
18
рычаг управления;
19
прижимной кулачок;
20
профильное отверстие кулачка 19 рычага 18 управления;
21
посадочное отверстие кулачка 19 рычага 18 управления;
22
фиксирующий стержень-заклепка;
23а
первая стержни-заклепки;
23б
вторая стержни-заклепки
24
штифт корпуса 1;
25
отверстие остова для подвески дополнительного оборудования,
26
ушки с отверстиями для установки в них штифтов;
27
запорные пластины;
28
опорный выступ
29
верхнее отверстие запорной поворотной пластины;
30
третье отверстие запорной пластины 27;
31
штифт поворотной запорной пластины;
32
передние пластины;
33
верхнее отверстие передней пластины;
34
нижнее отверстие передней пластины
35
задняя верхняя пластина;
36
задняя нижняя пластина
37
отверстия для установки штифтов;
38
дополнительное отверстие запорной поворотной пластины;
39
посадочная грань остова 11;
40
фронтальная грань остова 11;
41
первый паз остова 11 для зацепления с задней верхнейпластиной 35;
42
второй выступ остова;
43
второй крючкообразный выступ;
44
фиксирующая головка выступа 43
45
вертикальный паз выступа 43;
46
горизонтальный паз выступа 43;
47
верхний выступ корпуса 1;
48
выступающий элемент остова;
49
отверстие для уменьшения веса остова
50
второй паз для установки посадочной пластины 64;
51
первый стыковочный выступ остова;
52
второй стыковочный выступ остова;
53
третий стыковочный выступ остова;
54
рабочая поверхность торможения на прижимномкулачке рычага 18 управления;
55
область давления веревки;
56
веревка;
57
верхний конец веревки;
58
нижний конец веревки;
59
корпус пружинного блока 2. Вид спереди;
60
участок верхней грани корпуса 1
61
шток;
62
пружина штока;
63
головка штока
64
посадочная пластина для пружинного блока 2;
65
фиксирующая пластина пружинного блока 2;
66
установочный паз посадочной пластины под паз 50 остова;
67
установочное отверстие фиксирующей пластины для подпружиненного штока;
68
установочное отверстие наборной пластины для подпружиненного штока;
69
установочное отверстие фиксирующей пластины под выступ 43 остова;
70
установочное отверстие корпуса 59 пружинного блока под выступ 43 остова;
71
паз задней верхней пластины;
72
установочное отверстие задней верхней пластины;
73
установочное отверстие задней нижней пластины;
74
установочное отверстие посадочной пластины дляподпружиненного штока;
75
отверстия для установки штифтов 31;
76
посадочная часть фиксирующего стержня 22.
Осуществление изобретения
Самоблокирующееся спусковое устройство (фиг.1) содержит корпус 1, систему блокирования веревок и систему направления веревок. Корпус 1 выполнен из листовой конструкционной стали и имеет переднюю, рабочую поверхность 7 и тыльную поверхность 8 (фиг. 1, 2).
На рабочей поверхности 7 корпуса, вертикально, вдоль оси симметрии корпуса и перпендикулярно корпусу закреплен несущий элемент - остов 11, по обе стороны от которого образованы две зеркально симметричные рабочие зоны для двух соответственно независимых веревок. По обе стороны от остова 11 размещены рычаги управления 18, относящиеся к системе блокирования веревки, и элементы, относящиеся к системе направления веревок: запорные поворотные пластины 27, передние стационарные пластины 32, пружинный блок 2 и фиксирующие стержни 22.
Корпус 1 (фиг. 5) содержит отверстия 3 для фиксирующих стержней 22, а также отверстия 4, предназначенные для установки в них соединительных элементов в виде стержней-заклепок 23.
Стержни-заклепки 23 выполнены в виде ступенчатых осей (фиг. 11), содержащих центральную посадочную часть большего диаметра D и краевые посадочные части меньшего диаметра d. После сборки концы стержней-заклепок расклепывают с обеих сторон, создавая прочное соединение деталей. Переходная поверхность от меньшего диаметра d стержня к большему D служит для опоры насаженных деталей корпуса 1 и передних пластин 32.
Фиксирующие стержни 22 служат для перегиба веревок и скольжения веревок через них. Фиксирующие стержни выполнены из конструкционной стали, с удлиненной краевой посадочной частью 76 (фиг. 12), поскольку на нее установлены три детали: корпус 1, запорная поворотная пластина 27 и верхняя задняя пластина 35. После сборки концы фиксирующих стержней 22 расклепывают с обеих сторон, создавая прочное соединение деталей.
Корпус 1 выполнен с нижним 5, верхним 6 и средним 10 пазами для установки в них несущего элемента-остова 11.
Верхняя грань корпуса 1 выполнена с участками 60, ограниченными краевыми верхними выступами 47 и ушками 26 с отверстиями 37. Участки 60 служат для пропускания верхних веревок между верхними выступами 47 и ушками 26, меж тем как нижние концы веревок располагаются между ушком 26 и остовом 11 (см. фиг.19).
Отверстия 37 в ушках 26 предназначены для штифтов 24 (фиг.2), которые разделяют встречающиеся веревки и служат для системы направления веревок (фиг. 19, 20,21). Такие же штифты 31 установлены и на запорных пластинах 27 (фиг.9). Штифты 31 и 24 совмещаются при запирании запорной пластины 27 и образуют, по существу, общий стержень, который разделяет веревки.
Корпус 1 выполнен с хвостовиком 9, который отогнут под тупым углом к рабочей поверхности 7 корпуса, предпочтительно на 130-140 градусов. При сборке точный угол выполняется на кондукторе для точного соединения деталей. Хвостовик 9 снабжен пазом 5, у которого нижняя опорная часть предназначена для зацепления с нижним выступом 16 остова 11.
На корпусе 1 вдоль оси симметрии корпуса и перпендикулярно корпусу закреплен несущий элемент - остов 11 (фиг.1,4). Устройство крепится к снаряжению пользователя через отверстие 17 в остове (фиг. 7).
Остов 11 выполнен в виде плоской, вертикально ориентированной детали сложной формы и жестко соединен с корпусом 1 перпендикулярно его поверхности посредством выступов и пазов с последующей сваркой остова с корпусом 1 устройства в местах стыковки.
Остов 11 (фиг. 7) содержит:
вертикальную верхнюю часть, которая предназначена для соединения с корпусом 1, и имеет вертикальные грани: посадочную грань 39 и фронтальную грань 40;
нижнюю наклонную часть 13 с выступающей частью 14. В наклонной части 13 выполнено отверстие 17, предназначенное для подвеса страховочной системы, в том числе снаряжения альпиниста, через карабин, называемый в дальнейшем системный карабин. В нижней, выступающей части 14 выполнено вспомогательное отверстие 25, предназначенное для поддержки грудной обвязки альпиниста. Для уменьшения веса остова на свободной площади наклонного участка может быть выполнено отверстие 49 произвольной формы. На нижней поверхности нижней части выполнен нижний выступ 16 для установки в нижнем пазу 5 хвостовика 9 корпуса.
Вершина 12 вертикальной части остова 11 со стороны посадочной грани 39 выполнена с первым крючкообразным выступом 15, образованным одной стенкой первого паза 41, сопряженным другой стенкой первого паза 41 с посадочной гранью 39 остова. Первый паз 41 предназначен для зацепления с верхней задней пластиной 35 (фиг.3), которая жестко связана с корпусом 1 устройства, Вершина 12 имеет закругленный скос в сторону фронтальной грани 40, который переходит во второй паз 50 с образованием верхнего выступа 42. Второй паз 50 предназначен для установки посадочной пластины 64 для пружинного блока 2.
Второй крючкообразный выступ 43 остова расположен на вертикальной фронтальной грани 40, ниже второго паза 50, и выполнен с головкой 44 и вертикальным 45 и горизонтальным 46 пазами, для установки и фиксации на остове деталей пружинного блока 2, включающего в себя корпус 59, фиксирующую пластину 65 и подпружиненные штоки 61(фиг.13).
На посадочной грани 39 остова выполнены первый 51, второй 52 и третий 53 стыковочные выступы для совмещения остова с пазами корпуса 1, соответственно верхним 6, средним 10 и нижним 5 пазами, с последующей сваркой остова 11 с корпусом 1 устройства в местах стыковки.
На корпусе 1 установлены два зеркально-симметрично выполненных и расположенных рычага 18 управления устройством (фиг. 1, 2, 3). Рычаги 18 управления установлены на корпусе 1 шарнирно.
Верхняя часть рычага 18 выполнена в виде кулачка 19 (фиг.8 а,б,в,г), Нижняя часть рычага 18 выполнена в виде рукоятки. Кулачок 19 выполнен выступающим над плоскостью рычага 18 (Фиг. 8а). Рычаг 18 с прижимным кулачком 19 может быть изготовлен как монолитным, так и сварным. Монолитный рычаг управления должен быть отлит из износостойкой стали. В случае соединения сваркой рычаг 18 (фиг. 8г) накладывается поверх кулачка 19, повторяя его форму, детали 18 и 19 сваривают между собой. Кулачок имеет рабочую поверхность 54 торможения и область давления веревкой 55, находящихся на торцевой, выступающей поверхности кулачка 19. Рабочая поверхность 54 выполнена закругленной, обтекаемой формы и может иметь направляющую выемку (не показана) по ходу веревки.
Рычаг 18 установлен шарнирно с возможностью прижатия веревки поверхностью 54 торможения кулачка 19 к остову 11 при освобождении рычага, и с возможностью отжатия кулачка от несущего элемента 11 для освобождения веревки при нажатии на рычаг 18 (фиг. 19).
Рычаги управления 18 являются подвижной частью устройства. Устройство рычага 18 управления показано на примере одного из рычагов (фиг. 8 в), содержащего посадочное отверстие 21, через которое он надет на первый стержень- заклепку 23а. Первый стержень-заклепка 23а служит для соединения деталей устройства, а также осью поворота рычага с кулачком.
Нижняя часть рычага 18 - рукоятка служит для передачи усилия, прилагаемого рукой, на кулачок 19. Кроме того, рукоятка служит для поддержания направления и положения веревки в устройстве, и не позволяет веревке соскользнуть с кулачка.
В кулачке 19 рычага 18 имеется профильное отверстие 20, форма которого ограничивает перемещение кулачка, и через которое проходит второй стержень-заклепка 23б. (фиг.19).
На корпусе 1 установлены также две зеркально-симметрично выполненные и расположенные, шарнирно установленные запорные пластины 27, с возможностью замыкания в пружинном блоке 2 (фиг. 1,3, 6). Запорные пластины 27 служат для управления движением веревки и предохраняют ее от выпадения из рабочего положения. Запорная пластина 27 (фиг. 6,9) содержит отверстие 29, через которое проходит фиксирующий стержень 22 (фиг.1,2), являющийся осью вращения пластины 27. Отверстие 29 поворотной пластины выполнено с увеличенным диаметром для возможности ее свободного вращения посадочном участке заклепки 22. Фиксирующий стержень 22 соединяет пластину 27 с корпусом 1 через отверстие 3 корпуса и удерживает ее в рабочем положении. Для уменьшения массы пластины с сохранением ее рабочих свойств пластина может содержать по крайней мере, одно дополнительное отверстие, например, отверстие 38.
Запорная пластина 27 снабжена опорным выступом 28 с отверстием 30 и выполнена с возможностью замыкания в пружинном блоке 2.
На выступе 43 остова 11 жестко закреплен пружинный блок 2 (фиг. 1, 13), предназначенный для фиксации в нем запорной поворотной пластины 27. Пружинный блок 2 имеет в своем составе корпус 59, фиксирующую пластину 65 и два подпружиненных штока 61. Фиксирующая пластина 65 (фиг.15 ) предназначена для удержания от выпадения подпружиненных штоков 61 из своих посадочных мест в пружинном блоке 2, а также для предотвращения смещения пружинного блока с выступа 43 остова.
Фиксирующая пластина 65 выполнена с двумя установочными отверстиями 67 под штоки 61 и одним установочным отверстием 69 под выступ 43 остова.
Корпус 59 (фиг. 16) пружинного блока 2 выполнен с двумя установочными отверстиями 68 под штоки 61 с пружинами 62 и одним установочным отверстием 70 под выступ 43 остова.
Корпус 59 пружинного блока 2 может быть выполнен из наборных пластин, например, 59.1,59,2,59.3 (фиг.16). Наборные пластины 59.1,59,2,59.3 установлены одна за другой на выступ 43, тем самым образуя корпус 59. Количество пластин может быть различным в зависимости от их толщины.
В другом варианте корпус пружинного блока может быть выполнен монолитным (не показан).
Посадочная пластина 64 для пружинного блока (фиг. 14) предназначена для захода штоков 61 и выполнена с двумя установочными горизонтальными пазами 66 и двумя установочными отверстиями 74 под штоки 61.
Посадочная пластина 64 установочным пазом 66 жестко установлена во втором пазу 50 фронтальной грани 40 остова 11, например, путем, расклепывания выступающего элемента 48. В вертикальном пазу 45 второго крючкообразного выступа 43 установлена фиксирующая пластина 65 установочным отверстием 69. Между пластинами 64 и 65 на выступе 43 свободно установлен корпус 59 пружинного блока в виде наборных пластин.
Через сквозные отверстия 74, 67, 68 пластин 64, 65 и 59, соответственно, пропущены подпружиненные пружиной 62 стальные штоки 61 (фиг.13).
Шток 61 снабжен головкой 63 для управления сжатием пружины 62. При вытягивании штока за головку 63 из отверстия 30 освобождается из зацепления запорная поворотная пластина 27.
На корпусе 1 установлены также две зеркально-симметрично выполненные и расположенные передние пластины 32 (фиг. 10), относящиеся к системе направления веревок.
Каждая передняя пластина снабжена отверстиями: верхним отверстием 33 и нижним 34, через которые каждая передняя пластина жестко соединена с корпусом 1 стержнями-заклепками 23. Передняя пластина 32 установлена поверх узла кулачок- рычаг и жестко зафиксирована заклепками 23 (фиг. 1). Таким образом все поворотные механизмы жестко замыкаются в двух зонах устройства в правой и левой части.
С тыльной стороны 8 корпус укреплен дополнительными пластинами, в частности, задней верхней пластиной 35 усиления каркаса и задней нижней пластиной 36 усиления каркаса (фиг. 3). Задняя верхняя пластина 35 (фиг. 17) служит, кроме того, для более плавного перегиба и скольжения свободных концов веревок, для чего предназначена верхняя грань пластины, разделенная пазом 71. Паз 71 служит для зацепления первым, крючкообразным выступом 15 остова 11. Задняя верхняя пластина 35 содержит два симметричных отверстия 72 для установки на стержне-заклепке 22.
Задняя нижняя пластина 36 (фиг.18) усиления каркаса содержит установочные отверстия 73 и закреплена на корпусе с помощью стержней-заклепок 23.
Сборка
При сборке на корпус 1 устанавливают остов 11. Остов располагают перпендикулярно к рабочей поверхности 7 корпуса. На тыльную поверхность 8 корпуса 1 надевают верхнюю заднюю пластину 35, совмещая паз 71 верхней задней пластины корпуса с пазом 41 верхней части остова, так, чтобы паз 41 верхней части остова вошел в зацепление с пазом 71 верхней задней пластины корпуса. Далее вставляют остов 11 в нижний паз 5 хвостовика 9 корпуса до зацепления нижним выступом 16 с краем
нижнего паза 5 хвостовика, что препятствует смещению остова вертикально вниз относительно корпуса. При этом верхний крючкообразный выступ 15 заходит в паз 71 и вершина 12 выступает за пределы рабочей поверхности 7 корпуса 1, что препятствует смещению остова 11 в горизонтальном направлении. Первый 51, второй 52 и третий 53 стыковочные выступы остова заводят, соответственно в верхний 6, средний 10 и нижний 5 пазы корпуса, места стыков соединяют сваркой.
В сквозные отверстия 72 верхней задней пластины 35, верхние отверстия 3 корпуса, верхние отверстия 29 запорной поворотной пластины 27 вставляют фиксирующие стержни-заклепки 22 с удлиненной посадочной частью (фиг. 12). С тыльной стороны 8 корпуса фиксирующие стержни-заклепки 22 расклепывают, надежно фиксируя таким образом остов с размещенными на нем элементами на корпусе. На этих стержнях, на рабочей стороне корпуса устанавливают запорные поворотные пластины 27, которые служат для системы направления веревок и страхуют фиксирующие стержни-заклепки от разгибания при сильных нагрузках.
После сборки концы фиксирующих стержней 22 расклепывают с обеих сторон, создавая прочное соединение деталей. При этом отверстие 29 поворотной пластины, выполненное с увеличенным диаметром, позволяет пластине 27 свободно вращаться на посадочном участке заклепки 22. Причем пластина 27 не может сойти с фиксирующего стержня 22, чему препятствует расклепанный конец стержня 22.
Пластина 27 установлена с возможностью вращения на оси стержня 22 с фронтальной стороны устройства, при этом с тыльной стороны заклепка 22 жестко удерживает корпус 1 и пластину 35 между собой.
На остове 11 жестко закрепляют пружинный блок 2 (фиг.3), предназначенный для фиксации в нем запорной поворотной пластины 27.
Посадочную пластину 64 фиксируют во втором пазу 50 фронтальной грани 40 остова 11, например, путем, расклепывания выступающего элемента 48. Затем на выступе 43 рабочей грани 40 остова через посадочное отверстие 70 свободно устанавливают корпус 59. Затем устанавливают фиксирующую пластину 65 в вертикальном пазу 45 второго крючкообразного выступа 43 через посадочное отверстие 69.
Через сквозные отверстия 74, 67, 68 пластин 64, 65 и 59, соответственно, пропускают два подпружиненных пружиной 62 стальных штока 61 (фиг.9).
Рычаг 18 с прижимным кулачком через отверстие 21 надевают на первую стержень- заклепку 23а, совмещая плоскость кулачка с рабочей поверхностью 7 корпуса.
Через профильное отверстие 20 рычаг с кулачком надевают на вторую стержень-заклепку 23б для ограничения поворота рычага с кулачком.
Поверх рычага 18 с кулачком устанавливают переднюю пластину 32 на стержни- заклепки 23, которые затем расклепывают.
После сборки концы фиксирующих стержней 22 расклепывают с обеих сторон, создавая прочное соединение деталей.
Таким образом все поворотные механизмы замыкаются в двух рабочих зонах устройства-левой и правой.
Через нижнее отверстие 17 остова пропускают системный карабин, т.е. карабин, соединяющий устройство с пользователем (не показан). Для установки в устройство и изъятия веревок не нужно отсоединять системный карабин, что является необходимым условием при промежуточных перевесках в процессе производимых действий на рабочих веревках.
Все детали заявляемого устройства могут быть выполнены из конструкционной стали, нержавеющей стали и высокопрочных алюминиевых сплавов.
Работа
В собранное устройство продевают веревки, на каждую рабочую зону по одной веревке. Заправка веревки 56 в устройство показана на примере правой части устройства (Фиг. 19).
Веревки в устройство заправляются таким образом, чтобы нижние свободные концы оказались висеть сзади устройства и ближе к средине, вдоль остова. При этом верхние концы веревок уже должны быть разнесены и привязаны к анкерным точкам.
Затем каждая из веревок берется рукой по отдельности чуть выше устройства и вытягивается на себя петлей, которую запускают под рычаг 18 с кулачком 19 (от середины в сторону). При этом далее каждую веревку прокладывают под соответствующим фиксирующим стержнем 22, на котором закреплена поворотная запорная пластина 27.
После укладки веревок в устройстве пользователь поворачивает рукой запорные пластины 27 в центр к пружинному блоку 2, где каждую запорную пластину 27 пользователь фиксирует в отверстии 30 с помощью подпружиненного штока 61. При этом опорный выступ 28 заходит в образовавшееся пространство «а» (фиг.9) между опорной пластиной 64 и корпусом 59 и опирается на выступающий элемент 48 остова 11 при повороте пластины 27. При этом совмещаются отверстия 74 пластины 64, отверстия 67 пластины 65, отверстия 68 корпуса 59 и отверстия 30 запорных пластин 27, через которые проходят штоки 61. Таким образом, пластина 27 запирается штоком 61 между посадочной пластиной 64 и корпусом 59 блока 2. Поворот правой и левой запорных пластин производят поочередно, при заправлении каждой из веревок.
Таким образом веревку закрывают поворотной пластиной 27 и запирают ее в рабочем положении. Нижняя свободно висящая часть 58 веревки при этом перегибается через верхнюю грань задней верхней пластины 35 и оказывается со стороны тыльной части 8 корпуса, т.е. за ним.
Через нижнее отверстие 17 остова пристегивают системный карабин, т.е. карабин, соединяющий устройство с пользователем (не показан). Для установки в устройство и изъятия веревок не нужно отсоединять системный карабин, что является необходимым условием при промежуточных перевесках в процессе производимых действий на рабочих веревках.
Веревка, находится под натяжением, например, под весом пользователя, когда устройство используется в качестве спускового устройства.
При нагрузке привязанная наверху веревка 57 стремится выпрямиться, но этому препятствует фиксирующий стержень 22. Веревка, перегибаясь через фиксирующий стержень 22, оказывает давление на кулачок рычага 18 в области 55, который, поворачиваясь, передает это давление своим участком 54 торможения на следующий участок веревки, прижимая его к остову 11, что и приводит к блокировке при защемлении веревки между кулачком рычага 18 управления и остовом 11(фиг. 19).
Если пользователь хочет продолжить свое движение, он должен разблокировать веревку вручную, нажав на соответствующий рычаг 18 управления. При этом необходимо придерживать нижний конец 58 веревки, чтобы избежать резкого спуска.
Аналогично происходит работа с двумя заряженными веревками, и при этом контролируют обе веревки сжатой ладонью одной руки.
При работе с заявляемым устройством на вертикальном спуске нет необходимости остановок, т.к. одной рукой альпинист нажимает на оба рычага одновременно, а другой рукой контролируют оба нижних, свободных конца веревок, которые проходят
параллельно рядом и легко умещаются в одной ладони. В то время как на известных устройствах для одной веревки необходимо останавливаться, чтобы освободившейся после короткого спуска (0,5-1,0 м) рукой подтягивать за собой страховочное устройство, заряженное рядом на страховочной веревке.
Обе части (правая и левая) устройства выполняют одновременно, как спусковую функцию, так и страховочную. При любой аварийной ситуации (отпускание рук, потеря сознание, обрыв одной из веревок) рычаг 18 возвращается в исходное положение (фиг. 14), происходит самоблокировка устройства. Механизм самоблокировки сработает на обеих или на одной из оставшихся веревок (при срезе одной) и предотвратит непроизвольный спуск. Преимущества вертикального спуска на двух веревках с использованием заявляемого устройства:
весовая нагрузка распределяется на обе веревки поровну (на аналогах вся нагрузка приходится на одну веревку), что приводит к уменьшению трения между веревками и деталями устройства. Это обстоятельство уменьшает нагрев механизма, и при более быстром спуске (при скорости в 1,5-2 раза быстрее, чем на аналогах) предохраняет веревки от оплавления. Также при разблокировке двух веревок одновременно для спуска с помощью заявляемого устройства усилие нажатия на рычаги управления уменьшается в 1,5-2 раза, чем на аналогах, благодаря распределению нагрузки на две веревки.
При спуске «маятником» веревки закрепляют вверху на расстоянии до 3 метров (в исключительных случаях бывает и больше) друг от друга.
При разблокировке одной из веревок и удерживании другой, вся нагрузка передается на удерживаемую веревку. При этом действии удерживаемая веревка плавно переходит в статус рабочей нагруженной, а освобождаемая переходит в статус страховочной веревки. При переводе нагрузки с одной веревки на другую происходит перемещение устройства с пользователем в сторону нагружаемой веревки. Таким образом, поочередно меняя нагрузку между веревками, совершается «зигзагообразный» спуск. Для удобства контроля свободных нижних концов веревок можно перекинуть одну веревку под рычаг, затем запустить ее между верхним выступом на корпусе и верхней натянутой веревкой для ее фиксации, и тогда при сжатии рычагов одной рукой намотанная веревка останется на месте, и контролировать нужно будет только одну веревку.
Спуск «маятником» позволяет захватить большую площадь для выполнения работ. При выполнении работ данным способом иногда возникает необходимость подтянуться в верх. Это возможно проделать на любой из двух веревок с помощью собранного полиспаста (например, из жумара и ролика) и установленного выше устройства на расстоянии вытянутой руки на соответствующей веревке. Нижний свободный конец веревки устанавливают в ролик полиспаста над головой. При вытягивании нижней веревки из устройства рукой по направлению вниз, через ролик полиспаста, происходит подъем. При подтягивании за нижний свободный конец веревки, кулачок ослабляет свое давление на веревку в области 55 (фиг. 19), и она свободно протягивается по направлению к ролику полиспаста. Как только отпускают протягиваемую веревку для того, чтобы перехватиться или передвинуть полиспаст выше, она тут же блокируется между кулачком и остовом в области 54 (фиг. 19). Веревка никогда не проскользнет и останется там, где ее перестали протягивать через устройство. Если установить два полиспаста на двух веревках, то можно подниматься вверх на двух веревках одновременно, постепенно продвигая полиспасты выше. Спуск «маятником» позволяет захватить большую площадь для выполнения работ. Конструкция устройства позволяет подтянуться на любой из веревок (через полиспаст).
Таким образом заявляемое устройство является универсальным. Оно сочетает в себе спусковой и страховочный механизм, что позволяет переводить две независимые веревки в «рабочее» состояние из «страховочного» и наоборот. Устройство обеспечивает возможность спуска (подъема) на двух веревках одновременно и по отдельности, при этом исключает необходимость использовать другие приспособления, и освобождает руки для спаренных действий.
Устройство выполнено с повышенной прочностью и надежностью за счет того, что в устройстве использованы фиксирующие стержни для перегиба веревок с расклепанными с двух сторон концами и таким образом, жестко закрепленными на корпусе вместе с установленными на них деталями, вместо фиксирующих карабинов, что повышает надежность устройства и уменьшает его вес;
в устройстве использован пружинный блок и запорные поворотные пластины для фиксации веревок в рабочем положении, препятствуя смещению веревок из заданного положения, что повышает надежность устройства;
с тыльной стороны корпус устройства укреплен дополнительными верхней и задней пластинами, что повышает прочность и надежность устройства.
Промышленная применимость.
Заявляемое самоблокирующееся спусковое устройство найдет широкое применение для занятий скалолазанием, альпинизмом, спелеологией, производства верхолазных работ, в частности для страховки и передвижения по веревке, натяжения веревок, канатов и поднятия по ним грузов. Возможность использования двух независимых веревок одновременно в страховочно-спусковом режиме, значительно расширяет возможность применения разных вариантов перемещения по вертикальным веревочным трассам.
Источники информации
1. Патент РФ на изобретение №2551180 Самоблокирующееся спусковое устройство (заявка № 2014127658; МПК A63B 29/02. Патентообладатель: Мошонкин Сергей Владимирович (RU). Опубликовано: 20.05.2015; прекратил действие, но может быть восстановлен (последнее изменение статуса: 02.07.2021).
2. Патент US 2011/0073417. Self-arresting rope belay device; МПК A62B1/14; F16D63/00; патентообладатель Zedel (FR). Опубликовано 31.03.2011.
3. Патент РФ на полезную модель РФ № 159343 Спускоподъемное устройство для скалолазания (заявка № 2014153155; МПК A63B 29/00. Патентообладатель: Шинкарук Андрей Матвеевич (LT). Опубликовано: 10.02.2016; прекратил действие, но может быть восстановлен).
4. Патент РФ на изобретение № 2679163 Самоблокирующееся спусковое устройство (заявка №2018109785; МПК A63B 29/02. Патентообладатель: Завьялов Валерий Валентинович (RU). Опубликовано 06.02.2019).