Мобильное спусковое устройство "Выход"

Настоящее устройство, относится к переносным средствам для самоспасения (спасения) человека с высотных сооружений с автоматическим регулированием скорости спуска.
Из существующего уровня техники известно, "Кассетное устройство экстренной эвакуации", Патент РФ №2424017 С1, 28.06.2010 г, которое содержит корпус с прикрепленным к нему запасом троса с карабином и тормозной механизм с направляющими роликами. В корпусе размещена панель, на которой по периферии рядами закреплены гибкие стержни, а через стержни зигзагообразно перекинут трос. Тормозной механизм выполнен в виде подпружиненного стопорного рычага с прижимным роликом. Свободный конец троса намотан на закрепленное внутри корпуса храповое колесо, перекинут через неподвижные и подвижный прижимной ролики и выведен из корпуса через выходное отверстие. Прижимной ролик закреплен на стопорном рычаге таким образом, что при нажатии на этот рычаг трос тормозится между подвижным роликом и неподвижными роликами.
Недостатком данного технического решения является, постоянное участие человека в процессе управления скоростью спуска, при этом случайное отпускание стопорного рычага, вызовет увеличение скорости спуска выше допустимой, а при возобновлении нажатия на стопорный рычаг, может произойти рывок и обрыв троса из-за увеличенного момента инерции массы эвакуируемого человека. При этом укладка троса, элементы регулирования скорости спуска открыты для внешнего атмосферного и иного влияния, что не позволяет иметь запас готовых к использованию устройств. (Аналог)
Известно также устройство, Патент РФ №137202 U1. А62В 1/00, 05.08.2013 г., которое содержит корпус несущий запас троса, а также средства крепления человека к корпусу и троса к сооружению. Корпус выполнен в виде стакана с отверстиями - замедлителями скорости спуска и с герметичным дном, внутри которого уложен трос, по схеме предотвращающей его спутывание, а выполнен он из высокопрочного текстильного материала, пропитанного смазывающе-охлаждающей жидкостью. В верхней части корпуса имеется блок замедлителей с двумя отверстиями - замедлителями, через которые пропущен трос для замедления скорости спуска и два дополнительных замедлителя, один из которых выполнен в виде неподвижного барабана, а другой - в виде горизонтально установленного, с возможностью вращения, барабана с тросоукладчиком на нем для однослойной спиральной укладки троса на барабане, а между торцом барабана и троса укладчиком установлен тормозной диск, скрепленный подвижно с ним, а сам тросоукладчик имеет ограниченное осевое перемещение и зафиксирован от проворачивания. На торце горизонтального барабана выполнены зубья для взаимодействия с зубьями анкера, снабженного маятником, а все замедлители, через которые пропущен трос, установлены последовательно.
Недостатками данного известного устройства являются невозможность предотвратить обрыв троса при его окончании в корпусе устройства до приземления человека, а также невозможность всегда обеспечивать сохранность свойств троса и его укладку в корпусе устройства при применении, хранении и при перемещении.
Устройство является наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату и выбрано как прототип.
Задача, на решение которой направлено заявленное техническое решение, является повышение безопасности спуска человека, а также обеспечение работоспособности устройства при его перемещении и дистанционной доставке (заброске) через препятствие и на высоту, а также сокращение времени на приведение устройства в действие в любых климатических условиях, при этом должен быть исключен рывок и обрыв троса, при его окончании в устройстве до приземления человека.
Данная задача решается за счет того, что мобильное спусковое устройство содержит корпус в виде стакана с герметичным дном, в котором уложен запас троса по схеме, предотвращающей его спутывание, выполненного из высокопрочного текстильного материала и обработанного нейтральным гидрофобным смазывающим средством, а также корпус снабжен средством крепления человека к корпусу, который сверху и снизу закрыт быстросъемными герметизирующими крышками, а в верхней части корпуса закреплен блок замедлителей скорости спуска, которые выполнены последовательно в виде отверстия для выравнивания троса, диаметр которого соизмерим с диаметром троса неподвижного барабана, охватываемого тросом, направляющего отверстия с диаметром, соизмеримым с диаметром троса, а также замедлителя в виде подвижного, горизонтально установленного с возможностью вращения, ступенчатого барабана со средством осевого регулирования и с тросоукладчиком на нем для однослойной спиральной укладки троса на этом барабане, при этом тросоукладчик установлен с возможностью ограниченного осевого перемещения и с фиксацией от проворачивания, а на внешнем торце большего диаметра барабана выполнены зубья для взаимодействия с зубьями анкера с маятником, установленного в блоке замедлителей, при этом замедлители, через которые пропущен трос, расположены в указанной последовательности, кроме того, в верхней части блока замедлителей выполнено отверстие для выхода троса несущего средство для крепления его к сооружению, при этом между тросоукладчиком и внутренним торцом большего диаметра подвижного барабана установлен тормозной диск, который соединен с тросоукладчиком разъемным соединением.
Устройство также снабжено прижимной пластиной, установленной внутри корпуса для удержания укладки троса в вертикальном и горизонтальном направлении и имеющей отверстие для пропуска троса, а на внутренней поверхности корпуса имеется средство фиксации прижимной пластины в прижатом положении к укладке троса, кроме того, конец троса в корпусе снабжен средством демпфирования.
Внешний контур прижимной пластины может быть выполнен аналогичным внутреннему контуру корпуса в поперечном сечении, при этом периметр контура пластины выполнен с превышением периметра внутреннего контура корпуса на 0,5 - 15,0 мм, а по внешнему контуру пластины выполнены и равномерно расположены упругодеформируемые элементы в виде лепестков для взаимодействия со средством ее фиксации в корпусе.
Средство фиксации прижимной пластины в вертикальном направлении может быть выполнено в виде нескольких профильных горизонтальных канавок на внутренней поверхности корпуса, в одну из которых соответствующую высоте укладки троса и усилию от 0,1 кг до 5 кг прижимной пластины на укладку установлены упругодеформируемые лепестки прижимной пластины.
Прижимная пластина для удержания троса от горизонтального смещения может быть выполнена с равномерно расположенной перфорацией отверстиями, включая отверстие для пропуска троса, диаметром 5 мм - 15 мм.
Средство демпфирования, которым может быть снабжен конец троса в корпусе, выполнено в виде линейного разрушаемого демпфера с корпусом в виде втулки со ступенчатым внутренним диаметром из пластичного металла типа алюминиевого сплава "АМц" с запрессованным в нее, со стороны большего диаметра, сферическим поршнем, диаметр которого больше внутреннего диаметра втулки на 5-20%, при этом в поршне выполнено отверстие по его оси, соответствующее диаметру троса, а ось отверстия совпадает с продольной осью втулки, при этом со стороны меньшего диаметр, во втулку вставлен трос, который пропущен через отверстие в поршне и закреплен на нем стопорным узлом, а наружная часть сферического поршня и больший диаметр во втулке смазаны нейтральной смазкой типа кремнийорганического вазелина "КВ-3".
Быстросъемные герметизирующие крышки, которыми корпус может быть закрыт сверху и снизу, выполнены в виде стаканов, герметично соединенных с верхней и нижней частями корпуса, через кольцевые эластичные уплотнители, установленные в кольцевые канавки на корпусе и скрепленные с ним лентами-пломбами из самоклеящейся металлической фольги, имеющими перфорацию отверстиями вдоль их продольной оси, а на нижней, клеевой части каждой ленты-пломбы, вдоль ее продольной оси уложена разрывная нить, выступающая за концы ленты и имеющая по всей длине утолщения, при этом ленты-пломбы приклеены на стыки крышек и корпуса внахлест, а к наружным выступающим из-под лент разрывным нитям закреплены отрывные язычки, при этом внутренние посадочные поверхности крышек и ответные посадочные поверхности на корпусе выполнены параллельными в вертикальном сечении и конусными по отношению к вертикальной оси корпуса.
Ленты-пломбы могут быть выполнены из самоклеящейся металлической фольги толщиной 0,1 мм - 0,15 мм из алюминиевого сплава типа "АМц", а перфорация на лентах выполнена отверстиями диаметром 0,3 - 1,0 мм с шагом расположения 0,8 - 5,0 мм, а разрывная нить выполнена диаметром 0,3 - 0,5 мм из пара-арамидного волокна типа "Русар" с выступанием за концы лент на 10 - 40 мм и имеет по всей длине утолщения через 10 - 30 мм в виде узелков, при этом ленты-пломбы приклеены на стыки крышек и корпуса внахлест, равный 0,1-0,25 части наружного периметра корпуса, а отрывные язычки, скрепленные с разрывными нитями, выполнены из текстильного материала эргономической длины и ширины.
Анкер с маятником может быть установлен на оси качания, закрепленной в блоке замедлителей и расположенной вертикально в плоскости оси вращения подвижного ступенчатого барабана.
Маятник анкера может быть выполнен в виде П-образной пластины и установлен так, что он в своих крайних положениях при колебании, образует между своими поверхностями и блоком замедлителей зазор 0,5-5,0 мм.
Средство для крепления человека к корпусу, может быть выполнено в виде рым гайки, жестко закрепленной в центре внешней поверхности дна корпуса, которое выполнено конусным.
Трос может быть выполнен из высокопрочных пара-арамидных нитей типа "Русар".
В качестве нейтрального, гидрофобного смазывающего средства для обработки троса может быть применена полиметилсилоксановая жидкость типа "ПМС-200".
Для предотвращения спутывания троса в корпусе, его укладка может быть выполнена зигзагообразно, горизонтальными слоями с разворотом каждого слоя относительно друг друга на 5°-90°.
Подвижный ступенчатый барабан может быть установлен в подшипниках, укрепленных в расточке блока замедлителей.
Средство для осевого регулирования взаимоположения зубьев подвижного ступенчатого барабана с зубьями анкера может быть выполнено в виде регулировочного винта, ввернутого в блок замедлителей, взаимодействующего с торцом барабана со стороны его меньшего диаметра по его оси вращения и через сферический упор, при этом регулировочный винт и маятник анкера закрыты одним защитным кожухом.
Средство для крепления троса к сооружению может быть выполнено в виде пожарного карабина, типа DIN 5299.
На рабочей поверхности тормозного диска могут быть выполнены глухие углубления в виде отверстий и пазов, которые заполнены противозадирной смазкой, типа "ЦИАТИМ-221F".
Отверстия-замедлители в блоке замедлителей, могут быть выполнены диаметром, равным 1,0-1,3 диаметра троса.
Ограничение осевого перемещения и фиксация от проворачивания троса укладчика, может быть осуществляться стопором, закрепленным в блоке замедлителей и установленным в продольный паз на тросоукладчике.
Технический результат, обеспеченный приведенной совокупностью признаков, является повышение безопасности использования устройства, надежность сохранения свойств троса и его первоначальной укладки в корпусе при хранении, а также при перемещении и забрасывании его на высоту или через препятствие.
При этом технический результат достигается за счет использования в устройстве прижимной пластины и средства ее фиксации с усилием на укладку троса, а также фиксации укладки троса от горизонтального смещения, вместе с возможностью использования устройства в любых климатических условиях, за счет гидрофобной обработки троса и быстросъемных герметичных крышек корпуса. К тому же за счет использования линейного разрушаемого демпфера, которым снабжен конец троса в корпусе, исключается рывок и обрыв троса при "аварийном" спуске человека, когда длина троса в устройстве окажется меньше, чем высота строения.
Пример варианта осуществления, предлагаемого технического решения, мобильное спусковое устройство, поясняется чертежами и схемами, на которых:
- фиг. 1 - изображен общий вид - схема мобильного спускового устройства с замедлителями, верхняя и нижняя быстросъемные крышки корпуса, а также прижимная пластина и линейный разрушаемый демпфер;
- фиг. 2 - изображено сечение А-А с фиг. 1, где показан узел взаимодействия подвижного ступенчатого барабана с анкером и взаимодействие этого барабана с тормозным диском и тросоукладчиком;
- фиг. 3 - показано сечение Б-Б с фиг. 2, где показана рабочая поверхность тормозного диска с глухими углублениями, установленного на ступенчатом барабане в корпусе замедлителей;
- фиг. 4 - показан вынос В с фиг. 1, где прижимная пластина с упругими элементами-лепестками по наружному контуру установлена в корпусе за счет взаимодействия с одной из профильных горизонтальных канавок в нем, а также перфорация удержания укладки троса от горизонтального смещения;
- фиг. 5 - показано сечение Д-Д с фиг. 4, где показаны упругие элементы-лепестки по периметру прижимной пластины;
- фиг. 6 - вынос Г с фиг. 1, где показан линейный разрушаемый демпфер, которым снабжен конец троса в корпусе устройства;
- фиг. 7 - вид Е с фиг. 1, где показана конструкция крепления и герметизации, верхней и нижней быстросъемных крышек на корпусе и средство быстрого съема этих крышек;
- фиг. 8 - показано сечение Ж-Ж с фиг. 7, где показан нахлест ленты-пломбы при установки ее на устройство;
- фиг. 9 - показано сечение И-И с фиг. 8, где показан герметичный установочный стык между крышками и корпусом устройства
- фиг. 10 - показана фотография заявленного мобильного спускового устройства, с указанием длины троса на корпусе и с быстросъемными крышками, а также показаны отрывные язычки для быстрого съема крышек, с указанием "сорвать".
Предлагаемое мобильное спусковое устройство (фиг. 1, фиг. 2, фиг. 3, фиг. 4, фиг. 5, фиг. 6, фиг. 7, фиг. 8, фиг. 9, фиг. 10) выполнено и содержит корпус 1, трос 2 в нем, а также средство крепления человека к корпусу 1, выполненное в виде рым-гайки (кольцо) 3 (ГОСТ 22355 77, DIN 582), закрепленной в центре на внешней конусной поверхности дна 4 корпуса 1, выполненного в виде стакана, внутри которого уложен трос 2 из высокопрочных пара-арамидных нитей марки "Русар" (ТУ 2272-013-51605609-00), обработанный путем орошения нейтральным, гидрофобным смазывающим средством типа полиметилсилоксановой жидкости "ПМС-200" (ГОСТ 13032-77) температурой применения от -40°С до +200°С, которая обладает высокой текучестью и способностью капиллярного проникновения в структуру текстильного троса 2, защищая его и конструкцию устройства, контактируемую с ним, от увлажнения, что подавляет развитие грибковой и иной микрофлоры.
Трос 2 уложен в корпусе 1 по схеме (фиг. 1, фиг. 4), предотвращающей его спутывание - зигзагообразно горизонтальными слоями с разворотом каждого слоя относительно друг друга на 5-90°, а в верхней части корпуса 1 закреплен блок замедлителей 5 скорости спуска, через которые пропущен трос.
При этом замедлители расположены последовательно и выполнены в виде отверстия-замедлителя 6 для выравнивания троса и диаметром, равным 1,0-1,3 диаметра троса 2; неподвижного барабана 8, охватываемого тросом; направляющего отверстия-замедлителя 7 диаметром, равным 1,0-1,3 диаметра троса 2, а также замедлителя в виде (фиг. 1, фиг. 2) подвижного, горизонтально установленного, с возможностью осевой регулировки и вращения ступенчатого барабана 9. При этом на барабане 9 установлен тросоукладчик 10 для однослойной спиральной укладки троса 2 на нем, а у тросоукладчика 10 имеется внутренняя спиральная поверхность 11 для взаимодействия с тросом 2 при его спиральной укладке на барабан 9.
На внешнем торце большего диаметра (фиг. 1, фиг. 2) барабана 9 выполнены зубья 12 для взаимодействия с зубьями 13 анкера 14 с маятником 15 в виде П-образной пластины, установленного на оси 16 качания, закрепленной в блоке замедлителей и расположенной вертикально в плоскости оси вращения барабана 9, при этом блок замедлителей 5 и маятник 15 на анкере 14 установлены таким образом, что маятник в своих крайних положениях колебания образует между своими поверхностями и блоком замедлителей зазор 0,5 - 5,0 мм, а в верхней части блока замедлителей 5 выполнено отверстие 17 для выхода троса 2, несущего средство для крепления его к сооружению, выполненного в виде пожарного карабина 18 типа DIN 5299.
При этом в блоке замедлителей 5, между троса укладчиком 10 и внутренним торцом большего диаметра подвижного барабана 9 установлен (фиг. 1, фиг. 2) тормозной диск 19, который соединен с тросоукладчиком 10 разъемным соединением в виде шипа 20 на диске 19 и ответного паза 21 на троса укладчике 10, при этом тросоукладчик установлен на барабане 9 с возможностью ограниченного осевого перемещения и фиксирования от проворачивания посредством стопора 22, закрепленного в блоке замедлителей 5 и находящегося в продольном пазу 23 тросоукладчика 10.
Укладка троса 2 в корпусе 1 зафиксирована (фиг. 1, фиг. 4, фиг. 5) с усилием 0,1-5,0 кг в вертикальном направлении, на всю верхнюю площадь укладки прижимной пластиной 24 и с удержанием троса 2 от горизонтального смещения за счет равномерной перфорации отверстиями 25, включая отверстие для пропуска троса, диаметром 5- 15 мм, в которые частично вдавлен трос.
Внешний контур прижимной пластины 24 выполнен (фиг. 1, фиг. 4, фиг. 5) аналогичным внутренней поверхности корпуса 1 в поперечном сечении, при этом периметр контура пластины 24 выполнен с превышением периметра внутреннего контура корпуса 1 на 0,5 - 15,0 мм, а по внешнему контуру пластина 24 имеет упругодеформируемые элементы 27 в виде лепестков для взаимодействия со средством ее фиксации в корпусе 1, при этом на внутренней поверхности корпуса имеется средство для фиксации прижимной пластины 24 в напряженном состоянии, выполненное в виде нескольких горизонтальных профильных канавок 26, в одну из которых соответствующую высоте укладки троса 2 и усилию прижимной пластины 24 на укладку установлены упругодеформируемые лепестки 27 прижимной пластины 24.
На рабочей поверхности 28 тормозного (фиг. 1, фиг. 2, фиг. 3) диска 19 выполнены глухие углубления в виде отверстий 29 и пазов 30, которые заполнены противозадирной смазкой, типа "ЦИАТИМ-221F" (ТУ 0254-007-46977243-2004).
При этом (фиг. 1) ступенчатый барабан 9 имеет осевую регулировку винтом 31 ввернутым в блок замедлителей 5 и взаимодействующим с торцом барабана 9 со стороны его меньшего диаметра, через сферический упор 32, к тому же барабан 9 вращается в подшипниках 42 закрепленных в блоке замедлителей 5. При этом маятник 15 анкера 14 и осевой регулировочный (фиг. 1, фиг. 2) винт 31 барабана 9 закрыты защитным кожухом 33, установленным и закрепленным 34 на верхней части блока замедлителей 5
Конец троса 2 в корпусе 1 снабжен (фиг. 1, фиг. 6) линейным разрушаемым демпфером 35, корпус которого выполнен в виде полой втулки 36 со ступенчатым внутренним диаметром из пластичного металла, типа алюминиевого сплава "АМц" (ГОСТ 4784-97). Со стороны большего диаметра, во втулку 36 запрессован сферический поршень 37 из более твердого материала, чем втулка 36, с отверстием 38 равным диаметру троса 2 и по его оси, которая совпадает с продольной осью втулки 36. При этом диаметр поршня 37 больше внутреннего диаметра втулки 36 на 5-20%. Со стороны меньшего диаметра, во втулку 36 и отверстие 38 поршня 37 пропущен трос 2, который закреплен на поршне 37 стопорным узлом 39 типа "Кровавый" ("Морские узлы", Л.К. Скрягин, Москва, Транспорт, 1982 г.), а внутренняя часть втулки 36 и наружная часть поршня 37 смазаны нейтральной смазкой типа кремнийорганического вазелина "КВ-3" (ГОСТ 15975-70).
Корпус 1 устройства, на наружной поверхности (фиг. 1, фиг. 7, фиг. 8, фиг. 9, фиг. 10) которого указана длина троса в метрах, сверху и снизу герметично закрыт двумя одинаковыми быстросъемными крышками в виде стаканов, верхней 40 и нижней 41, при этом герметизация крышек по отношению к корпусу осуществляется кольцевыми эластичными уплотнителями 43 (фиг. 9), установленными в кольцевые канавки 44 на корпусе 1, а крышки и корпус скреплены между собой лентами-пломбами 45 (фиг. 1, фиг. 7, фиг. 8, фиг. 9) из самоклеящейся металлической фольги типа марки "ЛАС-П" (ГОСТ 618-2014) толщиной 0,1- 0,15 мм из алюминиевого сплава типа "АМц", а каждая лента-пломба имеет перфорацию 46 отверстиями 0,3-1,0 мм с шагом расположения 0,8 - 5,0 мм вдоль ее продольной оси, а на нижней клеевой части ленты-пломбы 45 вдоль ее продольной оси уложена разрывная нить 47 диаметром 0,3-0,5 мм из пара-арамидного волокна типа "Русар", выступающая за концы ленты на 10-40 мм и имеющая по всей длине утолщения 48 через 10-30 мм в виде узелков, при этом ленты-пломбы 45 приклеены на стыки крышек 40, 41 и корпуса 1 внахлест, равный 0,1-0,25 части наружного периметра корпуса 1, а к наружным, выступающим из-под лент 45, частям разрывных нитей 47 закреплены отрывные язычки 49, на пример из текстильного материала эргономической длины и ширины и с указанием на них "сорвать" (фиг. 10), при этом внутренние посадочные поверхности 50 крышек 40, 41 и ответные посадочные поверхности 51 на корпусе 1 выполнены параллельными в вертикальном сечении и конусными по отношению к вертикальной оси корпуса.
В мобильном спусковом устройстве, под верхней (фиг. 1, фиг. 10) крышкой 40 корпуса 1, до ее снятия, находится карабин 18 прикрепленный к тросу 2, а также могут находиться вспомогательные средства и стропы, для расширения возможностей крепления карабина 18 к различным элементам строения при использовании устройства (на чертежах не показано).
В мобильном спусковом устройстве, под нижней крышкой 41 корпуса 1, до ее снятия, могут находиться штатные, страховочные и вспомогательные средства крепления человека к рым-гайке (кольцу) 3 на корпусе 1, при использовании устройства (на чертежах не показано).
Мобильное спусковое устройство работает следующим образом. Герметично закрытое устройство (фиг. 1, фиг. 7, фиг. 8, фиг. 9, фиг. 10) переносится, при необходимости, к выбранному для спуска (спасения) месту. При этом учитывается, что весь запас троса 2 находится в корпусе 1, на котором с внешней стороны указывается длина троса в метрах (фиг. 10), а в строении должны находится мобильные спусковые устройства с длиной троса, равной или большей, чем высота строения, и это должно учитываться при забрасывании устройства через препятствие и на высоту людям, терпящим бедствие.
В течение 5-7 секунд (фиг. 1, фиг. 2, фиг. 7, фиг. 8, фиг. 9, фиг. 10) удаляются быстросъемные крышки 40 и 41 с корпуса 1 путем разрушения лент-пломб 45, которыми скреплены крышки с корпусом, при этом человек последовательно берет рукой отрывные язычки 49, на которых есть указание "сорвать", закрепленные на лентах-пломбах 45 верхней 40 и нижней 41 крышек, и вместе с закрепленной к язычку 49 разрывной нитью 47 перемещает язычок вдоль ленты 45, разрывая нитью 47 каждую ленту по линии продольной перфорации 46, при этом утолщения-узелки 48 вдоль нити предохраняют ее от продергивания вдоль ленты до ее разрушения.
Крышки 40 и 41 за счет своих конусных посадочных поверхностей 50 (фиг. 9) по отношению к конусным посадочным поверхностям 51 на корпусе 1, а также по отношению к эластичным уплотнителям 43, находящимся в кольцевых канавках 44 корпуса 1, после разрушения лент-пломб 45 отделяются от корпуса 1 за счет своего веса, так как не имеют иных взаимных удерживающих факторов, включая трение, и не требуют дополнительных усилий и времени для их удаления.
В покидаемой зоне строения (фиг. 1) закрепляется карабин 18, который находится под крышкой 40 (на чертеже не показано) и к которому закреплен трос 2, выходящий через отверстие 17 на верхней части блока замедлителей 5, при этом под крышкой 40 могут также находиться дополнительные средства и стропы для закрепления карабина 18 к различным элементам строения (на чертежах не показано), а человек закрепляется за рым-гайку (кольцо) 3 на наружной конусной поверхности дна 4 корпуса 1, например с помощью строп петли на запястье и нагрудной страховочной обвязки или с помощью других известных средств, которые могут находиться под нижней крышкой 41 до ее снятия (на чертежах не показано) и покидает строение.
При соскальзывании устройства с троса 2 (фиг. 1, фиг. 4, фиг. 5) под действием нагрузки на рым-гайку 3 на корпусе 1 весом человека трос 2 вытягивается из зигзагообразной с горизонтальными слоями укладки троса в корпусе 1, проходит через одно из отверстий перфорации 25 прижимной пластины 24, зафиксированной с усилием на укладку троса, своими упругими элементами по контуру в виде лепестков 27, установленными в одной из горизонтальных канавок 26 в корпусе 1, при этом отверстия 25 перфорации пластины 24, до использования устройства, предотвращают горизонтальное смещение укладки троса 2 в корпусе 1 за счет частичного проникновения (вдавливания) наружной поверхности (фиг. 4) троса 2 в отверстия 25 перфорации с нижней стороны пластины 24.
Далее трос 2 проходит через отверстие-замедлитель 6, где (фиг. 1) происходит выравнивание троса и затрата энергии на преодоление отверстия, сопоставимого с диаметром троса 2, чем замедлится движения троса. При этом при использовании устройства трос 2 преодолевает замедлитель 6 и все последующие замедлители в блоке замедлителей 5 с трением через промежуточную смазку (ПМС-200), которой обработан трос.
После замедлителя 6 (фиг. 1) трос 2 меняет направление движения на 90° и спирально охватывает замедлитель в виде неподвижного барабана 8 с затратой энергии на трение проскальзывания по периметру барабана, чем также замедляется движение троса 2.
После схода троса 2 с барабана 8 трос меняет направление движения на 90° и втягивается в направляющее отверстие-замедлитель 7, где за счет соответствующего соотношения диаметра троса 2 и диаметра отверстия 7 происходит трение проскальзывания и замедление движения троса 2.
Через замедлитель 7 трос 2 направляется и втягивается на ступенчатый барабан 9, спирально охватывая и вращая его в подшипниках 42 (фиг. 1, фиг. 2), где он, трос 2, принудительно спирально укладывается в один слой тросоукладчиком 10, взаимодействуя с его внутренней спиральной поверхностью 11, при этом барабан 9 взаимодействует своими зубьями 1, на наружной торцевой поверхности его большего диаметра, с зубьями 13 анкера 14 с маятником 15, качающимся на вертикальной оси 16. При этом взаимное положение зубьев 12 барабана 9 по отношению к зубьям 13 анкера 14 устанавливается при изготовлении устройства регулировочным винтом 31 через сферический упор 32, когда при нагрузке 20-40 кг на трос 2 при его вытягивании из корпуса 1 обеспечивается полное взаимодействие зубьев 13 анкера и зубьев 12 барабана 9, что соответствует минимально допустимой нагрузке на трос 2 устройства, а максимальная нагрузка на трос определяется его параметрами, как правило, 120 кг+.
При этом маятник 15 анкера 14 и регулировочный винт 31 (фиг. 1, фиг. 2) для защиты человека от контакта с ними закрыты одним защитным кожухом 33, установленным и закрепленным 34 на верхней части блока замедлителей 5, а П-образный маятник 15 анкера 14 при колебании на оси 16 осуществляет своими поверхностями цикличное перемещение воздуха, которым охлаждается блок замедлителей 5 при использовании устройства, что особенно важно при спуске с высоты более чем 50 м, при этом, при колебании маятника 15 не допускается его контакт с поверхностями блока замедлителей 5 и с защитным кожухом 33.
Анкер 14 при колебании (фиг. 1, фиг. 2) вместе с массой маятника 15 из-за взаимодействия своими зубьями 13 с зубьями 12 вращающегося барабана 9 замедляет его вращение, так как барабан 9 затрачивает энергию вращения на преодоление циклических моментов инерции колебания массы маятника 15, при этом моменты инерции массы маятника и соответственно степень замедления вращения барабана 9 пропорциональны нагрузке на трос 2. Спиральная укладка троса 2 на барабане 9 также создает трение по отношению к поверхности самого барабана и к спиральной поверхности 11 троса укладчика 10, которой осуществляется сдвиг витков троса 2 вдоль барабана 9 при его укладке на нем, при этом спиральные витки троса 2 обжимают барабан 9 с усилием, пропорциональным весу человека.
Для обеспечения дублирования (фиг. 1, фиг. 2, фиг. 3) торможения вращения барабана 9 анкером 14 и для стабилизации прямой зависимости степени торможения барабана 9 от нагрузки на трос 2 весом человека, между троса укладчиком 10 и внутренним торцом большего диаметра ступенчатого барабана 9 установлен тормозной диск 19 который скреплен с троса укладчиком 10 шипом 20, входящим в торцевой паз 21 на троса укладчике 10.
При этом, чем больше усилие на трос 2 вытягиваемого из корпуса 1, тем больше усилие обхвата спиральной укладкой троса поверхности барабана 9, что соответственно, увеличивает сопротивление витков троса 2 на барабане 9 их сдвигу поверхностью 11 троса укладчика 10.
Пропорционально увеличению (фиг. 1, 2, 3) сопротивления сдвигу спиральной укладки троса 2 вдоль барабана 9 поверхностью 11 тросоукладчика 10 увеличивается прижим тросоукладчика с тормозным диском 19 к внутренней торцевой поверхности большего диаметра ступенчатого барабана 9, при этом усилие прижима пропорционально нагрузки на трос 2, к тому же барабан 9 не меняет свое осевое положение по отношению к регулировочному винту 31 и анкеру 14, так как тросоукладчик 10, с усилием сдвигая своей спиральной поверхностью 11 витки троса 2 на барабане 9, с таким же усилием осуществляет давление на внутренний торец большего диаметра барабана 9, не имея иных осевых точек опоры, при этом стопор 22, находясь в пазу 23 тросоукладчика 10, обеспечивает ему ограниченное осевое перемещение и предохраняет от проворачивания при торможении барабана 9 тормозным диском 19 и при спиральной укладке троса на нем поверхностью 11 тросоукладчика 10.
При прямом торможении вращения барабана 9 тормозным диском 19 замедляется движение троса, при этом на рабочей поверхности 28 (фиг. 1, фиг. 2, фиг. 3) тормозного диска 19 глухие отверстия 29 и пазы 30 заполнены противозадирной смазкой для исключения задира (схватывания) с поверхностью барабана 9 и, тем самым, плавно и без рывков, замедляя его вращение, что также сглаживает его циклическое торможение анкером 14.
Автоматическое, зависимое от нагрузки на трос 2 регулирование скорости спуска за счет замедления вращения барабана 9 анкером 14, а также торможение его тормозным диском 19 совместно с факторами замедления троса 2 в замедлителях 6, 8, 7 и на спиральной поверхности 11 троса укладчика 10 определяет безопасную скорость спуска (соскальзывания, 0,5-2,0 м/с) устройства с закрепленным к нему человеком с троса 2, в свою очередь закрепленного карабином 18 в строении.
Для исключения рывка и обрыва троса 2 при его окончания в корпусе 1 из-за того, что "случайно" используется (фиг. 1, фиг. 6) спусковое устройство с меньшей длиной троса, чем высота строения, конец троса 2 в корпусе 1 снабжен линейным разрушаемым демпфером 35.
При "аварийном" окончании троса 2 в корпусе 1 (фиг. 1, фиг. 6) линейный разрушаемый демпфер 35 с корпусом в виде втулки 36 со ступенчатым внутренним диаметром, увлекаемым тросом 2, пропущенным через меньший внутренний диаметр втулки 36 и закрепленным через отверстие 38 узлом 39 к запрессованному во втулку 36 со стороны ее большего внутреннего диаметра сферическому поршню 37, движется по направлению к прижимной пластине 24, упирается в нее торцом со стороны меньшего внутреннего диаметра втулки 36 и выдавливает ее (фиг. 4, фиг. 1) из фиксирующих канавок 26 в корпусе 1, при этом затрачивается часть энергии спуска человека. Далее демпфер 35 упирается вместе с пластиной 24 в нижнею часть блока (фиг. 1) замедлителей 5 по оси отверстия-замедлителя 6 и останавливается по отношению к корпусу 1. При этом сферический поршень 37 (фиг. 6) продолжает за счет смазки плавное движение с замедлением внутри корпуса 36 демпфера 35, затрачивая энергию движения устройства с закрепленным к нему человеком на деформацию втулки 36, увеличивая ее диаметр, так как наружный диаметр поршня 37 больше внутреннего диаметра втулки 36 на 5-20%, чем замедляется движение спуска человека до остановки, а величина (глубина) деформации втулки 36 поршнем 37 зависит от веса человека и, соответственно, его первоначальной скорости спуска.
При этом в последующем, все использованные мобильные спусковые устройства перезаряжаются с заменой расходных элементов.
Предлагаемое мобильное спусковое устройство для самоспасения (спасения) человека с высотных сооружений имеет следующие преимущества:
- сохранение свойств устройства и троса при использовании, хранении в "дежурном" режиме и при перемещении, включая заброску устройства терпящим бедствие людям через препятствие и на высоту, за счет надежной фиксации укладки троса в корпусе устройства, анти грибковой и гидрофобной обработки троса и элементов конструкции, а также защите от воздействия атмосферной влаги и кислорода воздуха, быстросъемными крышками герметично установленными на верхней и нижней частях корпусе устройства;
- обеспечение замедления скорости спуска человека и плавную остановку спуска, исключая рывок троса и его обрыв при "аварийном" окончании его в корпусе устройства до приземления человека.
- устройство мобильное, т.к. иметь малый вес и габариты из-за того, что в устройстве имеется конструктивная возможность использовать тросы различного диаметра, включая тросы сверхмалых диаметров (2-4 мм) из высокопрочного текстильного материала;
- увеличение надежности установки автоматически поддерживаемой скорости спуска (спасения) человека за счет дублирования замедлителей троса в конструкции устройства.
Изготовление и отработка (фиг. 10) основных элементов и в целом мобильного спускового устройства, подтвердило высокую надежность и работоспособность устройства при применении, перемещении и заброске на высоту в различных климатических условиях, что позволяет сделать вывод, что конструкция самоспасателя отвечает требованию новизны и соответствует требованиям серийного производства.
При этом массовое серийное производство мобильных спусковых устройств, возможно за счет высокой технологичности всех конструктивных элементов и их частичной взаимозаменяемости, а также возможности автоматизировать укладку троса в корпусе и его фиксацию с определенным усилием, а незначительные габариты и вес, мобильного спускового устройства, позволяют иметь его каждому.
Источники информации принятые во внимание при разработке технического решения "Мобильное спусковое устройство":
1. УДК 614.84
Устройство для спасения людей из высотных зданий.
В.В. Копытов, А.В. Шныпарков и др.
"Государственное учреждение образования "Гомельский инженерный институт" МЧС Республики Беларусь.
2. УДК 614.847.7
Опыт ведения спасательных работ в многоэтажных зданиях при чрезвычайных ситуациях
Б.Л. Кашевник
ООО "Спасснаряжение"
3. Пожарная безопасность зданий и сооружений
СНиП.21-01-00
4. ГОСТ Р 22.9.10-2006
Безопасность в чрезвычайных ситуациях.
Спасательные спусковые устройства.
Классификация. Общие технические требования.
5. УДК 69:614
Средства самоэвакуации при пожарах и чрезвычайных ситуациях из опасных зон, расположенных на высоте
М.В. Томаков, к.т.н., доцент, ФГБОУ ВПО "Юго-Западный государственный унивеситет" (Курск), tomakov_m_v@rambler.ru и др.
6. Сертификат: ПОЖТЕСТ № ССПБ.ILУП001.В05775 от 17.01.2007 на Устройство самоспасения "СПАЙДЕР" ("SPIDER")
7. RU №137202 U1, 05.08.2013 г (прототип); RU №2317833 С1, 25.07.2006;
RU №2424017 С1, 28.06.2010 г (аналог); RU №29666 U1, 27.01.2003.
RU №2414264 С1, 12.08.2009; RU №2517008 С1, 14.07.2012;
RU №2422174 С1, 28.06.2010; RU №2287476 С2, 21.12.2004;
RU №2486935 С1, 05.08.2011; RU №2519334 С2, 16.05.2012;
RU №2490038 С1, 06.02.2012; RU №2513769 С1, 27.03.2013.