纯机械双保护式高层应急逃生缓降装置技术特点

纯机械双保护式高层应急逃生缓降装置技术特点

李晓静，余东满，户燕会，刘家平

河南工业职业技术学院，河南南阳，473009

摘要：开发出一种纯机械双保护式高层应急逃生缓降装置，核心部件包括机架、安全绳索机构、行星轮加速机构、离心机构和摩擦减速机构等。安全绳索机构、行星轮加速机构、离心机构和摩擦减速机构安装于机架上。在行星轮加速机构、离心机构和摩擦减速机构的共同作用下，动态控制下降过程，实现了高层逃生时缓慢下降的目的。本装置设计巧妙、操作方便、安全可靠，特别适用于无任何逃生知识和技能的人群在高层应急时逃生使用，具有很好的推广和使用价值。

关键词：轻量化；喷施装置；作业效率；自动收放

0 引言

随着我国城市建筑的飞速发展，高层和超高层建筑越来越多，高层建筑火灾等事故也呈上升趋势，我国高层建筑火灾消防应急救援能力严重不足，难以满足现实消防救援的需要，其中高层建筑发生火灾时，应急疏散逃生是关键问题，在建筑中配备多种形式的逃生救援设备，保证受困人员能够有效自救和互救，快速疏散到安全区域是必须达到的要求[1]。

目前市场上常用的简易绳索逃生器，对逃生者的操作和体力有较高的要求，如果操作不当仍然会对逃生者造成二次的伤害。多数缓降装置在复位过程中并没有一定的导向机制，缓降过程中，连接块频繁做向心或离心运动，很容易发生卡死的现象，造成制动失效，存在停止或者无法刹车的风险。

目前的消防器材行业中，高层应急逃生缓降器从逃生方式主要分为：固定式群体高层应急逃生缓降器、移动式个人高层应急逃生缓降器和个人背负型缓降器；从缓降器核心装置缓降可靠性讲，无电运行的摩擦式缓降器和空气阻尼式缓降器是一个比较有应用价值的方向，能够摆脱对动力系统的要求，具备更大的灵活性[2]。科研技术团队在2022年度河南省高等学校重点科研项目(项目编号：22B460010)的支持下，开发出纯机械双保护式高层应急逃生缓降装置的核心机构。纯机械结构装置依靠人体自重驱动运转，依靠离心减速机构自适应地完成减速，具备更强的操作机动性，彻底杜绝了对外部驱动力的依赖性，高效快捷。

1. 技术方案特点

本技术方案提供一种纯机械传动双保护式高层应急逃生装置的核心部件方案。采用行星机构加速、离心块摩擦减速原理，实现逃生者随装置一起下降加速与离心块摩擦减速的动态平衡，并确保全程在0.5-1.5m/s范围内匀速下降，双重安全保护、响应敏捷、特别适用于无任何逃生知识和技能的人群高层应急逃生使用，预期方案具备很好的推广和使用价值，有以下明显优势：

1　采用免动力的纯机械传动方式

针对火灾发生时，电力或液压驱动力容易出现故障，甚至有无法正常启动的可能性。况且在极端紧急情况下，人的情绪焦虑，难以精确地操作动力系统，启动外部动力也需要消耗大量时间，浪费宝贵的逃生时机。开发出基于纯机械传动原理的缓降器，最大的优点就是免去了电力系统配备或液压动力源的供能，在火灾发生时，纯机械结构装置依靠人体自重驱动转动，依靠离心减速机构自适应地完成减速，下降过程中速度响应更为敏捷，速度改变的自适应程度更高，具备更强的操作机动性，彻底杜绝了对外部驱动力的依赖性，高效、可靠且快捷。

2　第一代产品已经取得发明专利授权

本技术方案的第一代产品已经取得发明专利授权(专利名称：一种工况自适应式高层应急逃生装置，专利号：201810565461.1)，该发明采用行星机构加速、离心块摩擦减速原理。本项目研制的第二代产品，其下降过程中速度响应更为敏捷，速度改变的自适应程度更高，具备更强的操作机动性和双保护模式。确保全程在适宜范围内匀速下降，设计巧妙、操作方便、安全可靠。

3　采用更为高效可靠的锁止或防坠新技术

项目组成员长期致于建筑和农业等领域中缓降与锁止技术的研究，将具备知识产权保护的锁止技术进一步优化改进应用于本项目研发的装备中，提高缓降器下落过程的稳定性，同时确保出现意外情况时，能够准确及时地实现运动过程的降速、防坠或锁止。

项目主持人曾经开发过一套纯机械式双向自锁机构用于农业机械领域(专利名称：双向随机自锁式小吊机，专利号： CN201620672157.3)(专利名称：机械传动双向自锁装置，专利号： CN201610499531.9)，该技术已经在河南奔田农机有限公司批量化投产，质量稳定可靠。将具备知识产权保护的锁止技术改进后应用于本项目研究过程中。

项目主持人也曾经开发一套脚手架防坠机构用于建筑机械领域(专利名称一种工况自适应式脚手架升降及防坠装置，专利号：CN201220677483.5)，该技术已经在河南天工集团(建筑企业)批量化投产，高层建筑中广泛使用，起到很好的防坠效果，增强了公共设施的安全程度。将具备知识产权保护的防坠技术应用于本项目研究过程中。

2. 国家标准检测

2018年，本技术方案的第一代产品已经完成安全检测，经专业机构检测：不同体重的人员使用时，下降速度均可保持在一个可靠的范围内，经3000次加速疲劳应力试验，证明产品安全可靠，达到了GB21976.1—2008《建筑火灾逃生避难器》标准要求。目前的第二代产品也必须接受严苛的安全检测，在技术成熟后计划接受国家标准GB/T19001-2016检测，在产品更为可靠稳定后(预计第三代产品)，也考虑接受国际标准ISO9001:2015检测。

3. 拓展应用领域

随着我国公共安全设施与装备的发展，对缓降器的需求量日益增加，同时也对产品功能延伸、质量可靠性、性价比、操作便捷性等方面提出越来越高的要求。应急逃生缓降器的结构改进与新品开发，不仅丰富了高层火灾紧急救援的途径，也经企业带来更高的经济效益。为突发公共安全事件带来解决途径的同时，在其他领域中的应用也越来越广泛，比如户外体育运动者进行攀岩活动、林业人员进行高空伐木或处置、影视拍摄中高危表演行为保护、户外大型装备的安装调试工作和大型建筑户外高空清理粉刷等。

4. 总结

科研技术团队在2022年度河南省高等学校重点科研项目(项目编号：22B460010)的支持下，成功研制出纯机械双保护式高层应急逃生缓降装置的核心机构。核心部件包括机架、安全绳索机构、行星轮加速机构、离心机构和摩擦减速机构等。安全绳索机构、行星轮加速机构、离心机构和摩擦减速机构安装于机架上。在行星轮加速机构、离心机构和摩擦减速机构的共同作用下，动态控制下降过程，实现了高层应急时的缓慢下降的目的。本装置设计巧妙、操作方便、安全可靠，特别适用于无任何逃生知识和技能的人群高层应急逃生使用，具有很好的推广和使用价值。为突发公共安全事件带来解决途径的同时，在其他领域中的应用也越来越广泛。

参考文献

[1]赵原. 高层楼宇应急逃生装备示范应用[J]劳动保护. 2014年07期

[2]谭辉，殷允东，张义壮，等. 一种高层建筑应急逃生装置的研究[J]中国设备工程. 2019年04期