家用自冷卻高樓緩降器及其溫升計(jì)算方法的研究

王昊凡

摘 要：本發(fā)明提供一種自冷卻高樓緩降器及其溫升計(jì)算方法，該緩降器在不借助外力的條件下，使得人或重物從高空勻速落下，落地速度達(dá)到國(guó)家的安全標(biāo)準(zhǔn)，運(yùn)用在逃生條件下，可以讓被困人員勻速地滑落到地面，達(dá)到逃生的目的。

關(guān)鍵詞：高樓逃生；自冷卻；緩降器

中圖分類號(hào)：TU89 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

高樓火災(zāi)一直威脅著居民的生命，為了在高樓發(fā)生火災(zāi)時(shí)順利逃生，出現(xiàn)了各種逃生裝置，如高樓逃生飛行裝置、高樓逃生樓間裝置、高樓逃生緩降裝置、地面直接承接裝置等。但這類裝置或者投資大，或者操作復(fù)雜，一直難以推廣。高樓緩降裝置可以有效地避免上述問(wèn)題，但是現(xiàn)有的高樓逃生緩降裝置在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的熱量，影響其運(yùn)行效果和使用壽命，因此需要設(shè)計(jì)一款能自冷卻的高樓緩降器。本發(fā)明涉及一種消防領(lǐng)域的緊急避險(xiǎn)自救裝置，具體涉及一種自冷卻高樓緩降器及其溫升計(jì)算方法。

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種自冷卻高樓緩降器及其溫升計(jì)算方法，運(yùn)行時(shí)散熱快，穩(wěn)定運(yùn)行效果，延長(zhǎng)使用壽命。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種自冷卻高樓緩降器，包括：繩索繞輪機(jī)構(gòu)，其包括行星輪支座、中心柱、V輪、導(dǎo)向滑輪組和繩索，所述行星輪支座相對(duì)樓體固定，所述中心柱垂直固接于行星輪支座上，所述V輪通過(guò)其上的V輪中心孔間隙套裝于中心柱上，所述V輪的外柱面上設(shè)有一圈V形槽，所述導(dǎo)向滑輪組固設(shè)于行星輪支座的下端，其包括上左滑輪、上右滑輪和下滑輪，所述繩索的一端位于下滑輪的左下方，另一端依次繞經(jīng)下滑輪的左側(cè)、上左滑輪的右側(cè)、V形槽、上右滑輪的左側(cè)和下滑輪的右側(cè)后位于下滑輪的右下方。

行星輪增速機(jī)構(gòu)，其包括行星輪架、行星輪、中心輪和太陽(yáng)輪，所述行星輪架固定連接于V輪的一端，所述行星輪為3個(gè)，分別固接于行星輪架的3個(gè)角端，所述中心輪與中心柱軸接，所述太陽(yáng)輪為內(nèi)齒圈，其一端與行星輪支座固定連接，3個(gè)所述行星輪分別與中心輪外嚙合并分別與太陽(yáng)輪內(nèi)嚙合。

風(fēng)扇冷卻機(jī)構(gòu)，其包括風(fēng)扇支架和葉片，所述風(fēng)扇支架設(shè)于中心輪的側(cè)方并與中心柱軸接，多片所述葉片沿風(fēng)扇支架的周向一圈設(shè)置。

外殼，罩設(shè)于繩索繞輪機(jī)構(gòu)、行星輪增速機(jī)構(gòu)和風(fēng)扇冷卻機(jī)構(gòu)的外側(cè)，其一端與行星輪支座固定連接。

上述的自冷卻高樓緩降器還包括摩擦減速機(jī)構(gòu)，其包括制動(dòng)片和制動(dòng)外殼，所述中心輪的遠(yuǎn)離V輪端設(shè)有制動(dòng)輪，所述制動(dòng)輪的外柱面上設(shè)有徑向凹槽，所述制動(dòng)片嵌裝于徑向凹槽內(nèi)，所述制動(dòng)外殼罩設(shè)于制動(dòng)輪的外側(cè)，且制動(dòng)外殼與太陽(yáng)輪的另一端固定連接，所述制動(dòng)片與制動(dòng)外殼的內(nèi)壁面觸接。

上述的自冷卻高樓緩降器還包括離合機(jī)構(gòu)，其包括鋼球，所述中心輪的遠(yuǎn)離V輪端設(shè)有離合軸部，所述風(fēng)扇支架的近中心輪端設(shè)有離合環(huán)部，所述離合軸部同軸插接于離合環(huán)部的內(nèi)側(cè)，所述鋼球嵌設(shè)于離合軸部的外柱面與離合環(huán)部的內(nèi)壁面之間。

優(yōu)選的，所述制動(dòng)輪的外柱面上均布有3～6個(gè)所述徑向凹槽，每一所述徑向凹槽內(nèi)嵌裝一片制動(dòng)片。

其中，所述行星輪架的3個(gè)角端分別設(shè)有一行星輪軸，所述行星輪通過(guò)墊片和螺釘與行星輪軸固定連接。

本發(fā)明還提供一種上述的自冷卻高樓緩降器的溫升計(jì)算方法，按下式計(jì)算：

其中：h為下降高度，M為繩索上緩降物的重量，m1為制動(dòng)片重量，m2為中心輪重量。Q=ηMgh為制動(dòng)片處的熱量消耗。cp1=385J/（kg·K）為制動(dòng)片的比熱容。cp2=465zJ/（kg·K）為中心輪的比熱容。

本發(fā)明的上述技術(shù)方案的有益效果如下：

本發(fā)明的工作原理為：將本發(fā)明固定在陽(yáng)臺(tái)上，可以是窗臺(tái)或者暖氣片等堅(jiān)固的地方，平時(shí)沒(méi)有危險(xiǎn)可以收藏起來(lái)，一旦有危險(xiǎn)便可拿出使用。將重物或受困人員懸掛于繩索上，帶動(dòng)V輪旋轉(zhuǎn)，通過(guò)行星輪增速機(jī)構(gòu)的齒輪系統(tǒng)的傳遞，將V輪的轉(zhuǎn)速提高，傳遞給制動(dòng)輪。經(jīng)過(guò)合理搭配齒輪結(jié)構(gòu)，可以使制動(dòng)輪獲得較高轉(zhuǎn)速，在該轉(zhuǎn)速的帶動(dòng)下，與制動(dòng)輪相連的制動(dòng)片高速轉(zhuǎn)動(dòng)，由于離心力的作用與制動(dòng)外殼的壁面產(chǎn)生很強(qiáng)的摩擦力，該摩擦力對(duì)中心柱的力矩與重物或受困人員下落產(chǎn)生的力矩平衡，最終使得重物或受困人員能夠勻速下落。

上述方案，可以在不借助外力的條件下，使得人或重物從高空勻速落下，落地速度達(dá)到國(guó)家的安全標(biāo)準(zhǔn)，運(yùn)用在逃生條件下，可以讓被困人員勻速地滑落到地面，達(dá)到逃生的目的。本發(fā)明自帶冷卻機(jī)構(gòu)，控制運(yùn)行過(guò)程的溫升在一定范圍內(nèi)，提高其運(yùn)行可靠性和使用壽命。家用自冷卻高樓緩降器如圖1和圖2所示。

參考文獻(xiàn)

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