一种绳降装置 技术领域

本发明所属技术领域为绳降领域， 特别是高处逃生的绳降领域， 以及限速器、 限速滑轮 领域。

背景技术

近年来高层建筑越来越多， 而且越盖越高。 发生火灾等安全事故后， 楼梯等传统逃生通 道很容易被破坏。 而且很多地方消防装备， 如云梯、 水枪等， 无法达到营救高度。 现有用于 户外运动的下降器需要人工控制下降速度， 而且一般没有很好的防错设计， 一旦装反可能就 会造成严重后果。 不适合作为没有经过专门训练的普通人群在紧 急情况下的逃生装备， 尤其 不适合老弱病残和儿童。

另外， 有些专利技术， 如专利号为 98212870.3的技术， 釆用恒速卷扬机方式， 将安全绳 绑在人身上， 当第一个人放到地面时， 需要收回安全绳， 才能放下第二个人。一方面效率低， 另一方面在收回安全绳过程中， 安全绳可能挂住下层的防护栏等物， 影响正常使用。

发明内容

(一） 要解决的技术问题

本发明要解决以下问题：

1、 用来拴安全绳的固定支撑物问题；

2、 如何控制下降速度：

3、 机械式限速器的设计。

为了有效地解决上述问题，本发明提供了一种 绳降装置及一种机械式限速器的设计方法。

(二） 技术方案

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种绳降装置由固定支撑物、 安全绳、 保险带、 保险带连接绳和下降器构成。 其特征在 于： 安全绳一端拴在固定支撑物上， 另一端垂到地面。 固定支撑物可以是预装在窗户内外的 挂环、 支架、 横梁， 或其它能提供固定支撑的物品。 保险带绑在人身上或要下放的物品上， 保险带连接绳两端都有自锁挂钩， 一端挂在保险带上， 另一端挂在下降器的 T形挂杆自由端 的拉环上。 安全绳卡在下降器的绳槽中。 下降器的 T形挂杆及整个下降器在保险带连接绳的 拉力作用下转动， T 形挂杆直接压迫安全绳或通过限动压力板压迫 安全绳， 下滑时产生摩擦 力提供了部分下降阻力， 此时总下降阻力小于下放重量， 下降器和所挂人或物品加速下降。 对于有限速器的下降器， 下降速度达到设计速度时， 限速器提供的下降阻力增大， 使得总下 降阻力大于下放重量， 下降器减速下滑； 随着速度的减小， 限速器提供的下降阻力减小， 当 速度小于设计速度时， 总下降阻力小于下放重量， 下降器又开始加速下滑。 这样将速度控制 在设计的范围内。 对于没有限速器的下降器， 手动转动下降器， 使得 T形挂杆的工作力臂增 大， 引起压迫安全绳的 IE压力增大， 下降器提供的下降阻力大于下放重量， 下降器减速下滑； 松手后， 下降器自动回转， 再次加速下滑； 另外， 同时拉动下降器的基座和 T形挂杆座可加 快下滑速度；通过自动或手动控制下降器的下 滑速度，人 /物品随下降器沿安全绳安全下滑到 地面。

下降器有基座和 T形挂杆座， 二者之间有安装安全绳的绳槽。 基座和 T形挂杆座有三种 配合方式： 一种是二者为两个独立部件， 在绳槽的一侧用两端锚固的销杆铰接， 呈活页状， 另一侧用带防脱机构的销杆或弹簧锁连接， 构成活页锁闭结构。 第二种是将二者制作为一个 整体， 一侧有装绳开口槽， 装绳开口槽两端设有防止安全绳滑出绳槽的卡 扣或导绳柱或导绳 说 明 书

轮， 形成开口槽结构； 活页锁闭结构和开口槽结构都是为了便于将安 全绳装入绳槽； 使用开 口槽结构吋， 与安全绳接触的 τ形挂杆或限动压力板与安全绳的接触面为凹� ��结构， 凹槽的 方向与基座的绳槽一致， 可抱紧安全绳， 防止其从装绳开口槽滑脱。 第三种是将二者制作为 一个整体， 不设装绳开口槽， 安全绳从绳槽中穿过， 也可以再在绳槽两端安装导绳轮。

下降器根据 τ形挂杆座的数量 （也可以说是绳槽数量） 和限速控制方式可分为单绳手动 下降器、 单绳自动下降器、 双绳手动下降器、 双绳手动 -自动双动下降器、 双绳自动下降器。 双绳手动下降器根据 τ形挂杆座的安装位置又分为对装双绳手动下� ��器和并装双绳手动下降 器。 对装双绳手动下降器的两个绳槽夹在两 τ形挂杆座之间： 并装双绳手动下降器的两 T形 挂杆座并排分布， 两个绳槽在两个 τ形挂杆座的同一侧， 相当于两个单绳手动下降器并排安 装在一起。对装双绳手动下降器、双绳手动 -自动双动下降器， 需要一长一短两根保险带连接 绳， 短的为主连接绳， 长的为从连接绳： 正常时工作时， 主要是主连接绳连接的半边系统工 作； 当主连接绳连接的半边系统断裂无法工作时， 从连接绳连接的半边系统立即工作， 保证 安全下滑。 并装双绳手动下降器、 双绳自动下降器， 需要两根等长的保险带连接绳， 不分主 从， 两半边系统同时工作。

为了防止下降器过热， 可在基座外表面添加散热设计， 如设置散热槽， 或粗糙化表面。 本发明提供了一种通用的限速器， 由转盘或旋转臂 [201 ]、 离心限速构件 [202]、 限速壳 [203]、 速度保障弹簧 [204]构成。 主要靠离心力和摩擦自锁原理工作， 其工作原理如图 1所 示。限速壳 [203]固定在可提供限速力矩的物体上。离心限� ��构件 [202]的转轴 [205]固定在转 盘或旋转臂 [201 ]上。 离心限速构件 [202]的工作限速方向与其自由端指向相同， 即转盘或旋 转臂 [201]的转向与离心限速构件 [202]的自由端指向一致时，离心限速构件 [202]提供工作阻 力， 反向转时所提供的工作阻力可以忽略。

离心限速构件 [202]工作时， 和限速壳 [203]内壁面接触或线接触， 构成摩擦副。 在通过 离心限速构件 [202]与限速壳 [203]接触中心点 A 且垂直于转盘或旋转臂 [201]的转轴的平面 上， 离心限速构件 [202]的转轴 [205]中心点 B、 接触中心点 A、 转盘或旋转臂 [201]的转轴中 心点 0构成的夹角 α的正切函数值位于摩擦副的设计速度时的摩� ��系数 的指定微小邻域 内，即 tha e [μ— ΘΙ, μ + θι·]，其中 Θ1≥0， 6r≥ 0。换句话说，理想状态下，离心限速构件 [202] 在限速壳 [203]内以设计速度滑动时，接触面 /线上正压力和摩擦力的合力正好通过转轴 [205] 中心点 B， 正压力对离心限速构件 [202]产生的力矩等于摩擦力对离心限速构件 [202]的力矩。 为了保证不产生摩擦死锁， 装配后夹角 α的正切值 th a不小于最小速度 V 时的摩擦系数 μ 离心限速构件 [202]的重心在 AB0平面上的投影的理想位置在 Β0的垂线 0C上。速度保障 弹簧 [204]—端挂在离心限速构件 [202]的弹簧挂座 [206]上， 另一端挂在转盘或旋转臂 [201] 的弹簧挂孔上，或者挂在与之相对的另一个离 心限速构件 [202]的弹簧挂座 [206]上。初始时， 离心限速构件 [202]在速度保障弹簧 [204]拉力作用下旋转远离限速壳 [203]。 转盘或旋转臂 [201]开始沿离心限速构件 [202]自由端指向的方向转动后， 在离心力产生的相对转轴 [205] 的离心力矩作用下， 离心限速构件 [202]向限速壳 [203]转动。 当转速超过离心限速构件 [202] 起始工作速度后， 离心力矩克服了速度保障弹簧 [204]的拉力力矩， 离心限速构件 [202]与限 速壳 [203]接触。 随着速度的增大， 速度保障弹簧 [204]的拉力力矩变化可忽略， 离心力力矩 不断增大， 由于摩擦力矩与离心力力矩方向相同， 所以离心限速构件 [202]和限速壳 [203]接 触面的接触压力迅速增大；当接触压力和摩擦 力对转盘或旋转臂 [201]的阻力力矩大于转盘或 旋转臂 [201 ]的动力力矩时， 转盘或旋转臂 [201]减速旋转， 离心力减小， 接触压力和摩擦力 及其对转盘或旋转臂 [201 ]的阻力力矩也减小。 当接触压力和摩擦力对转盘或旋转臂 [201 ]的 阻力力矩小于转盘或旋转臂 [201 ]的动力力矩时， 转盘或旋转臂 [201 ]又开始加速旋转。 这样 速度将稳定在设计的范围 [V _mi „, V ]内； 对于摩擦系数随速度有增大区段的摩擦副， 取速度范 说 明 书

围取在其单调增的区段内； 则在转动过程中， 如果随速度的增大， 摩擦系数 μ也增大， 且超 过了夹角 α的正切值 th a， 则会发生摩擦自锁； 摩擦自锁后， 速度减小， 摩擦系数 μ也跟着 减小， 小于等于夹角 α的正切值 th α后解锁。

对于根据摩擦系数随速度增大而增大原理设计 离心限速构件 [202]和限速壳 [203]接触面 的第二种方法为：

在通过离心限速构件 [202]与限速壳 [203] 接触面上任意一个接触点 A1且垂直于转盘或 旋转臂 [201]的转轴的平面上， 离心限速构件 [202]的转轴 [205]中心点 Β、接触点 Al、转盘或 旋转臂 [201]的转轴中心点 0构成的夹角为 α 1，则 α 1的正切值 th α 1 G [ μ _mi „, μ _m 丄 其中 μ ^和 μ «分别为最大速度 V ^和最小速度 V ^时的摩擦系数。

可以在转盘或旋转臂 [201]的一侧装 2个逆时针限速的离心限速构件 [202]， 另一侧装 2 个顺时针限速的离心限速构件 [202]，构成双向限速器： 或者两侧装 4个限速方向相同的离心 限速构件 [202]， 构成单向限速器。 转盘或旋转臂 [201]如果是单臂的旋转臂， 可在旋转臂的 同一非转轴端安装 2个限速方向相反的离心限速构件 [202]构成双向限速器，或者转盘或旋转 臂 [201]为对称双臂时， 可在其两端分别安装 1个限速方向相同的离心限速构件 [202]构成单 向限速器。 本发明提供了 6种优选的下降器：

1、 优选的， 单绳自动下降器由 1个基座 [301]、 1个 Τ形挂杆座 [2]、 1个 Τ形挂杆 [3]、 0个或 1个限动压力板 [5]、 1个限速器、 1个限速器盒盖 [7]、 2个防脱螺母或防脱销 [314]、 1个转轴 [9]和 1个盒外防松螺母 [8]构成。

基座 [301]与 Τ形挂杆座 [2]扣在一起， 中间有安装安全绳用的绳槽 [306]。 基座 [301]— 侧与 Τ形挂杆座 [2]用两端锚固的销杆 [316]铰接， 呈活页状， 另一侧与 Τ形挂杆座 [2]用带防 脱机构的销杆或弹簧锁 [315]连接； 或者基座 [301]和 Τ形挂杆座 [2]制作为一个整体， 一侧有 装绳开口槽 [318]， 装绳开口槽 [318]两端装有防止安全绳滑出绳槽 [306]的卡扣 [317] ; 或者 基座 [301]和 Τ形挂杆座 [2]制作为一个整体， 不设装绳开口槽。

Τ形挂杆座 [2]上还有用于安装 Τ形挂杆 [3]转轴 [6]的耳朵 [4] , 以及限制限动压力板 [5] 垂直于绳槽 [306]运动的限动槽。 当不使用限动压力板时， 可不设限动槽。 Τ 形挂杆座 [2]在 限动槽处有压绳窗口 [309]， 限动压力板 [5]可通过压绳窗口 [309]切入绳槽 [306]， 压紧安全 绳。

Τ形挂杆 [3]与限动压力板 [5]接触的压力面为圆柱面。 Τ形挂杆 [3]的自由端有拉环， 用 于安装保险带连接绳。 Τ形挂杆 [3]的转轴 [6]安装在 Τ形挂杆座 [2]的耳朵 [4]上。

限动压力板 [5]与安全绳接触的接触面上有防滑纹， 以增大摩擦力。

基座 [301]上用于安装限速器的限速器内腔与绳槽 [306]间有传动窗口 [303]。装配后， 限 速器的传动轮 [313]穿过传动窗口 [303]切入绳槽 [306]。 安全绳夹在传动轮 [313]和限动压力 板 [5]之间， 与传动轮 [313]形成皮带传动。

限速器盒盖 [7]盖在限速器内腔口上。 转轴 [9]一端有固定的防脱帽， 另一端有安装盒外 防松螺母的螺纹， 中间还有安装防脱螺母或防脱销 [314]的螺纹或销槽。 限速器套在转轴 [9] 上， 可绕转轴 [9]转动。转轴 [9]穿过基座 [301]底部的转轴孔和限速器盒盖上的转轴孔； 盒外 防松螺母 [8]拧在转轴 [9]上， 防止限速器盒盖 [7]脱落。 防脱螺母或防脱销 [314]安装在转轴

[9]上， 防止盒外防松螺母 [8]脱落后限速器跟着脱落。

单绳自动下降器可选择有传动限速器或无传动 限速器。

2、 优选的， 双绳手动 -自动双动下降器由 1个基座 [401]、 2个 Τ形挂杆座 [402] [403]、 2个 Τ形挂杆 [404] [405]、 0个或 1个限动压力板 [406]、 1个限速器、 1个限速器盒盖、 防脱 螺母或防脱销、 转轴和盒外防松螺母构成。 即， 由 1个单绳手动下降器和 1个单绳自动下降 器结合在一起构成。 说 明 书

基座 [401 ]和 T形挂杆座 [402] [403]之间都有安装安全绳的绳槽。两 T形挂杆座 [402] [403] 相对安装。 基座 [401]有安装限速器的限速器内腔。 限速器内腔与限动压力板 [406]相对的位 置有传动窗口 [407]， 限速器的传动轮穿过传动窗口 [407]切入绳槽。 T形挂杆 [405]与绳槽间 安装有限动压力板 [406]及对应的限动槽。 T形挂杆 [404]与绳槽间没有限动压力板和对应的 限动槽。 T形挂杆座 [402] [403]上都有压绳窗口， 限动压力板 [406]和 T形挂杆 [404]可通过 对应的压绳窗口切入对应绳槽，压紧安全绳。 限速器的传动轮和限动压力板 [406]将安全绳夹 在中间， 使安全绳与限速器的传动轮形成皮带传动。

基座 [401 ]在靠近 T形挂杆座 [402]的一侧没有传动窗口。 T形挂杆 [404]和 T形挂杆 [405] 的外形有明显差异， 或标有不同标记， 以便识别。

双绳手动-自动双动下降器可采用无传动限速� �或有传动限速器，可采用活页锁闭结构或 开口槽结构装绳。

3、优选的，单绳手动下降器由 1个基座 [601 ]、 1个 T形挂杆座 [602]和 1个 T形挂杆 [603] 构成； 基座 [601]与 T形挂杆座 [602]的耳朵 [605]相对的位置上有手动控制柄 [604]。 T形挂 杆 [603]的转轴安装在耳朵 [605]上。 T形挂杆座 [602]上有压绳窗口， T形挂杆 [603]可穿过压 绳窗口切入绳槽， 压紧安全绳。 可采用活页锁闭结构或幵口槽结构。

4、 优选的， 对装双绳手动下降器由 1个基座 [501 ]、 2个 T形挂杆座 [502]、 2个 T形挂 杆 [503]构成； 即由 2个单绳手动下降器相对结合在一起构成。两 T形挂杆座 [502]相对布置， 与基座 [501]配合构成 2个安装安全绳的绳槽。可采用活页锁闭结构� �双开口槽结构（即两边 的手动下降器各有个独立的装绳开口槽， 装绳开口槽可在同侧或异侧） 或单幵口槽结构。

5、优选的， 并装双绳手动下降器由两个单绳手动下降器并 在一起而成。两 T形挂杆座并 排布置。 采用单装绳开口槽、 双装绳开口槽或活页锁闭结构作为安全绳装入 机构。

6、优选的， 双绳自动下降器由两个单绳自动下降器的基座 底部相对并在一起而成。基座 有两个独立的限速器内腔， 它们之间有隔板， 隔板中央有转轴孔。 两个限速器内腔分别用于 安装对应的限速器。 两 T形挂杆座并排布置。 两个限速器共用一根转轴。 转轴的两端都没有 防脱帽， 两端都有安装盒外防松螺母的螺纹， 中间有 4处用于安装防脱螺母或防脱销的螺纹 或销槽； 或者用固定在转轴上的防脱帽代替中间的 1个防脱螺母或防脱销。 隔板两侧的防脱 嫘母或防脱销或防脱帽可保证限速器盒盖脱落 后转轴不跟着脱落。 或者将两个限速器的传动 轮装在一根传动套筒上， 传动套筒穿过隔板中央的转轴孔， 使两限速器的传动轮同步旋转。 此时， 传动套筒中间安装 1个防脱螺母或防脱销， 并固定有 1个防脱帽， 二者分别位于隔板 两侧。 另外传动套筒的两端分别安装 1个防脱螺母或防脱销， 防止盒外防松螺母和限速器盒 盖脱落后限速器跟着脱落。 本发明提供了 2种优选的限速器供下降器使用-

1、 优选的， 无传动限速器由传动轮 [313]、 防脱螺母或防脱销 [314]、 4个离心限速构件 [202]及其连接件和速度保障弹簧 [204]构成。 防脱螺母或防脱销 [314]安装在转轴 [9]上， 用 于防止盒外防松螺母和限速盒盖意外脱落后传 动轮 [313]跟着脱落。 传动轮 [313]与安全绳的 接触面上有防滑纹， 用以增大摩擦。

4个离心限速构件 [202]分两组安装在传动轮 [313]的两侧。在垂直传动轮 [313]转轴中心 线的平面上， 同侧的两个转轴 [307]中心的连线通过传动轮 [313]的转轴中心线， 限速方向相 同。两侧的离心限速构件 [202]限速方向相反时为双向限速器， 相同时为单向限速器。离心限 速构件 [202]和基座的限速器内腔的腔壁构成摩擦副。 每个离心限速构件 [202]都有对应的速 度保障弹簧 [204]， 速度保障弹簧 [204]—端挂在离心限速构件 [202]的弹簧挂座 [206]上， 另 说 明 书

一端挂在传动轮 [313]上的弹簧挂孔 [305]上。

2、 优选的， 有传动限速器有传动轮 [901]、 传动转轴 [902]、 限速旋转臂 [903]和 2个离 心限速构件 [202]及其连接件和速度保障弹簧 [204]构成。 限速旋转臂 [903]和传动轮 [901]通 过传动转轴 [902]传动， 同轴转动。 传动轮 [901]半径小于限速盒内径的 2/3: 传动轮 [901]与 安全绳的接触面上有防滑紋， 用以增大摩擦。

限速旋转臂 [903]为单臂时， 2个离心限速构件 [202]对称安装在其两侧， 限速方向相反， 构成双向限速器； 两离心限速构件 [202]共用一个速度保障弹簧 [204]， 即速度保障弹簧 [204] 的两端分别挂在两离心限速构件 [202]的自由端的弹簧挂座 [206]。

限速旋转臂 [903]为沿其转轴中心线对称的双臂时， 2 个离心限速构件 [202]分别安装在 其两端， 限速方向相同， 构成单向限速。 每个离心限速构件 [202]都有对应的速度保障弹簧 [204] , 速度保障弹簧 [204]—端挂在离心限速构件 [202]上， 另一端挂在限速旋转臂 [903]的 弹簧挂孔上。 优选的， 本发明提供了一种组合支架作为固定支撑物- 组合支架由 1根直梁 [801]、 2根卡杆 [802]、 1〜2根斜杆 [803]和多个固定螺杆 [804]构 成。

直梁 [801]为方形或圆形截面的管件， 一端内藏用于拴安全绳的绳栓 [805]， 另一端有引 导安全绳的绳槽【806]。

卡杆 [802]由套管 [810]、直管 [81 1]和挡板 [812]三部分构成。套管 [810]固定在直管 [811] 的一端，二者截面相同，相互垂直。套管 [810]可以套在直梁 [801]上，可以沿直梁 [801]滑动。 直梁 [801]可以插入直管 [811 ]中。挡板 [812]固定在直管 [811 ]上， 靠近套管 [810]的边与直管 [811]垂直， 挡板 [812]可以只在直管 [811]—侧有， 也可以沿直管 [811]对称布置。直管 [811] 和套管 [810]上有安装固定螺杆的螺孔 [807]， 用于装配时固定卡杆 [802]和直梁 [801]。

斜杆 [803]由套管和支杆构成。套管固定在支杆的一� ��， 二者截面相同。套管可以套在直 梁 [801 ]上， 直梁 [801 ]可插入支杆中。支杆和套管上有安装固定螺� �的螺孔 [807] , 用于装配 时固定斜杆和直梁 [801]。 支杆的开口端平面与支杆轴线不垂直。 当套管截面为方形时， 套管 与支杆间有夹角， 开口端平面与套管和支杆的接触平面平行。 本发明还提供了第二种使用方案：

优先的， 绳降装置可仅由固定支撑物、 安全绳和下降器构成。 下降器为单绳或双绳自动 下降器。 安全绳的两端均有防脱的自锁挂钩和内嵌在安 全绳中的挂环， 自锁挂钩可挂在挂环 中， 构成简易腰带式安全带； 或者将两条安全绳连接起来， 构成一个大绳环， 一头只保留一 个简易安全带， 这样人下滑时可以通过另一边上升的安全绳控 制速度。 安全绳安装在下降器 的绳槽中。 自锁挂钩的尺寸大于下降器绳槽的内径，使得 安全绳不能从下降器的绳槽中拉脱。 下降器的 T形挂杆的拉环挂在固定支撑物上； 这样就构成了一个限速定滑轮。 人或物品用安 全绳一端的简易腰带式安全带固定， 或穿上安全带再将安全绳的自锁挂钩挂在安全 带上。 下 降器自动控制安全绳的下降速度， 把人或物品安全放下。

本发明提供的自动下降器既可以用作限速动滑 轮， 也可以用作限速定滑轮。

(三) 有益效果

本发明结构简单、 实用， 安全性高， 操作简单， 提供了多种下降器供选择使用， 其中有 限速器的自动下降器在下降过程中不用人工控 制， 更加安全可靠。 自动下降器既可以用作限 速动滑轮， 也可以用作限速定滑轮。 另外， 最大可能地采用对称设计， 不存在装反问题。 而 且， 本发明还提供了一种简单、 可靠的机械式限速器。 本发明可很好地解决高层逃生问题和 机械限速问题。 说 明 书 附图说明

图 1为通用限速器工作原理图。

图 2为采用无传动限速器的单绳自动下降器俯视� �。

图 3为基座和 T形挂杆座的 A-A截面图。

图 4为 A- A截面图。

图 5 为采用无传动限速器的单绳自动下降器装配示 意图 （未画限速盒盖和速度保障弹 簧）。

图 6为采用带卡扣的开口槽结构的单绳自动下降� �装配示意图。

图 7为采用平行导绳柱的幵口槽结构的单绳自动� �降器基座和限动压力板示意图。

图 8为采用垂直导绳柱的开口槽结构的单绳自动� �降器基座示意图。

图 9为采用有传动限速器的单绳自动下降器装俯� �图。

图 10为 C-C截面图。

图 1】为双绳手动-自动双动下降器基座和 T形挂杆座装配示意图。

图 12为双绳手动-自动双动下降器基座和 T形挂杆座装配侧视图。

图 13为 B-B截面图。

图 14为单绳手动下降器装配示意图。

图 15为对装双绳手动下降器装配示意图。

图 16为双开口槽结构的并装双绳手动下降器装配� ��意图。

图 17为单幵口槽结构的并装双绳手动下降器装配� ��意图。

图 18为单幵口槽结构的双绳自动下降器装配示意� �� （采用有传动限速器）。

图 19为活页锁闭结构的双绳自动下降器装配示意� �� （采用无传动限速器）。

图 20为无传动限速器装配示意图。

图 21为无传动限速器的传动轮示意图。

图 22为有传动限速器装配示意图。

图 23为组合支架示意图。

图 24为组合支架横卡装配示意图。

图 25为组合支架侧卡装配示意图。

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明， 但不用来限制本发明的保护范围。

(实施例一）

本实施例提供了一种通用的限速器， 由转盘或旋转臂 [201 ]、 离心限速构件 [202]、 限速 壳 [203]、 速度保障弹簧 [204]构成。 主要靠离心力和摩擦自锁原理工作， 其工作原理如图 1 所示。限速壳 [203]固定在可提供限速力矩的物体上。离心限� ��构件 [202]的转轴 [205]固定在 转盘或旋转臂 [201]上。 离心限速构件 [202]的工作限速方向与其自由端指向相同， 即转盘或 旋转臂 [201 ]的转向与离心限速构件 [202]的自由端指向一致时，离心限速构件 [202]提供工作 阻力， 反向转时所提供的工作阻力可以忽略。

离心限速构件 [202]工作时， 和限速壳 [203]内壁面接触或线接触。 在通过离心限速构件 [202]与限速壳 [203]接触中心点 A且垂直于转盘或旋转臂 [201 ]的转轴的平面上，离心限速构 件 [202]的转轴 [205]中心点 B、 接触中心点 A、 转盘或旋转臂 [201 ]的转轴中心点 0构成的夹 角 α的正切函数值位于离心限速构件 [202]与限速壳 [203]的设计速度时的摩擦系数 μ _d „的指 定微小邻域内，即 α€ [μ— Θ1, μ + θι·]， 其中91≥ 0, 8!>≥0。 换句话说， 理想状态下， 离心限 速构件 [202]在限速壳 [203]内以设计速度滑动时，接触面 /线上正压力和摩擦力的合力正好通 过转轴 [205]中心点 Β， 正压力对离心限速构件 [202]产生的力矩等于摩擦力对离心限速构件 [202]的力矩。 为了保证工作时能产生足够的工作阻力， 又不产生摩擦死锁， 装配后夹角 α的 说 明 书

正切值 th α不小于最小速度 V _ml „时的摩擦系数 μ„ _in 。

离心限速构件 [202]的重心在 AB0平面上的投影的理想位置在 B0的垂线 0C上。速度保障 弹簧 [204]—端挂在离心限速构件 [202]的弹簧挂座 [206]上， 另一端挂在转盘或旋转臂 [201] 的弹簧挂孔上， 或者挂在与之相对的另一个离心限速构件 [202]的弹簧挂座 [206]上。初始时， 离心限速构件 [202]在速度保障弹簧 [204]拉力作用下旋转远离限速壳 [203]。 转盘或旋转臂 [201]开始沿离心限速构件 [202]自由端指向的方向转动后， 在离心力产生的相对转轴 [205] 的离心力矩作用下， 离心限速构件 [202]向限速壳 [203]转动。当转速超过离心限速构件 [202] 起始工作速度后， 离心力矩克服了速度保障弹簧 [204]的拉力力矩， 离心限速构件 [202]与限 速壳 [203]接触。 随着速度的增大， 速度保障弹簧 [204]的拉力力矩变化可忽略， 离心力力矩 不断增大， 由于摩擦力矩与离心力力矩方向相同， 所以离心限速构件 [202]和限速壳 [203]接 触面的接触压力迅速增大；当接触压力和摩擦 力对转盘或旋转臂 [201]的阻力力矩大于转盘或 旋转臂 [201]的动力力矩时， 转盘或旋转臂 [201]减速旋转， 离心力减小， 接触压力和摩擦力 及其对转盘或旋转臂 [201]的阻力力矩也减小。 当接触压力和摩擦力对转盘或旋转臂 [201]的 阻力力矩小于转盘或旋转臂 [201]的动力力矩时， 转盘或旋转臂 [201 ]又开始加速旋转。 这样 速度将稳定在设计的范围 [V V„J内； 对于摩擦系数随速度有增大区段的摩擦副， 取速度范 围取在其单调增的区段内； 则在转动过程中， 如果随速度的增大， 摩擦系数 μ也增大， 且超 过了夹角 α的正切值 th e:， 则会发生摩擦自锁； 摩擦自锁后， 速度减小， 摩擦系数 μ也跟着 减小， 小于夹角 α的正切值 th α后解锁。

对于根据摩擦系数随速度增大而增大原理设计 离心限速构件 [202]和限速壳 [203]接触面 的第二种方法为：

在通过离心限速构件 [202]与限速壳 [203] 接触面上任意一个接触点 A1且垂直于转盘或 旋转臂 [201]的转轴的平面上， 离心限速构件 [202]的转轴 [205]中心点 Β、接触点 Al、转盘或 旋转臂 [201]的转轴中心点 0构成的夹角为 α 1 ,则 α 1的正切值 th α 1 G [ μ _η1η , μ J， 其中 μ ^和 μ ^分别为最大速度 V 和最小速度 V„ _in 时的摩擦系数。

可以在转盘或旋转臂 [201]的一侧装 2个逆时针限速的离心限速构件 [202]， 另一侧装 2 个顺时针限速的离心限速构件 [202]，构成双向限速器； 或者两侧装 4个限速方向相同的离心 限速构件 [202]， 构成单向限速器。 转盘或旋转臂 [201]如果是单臂的旋转臂， 可在旋转臂的 同一非转轴端安装 2个限速方向相反的离心限速构件 [202]构成双向限速器，或者转盘或旋转 臂 [201]为对称双臂时， 可在其两端分别安装 1个限速方向相同的离心限速构件 [202]构成单 向限速器。

(实施例二）

一种绳降装置由固定支撑物、 安全绳、 保险带、 保险带连接绳和下降器构成。 其特征在 于： 安全绳一端拴在固定支撑物上， 另一端垂到地面。保险带绑在人身上或要下放 的物品上, 保险带连接绳两端都有自锁挂钩， 一端挂在保险带上， 另一端挂在下降器的 T形挂杆自由端 的拉环上。 安全绳卡在下降器的绳槽中。 下降器的 T形挂杆及整个下降器在保险带连接绳的 拉力作用下转动， T 形挂杆直接压迫安全绳或通过限动压板压迫安 全绳， 下滑时产生摩擦力 提供了部分下降阻力， 此时总下降阻力小于下放重量， 下降器和所挂人或物品加速下降。 对 于有限速器的下降器， 下降速度达到设计速度时， 限速器提供的下降阻力增大， 使得总下降 阻力大于下放重量， 下降器减速下滑； 随着速度的减小， 限速器提供的下降阻力减小， 当速 度小于设计速度时， 总下降阻力小于下放重量， 下降器又开始加速下滑。 这样将速度控制在 设计的范围内。对于没有限速器的下降器， 手动转动下降器， 使得 T形挂杆的工作力臂增大， 引起压迫安全绳的正压力增大， 下降器提供的下降阻力大于下放重量， 下降器减速下滑； 松 手后， 下降器自动回转， 再次加速下滑； 另外， 同时拉动下降器的基座和 T形挂杆座可加快 下滑速度； 通过自动或手动控制下降器的下滑速度， 人 /物品随下降器沿安全绳安全下滑到地 面。 说 明 书

下降器有基座和 T形挂杆座， 二者之间有安装安全绳的绳槽。 基座和 T形挂杆座有三种 配合方式： 一种是二者为两个独立部件， 在绳槽的一侧用两端錨固的销杆铰接， 呈活页状， 另一侧用带防脱机构的销杆或弹簧锁连接， 构成活页锁闭结构。 第二种是将二者制作为一个 整体， 一侧有装绳幵口槽， 装绳幵口槽两端设有防止安全绳滑出绳槽的卡 扣或导绳柱或导绳 轮， 形成开口槽结构； 活页锁闭结构和开口槽结构都是为了便于将安 全绳装入绳槽； 使用开 口槽结构时， 与安全绳接触的 τ形挂杆或限动压力板与安全绳的接触面为凹� ��结构， 凹槽的 方向与基座的绳槽一致， 可抱紧安全绳， 防止其从装绳幵口槽滑脱。 第三种是将二者制作为 一个整体， 不设装绳开口槽， 安全绳从绳槽一端穿入， 也可以在绳槽两端安装导绳轮。

下降器根据 T形挂杆座的数量 （也可以说是绳槽数量）和限速控制方式可分 为单绳手动 下降器、 单绳自动下降器、 双绳手动下降器、 双绳手动 -自动双动下降器、 双绳自动下降器。 双绳手动下降器根据 τ形挂杆座的安装位置又分为对装双绳手动下� ��器和并装双绳手动下降 器。 对装双绳手动下降器的两个绳槽夹在两 T形挂杆座之间； 并装双绳手动下降器的两 T形 挂杆座并排分布， 两个绳槽在两个 τ形挂杆座的同一侧， 相当于两个单绳手动下降器并排安 装在一起。对装双绳手动下降器、双绳手动 -自动双动下降器， 需要一长一短两根保险带连接 绳， 短的为主连接绳， 长的为从连接绳； 正常时工作时， 主要是主连接绳连接的半边系统工 作； 当主连接绳连接的半边系统断裂无法工作时， 从连接绳连接的半边系统立即工作， 保证 安全下滑。 并装双绳手动下降器、 双绳自动下降器， 需要两根等长的保险带连接绳， 不分主 从， 两半边系统同时工作。

为了防止下降器过热， 可在基座外表面添加散热设计， 如设置散热槽， 或粗糙化表面。 单绳自动下降器由 1个基座 [301]、 1个 T形挂杆座 [2]、 1个 T形挂杆 [3]、 0个或 1个 限动压力板 [5]、 1个限速器、 1个限速器盒盖 [7]、 2个防脱螺母或防脱销 [314]、 1个转轴 [9] 和 1个盒外防松螺母 [8]构成。

基座 [301]与 T形挂杆座 [2]扣在一起， 中间有安装安全绳用的绳槽 [306]。 基座 [301]— 侧与 T形挂杆座 [2]用两端锚固的销杆 [316]铰接， 呈活页状， 另一侧与 T形挂杆座 [2]用带防 脱机构的销杆或弹簧锁 [315]连接； 或者基座 [301]和 T形挂杆座 [2]制作为一个整体，一侧有 装绳幵口槽 [318] , 装绳开口槽 [318]两端装有防止安全绳滑出绳槽 [306]的卡扣 [317] ；或者 基座 [301 ]和 T形挂杆座 [2]制作为一个整体， 不设装绳开口槽。

T形挂杆座 [2]上还有用于安装 T形挂杆 [3]转轴 [6]的耳朵 [4]， 以及在两个限动墙 [320] 之间用于限制限动压力板 [5]垂直于绳槽 [306]运动的限动槽。 如果采用的是开口槽结构， 则 限动墙 [320]还起到增加抗弯能力的作用。 T形挂杆座 [2]在限动槽处有压绳窗口 [309]， 限动 压力板 [5]可通过压绳窗口 [309]切入绳槽 [306]， 压紧安全绳。

T形挂杆 [3]与限动压力板 [5]接触的压力面为圆柱面。 T形挂杆 [3]的自由端有拉环， 用 于安装保险带连接绳。 T形挂杆 [3]的转轴 [6]安装在 T形挂杆座 [2]的耳朵 [4]上。

限动压力板 [5]与安全绳接触的接触面上有防滑紋， 以增大摩擦力。

基座 [301 ]上用于安装限速器的限速器内腔与绳槽 [306]间有传动窗口 [303]。装配后， 限 速器的传动轮 [313]穿过传动窗口 [303]切入绳槽 [306]。 安全绳夹在传动轮 [313]和限动压力 板 [5]之间， 与传动轮 [313]形成皮带传动。

限速器盒盖 [7]盖在限速器内腔口上。 转轴 [9]一端有固定的防脱帽， 另一端有安装盒外 防松螺母的螺纹， 中间还有安装防脱螺母或防脱销 [314]的螺纹或销槽。 限速器套在转轴 [9] 上， 可绕转轴 [9]转动。转轴 [9]穿过基座 [301]底部的转轴孔和限速器盒盖上的转轴孔； 盒外 防松螺母 [8]拧在转轴 [9]上， 防止限速器盒盖 [7]脱落。 防脱螺母或防脱销 [314]安装在转轴

[9]上， 防止盒外防松螺母 [8]脱落后限速器跟着脱落。

单绳自动下降器可选择有传动限速器或无传动 限速器。 图 2〜图 5所示的单绳自动下降 器用的是无传动限速器， 采用活页锁闭结构装绳。 图 6〜图 10所示的单绳自动下降器用的是 有传动限速器， 采用开口槽结构装绳。 图 7中的限动压力板 [321]为马鞍形， 与安全绳的接触 面有凹槽 [322]。 导绳柱 [319]位于装绳开口槽与 T形挂杆相对的一侧， 平行于装绳开口槽， 其高度大于等于安全绳的半径， 小于等于安全绳的直径。

图 8是另一种导绳柱结构， 导绳柱 [323] 位于装绳开口槽与 T形挂杆相对的一侧， 垂直 于装绳开口槽。

图 2为采用无传动限速器的单绳自动下降器俯视� �。

图 3为基座和 T形挂杆座的 A-A截面图。

图 4 为 A-A截面图。

图 5为采用无传动限速器的单绳自动下降器装配� �意图。

图 6 为采用带卡扣的开口槽结构的单绳自动下降器 装配示意图。

图 7为采用平行导绳柱的开口槽结构的单绳自动� �降器基座和限动压力板示意图。

图 8为采用垂直导绳柱的开口槽结构的单绳自动� �降器基座示意图。

图 9采用有传动限速器的单绳自动下降器装俯视� �。

说

图 10 C- C截面图。

双绳手动-自动双动下降器由 1个基座 [401 ]、 2个 T形挂杆座 [402] [403]、 2个 T形挂杆 [404] [405]、 1个限动压力板 [406]、 1个限速器、 1个限速器盒盖、 防脱螺母或防脱销、 转 轴和盒外防松螺母构成。即， 由 1个单绳手动下降书器和 1个单绳自动下降器结合在一起构成。

基座 [401]和 T形挂杆座 [402] [403]之间都有安装安全绳的绳槽。两 T形挂杆座 [402] [403] 相对安装。 基座 [401 ]有安装限速器的限速器内腔。 限速器内腔与限动压力板 [406]相对的位 置有传动窗口 [407]， 限速器的传动轮穿过传动窗口 [407]切入绳槽。 T形挂杆 [405]与绳槽间 安装有限动压力板 [406]及对应的限动槽。 T形挂杆 [404]与绳槽间没有限动压力板和对应的 限动槽。 T形挂杆座 [402] [403]上都有压绳窗口， 限动压力板 [406]和 T形挂杆 [404]可通过 对应的压绳窗口切入对应绳槽，压紧安全绳。 限速器的传动轮和限动压力板 [406]将安全绳夹 在中间， 使安全绳与限速器的传动轮形成皮带传动。

基座 [401 ]在靠近 T形挂杆座 [402]的一侧没有传动窗口。 T形挂杆 [404]和 T形挂杆 [405] 的外形有明显差异， 或标有不同标记， 以便识别。

双绳手动 自动双动下降器可采用无传动限速器或有传动 限速器，可采用活页锁闭结构或 开口槽结构装绳。 图 11〜图 13所示的双绳手动-自动双动下降器采用无传动 限速器和活页锁 闭结构。

图 11 双绳手动-自动双动下降器基座和 T形挂杆座装配示意图。

图 12双绳手动-自动双动下降器基座和 T形挂杆座装配侧视图。

图 13 B- B截面图。

单绳手动下降器由 1个基座 [601]、 1个 T形挂杆座 [602]和 1个 T形挂杆 [603]构成； 基 座 [601 ]与 T形挂杆座 [602]的耳朵 [605]相对的位置上有手动控制柄 [604]。 T形挂杆 [603]的 转轴安装在耳朵 [605]上。 T形挂杆座 [602]上有压绳窗口， T形挂杆 [603]可穿过压绳窗口切 入绳槽， 压紧安全绳。可采用活页锁闭结构或开口槽结 构。 图 14所示的单绳手动下降器采用 的是活页锁闭结构。

图 14为单绳手动下降器装配示意图。

对装双绳手动下降器由 1个基座 [501]、 2个 T形挂杆座 [502]、 2个 T形挂杆 [503]构成； 即由 2个单绳手动下降器相对结合在一起构成。 两 T形挂杆座 [502]相对布置， 与基座 [501] 配合构成 2个安装安全绳的绳槽。 可采用活页锁闭结构、 双开口槽结构 （即两边的手动下降 器各有个独立的装绳开口槽， 装绳开口槽可在同侧或异侧） 或单开口槽结构 （即两边手动下 降器共用一个幵口槽，类似图 16所示的装绳开口槽）。图 15所示的对装双绳手动下降器采用 的是活页锁闭结构。

图 15为对装双绳手动下降器装配示意图。

并装双绳手动下降器由两个单绳手动下降器并 在一起而成。 两 T形挂杆座并排布置。 采 用单装绳幵口槽、 双装绳幵口槽或活页锁闭结构作为安全绳装入 机构。

图 16为双开口槽结构的并装双绳手动下降器装配� ��意图。 说 明 书

图 17 为单开口槽结构的并装双绳手动下降器装配示 意图。

双绳自动下降器由两个单绳自动下降器的基座 底部相对并在一起而成。 基座有两个独立 的限速器内腔， 它们之间有隔板， 隔板中央有转轴孔。 两个限速器内腔分别用于安装对应的 限速器。 两 T形挂杆座并排布置。 两个限速器共用一根转轴。 转轴的两端都没有防脱帽， 两 端都有安装盒外防松螺母的螺纹， 中间有 4处用于安装防脱嫘母或防脱销的螺紋或销槽� � 或 者用固定在转轴上的防脱帽代替中间的 1个防脱螺母或防脱销。 隔板两侧的防脱螺母或防脱 销或防脱帽可保证限速器盒盖脱落后转轴不跟 着脱落。 或者将两个限速器的传动轮装在一根 传动套筒上， 传动套筒穿过隔板中央的转轴孔， 使两限速器的传动轮同步旋转。 此时， 传动 套筒中间安装 1个防脱螺母或防脱销， 并固定有 1个防脱帽， 二者分别位于隔板两侧。 另外 传动套筒的两端分别安装 1个防脱螺母或防脱销， 防止盒外防松螺母和限速器盒盖脱落后限 速器跟着脱落。

图 18为单开口槽结构的双绳自动下降器装配示意� �� （采用有传动限速器）。

图 19为活页锁闭结构的双绳自动下降器装配示意� �� （采用无传动限速器）。

无传动限速器由传动轮 [313]、 防脱螺母或防脱销 [314]、 4个离心限速构件 [202]及其连 接件和速度保障弹簧 [204]构成。防脱螺母或防脱销 [314]安装在转轴 [9]上，用于防止盒外防 松螺母和限速盒盖意外脱落后传动轮 [313]跟着脱落。 传动轮 [313]与安全绳的接触面上有防 滑纹， 用以增大摩擦。

4个离心限速构件 [202]分两组安装在传动轮 [313]的两侧。 在垂直传动轮 [313]转轴中心 线的平面上， 同侧的两个转轴 [307]中心的连线通过传动轮 [313]的转轴中心线， 限速方向相 同。两侧的离心限速构件 [202]限速方向相反时为双向限速器， 相同时为单向限速器。离心限 速构件 [202]和基座的限速器内腔的腔壁构成摩擦副。 每个离心限速构件 [202]都有对应的速 度保障弹簧 [204]， 速度保障弹簧 [204]—端挂在离心限速构件 [202]的弹簧挂座 [206]上， 另 一端挂在传动轮 [313]上的弹簧挂孔 [305]上。

无传动限速器装配基座的限速器内腔中后的中 截面 （即 A- A截面） 如图 4所示。

图 20 无传动限速器装配示意图。

图 21 无传动限速器的传动轮示意图。

有传动限速器有传动轮 [901]、 传动转轴 [902]、 限速旋转臂 [903]和 2个离心限速构件 [202]及其连接件和速度保障弹簧 [204]构成。 限速旋转臂 [903]和传动轮 [901 ]通过传动转轴 [902]传动， 同轴转动。 传动轮 [901 ]半径小于限速盒内径的 2/3; 传动轮 [901]与安全绳的接 触面上有防滑纹， 用以增大摩擦。

限速旋转臂 [903]为单臂时， 2个离心限速构件 [202]对称安装在其两侧， 限速方向相反, 构成双向限速器； 两离心限速构件 [202]共用一个速度保障弹簧 [204]， 即速度保障弹簧 [204] 的两端分别挂在两离心限速构件 [202]的自由端的弹簧挂座 [206]。

限速旋转臂 [903]为沿其转轴中心线对称的双臂时， 2个离心限速构件 [202]分别安装在 其两端， 限速方向相同， 构成单向限速。 每个离心限速构件 [202]都有对应的速度保障弹簧 [204] , 速度保障弹簧 [204]—端挂在离心限速构件 [202]上， 另一端挂在限速旋转臂 [903]的 弹簧挂孔上。

有传动限速器装配基座的限速器内腔中后的中 截面 （即 C-C截面） 如图 10所示。

图 22为有传动限速器装配示意图。

本实施例提供了一种组合支架作为固定支撑物 。 组合支架由 1 根直梁 [801]、 2根卡杆 [802]、 1〜2根斜杆 [803]和多个固定螺杆 [804]构成。

直梁 [801]为方形或圆形截面的管件， 一端内藏用于拴安全绳的绳栓 [805]， 另一端有引 导安全绳的绳槽 [806]。

卡杆 [802]由套管 [810]、直管 [811]和挡板 [812]三部分构成。套管 [810]固定在直管 [811] 的一端，二者截面相同，相互垂直。套管 [810]可以套在直梁 [801]上， 可以沿直梁 [801]滑动。 直梁 [801]可以插入直管 [811]中。挡板 [812]固定在直管 [811]上， 靠近套管 [810]的边与直管 [811]垂直， 挡板 [812]可以只在直管 [811]—侧有， 也可以沿直管 [811 ]对称布置。直管 [811] 和套管 [810]上有安装固定螺杆的螺孔 [807]， 用于装配时固定卡杆 [802]和直梁 [801]。

斜杆 [803]由套管和支杆构成。套管固定在支杆的一� ��， 二者截面相同。套管可以套在直 梁 [801 ]上， 直梁 [801]可插入支杆中。支杆和套管上有安装固定� ��杆的螺孔 [807]， 用于装配 时固定斜杆和直梁 [801 ]。 支杆的开口端平面与支杆轴线不垂直。 当套管截面为方形时， 套管 与支杆间有夹角， 幵口端平面与套管和支杆的接触平面平行。

斜杆 [803]可支在地上或窗台上， 使得安全绳的挂点较高， 人容易从窗口出去。安装后斜 杆 [803]向墙体方向倾斜， 使得直梁 [801]压紧墙体， 不易脱落。

采用如图 23所示的横卡装配方式时， 安全绳可拴在直梁 [801]中间。

采用如图 24所示的侧卡装配方式时，安全绳可拴在绳栓 [805]上或套在直梁 [80】]有绳栓 的一端， 然后顺着直梁 [801]卡在绳槽 [806]中， 然后垂下。 这样直梁 [801]有绳栓 [805]的一 端伸出窗口一定距离可避免人下降过程说中碰 到墙壁。

图 23为组合支架示意图。

图 24为组合支架横卡装配示意图。

图 25为组合支架侧卡装配示意图。 书

(实施例三）

本实施例的绳降装置仅由固定支撑物、 安全绳和下降器构成。 下降器为实施例二提供的 单绳或双绳自动下降器。 安全绳的两端均有防脱的自锁挂钩和内嵌在安 全绳中的挂环， 自锁 挂钩可挂在挂环中， 构成简易腰带式安全带； 或者将两条安全绳连接起来， 构成一个大绳环, 一头只保留一个简易安全带， 这样人下滑时可以通过另一边上升的安全绳控 制速度。 安全绳 安装在下降器的绳槽中。 自锁挂钩的尺寸大于下降器绳槽的内径， 使得安全绳不能从下降器 的绳槽中拉脱。下降器的 T形挂杆的拉环挂在固定支撑物上； 这样就构成了一个限速定滑轮。 人或物品用安全绳一端的简易腰带式安全带固 定， 或穿上安全带再将安全绳的自锁挂钩挂在 安全带上。 下降器自动控制安全绳的下降速度， 把人或物品安全放下。

为了防止安全绳的自锁挂钩在上升过程中挂住 杂物， 需有相应防护设计， 如添加一个锥 形的活动套， 将自锁挂钩罩住， 使用时可将其拉出。

在实施例二中， 自动下降器作为限速动滑轮使用； 而在本实施例中， 自动下降器作为限 速定滑轮使用。