Устройство для аварийного спуска

 

Устройство содержит поворотный барабан с намотанным на нем тросом, свободный конец которого прикреплен к покидаемому объекту, и тормозной механизм. Тормозной механизм включает неподвижный барабан с кольцевым магнитопроводом и диск с постоянными магнитами. Последний жестко соединен с подвижным барабаном и расположен внутри кольцевого магнитопровода. Постоянные магниты выполнены с осевой намагниченностью и подпружиненно расположены в радиальных пазах диска с возможностью перемещения под действием центробежных сил. Между диском и магнитопроводом помещен порошок карбонильного железа. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области спасения людей при пожарах из аварийных зданий, аварийного покидания летательного аппарата и т.п. в случаях, когда высота покидаемого объекта оказывается очень большой.

Известно устройство для аварийного спуска, содержащее поворотный барабан с тросом для крепления к покидаемому объекту и тормозной механизм, включающий диск с постоянными магнитами и элемент с кольцевым магнитопроводом (см. патент США N 4567963, кл. A 62 B 1/10, 1968 г или аналог-заявку ФРГ N 3419239, кл. A 62 B 1/08, 1984 г).

Недостатком данного устройства является то, что оно сложно в изготовлении и использовании.

Целью изобретения является повышение надежности.

Отличительные особенности данного изобретения заключаются в том, что в известном устройстве элемент с кольцевым магнитопроводом выполнен в виде неподвижного барабана, а диск с постоянными магнитами жестко связан с поворотным барабаном и размещен внутри кольцевого магнитопровода, причем магниты выполнены с осевой намагниченностью и подпружиненно размещены в выполненных в диске радиальных пазах с возможностью перемещения под действием центробежных сил, а между диском и магнитопроводом помещен порошок карбонильного железа.

Данными отличительными признаками достигается технический результат - повышение надежности работы устройства.

Дополнительный признак снабжение барабана фиксирующим механизмом с рукояткой способствует повышению удобства в пользовании.

На фиг. 1 дан разрез устройства по сечению А А; на фиг. 2 представлен вид устройства сбоку.

Устройство содержит поворотный барабан 1, установленный с возможностью вращения на валу 10. На барабан 1 намотан трос 7 (фал. стропа), свободный конец которого прикрепляется к объекту покидания с помощью скобы 8. Внутри барабана, заодно с ним, размещен диск с радиальными пазами, в которых находятся постоянные магниты 4, имеющие возможность свободного перемещения и прикрепленные к диску с помощью пружин 3. На том же валу 10, но жестко сидит элемент 2, на котором закреплен кольцевой магнитопровод 6. Зазор между магнитопроводом 6 и диском поворотного барабана заполнен порошком 5 карбонильного железа Fe (CO)₅. Для предотвращения высыпания порошка устройство снабжено сальниками 9 с обеих сторон диска. Жестко с валом 10 соединена и ручка 11.

Фиксирующий механизм устройства (фиг. 1 и 2) состоит из поворотного рычага 12, шарнирно соединенного с ручкой 11, подпружиненного относительно последней посредством пружины 14 и имеющего на свободном конце фиксатор 13, утопающий в нормальном состоянии в паз на поворотном барабане.

Работа устройства для аварийного спуска происходит следующим образом. В случае аварийной ситуации для осуществления спуска необходимо закрепить устройство на объекте покидания с помощью скобы 8 и взяться рукой за ручку 11. Так как барабан 1 зафиксирован от вращения с помощью фиксатора 13, спасающийся человек повиснет на этой ручке под тяжестью собственного веса. Чтобы трос 7 начал разматываться, а человек спускаться, последнему необходимо нажать на поворотный рычаг 12 фиксирующего механизма, после чего фиксатор 13 выходит из зацепления и начинается спуск человека. При вращении барабана 1 вместе с ним вращаются постоянные магниты 4, которые под действием центробежных сил перемещаются к периферии диска. Это перемещение вызывает уменьшение зазора между магнитами 4 и магнитопроводом 6, а соответственно и увеличение намагничивания порошка 5 карбонильного железа, т. е. происходит уменьшение магнитного сопротивления. В результате намагничивания порошок меняет свою вязкость происходит сцепление внутренней поверхности магнитопровода с внешней поверхностью диска. Таким образом происходит частичное "заклинивание" поворотного барабана. Поскольку при этом скорость вращения барабана падает, постоянные магниты под действием пружин 3 стремятся возвратиться в исходное положение, что вызывает увеличение скорости вращения барабана, новое перемещение магнитов к периферии и т. д. т. е. цикл повторяется вплоть до полного опускания человека.

Необходимым условием для обеспечения работы устройства является сохранение постоянства скорости опускаемого груза (V_y 3 5 м/с).

Для барабана (диска), вращающегося вокруг неподвижной оси, уравнение движения следующее: где ϕ угол поворота вокруг неподвижной оси; J_z момент инерции барабана вокруг неподвижной оси; m_z момент К-й производной внешней силы относительно оси вращения (ось Z).

Расчет силы сопротивления ведется из условия постоянства скорости спуска V_y: т. е. это случай равномерного вращения, для которого С учетом изложенного уравнение 1 можно записать:
Откуда: F_сопр P(R/R')
где P вес спускаемого груза,
F_сопр сила сопротивления,
R радиус поворотного барабана,
R' радиус диска поворотного барабана.

Сила сопротивления:
F_сопр F_магн· n,
где F сила притяжения магнитов диска,
n коэффициент трения системы магнитопровод-порошок-диск.

Т. е. при заданных параметрах груза выбираются конструктивные параметры устройства.

Отсутствие гидравлики в устройстве для аварийного спуска обеспечивает его надежную работу в широком диапазоне температурных режимов.

Ориентировочный анализ показывает, что себестоимость данного устройства в 3 4 раза ниже, чем базового.

Формула изобретения

1. Устройство для аварийного спуска, содержащее поворотный барабан с тросом для крепления к спасаемому объекту и тормозной механизм, включающий диск с постоянными магнитами и элемент с кольцевым магнитопроводом, отличающееся тем, что элемент с кольцевым магнитопроводом выполнен в виде неподвижного барабана, а диск с постоянными магнитами жестко связан с подвижным барабаном и размещен внутри кольцевого магнитопровода, причем магниты выполнены с осевой намагниченностью и подпружиненно размещены в выполненных в диске радиальных пазах с возможностью перемещения под действием центробежных сил, а между диском и магнитопроводом помещен порошок карбонильного железа.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что барабан снабжен фиксирующим механизмом с рукояткой.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2