АНКЕРНОЕ УСТРОЙСТВО ИНДИВИДУАЛЬНОЙ ЗАЩИТЫ ОТ ПАДЕНИЯ ПРИ РАБОТЕ НА ВЫСОТЕ

Полезная модель относится к устройствам индивидуальной защиты от падения при работе на высоте. Указанное устройство предназначено для его установки на универсальных стойках опоры (УСО), представляющих собой железобетонную колонну квадратного или прямоугольного сечения не менее 200×200 мм. Устройство применяется, например, для работ на электрических разъединителях, рабочая площадка которых установлена на высоте 2,5 м от уровня земли.
В настоящее время из уровня техники известны следующие конструкции анкерных креплений средств индивидуальной защиты.
Так, из описания к полезной модели по патенту РФ №171935 (опубликован 21.06.2017) известно индивидуальное средство защиты, которое может быть использовано для защиты от падения при работе на высоте, преимущественно на стационарных лестницах. Известное устройство содержит несущее основание и анкерное ушко для механического присоединения страховочных приспособлений, при этом несущее основание представляет собой верхний анкер с элементами крепления верхнего анкера на несущей конструкции, и нижний анкер с элементами крепления нижнего анкера на несущей конструкции вдоль общей вертикальной оси с верхним анкером, а страховочное приспособление выполнено в виде троса, верхний конец которого соединен с анкерным ушком, закрепленным на амортизаторе, установленном на верхнем конце металлической стойки, закрепленной на верхнем анкере и снабженной элементами крепления на несущей конструкции, а нижний конец размещен в элементе натяжения троса, закрепленного на нижнем конце нижнего анкера, а также держателя троса, выполненного с возможностью ограничения отклонения троса от вертикального положения, и ползунка, размещенного на тросе и выполненного с возможностью крепления к нему средства защиты пользователя.
Недостатком этого устройства является возможность его закрепления исключительно на горизонтальных поверхностях, например, ступеньки лестниц.
Из описания к полезной модели по патенту РФ №177133 (опубликован 09.02.2018) известен столбик анкерного крепления средств индивидуальной защиты от падения работающих на высоте, который относится к устройствам, предназначенным для крепления средств индивидуальной защиты от падения при обслуживании разъединителей подстанций линий электропередач.
Столбик выполнен телескопическим в виде внешней трубчатой направляющей и внутреннего выдвижного анкера, на свободном конце которого закреплена анкерная точка в виде пластины с отверстиями для крепления средств индивидуальной защиты от падения с высоты. Трубчатая направляющая и внутренний выдвижной анкер имеют прямоугольный профиль.
На первой боковой стороне внешней трубчатой направляющей на расстоянии друг от друга в продольном направлении размещены крепежные хомуты для крепления столбика анкерного крепления к вертикальной опоре. На боковой стороне внешней трубчатой направляющей, противоположной первой стороне внешней трубчатой направляющей, выполнено продольное сквозное отверстие. На других противоположных боковых сторонах внешней трубчатой направляющей выполнены разнесенные друг от друга на расстоянии в продольном направлении отверстия. Отверстия предназначены для размещения фиксатора положения внутреннего выдвижного анкера относительно внешней трубчатой направляющей. При этом внутренний выдвижной анкер снабжен ручкой, выходящей через отверстие внешней трубчатой направляющей наружу. На боковых сторонах внутреннего выдвижного анкера, совмещенных со сторонами внешней трубчатой направляющей, имеющих отверстия, выполнены отверстия под фиксатор его положения относительно трубчатой направляющей.
Конструкция позволяет упростить монтаж анкерного столбика с земли. Анкерный столбик устанавливается на землю, может крепиться ко всем видам опорных стоек разъединителя подстанции линии электропередач и приводится на необходимую высоту в рабочее положение также с земли.
Недостатками известного устройства являются:
неоправданно высокая масса изделия вследствие принятия решения об использовании конструкции, которая устанавливается на земле, и, как следствие, использование длинных внешней направляющей и выдвижного анкера;
низкая прочность изделия при сравнительно высокой массе, что исключает соответствие изделия требованиям обязательного стандарта Технического регламента таможенного союза о безопасности средств индивидуальной защиты: при приложении целевой нагрузки 1500 кгс на трос, при использовании столбика, указанная конструкция устройства не обеспечит перенос нагрузки, и направляющие и выдвижные анкеры согнутся внутрь, трос провиснет и пользователь упадет на землю, что категорически недопустимо при использовании таких устройств;
конструкция узла крепления требует наличия специального инструмента для установки устройства, а именно, гаечных ключей - для затяжки резьбовых соединений, динамометрического ключа - для проверки и контроля момента затяжки резьбового соединения. Данный факт существенно замедляет процесс сборки, существует риск утери компонентов (болтов, гаек, шайб) и требует повышенной квалификации пользователя (умение работать с динамометрическим ключом).
Наиболее близким аналогом к патентуемому решению является анкерное устройство индивидуальной защиты от падения при работе на высоте, содержащее опорную базу с элементами крепления на несущей конструкции и анкерную точку для механического присоединения страховочных приспособлений. При этом элементы крепления опорной базы представляют собой как минимум один гибкий текстильный или иной гибкий элемент, затягиваемый при помощи храпового или винтового механизма. Опорная база выполнена с возможностью выноса анкерной точки при помощи дополнительного столба различной длины или составного из нескольких колен, жестко присоединяемого к опорной базе (патент РФ №176299, опубликован 16.01.2018).
Указанная конструкция имеет следующие недостатки:
недостаточная жесткость упора;
существует риск неправильной установки вследствие наличия двух анкерных
точек;
низкая прочность изделия, что исключает соответствие изделия требованиям обязательного стандарта Технического регламента таможенного союза о безопасности средств индивидуальной защиты: при приложении целевой нагрузки 1500 кгс на верхний конец дополнительного столба при использовании столбика;
в силу конструктивных особенностей дополнительного столба и опорной базы, невозможна установка устройства целиком с земли, без отрыва его от опоры, т.е. максимально безопасно и без использования высотных работ;
использование Г-образного упора в конструкции не влияет на надежность, однако отрицательно влияет на массовые характеристики устройства и;
наличие на конце Г-образного упора анкерной точки крепления может ввести пользователя в заблуждение при установке устройства в рабочее положение.
Технической проблемой, на решение которой направлена заявленная полезная модель, является устранение указанных недостатков, расширение арсенала технических средств, повышение безопасности эксплуатации устройства, упрощение монтажа и демонтажа.
Техническим результатом патентуемого решения является повышение безопасности при эксплуатации устройства за счет повышения жесткости и исключения неправильного монтажа пользователем.
Заявленный технический результат достигается за счет конструкции анкерного устройства индивидуальной защиты от падения при работе на высоте, включающего анкерный столбик с анкерной точкой для крепления страховочного приспособления, установленный в опорной базе, выполненной с элементами крепления на несущей конструкции. Согласно настоящему решению, к опорной базе приварен прямой кусок профиля, с жестко закрепленным на нем и боковой поверхностью опорной базы флажком жесткости, представляющим собой косынку с возможностью фиксации на ней конца троса вантовой оттяжки, другой конец троса вантовой оттяжки закреплен в верхней части анкерного столбика, при этом вантовая оттяжка содержит натяжитель троса.
За счет применения флажка жесткости увеличивается прочность конструкции, поскольку заявленная форма флажка имеет существенно большую жесткость при восприятии целевой нагрузки, перенос которой осуществляется за счет треугольной формы флажка;
Наличие вантовой оттяжки с натяжителем троса позволяет преобразовать и перенести избыточные внутренние силовые факторы, возникающие в анкерном столбике при воздействии целевой нагрузки (избыточный изгибающий момент, парирование которого требует больших и массивных сечений) на трос (растяжение), флажок жесткости (изгибающий момент) и на непосредственно анкерный столбик (сжатие).
За счет указанных конструктивных особенностей стало возможным использование меньших сечений и существенное облегчение массы анкерного столбика и общей массы устройства, что является важным для удобства транспортировки, установки и использования конечным пользователем.
Также за счет того, что опорная база выполнена в виде одной полой трубы, уменьшается ее масса и становится возможным свободное передвижение анкерного столбика в опорной базе, т.е. возможно на земле вставить в опорную базу анкерный столбик, прислонить устройство к опоре, поднять опорную базу на необходимый уровень для ее установки, и лишь после этого поднять и закрепить анкерный столбик. Удобство подъема опорной базы достигается также за счет наличия двух подъемных ручек, расположенных симметрично. Это позволяет осуществить подъем двумя руками, используя физиологически правильный метод подъема (подъем симметричного груза с прямой спиной из положения приседа). Использование такой конструкции делает возможным установку устройства на высоте до 2-х метров силами одного пользователя с земли, без отрыва его от опоры, т.е. максимально безопасно и без использования высотных работ.
Для исключения неправильного применения и установки устройства конечным пользователем устройство должно иметь только одну ориентированную анкерную точку крепления.
В качестве материала анкерного столбика предпочтительно применять легкие сплавы (дюралюминий, титан и т.д.), использование которых позволяет существенно уменьшить массу конструкции по сравнению с массой стальных аналогов при аналогичных поперечных сечениях анкерного столбика.
Анкерный столбик представляет собой полую трубу прямоугольного сечения.
Анкерный столбик может быть выполнен как фиксированной длины, так и телескопическим.
Опорная база представляет собой прямую полую трубу квадратного сечения с ручками для переноски и угловыми элементами, обеспечивающими позиционирование опорной базы на угле опоры по двум взаимно перпендикулярным плоскостям, и отверстиями для крюков элементов крепления. Служит основным элементом, обеспечивающим связку всех компонентов и установку на несущей конструкции.
Элемент крепления представляет собой храповый механизм (типа грузового стяжного ремня), установленный на опорной базе с помощью позиционного болта, и текстильный ремень с крюком на конце. Служит для фиксации устройства на опоре: текстильный ремень, установленный на храповом механизме, обводится вокруг опоры, закрепляется крюком за отверстие в угловом элементе опорной базы, затем с помощью храпового механизма ремни затягиваются, плотно облегая опору и жестко фиксируя устройство на опоре.
Далее решение поясняется ссылками на фигуры, на которых изображено следующее:
Фигура 1 - общий вид устройства;
Фигура 2 - опорная база с элементами крепления;
Фигура 3 - устройство, смонтированное на опоре;
Фигура 4 - сравнительное распределение внутренних усилий при целевой нагрузке наиболее близкого аналога и патентуемого устройств.
Устройство содержит анкерный столбик 1 прямоугольного сечения из дюралюминиевого сплава с элементами 2 для крепления троса вантовой оттяжки 3, а также посадочное место для установки анкерной точки крепления 4. Элементы крепления троса вантовой оттяжки представляют собой проушины жестко закрепленные на теле анкерного столбика. Устройство также содержит опорную базу 5, выполненную в виде прямой полой трубы прямоугольного сечения с ручками 6 для переноски, угловыми элементами 7, обеспечивающими позиционирование опорной базы на угле опоры прямоугольного сечения по двум взаимно перпендикулярным плоскостям, и отверстиями 8 для крюков 9 элементов крепления 10. Служит основным элементом, обеспечивающим связку всех компонентов, и установку на несущей конструкции (опоре).
Флажок жесткости 11 представляет собой прямой кусок полой трубы прямоугольного сечения с приваренной треугольной косынкой, в которой имеется отверстие для крепления натяжителя 12 троса. Служит элементом, обеспечивающим жесткость конструкции и передающим момент изгиба на опорную базу 5.
Элемент крепления 10 служит для фиксации устройства на опоре и представляет собой храповый механизм (типа грузового стяжного ремня), установленный на опорной базе 5 с помощью позиционного болта 13 и текстильный ремень 14 с крюком на конце. Текстильный ремень 14, установленный на храповом механизме, обводится вокруг опоры, закрепляется крюком за отверстие 8 в угловом элементе 7 опорной базы 5, затем с помощью храпового механизма ремни затягиваются, плотно облегая опору и жестко фиксируя устройство на опоре.
Порядок монтажа устройства следующий.
1. На земле предварительно вставить анкерный столбик 1 с вантовой оттяжкой 3 в полую трубу опорной базы 5 и ослабить текстильные ремни 14 храпового механизма элементов крепления 10.
2. Прислонить конструкцию к универсальной стойке опоры, обвести текстильные ремень 14 верхнего элемента крепления 10 опорной базы 5 вокруг опоры и зафиксировать крюками 9 за отверстия 8 в угловом элементе 7 опорной базы. Необходимо следить, чтобы вантовая оттяжка 3 находилась в направлении, противоположном ведению работ.
3. Поднять опорную базу, используя ручки 6, на необходимую высоту. При этом конструкция устройства такова, что анкерный столбик 1 находится на земле, а опорная база 5 скользит по его образующей, что существенно облегчает процесс установки.
4. Затянуть текстильный ремень 14, используя ручку храпового механизма. Установить текстильный ремень 14 нижнего элемента крепления и затянуть его.
5. Поднять анкерный столбик 1 до совмещения отверстий под установочный штифт в его теле и опорной базы 5 и зафиксировать его положение штифтом (отверстия и штифт не показаны на фигурах).
6. Установить флажок жесткости 11 в опорную базу 5 и зафиксировать позиционным штифтом (не показан).
7. Свободный конец вантовой оттяжки 3, представляющей собой стальной трос с предустановленным натяжителем троса 12, установить в отверстие на флажке жесткости и произвести натяжение троса, зафиксировав устройство.
8. За анкерную точку крепления 4 установить, например, посредством карабина, необходимые для использования средства индивидуальной защиты от падения с высоты.
В смонтированном состоянии, устройство предназначено для обеспечения безопасности пользователя, при выполнении высотных работ (работы на высоте более 1,8 м.)
Возможна установка 2-х устройств зеркально друг относительно друга, и установка между устройствами гибкой анкерной линии, позволяющей обеспечить безопасность на всем протяжении гибкой анкерной линии.
По результатам проведенных испытаний конструкций патентуемого устройства (А) и устройства, принятого в качестве наиболее близкого аналога (Б) и патентуемого устройства были построены эпюры распределения внутренних усилий при целевой нагрузке 1500 кгс (см. фиг. 4). Как следует из фигуры 4, чем больше площадь эпюры момента изгиба, тем более крупное и прочное сечение несущего элемента требуется, т.е. масса такого элемента будет выше.
Таким образом, патентуемое устройство является менее материалоемким, легко монтируется одним человеком и обеспечивает повышенную безопасность при его эксплуатации.