АППАРАТ С УСТАНАВЛИВАЕМЫМИ ГРУЗОПОДЪЕМНОСТЬЮ И РАЦИОНАЛЬНОЙ СКОРОСТЬЮ СПУСКА ЧЕЛОВЕКА ПО КАНАТУ

Полезная модель относится к области спасательной техники, а именно к устройствам экстренного спуска, применяемым в чрезвычайных ситуациях, например эвакуации людей из высотных зданий при техногенных и природных катастрофах.
Известен аппарат для спуска человека или груза на канате (SU 1237068 A3 07.06.1986), содержащий корпус, блоки, охватываемые канатом, силовой регулятор скорости спуска, состоящий из силового блока-эксцентрика, установленного на оси и соединенного с поворотным рычагом, выступа с поверхностью торможения, расположенного напротив блока-эксцентрика.
Недостатком данного аппарата является отсутствие в нем механизмов контроля величины необходимой силы трения, удерживающей на канате аппарат с эвакуируемым человеком перед спуском, и исключающего значительную величину ускорения скорости спуска в начале его. Кроме того, канат в аппарате нагружен знакопеременными изгибающими моментами, в том числе и на малом диаметре блока-эксцентрика.
Наиболее близким по технической сущности к заявленному техническому решению является аппарат устанавливаемой грузоподъемности для экстренного спуска человека по канату (RU 2414940 С2 06.11.2008). Аппарат содержит несущий корпус в форме кольца с прикрепленными к нему ручкой и крюком, силовой регулятор скорости спуска, состоящий из винтового механизма и силового блока, охватываемого канатом, отсчетное устройство силы трения, действующей на ведущей ветви каната, символы управления аппаратом.
Недостатками вышеуказанного аппарата являются: значительные длина аппарата и величины контактных напряжений каната на малых площадях его контакта с деталями аппарата, способ ограничения скорости спуска человека, не учитывающий его веса.
Техническим результатом данной полезной модели являются: уменьшение длины аппарата и контактных напряжений каната, действующих на его поверхностях трения скольжения, обеспечение рациональной скорости спуска эвакуируемого человека при малой величине ускорения в начале спуска.
Указанный технический результат достигается тем, что в аппарате с устанавливаемыми грузоподъемностью и рациональной скоростью спуска человека по канату, содержащем несущий корпус в форме кольца с прикрепленными к нему ручкой и крюком, силовой регулятор скорости спуска, в который входят винтовой механизм, силовой блок, охватываемый канатом, отсчетное устройство силы трения, действующей на ведущей ветви каната, символы управления аппаратом, согласно полезной модели несущий корпус снабжен осевым коническим отверстием, образующая поверхность которого является поверхностью трения скольжения витка каната, охватываемого силовой блок, соосно расположенный с несущим корпусом, имеющий осевое резьбовое отверстие, которое служит гайкой винтовой передачи, преобразующей вращательное движение ее винта в осевое перемещение силового блока, за счет наличия сопряженных с силовым блоком направляющих штифтов, закрепленных на несущем корпусе, кроме того, в силовой регулятор скорости спуска входит малогабаритный червячный редуктор, корпус которого прикреплен к несущему корпусу, имеет экранное окно и символы управления аппаратом: для спуска - стрелка с направлением «вниз» и дуговая стрелка с направлением «против часовой стрелки» вращения маховичка малогабаритного червячного редуктора: для торможения - стрелка с направлением «вниз», перечеркнутая наклонной чертой, и дуговая стрелка с направлением «по часовой стрелке» вращения маховичка малогабаритного червячного редуктора; вал червячного колеса редуктора выполнен за одно целое с винтом винтовой передачи, на червячном колесе в районе экранного окна соосно закреплен диск, на ободе которого установлена тарированная шкала силы трения на ведущей ветви каната, с показаниями этой силы в виде дроби, где значение числителя соответствует величине силы трения на канате, способной удержать на канате аппарат с человеком весом равным этой силе, с размерностью кгс, а значение знаменателя соответствует величине силы трения на канате при спуске этого человека с рациональной скоростью 2 м/с.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг.1 изображена схема аппарата с устанавливаемыми грузоподъемностью и рациональной скоростью спуска человека по канату; на фиг.2 - вид А фиг.1; на фиг.3 - вид Б фиг.1.
Аппарат с устанавливаемыми грузоподъемностью и рациональной скоростью спуска человека по канату содержит несущий корпус 1 в форме кольца, снабженный ступенчатыми пазами 2 и 3 для ввода и вывода каната 4 через его полость, осевым коническим отверстием, образующая поверхность которого является поверхностью трения скольжения 5 каната 4. На несущем корпусе 1 закреплены следующие части аппарата: корпус 6 малогабаритного червячного редуктора, ручка 7 и крюк 8, направляющие штифты 9, исключающие вращательное движение силового блока 10. Корпус 6 малогабаритного червячного редуктора имеет на обозреваемой при спуске стороне аппарата экранное окно 11 и символы управления аппаратом: для спуска - стрелка с направлением «вниз» и дуговая стрелка с направлением «против часовой стрелки» вращения маховичка 12: для торможения - стрелка с направлением «вниз», перечеркнутая наклонной чертой, и дуговая стрелка с направлением «по часовой стрелке» вращения маховичка 12, закрепленного на входном конце вала червяка 13. На червячном колесе 14 соосно закреплен диск 15 с тарированной шкалой 16 силы трения, возникающей между канатом 4 и контактирующими с ним поверхностями трения скольжения несущего корпуса 1 и силового блока 10. Вал 17 червячного колеса 14 выполнен за одно целое с винтом 18 винтовой передачи, внутренняя резьба которой выполнена в осевом отверстии силового блока 10.
Поставленная задача решена за счет того, что в аппарате применен малогабаритный червячный редуктор, образуется клиновой зажим каната, в котором с поверхностями трения скольжения деталей аппарата контактирует 3/4 витка каната, охватывающего силовой блок, используется носитель информации о величине силы трения на канате при рациональной скорости спуска, в зависимости от веса эвакуируемого человека.
В настоящее время не известны технические решения, реализующие поставленную задачу полезной модели с указанными выше отличительными признаками.
Работа аппарата условно может быть разделена на два этапа: 1 - подготовительный, который может быть выполнен заранее, возможно обученным оператором, для человека с номинальным весом порядка 100 кг; 2-эксплуатационный, выполняемый непосредственно во время спуска.
Подготовительный этап работы аппарата состоит в следующем:
1) человек, удерживая аппарат одной рукой за рукоятку 7, другой рукой заводит канат 4 (закрепленный одним концом на надежной опоре) через ступенчатый паз 2 несущего корпуса 1 в его полость, огибает канатом 4 силовой блок 10 «против часовой стрелки» и выводит канат через ступенчатый паз 3 несущего корпуса 1; освободившейся рукой он вращает маховичок 12 с направлением «по часовой стрелке» до появления сопротивления вращению маховичка 12. При этом, зацепление червяка 13 и червячного колеса 14 обеспечивает вращение тарированной шкалы 16 и винта 18, а винтовая передача преобразует вращательное движение винта 18 в осевое перемещение силового блока 10 до образования контакта витка каната 4, охватываемого силовой блок 10, с конической поверхностью трения скольжения 5. В экранном окне 11 на тарированной шкале 16 окажется цифра «0»;
2) при последующем вращении маховичка 12 на витке каната 4, охватывающем силовой блок 10, появится сила трения, в экранном окне 11 на тарированной шкале 16 будут появляться пары чисел в виде дроби, где значение числителя соответствует величине силы трения на канате 4, способной удержать на канате аппарат с человеком весом равным этой силе, с размерностью кгс, а значение знаменателя соответствует величине силы трения на канате 4 при спуске этого человека с рациональной скоростью 2 м/с.Предварительно аппарат следует подготовить для человека с номинальным весом 100 кг.Аппарат будет готов к применению после присоединения к его крюку 8 монтажного пояса.
Эвакуируемому человеку перед спуском необходимо выполнить следующие действия:
1 - застегнуть на себе монтажный пояс, на уровне грудной клетки;
2 - сбросить вниз бухту каната 4 с объекта, который надлежит покинуть;
3 - преодолеть границу уровня спуска и повиснуть на канате 4.
При действии на аппарат уравновешивающих сил, силы трения со стороны ведущей ветви каната, а в противоположном направлении веса эвакуируемого человека, положение аппарата в пространстве остается постоянным. Поэтому, управлять аппаратом возможно одной рукой, вращая маховичок 12 в соответствии с символами управления аппаратом, расположенными на обращенной к эвакуируемому стороне аппарата.
Для спуска надо начать медленно вращать маховичок 12 «против часовой стрелки», удерживая аппарат за ручку 7, если вторая рука свободна. При этом, работающая от малогабаритного червячного редуктора винтовая передача обеспечит осевое перемещение силового блока 10 от поверхности трения скольжения 5 несущего корпуса 1, уменьшится нормальная сила на контактах каната 4 с этими деталями и сила трения на ведущей ветви каната 4, а в экранном окне 11 на вращающей тарированной шкале 16 силы трения на канате 4 будут появляться числа в виде дроби. Следует обратить внимание на число в знаменателе, при котором начнется спуск. Чтобы при дальнейшем вращении маховичка 12 получить в числителе такую же силу трения на канате 4, для обеспечения рекомендуемой скорости спуска 2 м/с.При такой скорости контакт человека с опорой следует считать нормальным для данной ситуации. Достигнув нужного уровня спуска, эвакуируемый человек освобождается от монтажного пояса.
Разработанная конструкция аппарата позволяет повысить безопасность спуска человека с опасного объекта, выполнить спуск взрослого человека с ребенком на руке, увеличить число эвакуируемых по канату людей, выполняя спуск с рациональной скоростью, увеличить срок службы каната и аппарата, уменьшив его габариты.
Данное техническое решение по конструированию аппарата для спуска человека по канату может быть использовано для создания средств необходимых при спасательных операциях в горах, профилактических работах в шахтах и трюмах, при техногенных катастрофах, пожарах в гостиничных комплексах, где должны иметься канаты критичной длины.