一種高空速降逃生器的制造方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種新型高空速降逃生器，該高空速降逃生器包括機殼、大、小齒輪軸、繩輪、離心制動組件、繩索及軸承；所述機殼相背地設有大、小兩倉，且分別設有相應的蓋板，所述小倉蓋板的中心、大倉蓋板的中心及上部設有軸孔；所述小倉的中心設有可與大倉貫通的孔洞，大倉中心設有圓形凹坑，下部設有繩槽；所述的繩輪套設在大齒輪軸上并與其固接；所述大、小齒輪軸的齒輪相嚙合，其中小齒輪軸的軸先后貫穿小倉中心的孔洞和離心制動組件，并與離心制動組件固接；所述的繩索從一繩槽進入，繞過繩輪，從另一繩槽伸出；大、小齒輪軸均通過軸承與機殼的凹坑、蓋板的軸孔連接；該高空速降逃生器更為安全、平穩，可滿足人們自高處快速下降至安全地帶的目的。
【專利說明】一種高空速降逃生器
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種個人安全防護設備，具體是一種能夠幫助人員快速、平穩地從高空安全降落至低處的高空速降逃生器，主要應用于電力、石油、化工、消防等領域。
【背景技術】
[0002]高空速降逃生器是一種可以幫助高空作業者或位于高樓層人員在發生危險時迅速、安全逃離危險區的設備。目前常用高空速降逃生器的結構有多種，但在其應用過程中都暴露出或多或少的不足之處，如:依靠行星齒輪增速的設備，體積大、質量重，使用非常不便；小齒輪軸為懸臂結構的，因受力不均容易造成很大的徑向竄動，影響大、小齒輪的嚙合，即，齒輪磨損嚴重，又會導致傳動不暢甚至喪失傳動功能；將傳動齒輪與制動齒輪置于同一倉內的，制動摩擦產生的粉末極易污染繩索及傳動機構，引起繩索打滑或傳動機構短暫失靈，使下落人員間歇性加速下降，造成其不安或不適感；將制動倉置于傳動倉下方的，高速旋轉的齒輪軸要承受很大的交變彎矩，此時，小齒輪軸易變形，甚至斷裂，可能會造成高空工作人員停在半空下不來，甚至可能造成人員傷亡的嚴重不良后果。
實用新型內容
[0003]為了克服現有的高空速降逃生器在使用時的不便，及結構上不足帶來的安全隱患，本實用新型所要解決的技術問題是提供一種更為便攜、安全、舒適的高空速降逃生器。
[0004]為解決上述技術問題，本實用新型采用的技術方案如下:
[0005]本實用新型提供了一種高空速降逃生器，該高空速降逃生器包括機殼、大齒輪軸、繩輪、小齒輪軸、離心制動組件、繩索及軸承；所述機殼相背地設有大、小兩倉，且小倉在上，該大、小兩倉分別設有相應的蓋板，所述蓋板通過螺栓或卡扣與機殼固接，所述小倉蓋板的中心、大倉蓋板的中心及上部設有軸孔，機殼上部設有懸吊孔；所述小倉的中心設有可與大倉貫通的孔洞，所述大倉中心設有圓形凹坑，下部設有繩槽；所述的繩輪套設在大齒輪軸的軸上并與其固接，置于所述大倉內；所述大齒輪軸的齒輪與所述小齒輪軸的齒輪相嚙合，該小齒輪軸的軸先后貫穿小倉中心的孔洞和離心制動組件，并與離心制動組件固接；所述的離心制動組件置于所述小倉內；所述的繩索從一繩槽進入，繞過繩輪并卡在其內側后，從另一繩槽伸出；大齒輪軸、小齒輪軸均通過軸承與機殼的凹坑、蓋板的軸孔連接。
[0006]所述的大齒輪軸及小齒輪軸均為齒輪與軸的一體結構，該結構不但可簡化組裝過程，更可增強齒輪軸的強度及傳動效率，其中的大齒輪軸又可稱為傳動齒輪軸，小齒輪軸可稱為制動齒輪軸，相應的，機殼的大倉也可稱為傳動齒輪倉(簡稱傳動倉)，小倉可稱為制動齒輪倉(簡稱制動倉)。
[0007]上述高空速降逃生器將傳動齒輪與制動齒輪進行分倉處理，并使制動倉位置高于傳動倉，該設計即可避免制動過程中產生的粉末污染繩索或傳動機構，又能防止制動齒輪軸變形導致的齒輪咬合不暢和齒面的過度磨損，進一步保障了該設備的安全運轉，延長其使用壽命。
[0008]所述的繩槽設有兩個；所述的繩索繞過繩輪并卡在其內側，具體是指繩索自一個繩槽進入大倉內，繞過并部分內陷、卡合在所述繩輪兩內側面形成的槽中,其間的摩擦力使繩索與繩輪不易產生相對運動，自另一繩槽伸出。
[0009]所述的繩輪套設在大齒輪軸的軸上并與其固接(可通過銷釘等方式實現固接)，置于所述大倉內，優選繩輪所在一側向內，即，該繩輪與大倉蓋板間隔有大齒輪軸的齒輪，該設計可保證繩索與所述高空速降逃生器的懸吊孔(懸吊點)在與地面垂直的一條直線上，使所述高空速降逃生器在工作過程中受力均衡，有利于其正常、穩定運作。
[0010]所述的大齒輪軸、小齒輪軸均通過軸承與機殼的凹坑、蓋板的軸孔連接。具體是大齒輪軸的軸一端與固接有軸承的所述大倉中心設有的圓形凹坑連接，另一端與固接有軸承的大倉蓋板中心的軸孔連接；小齒輪軸的遠齒輪一端與固接有軸承的小倉蓋板中心的軸孔連接，另一端與固接有軸承的大倉蓋板上部的軸孔連接，上述連接方式，既保證了連接的牢固性，又最大程度的減小了軸與機殼、蓋板的摩擦力，可大大降低或避免傳動系統與制動系統間能量傳遞的損失，為高空人員安全、平穩、快速下降提供了又一層的保障。所述的軸承為滑動軸承或滾動軸承。
[0011]本實用新型的高空速降逃生器可通過其機殼上部的懸吊孔與吊環、掛鉤等連接件連接，設置在高空中的固定吊點上，出口端(即，短端繩索所在繩槽)繩索與人體固接，當高空作業人員降落時，通過人體下降帶動出口端繩索快速下行，相應地迅速帶動繩輪、大齒輪軸、小齒輪軸快速轉動，最終帶動離心制動組件工作，從而將工作人員下降速度在很短時間內(如，0.2秒左右)控制在0.5-2m/s的安全范圍內，直到安全平臺，達到快速、安全降落的目的。
[0012]所述機殼與蓋板間優選設有定位銷，通過頂端、底端2個定位銷進一步固定二者間的相對位置，保證本實用新型高空速降逃生器的整體穩定性。
[0013]為盡量合理地增大繩索與繩輪間的接觸面積、增大其間的摩擦力，進一步避免繩索與繩輪間的相對運動，保證人體下降的勢能幾乎可以全部轉化為齒輪的動能，從而快速起動離心制動組件，穩定下降速度，發明人特別設計了如下結構:所述大倉內部的繩槽兩側設有繩槽凸塊，該繩槽凸塊可將繩索壓向繩輪內側，此外，優選兩繩槽之間也設有繩槽凸塊，可有效防止繩索被繩輪卡帶隨其運動，而造成繩索纏繞或卡死在繩輪上的情況；所述繩輪的內側面設有凹、凸齒，且兩內側面的凹齒和凸齒為凹、凸對應，即，凹齒對著凸齒，凸齒對著凹齒。所述的凹、凸齒與常規的防滑紋、防滑齒截然不同，本實用新型所述的凹齒和凸齒均為梯形，所述凸齒的上表面、凹齒的底面優選設計為平面結構，凹齒與凸齒之間優選設計為弧形過渡。上述凹、凸齒形狀的選擇是經過大量試驗、研究得出的，該凹、凸齒設計，可使內嵌在繩輪中的部分繩索發生密集的微小轉向，可明顯增強繩索與繩輪間的摩擦力，有效杜絕二者間的相對運動，即，杜絕打滑現象。
[0014]欲達到上述目的，所述繩索的直徑的選擇及繩輪兩內側面夾角的設定也十分重要。現有高空速降逃生器常用的繩索直徑為9-13_，長度依使用高度而定，一般為60?120米，綜合考慮到繩索的強度(安全性)及其體積和重量(便攜度)，發明人優先選用9-10_規格繩索，可承受總重200kg以內人員的安全使用。
[0015]發明人在對現有高空速降逃生器的使用與研究中發現，繩輪兩內側面間夾角不太合理，偏大，約為28-30°。當該夾角大于等于28°時，即便是選用較粗的繩索，也不可避免繩索與繩輪間的相對運動(當角度偏大時，繩索對繩輪內側面的正壓力減小，摩擦力減小，因此容易產生相對運動)，即，無法保證使用者勻速下降，輕者造成使用者的不適，重者可能會給使用者造成身體損傷。本實用新型所述繩輪的兩內側面的夾角為20-27°，優選22-25°，該角度范圍的繩輪剛好使繩索內嵌到繩輪中約1/3?1/2，即便是兩名速降人員同時使用，繩索嵌入繩輪的深度約繩索的2/3，也不會發生角度偏小時繩索完全陷入繩輪內側不易拉出的現象，該現象雖然不會影響下降速度，但會對繩索產生非常嚴重的磨損，產生更多更換繩索的成本，或疏于更換時存在造成人員身體傷害的隱患。
[0016]為減小繩索在出、入口(即，繩槽)處的晃動幅度，所述大倉蓋板內側設有與繩槽相應的限位塊，該限位塊優選為離體式結構(即，該限位塊與大倉蓋板經螺栓組裝在一起)，該設計較鑄造一體式結構在加工上更容易、便捷。當大倉蓋板與機殼固接后，所述限位塊卡合在繩槽內，使繩索位置基本固定。在速降的過程中，所述繩索始終被限定在設計的范圍內。
[0017]所述的離心制動組件包括離心座、離心塊和彈簧，其中離心座由中部的圓環(同心圓環)和外部的扇環形凸塊組成，該扇環形凸塊與圓環等厚，且為一體結構，所述的扇環形凸塊為2-4個，優選為2個，均勻分布在圓環周圍，所述扇環形凸塊的高度不小于0.8cm,優選不小于1cm ;所述的圓環中心的孔為軸孔，所述小齒輪軸的軸貫穿該軸孔后分別與該離心座及小倉蓋板固接；所述扇環形凸塊弧形面的居中位置設有凹槽，該凹槽與所述扇環形凸塊的圓弧邊平行；所述的離心塊為扇環形，數量與所述的扇環形凸塊相同，該離心塊可剛好卡合于離心座的每兩個扇環形凸塊之間，且離心塊外緣高于該扇環形凸塊外緣；所述離心塊由兩層組成，內層由剛性材料特別是金屬材料(如:鑄鋼、不銹鋼等鋼制材料)制成，外層由具有一定彈性的材料(如非金屬復合材料)制成，兩層可通過膠粘、焊接等方式固接在一起；所述離心塊的內層高出所述的扇環形凸塊，該高出部分的中間設有與離心塊圓弧邊平行的孔道，所述的彈簧分別貫穿離心塊的孔道后對接、固定，使離心塊套設并部分內嵌在離心座側面，即，內陷在兩扇環形凸塊之間，所述的彈簧，其暴露在離心塊外部的部分置于所述扇環形凸塊弧形面的凹槽內。
[0018]當下降勢能轉化為動能使小齒輪軸快速旋轉時，小齒輪軸帶動同軸固定的離心座高速運動而產生離心力，使離心塊張開(外移)與小倉內壁發生摩擦，從而降低繩索下降速度，下降速度降低后離心力減小，離心塊在彈簧作用下漸漸收回，摩擦力減小，最終二者平衡，下降速度相對穩定。
[0019]經過試驗研究，本實用新型對大、小齒輪的齒數比進行了特定設計，約為6-10，優選為8。該設計使傳動速比為增速6-10。當增速比小于6時，下降過程中小齒輪轉速較慢，產生離心力較小，在某段速度范圍內，離心塊沒有在離心力的作用下打開，在較長時間內起不到減速的作用。這無疑會造成逃生人員在下降過程中的恐慌，也會使落地時身體承受較大的沖擊力，對人體造成不必要的傷害。而當增速比大于10時，下降過程中小齒輪轉速過快，產生的離心力很大，這表現在剛下降速度就馬上穩定了，造成下降速度慢，使緊急時刻逃生的時間被延長的不良后果。
[0020]上述設計的組合，可使本實用新型所述的高空速降逃生器將速降人員的下降速度在約0.2秒內穩定到0.7?1.5m/s，使用者不會產生恐慌或不適感。
[0021]為避免離心塊在往復運動中位置發生偏離，所述離心制動組件還優選包括擋片，該擋片貼合于組合后的離心座與離心塊的表面，通過銷釘等于離心座固接，優選上下表面各設有一擋板，擋板可通過銷釘或其他方式與離心座固接，該擋板優選為圓形的片狀板，該擋板的邊緣低于(或短于)離心塊。
[0022]在所述離心塊與小倉內壁摩擦過程中，不可避免的產生粉末或碎屑，其不斷堆積極易影響傳動系統，嚴重威脅到高空速降逃生器的安全運作。因此，本實用新型在機殼的小倉蓋板下側設有排粉槽，即，該小倉蓋板下側設有凹陷區，優選扇形凹陷區，當機殼與小倉蓋板固接后，該排粉槽為一段縫隙，可隨時將摩擦產生的粉末排出小倉，保證倉內傳動系統不被污染。此外，排粉槽設于小倉蓋板下側(方向朝下)，有效避免雨水等進入小倉內影響各組件間的潤滑效果，或生銹等不利后果。
[0023]所述機殼的小倉外壁優選設有散熱楞，該散熱楞的優選設計為:較厚的小倉外壁設有半圓形凹槽，該設計的散熱表面積大，更容易盡快將熱量散出。離心塊與小倉內壁摩擦會產生大量熱能，所述散熱楞可加快熱能的散發。沒有散熱楞或散熱慢會導致摩擦部分急劇升溫，從而使剎車效果降低、剎車不穩定，甚至剎車失效，同時會導致小倉內的金屬材料零件受熱膨脹變形，通過熱傳導會使齒輪軸溫度升高，齒形變化，大、小齒輪配合有誤，產生震動、齒輪卡死等現象，輕則產生噪音，重則影響設備的正常使用。
[0024]具體應用時，當人體掛在繩索(短端繩索)的末端從高空自由落體下降時，該高空速降逃生器借助繩索帶動繩輪轉動，繩輪帶動與繩輪同軸固定的大齒輪軸轉動，大齒輪帶動與其嚙合的小齒輪軸高速轉動，小齒輪軸帶動與其同軸的離心制動組件高速旋轉，離心制動組件最外側的離心塊在離心力作用下向外甩而遠離離心座，與機殼內壁摩擦，起到剎車作用，從而阻止傳動機構轉速的進一步增加，當離心力與摩擦力形成一組平衡力關系，傳動系統的轉速就達到了一個平衡點，反映到人體降落的狀態就是人員以0.5-2m/s的速度勻速下降，優選結構則可以0.7?1.5m/s、甚至0.8?1.2m/s勻速下降,從而達到人員自高處快速、平穩落下，安全逃生的目的。
[0025]與現有技術相比，本實用新型的優點是:
[0026]1、本實用新型高空速降逃生器將傳動倉與制動倉分開，可以大幅減少摩擦產生的粉末對傳動機構的影響，再加上小倉蓋板下方的排粉槽可及時將摩擦粉末排出，可基本避免摩擦粉塵對傳動機構的影響；
[0027]2、機殼繩索出入口兩側的繩槽凸塊，增大了繩索在繩輪上的包角，特定角度的繩輪楔形角以及其內側的凹凸齒有效避免了繩輪與繩索間的相對運動；
[0028]3、本實用新型高空速降逃生器可在約0.2秒內使下降速到穩定到0.7?1.5m/s,如此短暫的時間及平穩的速度，不會令使用者產生不適或恐懼感。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0029]圖1為本實用新型的高空速降逃生器的結構示意圖；
[0030]圖2為本實用新型的高空速降逃生器中的繩槽凸塊局部放大圖；
[0031]圖3為本實用新型的高空速降逃生器中的離心制動組件結構示意圖。
[0032]附圖標記:
[0033]1-小倉2-離心塊3-離心座4-懸吊孔5-機殼6_小齒輪軸7_繩輪
[0034]8-凹齒9-凸齒10-大齒輪軸11-大倉蓋板12-繩索13-大倉14-限位塊
[0035]15-繩槽凸塊16-排粉槽17-小倉蓋板18-彈簧
【具體實施方式】
[0036]下面結合附圖對本實用新型進行詳細說明。
[0037]實施例1
[0038]如圖1(本實用新型的高空速降逃生器的結構示意圖)、圖2(本實用新型的高空速降逃生器中的繩槽凸塊局部放大圖)、圖3 (本實用新型的高空速降逃生器中的離心制動組件結構示意圖)所示，本實用新型的高空速降逃生器包括機殼5、大齒輪軸10、繩輪7、小齒輪軸6、離心制動組件、繩索12及軸承；所述機殼5相背地設有大、小兩倉，且小倉在上，該大、小兩倉分別設有相應的蓋板，即大倉蓋板11和小倉蓋板17，所述蓋板通過螺栓或卡扣與機殼5固接，所述小倉蓋板17的中心、大倉蓋板11的中心及上部設有軸孔，機殼5上部設有懸吊孔4 ;所述小倉1的中心設有可與大倉13貫通的孔洞，所述大倉13中心設有圓形凹坑，下部設有繩槽；所述的繩輪7套設在大齒輪軸10的軸上并與其固接，置于所述大倉13內；所述大齒輪軸10的齒輪與所述小齒輪軸6的齒輪相嚙合，該小齒輪軸6的軸先后貫穿小倉1中心的孔洞和離心制動組件，并與離心制動組件固接；所述的離心制動組件置于所述小倉1內；所述的繩索12從一繩槽進入，繞過繩輪7并卡在其內側后，從另一繩槽伸出；大齒輪軸10、小齒輪軸6均通過軸承與機殼5的凹坑、蓋板的軸孔連接。
[0039]所述大倉13下部的繩槽有兩個，在大倉13內部，該繩槽兩側及兩繩槽之間設有凸塊，即，繩槽凸塊15。
[0040]所述繩輪7的內側面設有凹、凸齒(即，凹齒8和凸齒9)，且兩內側面的凹齒和凸齒為凹、凸對應。該繩輪7的兩內側面間的夾角約為24°。
[0041]所述的離心制動組件包括離心座3、離心塊2和彈簧18。其中離心座3由中部的圓環(同心圓環)和外部的扇環形凸塊組成，該扇環形凸塊與圓環等厚，且為一體結構，所述的扇環形凸塊為2個,均勻分布在圓環周圍,所述扇環形凸塊的高度約為1.4cm ;所述的圓環中心的孔為軸孔，所述小齒輪軸6的軸貫穿該軸孔后分別與該離心座3及小倉蓋板17固接；所述扇環形凸塊弧形面的居中位置設有凹槽，該凹槽與所述扇環形凸塊的圓弧邊平行；所述的離心塊2為扇環形，數量2個，該離心塊可剛好卡合于兩個扇環形凸塊之間；所述離心塊2由兩層組成，通過膠粘方式固接在一起；所述離心塊2的內層高出所述的扇環形凸塊，該高出部分的中間設有與離心塊2圓弧邊平行的孔道，所述的彈簧18貫穿倆離心塊2的孔道后對接、固定，使離心塊2套設并分別部分內嵌在離心座3兩扇環形凸塊間的凹陷處，所述的彈簧18，其暴露在離心塊2外部的部分置于所述扇環形凸塊弧形面的凹槽內。
[0042]所述的小倉蓋板17下側設有排粉槽16，即，該小倉蓋板17內側下緣設有扇形凹陷區，當機殼5與小倉蓋板17固接后，該排粉槽16為一段縫隙，可隨時將摩擦產生的粉末排出小倉，保證倉內傳動系統不被污染。
[0043]所述小倉1外壁設有散熱楞。所述大倉蓋板11內側設有與繩槽相應的限位塊14，當大倉蓋板11與機殼5固接后，所述限位塊14卡合在繩槽內，使繩索位置基本固定。
[0044]使用時，利用掛鉤與機殼5上部的懸吊孔連接，設置在高空中的固定吊點上，出口端繩索12與人體固接，當高空作業人員降落時，通過人體下降帶動出口端繩索12快速下行，相應地迅速帶動繩輪7、大齒輪軸10、小齒輪軸6快速轉動，最終帶動離心制動組件工作，從而將工作人員下降速度在0.2秒左右控制在0.5-2m/s的安全范圍內，直到安全平臺，達到快速、安全降落的目的。
[0045]以上所述的【具體實施方式】，對本實用新型的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本實用新型的【具體實施方式】而已，并不用于限定本實用新型的保護范圍，凡在本實用新型的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種高空速降逃生器，其特征在于:該高空速降逃生器包括機殼、大齒輪軸、繩輪、小齒輪軸、離心制動組件、繩索及軸承； 其中，所述機殼相背地設有大、小兩倉，且小倉在上，該大、小兩倉分別設有相應的蓋板，所述蓋板通過螺栓或卡扣與機殼固接；所述小倉蓋板的中心、大倉蓋板的中心及上部設有軸孔，機殼頂端設有懸吊孔；所述小倉的中心設有可與大倉貫通的孔洞，所述大倉中心設有圓形凹坑，下部設有繩槽； 所述的繩輪套設在大齒輪軸的軸上并與其固接，置于所述大倉內；所述大齒輪軸的齒輪與所述小齒輪軸的齒輪相嚙合，該小齒輪軸的軸先后貫穿小倉中心的孔洞和離心制動組件，并與離心制動組件固接；該離心制動組件置于所述小倉內；所述的繩索從一繩槽進入，繞過繩輪并卡在其內側后，從另一繩槽伸出；大齒輪軸、小齒輪軸均通過軸承與機殼的凹坑、蓋板的軸孔連接。
2.如權利要求1所述的高空速降逃生器，其特征在于:所述大倉內部的繩槽兩側設有繩槽凸塊。
3.如權利要求1所述的高空速降逃生器，其特征在于:所述繩輪的內側面設有凹、凸齒，且兩內側面的凹齒和凸齒為凹、凸對應。
4.如權利要求1所述的高空速降逃生器，其特征在于:所述繩輪的兩內側面間的夾角為 20-27。。
5.如權利要求4所述的高空速降逃生器，其特征在于:所述的夾角為22-25°。
6.如權利要求1所述的高空速降逃生器，其特征在于:所述的離心制動組件包括離心座、離心塊和彈簧。
7.如權利要求6所述的高空速降逃生器，其特征在于:所述的離心制動組件還包括擋片。
8.如權利要求1所述的高空速降逃生器，其特征在于:所述的小倉蓋板下側設有排粉槽。
9.如權利要求1所述的高空速降逃生器，其特征在于:所述機殼的小倉外壁設有散熱楞。
10.如權利要求1所述的高空速降逃生器，其特征在于:所述大倉蓋板內側設有與繩槽相應的限位塊。
【文檔編號】A62B1/10GK204106881SQ201420359786
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年7月1日 優先權日:2014年7月1日
【發明者】謝濱 申請人:塞卡爾（北京）工業技術有限公司