制动装置

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一种制动装置包括一个可旋转地安装在轴上的腔室,腔室围成一个内腔,一个圆盘安装在位于内腔中的轴上,圆盘具有从轴向外延伸的相对表面,一种可灌入材料设置在内腔中,腔室的转动使该材料产生离心力,并使该材料楔入内腔的内表面与相对表面之间,以便对圆盘产生制动力。

1、一种制动装置，包括：一个可转动地安装在轴上的腔室，所述的腔室围成一个内腔；一个圆盘，安装在位于所述内腔中的所述的轴上，所述的圆盘具有从所述的轴向外延伸的相对的表面；一种可灌入材料，设置在所述的内腔中，所述腔室的转动使所述的材料产生离心力，并使所述的材料楔入所述的内腔的内表面和所述的相对表面之间，以便对所述的圆盘产生制动力。 2、如权利要求1所述的制动装置，它还包括一个安装在所述轴上的并与所述腔室相连的滚筒，其中，所述滚筒的转动带动所述腔室的转动。 3、如权利要求2所述的制动装置，其中，所述的滚筒与所述的腔室通过齿轮组相连。 4、如权利要求3所述的制动装置，其中，所述的齿轮组使所述腔室的转动速度高于所述滚筒的速度。 5、如权利要求2所述的制动装置，它还包括一个缠绕在所述滚筒上的缆绳。 6、如权利要求5所述的制动装置，它还包括一个支撑环，支撑环固定在所述缆绳的一端。 7、如权利要求1所述的制动装置，它还包括一个与所述的轴相连的外壳，所述的腔室设在所述的外壳内。 8、如权利要求7所述的制动装置，其中，至少一个手柄与所述外壳的外表面相连。 9、如权利要求7所述的制动装置，其中，至少一个人体支撑装置与所述外壳的外表面相连。 10、如权利要求1所述的制动装置，其中，所述的可灌入材料是从下列物质中选取的，下列物质包括：沙子、粉末状物质、颗粒状物质和液体。 11、一种制动装置，包括：一个可旋转地安装在轴上的腔室，所述的腔室围成一个内腔；一个圆盘，安装在位于所述内腔中的所述的轴上，所述的圆盘具有从所述的轴向外延伸的相对的表面；一种楔形体设置在所述的内腔中，所述腔室的旋转使所述的材料产生离心力，使所述的材料楔入所述内腔的内表面和所述的相对表面之间，以便对所述的圆盘产生制动力。 12、如权利要求11所述的制动装置，其中，所述楔形体对有制动片。 13、如权利要求11所述的制动装置，其中，所述的相对表面上都对有楔形体。



本发明通常涉及垂直下降的救生装置，尤其是一种垂直下降的救生装置上 用的制动装置，该制动装置使用一种可灌入的材料，当离心力作用于这种材料 上时，它会产生制动力。

垂直下降救生装置是已知技术，这些装置基本上包括一些类型的用于支撑 人体的椅子或安全带，这种椅子或安全带与一个滚筒相连，滚筒上缠绕有缆绳， 在需要快速撤离高层建筑物的危急情况下，人们把自己固定在椅子上或安全带 上，并将缆绳一端钩在建筑物的结实位置处，然后人们跳离该建筑物，当人们 下降时，一个制动机构使带有缆绳的滚筒的转动速度降低，以便人们以一个安 全的速度降至地面。

这种设备的一个例子在授予Boon Safety CV的荷兰专利9401422中有描 述，该文件描述了一种用于高层建筑物中的可自己撤离的轻便装置，该装置包 括一个带有线绳的线轴，线绳以两个方向缠绕，同时具有限制线绳速度的制动 装置，制动装置作用于线绳上，该线由aramid材料制成，象TWARON和 KEVLAR。

苏联专利1430031描述了一种用于下降的救生装置，该装置包括装有制动 盘的支撑帽和可调整的紧急制动鞋。

巴西专利8701130描述了自动重力救生设备，该设备包括一个系统，该系 统具有一个从高层建筑物下落用的缠绕好的安全带和自动的安全带重绕机构。

葡萄牙专利77995描述了被困于建筑物中的人们使用的救助设备，该设备 包括设在一对滚筒上的安全带和多个悬置的缆绳组。

苏联专利1005798描述了一种离心制动机构，它用于负载下降的装置中， 该机构包括多个不同强度的弹簧。

苏联专利3372230描述了一种离心制动的救生机构，它具有一个滚筒，滚 筒包括一个制动盘，制动盘放置在制动圆筒的内腔中，内腔中具有制动块，该 机构具有多个不同强度的弹簧用来使制动块压向制动盘，当正在被救出的人在 下降时，缆绳的末端向下移动并使滚筒旋转，来自滚筒的力矩通过一个凸轮离 合器和行星齿轮减速器传到离心制动机构的飞轮上，由于离心力的作用，制动 块上升到滚筒的内表面，克服弹簧的弹力，压向制动盘。

荷兰专利8004667描述了一种建筑物紧急救生缆绳滚筒，该缆绳滚筒在放 出缆绳的过程中通过缆绳的张力使之停止或制动，每转动一圈至少停止或制动 一次，目的是限制放出的速度。

德国专利文件2748904描述了一种用于救生设备的绳降滚筒，该救助设备 具有一个制动机构，该制动机构通过转动一个曲轴手柄使制动器接合或放开。

美国专利4448284描述了一种具有离心动力制动器的救生设备，当救助缆 绳从转动滚筒上放出时，制动片通过离心力压向制动圆筒。

现有技术的装置的一个缺点是在下降的过程中，制动运动产生大量的热 量，这些热量的产生会导致下降速度高于安全速度的限度，或者更坏，将导致 制动机构灾难性的失败。

本发明试图提供改进的垂直下降的救生装置，它安全可靠，并且不受制动 器产生热量的影响。

因而，按照本发明的较佳实施方案提供一种制动装置，该制动装置包括一 个可旋转地安装在轴上的腔室，该腔室围成一个内腔，在内腔中有一圆盘安装 在上述轴上，圆盘具有从所述轴向外延伸的相对的表面，一种可灌入的材料放 在所述的内腔中，腔室转动时足以使所述的材料产生离心力，使所述的材料楔 入内腔的内表面与相对的表面之间，以便对圆盘施加一个制动力。

按照本发明的较佳实施方案，该装置还包括一个安装在所述轴上并与腔室 相连的滚筒，其中，滚筒的转动带动腔室转动。

进一步按照本发明的较佳实施方案，滚筒与腔室通过一个齿轮组相连，齿 轮组最好使腔室相对于滚筒的转速提高。

另外，按照本发明的较佳实施方案，该装置还包括缠绕在滚筒上的缆绳。

按照本发明的较佳实施方案，该装置还包括一个与缆绳末端固定相连的支 撑环。

进一步按照本发明的较佳实施方案，该装置还包括一个与所述轴相连的外 壳，腔室设在外壳内。

进一步按照本发明的较佳实施方案，至少有一个手柄与外壳的外表面相 连。

按照本发明的较佳实施方案，至少有一个人体支撑装置与外壳的外表面相 连。

进一步按照本发明的较佳实施方案，可灌入材料可以包括：沙子、粉末状 材料、颗粒状材料或液体。

进一步按照本发明的较佳实施方案，这里提供一种制动装置，制动装置包 括一个可旋转地安装在轴上的腔室，腔室围成一个内腔、一个圆盘，圆盘安装 在位于内腔中的轴上，圆盘具有从所述轴向外延伸的相对的表面，一个楔形体 设在所述的内腔中，腔室转动时足以使所述的材料产生离心力，使所述的材料 楔入内腔的内表面与相对的表面之间，以便于对圆盘施加一个制动力。

按照本发明的较佳实施方案，楔形体对有制动片，最好相对的表面上也对 有楔形体。

结合下面的附图和下面详细的描述可以更全面地理解和明白本发明。

图1是按照本发明较佳实施方案构成并操作的制动装置的简单剖视图；

图2是按照本发明较佳实施方案构成并操作的救生装置的简单示意图，该 装置包括图1中的制动装置；

图3是按照本发明的另一较佳实施方案构成并操作的制动装置的简单剖视 图。

现在参见图1，图1表示按照本发明的较佳实施方案构成并操作的制动装 置10。

制动装置10包括一个腔室12，腔室12可转动地安装在轴14上，腔室12 由两个一半的腔室12A和12B组成，但可以理解的是，任何其他的结构形式 也可以利用。腔室12有一个内腔16，在图示的实施方案中，内腔具有近似抛物 线形状的端部，但任何其他形状也可以用。

圆盘18安装在位于内腔16中的轴14上，圆盘18最好有两个从轴14向 外延伸的相对的表面20和22。

可灌入材料24配置在内腔中，可灌入材料24可以是任何种类的粉末状或 者颗粒状的材料，甚至可以是液体，实施本发明的最佳方式包括用沙子作为可 灌入材料24。沙子能耐得住在制动过程中产生的巨大热量，而在材料的性能 上不会有明显的改变。在图1中示出了腔室12在转动期间赋予可灌入材料24 的形状，正像下面要描述的一样。当然，应当明白当腔室12处于静止状态时， 可灌入材料24仅仅位于腔室12内。一个或多个密封条25可以设在内腔16中 以便将可灌入材料24密封。

滚筒26最好活动安装在轴14上，并与腔室12相连，例如通过基准线处 的机械固定件27使之相连，滚筒26最好通过齿轮组28与腔室12相连，齿轮 组28包括一个或多个减速齿轮，滚筒26围绕轴14转动带动腔室12转动，齿 轮组28最好使腔室12的转速比滚筒26要高，例如，齿轮比可以如此选择， 腔室12的转速是滚筒26转速的5倍。缆绳30包括如安全所需数量的多个软 钢绳，缆绳30最好缠绕在滚筒26的外部32。

轴14最好枢接在外壳34内，腔室12在外壳34内，且齿轮组28的数个 齿轮也最好枢接在外壳34内，腔室12、圆盘18、轴14、可灌入材料24、外 壳34和缆绳30的组合构成救生装置35。

现在参见图2，图2示出人36利用救生装置35从高层建筑物38落下。缆 绳30最好有一个支撑环40与其一端固定，缆绳30可选择一端与弹性带42相 接，在这种情况下，弹性带42的一端固定有一个支撑环40。

当使用救生装置35时，支撑环40与钩子44或安全锚固在建筑物38上的 其他结构相连，救生装置35最好具有一个或多个人体支撑装置46、如护带48。 一个或多个扶手50最好与外壳34的外表面相连。可替换的是，人们36不是 抓住救生装置35，而是可以将救生装置35与钩子44相连，缆绳30与人体支 撑装置46相连，随缆绳30一起下降。

另外，见图1，当人们36下降时，缆绳30从滚筒26上放出，然后使滚筒26 转动，滚筒26的转动通过齿轮组28带动腔室12作更快速的转动，腔室12的 转动使可灌入材料24产生离心力，并使可灌入材料24楔入内腔16的内表面 与相对表面20和22之间，以便对圆盘18产生制动力，因而，可灌入材料24 的作用更象制动片压向圆盘18制动一样，如上所述，可灌入材料24在腔室12 转动过程中具有的形状如图1所示。

试验表明救生装置35允许救助重量从1-1000kg的人们达到低于2.5米/ 秒的安全下降速度。可灌入材料24可以达到非常高的温度，例如，在几百米 的下降过程中，该温度会大大高于1000℃，用作可灌入材料24的沙子可有效地 将表面20和22磨光，并且沙子可变成粉末状，尽管如此，沙子仍然有效地、 安全地使圆盘18制动。上面的数值当然只是示范性的，本发明不限于这些数 值。

现在参见图3，图3表示根据本发明的另一较佳实施方案构成并操作的制 动装置60。制动装置60基本上与制动装置10相同，采用类似的数字标注类 似的零部件，制动装置60与制动装置10不同之处在于制动装置60不包括可 灌入材料，而是包括一个或多个楔形体62，它自由地设置在内腔中，楔形体62 最好对以制动片64，圆盘18也最好对以相应的制动片66。

图3示出一个楔形体62(在圆盘18的右侧)，在滚筒26和腔室12转动之 前的状态，另一个楔形体62(在圆盘18的左侧)在滚筒26和腔室12转动过 程中的状态，如上所述的救生装置35，如图2所示，当人们36下降时，缆绳 30从滚筒26上放出，然后使滚筒26转动，滚筒26的转动通过齿轮组28带 动腔室12更快地转动，腔室12的转动使楔形体62产生离心力，并使楔形体 楔入内腔16的内表面和相对表面20和22的制动片66之间，以便楔形体62 的制动片64对圆盘18产生一制动力。可以理解的是，楔形体62可以有任意 的外形，该外形与内腔16的内表面的形状相一致。

对于该领域技术人员来说可以理解的是，上述详细揭示和描述的内容不是 对本发明的限制，相反地，本发明的目的既包括上述特征的组合也包括部分特 征的组合，而且包括对于该领域的技术人员在阅读了以上说明的基础上所进行 的现有技术中没有出现的变换和改变。

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