機械循環(huán)使用的安全逃生裝置研制（doc 9頁）.doc

1、循環(huán)使用的安全逃生裝置說明書 設計者：XXX，XXX，XXX（浙江工業(yè)大學XXXXXXXXXX，杭州310024） 作品內(nèi)容簡介通過創(chuàng)新的設計思想設計了一套循環(huán)使用的逃生裝置。本設計主要用于火災等突發(fā)災害來襲之時，電梯無法工作，幫助居住在高樓的市民安全迅速離開火場，保證人身安全。本設計是由逃生繩索、逃生鉤、簡易緩降器、簡易保護器三部分組成。逃生繩索的逃生鉤模仿剪刀的構造，在剪片握內(nèi)側添加彈簧，控制受力形式。繩索采用軍用航空鋼絲，外包用尼龍繩編織，結實可靠耐火耐高溫。緩降器采用簡單的鋼絲環(huán)繞增加摩擦的方式。保護器人性化設計，更多的照顧了老人和小孩。相比同類產(chǎn)品，我們的作品簡單可靠低成本，面向普通

2、家庭，保證功能又節(jié)約材料，與世界環(huán)保主題同行關鍵詞：可循環(huán)，高空逃生，簡單可靠，環(huán)保聯(lián)系人：XXX、聯(lián)系電話：XXXXXXXXXXX，EMAIL:XXXXXXXXX。1 研制背景及意義目前消防應急救援裝備能力與高層建筑的發(fā)展嚴重失衡，一是裝備的舉高和遠射能力遠遠落后于高層建筑的高度發(fā)展，現(xiàn)有的消防水罐車噴水滅火能力僅僅為8層樓高，最高的云梯車舉高能力也只有15層左右，對于更高的高層建筑火災來說，這些應急救援逃生裝備只能望樓興嘆；二是裝備的體積龐大、機動性差，受道路交通、建筑周邊環(huán)境影響嚴重，經(jīng)常因地形復雜、障礙阻擋等原因而延誤時機，三是裝備的救援能力差，現(xiàn)有云梯車一次升降只能營救2

3、至3人，一旦遇上特大火災，不能滿足現(xiàn)場實際救援需要。隨著我國工業(yè)化、城市化進程的不斷加快，上述矛盾也將日益突出，已有數(shù)據(jù)顯示，我國一些發(fā)達城市高層建筑火災事故已經(jīng)呈現(xiàn)加速上升態(tài)勢。針對目前的被動狀況，認真分析國內(nèi)外相關技術的最新發(fā)展動向，填補我國消防應急救援裝備技術的漏洞，迫在眉睫。隨著社會的發(fā)展，社會財富日益增多，加上各種新設備、新材料、新工藝的大量開發(fā)和應用，用火、用電、用氣范圍日益擴大，潛在的火災危險因素越來越多，火災的危害性也越來越大，火災已成為各種災害中發(fā)生頻繁且毀滅性較大的災害之一，隨著高樓的日益增多，也給消防工作帶來巨大壓力。當火災發(fā)生時；如何能保證高樓內(nèi)生活或工作的市民，他們的

4、人生安全已經(jīng)成為非常嚴峻的問題。僅在這十年里國內(nèi)外關於“火災安全逃生裝置”的專利申請已超過五六十種之.但多數(shù)為：單線式、鋼絲繩、及機械化的逃生器。用機械旋轉控制實現(xiàn)下行逃生;使用時將人吊在空中，繩子自動回位旋轉。操作復雜且占用時間，影響效率。并且逃生器也比較重，大部份機械裝置跟隨人落到地上，安全性不高，對老人及小孩尤其不適用。除此之外，逃生器中最昂貴的有云梯、消防車之類的火災安全逃生裝置，其成本較高、體積大。難以普及于民眾家庭安裝和消費，一般只有專業(yè)的消防隊才能配置。高層火災自行逃生基本不可能近千高樓逃生設備幾乎為零，如果高樓有了救生設備，情況就大不一樣了，大部分高層建筑并沒設置避難層。既然高

5、樓大廈存在發(fā)生火災的隱患。（國家消防部門要采取多種救災方法主要是實施自救為主并用“消防法”強制居住高樓居民家里必須備有遇災逃生工具。）如某棟高樓的居民遇到終生難逢的大火災，居民手中沒有一種得心應手的逃生工具，單等消防人員前來掄救往往錯過逃生的第一時間，其后果不可設想。本發(fā)明人本著“消災救人”的目的，而研發(fā)了“巧力夾高樓逃生裝置”。城市火災是一種發(fā)生頻率高、涉及面廣、破壞性大、反響強烈的突發(fā)性災害。隨著建筑高度的增加和日趨密集，建筑的安全隱患也越來越多，即使在發(fā)達國家的高樓遇有火災、爆炸等事件時，由于時間、空間等諸多因素的限制，人員自救逃生也是一個極待解決的重要問題。高樓突然失火 ,電梯不能用,

6、樓梯阻塞,飛不上去也跳不下來,怎樣才能迅速逃生?這樣的情況每年都有發(fā)生 ,也有很多人因無法逃生而遇難,而高樓失火逃生裝置在這樣的環(huán)境下應運而生。在人們將越來越多的精力和時間都投入到對安全問題保障研究的同時,卻忽略了最基礎的一種手段 ,在人們越來越多的用到各種高科技和現(xiàn)代手法進行安全保障的同時,卻忽略意外事件的發(fā)生,是不可以借助外力和各種現(xiàn)代手段的 ,要靠最基礎和最簡單的方式 ,也就是機械的方式才是最安全和穩(wěn)定的。2 主要功能和性能指標2.1 主要功能現(xiàn)在全球高樓矗立，當其發(fā)生火災或者其他危險情況，需要人立即高空逃生，那么一般的光有繩索是沒有用的，還必須有一個安全的固定地點才行。我們的作品其一就

7、是以繩子本身為固定點，實現(xiàn)逃生時保險繩的安全固定地點未能解決的問題。更重要的是解決因樓層過高，繩子長度不足。繩子一般在2040米，而現(xiàn)在的樓層一般都超過400米。一根繩子根本無法徹底解決逃生問題，而我們的作品設計使繩子可重復使用，解決繩長難題。還有溫馨設計：適合老人兒童的保護器。2.2 性能指標2.2.1逃生繩圖1 逃生繩規(guī)格：長25m 直徑：8mm。材質：內(nèi)芯用直徑3.2mm的軍用航空鋼絲，外包用尼龍繩編織。最小斷裂拉力（N）：24700經(jīng)高溫處理后的最小斷裂拉力（N）：24700經(jīng)低溫處理后的最小斷裂拉力（N）：1、24700經(jīng)高溫處理后的斷裂延伸率（%）：8經(jīng)低溫處理后的斷裂延伸率（%）

8、：9經(jīng)清水浸濕后的斷裂延伸率（%）：10抗沖擊性能：安全繩經(jīng)高2M、300KG的負載自由落體沖擊后，無斷裂現(xiàn)象。適用范圍：本產(chǎn)品內(nèi)裝有25m救生繩，適用于家庭住宅、醫(yī)院、旅館、寫字樓、公共娛樂場所、勞動密集型的生產(chǎn)場所發(fā)生火災時的救生設施。2.2.2簡易緩降器圖2 簡易緩降器最大使用負荷量，比標準增加25%，超過目前標準最大負荷100公斤的規(guī)格，簡易緩降器的最大使用負荷是125公斤；最可靠的救生緩降器，其采用獨特的摩擦阻尼結構，使它的下滑速度非常平穩(wěn)，遠遠優(yōu)于其他產(chǎn)品，在負荷100公斤運行時其下降速度僅為0.64米/秒，遠遠小于國家標準限定的最大下降速度1.5米/秒，使乘坐人員感覺非常平穩(wěn)，意

9、味著乘坐本緩降器更安全、可靠、舒服。2.2.3逃生鉤圖3 逃生鉤材料名稱: 45#優(yōu)質碳素鋼 標 準 號: GB699-88 試樣尺寸: 25 試樣狀態(tài): 退火鋼 抗拉強度: 600 (MPa) 屈服強度: 355 (MPa) 延 長 率: 16% 斷面收縮率: 40% 布氏硬度: 197 (Hblack eye )材料化學成分組成： 元素 比例(%) 碳 C 0.420.50 鉻 Cr 0.25 錳 Mn 0.500.80 鎳 Ni 0.25 磷 P 0.035 硫 S 0.035 硅 Si 0.170.37 特性及應用: 未熱處理時：HB229 熱處理：正火 沖擊功：Aku39J 強度較高

10、，塑性和韌性尚好，用于制作承受負荷較大的小截面調(diào)質件和應力較小的大型正火零件，以及對心部強度要求不高的表面淬火零件，如曲軸、傳動軸、齒輪、蝸桿、鍵、銷等。水淬時有形成裂紋的傾向，形狀復雜的零件應在熱水或油中淬火。焊接性差2.2.4 保護器圖4 保護器可承載成人23人，特別適合老人兒童。保護器設計成椅子形狀，保證安全可靠的同時還很舒服，并且不僅面向成人，老人小孩尤其收益。還有承載能力的設計適用于多人同時逃生，節(jié)省了一個個逃生的時間。3 設計方案3.1 逃生鉤設計彈簧的設計使鉤子的扣緊與張開，通過繩子的拉緊與放松控制來實現(xiàn)，而繩子的拉緊與放松由重力控制（當彈簧僅承受整個裝置本身的重力時，鉤子出于臨

11、界扣緊狀態(tài)，僅當人給它一個向上的外力，鉤子才會張開）。圖5 逃生鉤三維圖圖6 逃生鉤三維圖3.2 簡易緩降器設計緩降器采用鋼絲環(huán)繞增加摩擦的簡單方式，是最可靠的救生緩降器，其采用獨特的摩擦阻尼結構，使它的下滑速度非常平穩(wěn)，使乘坐人員感覺非常平穩(wěn)，意味著乘坐本緩降器更安全、可靠、舒服。3.3 保護器設計保護器的設計簡單實用，安全可靠。避免一般保護衣存在因重心不穩(wěn)，瞬間滑落導致人身不安全。以及照顧到老人小孩控制力道不穩(wěn)和保護器對他們身體造成疼痛傷害。保護器伸縮帶的設計，可因人的重量而異，在載重范圍內(nèi)調(diào)節(jié)長度，從而達到多人使用保證平衡，不傾斜。4 理論設計計算各項性能指標計算方法：彈簧勁度系數(shù)應力：

12、延伸率斷面收縮率：5 工作原理及性能分析圖7 可循環(huán)使用的安全逃生裝置5.1 工作原理當高層建筑發(fā)生火災，濃煙烈火封閉疏散通道的危急情況下，被困人員可利用本產(chǎn)品安全地迅速從天而降脫離險境。本產(chǎn)品不用電，不借助外力，僅靠人的自重即可工作，并根據(jù)人的體重自動調(diào)節(jié)下降速度。本產(chǎn)品操作簡便，無須專門訓練，男女老幼均可使用。本產(chǎn)品除可以成為賓館、辦公樓、高層住宅和商場常備的救生設施外，也可以在消防、高空作業(yè)、石油平臺、井架等場所使用。選好跳落窗口或陽臺，將救生繩一端安全繞在窗口或牢固固定在建筑物上，逃生鉤扣住生字本身。將繩盤拋下地面，處于待用狀態(tài)。逃生者安全平穩(wěn)坐上保護器的適當位置，并拉緊逃生繩，準備跳

13、落。手握牢固地套在緩降器上的保護器鉤子，面向墻壁，從窗口或陽臺上從容跳落。落地后，使地面支撐重力，讓繩索處于自由狀態(tài)，給它一個向上的甩力，鉤在上層的逃生鉤在彈簧作用力下自動松開，下落到更底層。逃生著隨即使用下端的鉤子重復上述動作，反復幾次后即能安全逃離高層火災發(fā)生處，然后離開現(xiàn)場。5.2 性能分析實現(xiàn)逃生時保險繩的安全固定地點未能解決的問題。更重要的是解決因樓層過高，繩子長度不足。繩子一般在2040米，而現(xiàn)在的樓層一般都超過400米。一根繩子根本無法徹底解決逃生問題，而我們的作品設計使繩子可重復使用，解決繩長難題。6 創(chuàng)新點及應用1）彈簧的設計使狗子的扣緊與張開，通過繩子的拉緊與放松控制來實現(xiàn)

14、，而繩子的拉近與放松有重力控制（當彈簧僅承受整個裝置本身的重力時，鉤子處于臨界扣緊狀態(tài)，僅當人給它一個向上的外力時，鉤子才會松開）。2）保護器的設計簡單實用，安全可靠。避免一般保護衣因重心不穩(wěn)，導致人體瞬間滑落，威脅人生安全。以及照顧到老人小孩控制力道不穩(wěn)和保護器對他們身體造成疼痛傷害。3）保護器伸縮帶的設計，可因人得重量而異，在載重范圍內(nèi)調(diào)節(jié)長度，從而達到多人使用時保證平衡，不傾斜。參考文獻1. 翁海珊，王晶.第一屆全國大學生機械創(chuàng)新設計大賽決賽作品集. 高等教育出版社.2006.52. 翁海珊，王晶.第二屆全國大學生機械創(chuàng)新設計大賽決賽作品集. 高等教育出版社.2007.53. 濮良貴，紀名剛主編.機械設計.北京：高等教育出版社.20014. 王成燾編著.現(xiàn)代機械設計：思想與方法。上海：上?？茖W技術文獻出版社.19995. 吳宗澤主編.機械結構設計. 北京：機械工業(yè)出版社.19886.