УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВАРИЙНОЙ ЭВАКУАЦИИ ЛЮДЕЙ С ВЫСОТНЫХ СООРУЖЕНИЙ
DEVICE FOR EMERGENCY PUBLIC EVACUATION FROM HIGH-RISE STRUCTURES

Изобретение относится к области подъемно-транспортного машиностроения и может быть использовано для аварийной эвакуации людей с высотных зданий, сооружений, башенных кранов и т.п.
Известны устройства для аварийной эвакуации людей с высотных сооружений, содержащие установленную в направляющих подъемно-опускную платформу /люльку/, механизм спуска и регулятор /гаситель/ скорости спуска, в которых регулятор скорости спуска выполнен в виде либо центробежной муфты с дисковым тормозом /см. а.с. СССР №513928, кл. В66С 13/54, 1974 [1]/, либо силового гидравлического механизма с сообщающимися через дроссель полостями /см. а.с. СССР №880952, кл. В66С 13/54; 1979 [2], либо смонтированного в нижней части направляющих вязко-упругого поглотителя энергии удара /см. а.с. СССР №1167144, кл. В66С 23/16, 1983 [3]; а.с. СССР №1636323, кл. В66С 13/54, 1983 [4].
Недостатками известных устройств являются их значительная сложность /главным образом за счет механизма спуска и регулятора скорости спуска/ и громоздкость, неудобство в эксплуатации, сравнительно больше время эвакуации.
Известно также устройство для спасения людей в чрезвычайных ситуациях, содержащее направляющий трос с механизмом крепления и тормозное устройство в виде оболочки, заполненной под давлением газом легче воздуха /см. патент РФ на изобретение №2205048, кл. А62В 37/00, 1/00, 2001 [5]/.
Недостатком известного устройства, кроме предельной сложности конструкции, громоздкости, неудобства в эксплуатации, является сравнительно низкая безопасность процесса эвакуации.
Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является устройство для аварийной эвакуации людей с высотных сооружений, содержащее собираемый в пакет эластичный спасательный рукав с жестким кольцом на его верхнем конце, устанавливаемым над выходным люком /см. а.с. СССР №998311, кл. В66С 13/54, 1981/, принятое за прототип.
Недостатком известного устройства-прототипа является низкая безопасность процесса аварийной эвакуации, обусловленная отсутствием регулятора скорости спуска, случайным характером спуска, его зависимостью от веса и размеров эвакуируемого объекта, геометрических параметров рукава, возможностью возникновения неконтролируемых режимов спуска, полной изоляцией объекта во время спуска от окружающей среды как в плане визуального обзора, так и воздухоснабжения и т.п.
Сущность изобретения заключается в создании конструкции для аварийной эвакуации людей с высотных сооружений, сохраняющей простоту устройства-прототипа, однако характеризующегося при этом высокой безопасностью процесса эвакуации за счет введения специального корректора скорости эвакуации, создания регулируемого по величине торможения свободного падения человека нелинейными силами магнитного взаимодействия непосредственно упругих транспортирующих элементов.
Технический результат - повышение безопасности процесса аварийной эвакуации людей с высотных сооружений за счет использования при транспортировании сил магнитного взаимодействия в транспортирующем силовом элементе.
Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном устройстве для аварийной эвакуации людей с высотных сооружений, содержащем эластичный транспортирующий силовой элемент, тормозящий свободное падение человека под действием силы тяжести, особенность заключается в том, что транспортирующий силовой элемент выполнен в виде свернутой в рулон полосы, являющейся по всей своей длине постоянным магнитом с аксиальным направлением намагниченности, при этом рулон снабжен корректором скорости эвакуации в виде свободно вставленной в его осевое отверстие резьбовой втулки с подвижными буртиками-гайками при регулируемых усилиях их поджатия к торцам рулона, приспособлениями для крепления концов втулки на высотном сооружении; а также поясом для пристегивания эвакуируемого человека, прикрепленным с помощью карабина к свободному концу полосы, причем, либо транспортирующий силовой элемент выполнен из магнитотвердой резины на основе натурального каучука с введением порошка феррита бария в качестве наполнителя, намагниченного в поперечном полосе направлении по всей ее длине, либо поперек полосы транспортирующего силового элемента с одной из ее сторон во всю ширину полосы периодично закреплены постоянные магниты в форме тонких аксиально намагниченных пластинок.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 схематично изображено предлагаемое устройство, общий вид с центральным разрезом /вариант по п.2 формулы с намагниченной магнитотвердой резиной/; на фиг.2 - вид А на фиг.1 /вариант по п.3 формулы с постоянными магнитами в форме пластинок/.
Устройство для аварийной эвакуации людей с высотных сооружений содержит эластичный транспортирующий силовой элемент, тормозящий свободное падение человека под действием силы тяжести, выполненный в виде свернутой в рулон 1 полосы 2, являющейся по всей своей длине постоянным магнитом с аксиальным направлением намагниченности, для чего полоса 2 транспортирующего силового элемента выполнена либо из магнитотвердой резины /см. фиг.1/ на основе натурального каучука с введением порошка феррита бария в качестве наполнителя, намагниченной в поперечном полосе 2 направлении по всей ее длине, либо из синтетических волокон полиамидов /фиг.2/, причем поперек полосы 2 с одной из ее сторон во всю ширину полосы периодично закреплены постоянные магниты 3 в форме тонких аксиально намагниченных пластинок. При этом рулон 1 снабжен корректором скорости эвакуации /скорости раскручивания рулона 1/ в виде свободно вставленной в осевое отверстие рулона 1/ резьбовой втулки 4 с подвижными буртиками-гайками 5 при регулируемых усилиях их поджатия к торцам рулона 1, приспособлением для крепления концов втулки 4 на высотном сооружении в виде прикрепленных к концам втулки 4 с помощью отрезков 6 троса специальных крюков 7 с гибкими кольцевыми фиксаторами-защелками 8, соединяющими свободный конец крюка 7 с защелкой на его основании, а также поясом 9 для пристегивания эвакуируемого человека, прикрепленным карабином 10 к свободному концу 11 полосы 2 с помощью заармированной в полосу 2 втулки 12. Изготовление полосы 2 из магнитотвердой эластичной резины на основе натурального каучука с введением порошка феррита бария в качестве наполнителя /см., например, книгу А.Г.Алексеева, А.Е.Коренева "Эластичные магнитные материалы", Химия", 1976, стр.151-153 [7]/ обеспечивает оптимальное сочетание между магнитными, механическими и технологическими характеристиками данных эластичных магнитов: сохранение высокой эластичности при значительных величинах остаточной индукции и коэрцитивной силы, достаточной когезионной прочности для отсутствия ломкости при многократных изгибах. Процесс намагничивания таких эластичных магнитов в виде полосы в ее аксиальном направлении /в направлении толщины полосы/ в импульсных намагничивающих полях с помощью, например, конденсаторных установок с импульсным разрядом достаточно хорошо отработан /см. [7]; стр.159-169/. Очевидно, что при таком характере намагничивания полосы 2 /фиг.1/ при малейшем ее изгибе соседние поверхности полосы, имеющие противоположные магнитные полюса, стремятся притянуться друг к другу, а вся полоса 2 при этом стремится свернуться в рулон 1 со значительным механическим натягом. И, естественно, наоборот, свернутая в рулон 1 полоса будет оказывать значительное механическое противодействие попыткам ее раскручивания. В результате при эвакуации человека свернутая таким образом в рулон 1 полоса 2 будет тормозить с требуемой величиной усилия свободное падение человека, обеспечивая при своем раскручивании заранее заданную скорость эвакуации вследствие плавного постепенного отрыва слоев рулона друг от друга. Очевидно, что такое раскручивание рулона 1 при вертикальном действии силы тяжести человека возможно только при проворачивании рулона 1 вокруг своей оси, то есть относительно втулки 4, на которую он свободно насажен. Изменяя заданным образом момент сил сопротивления такому проворачиванию, можно легко регулировать скорость раскручивания полосы 2 /скорость эвакуации/. Если предварительно номинальная скорость раскручивания рулона 1 при среднем весе человека задана исходными силами магнитного взаимодействия между собой слоев рулона, то регулировку скорости непосредственно в процессе эксплуатации устройства при колебаниях веса человека относительно номинального легко осуществить, изменяя усилие прижатия буртиков-гаек 5 к торцам рулона 1, то есть изменяя тем самым момент сил сопротивления проворачиванию рулона 1 вокруг своей продольной оси. В конструкции по п.3 формулы изобретения /см. фиг.2/ указанное выше поперечное намагничивание полосы 2 рулона 1 создается с помощью системы аксиальных постоянных магнитов 3 в форме тонких пластинок, при этом также каждый участок полосы 2 с двух сторон имеет противоположную магнитную полярность в поперечном направлении, в результате чего обеспечивается силовое магнитное взаимодействие примыкающих друг к другу участков полосы и ее самопроизвольное сворачивание в рулон со значительной величиной механического натяга.
Работа предлагаемого устройства осуществляется следующим образом.
В исходном состоянии устройство предельно компактно, свернуто в рулон 1 и размещено в известном месте высотного сооружения /вблизи от окна, балкона, эвакуационного люка и т.п. /. При необходимости эвакуации в случае возникновения внештатной ситуации на подготовку устройства к работе требуется время в 10-20 секунд. Человек пристегивается застегивающимся поясом 9, крюки 7 надеваются на жесткие элементы высотного сооружения, расположенные вблизи места эвакуации /скобы, кронштейны, поручни и ограждения балконов, отопительные трубы и т.п./, после чего защелкиваются гибкие кольцевые фиксаторы-защелки 3, соединяющие свободный конец крюка 7 с его основанием /защелка вставлена в основание крюка 7 и в нее вводится с щелчком жесткий штырек на конце гибкого кольцевого фиксатора 8/. При эвакуации людей примерно среднего веса заданная примерная скорость эвакуации обеспечивается силами магнитного противодействия раскручиванию полосы 2 рулона 1, и буртики-гайки 5 с накаткой на боковой поверхности остаются в исходно установленном состоянии. При резком отклонении веса человека от номинального например, при его превышении гайки 5 разворачиваются по часовой стрелке, прижимаясь к торцам рулона 1 и увеличивая момент сил трения /в устройстве предусмотрен указатель угла заворачивания гаек 5 в зависимости от примерного веса человека для обеспечения заданной скорости эвакуации - на чертежах последний не показан/, в результате чего при увеличении веса человека примерно сохраняется номинальная скорость эвакуации.
Предлагаемое устройство имеет предельно простую конструкцию, надежно, компактно, характеризуется малым временем подготовки к работе. Устройство обеспечивает высокую безопасность процесса эвакуации вследствие наличия регулятора скорости спуска, причем, данный регулятор практически не усложняет конструкцию устройства и не снижает его надежность. За счет работы при спуске сил магнитного взаимодействия транспортирующих элементов механизм торможения надежен, исключает случайный характер спуска и возможность возникновения неконтролируемого характера спуска. Скорость спуска практически не зависит от геометрических параметров эвакуируемого объекта и транспортирующего органа. Объект во время спуска не закрыт от окружающей среды как в плане визуального обзора, так и воздухоснабжения, что делает его менее уязвимым во время спуска как с физической, так и с психологической точек зрения.