專利名稱：高層建筑遇險(xiǎn)逃生系統(tǒng)的制作方法
高層建筑遇險(xiǎn)逃生系統(tǒng)
涉及領(lǐng)域 建筑安全、防災(zāi)救險(xiǎn)、電機(jī)制造、機(jī)電一體化與安裝
背景技術(shù)：
目前作為高層建筑的逃生、救援方法不是很多，無外乎通過樓頂?shù)趸@、各層配備安 全繩索、云梯、逃生傘等，或沿外墻設(shè)置簡(jiǎn)易樓梯，或直升機(jī)施救。每種方法都有各自有其優(yōu) 點(diǎn)和局限性。吊籃、安全繩索、云梯在較低的高層建筑可能是個(gè)比較簡(jiǎn)單易行的方法，但太 高了就無能為力了 ；逃生傘降后果的未知成分太多，很難被人們接受；直升機(jī)對(duì)超高層建 筑的上部險(xiǎn)情施救應(yīng)該很好，對(duì)于高層建筑的中部救援就有一定難度，直升機(jī)產(chǎn)生的風(fēng)壓 對(duì)于火險(xiǎn)也是特別需要注意的。綜合考慮，本設(shè)計(jì)提出的是一種全新概念救生方案。
發(fā)明目的 高層建筑遇險(xiǎn)逃生系統(tǒng)(簡(jiǎn)稱系統(tǒng))是為高層建筑發(fā)生險(xiǎn)情(如火災(zāi)等)，給 與被困人員能從高處快速安全轉(zhuǎn)移至地面，以致脫離險(xiǎn)區(qū)的逃生系統(tǒng)。符合創(chuàng)新設(shè)計(jì)、經(jīng)濟(jì) 適用、綠色節(jié)能、環(huán)保之要求，真實(shí)體現(xiàn)"和諧社會(huì)、以人為本、珍視生命、防災(zāi)救險(xiǎn)"的精神， 這就是本設(shè)計(jì)之目的。

發(fā)明內(nèi)容
1.系統(tǒng)的建立和組成 (1)電源和控制線纜本逃生系統(tǒng)由建筑物外部供電?？紤]到在險(xiǎn)情發(fā)生時(shí)，內(nèi)部 供電已經(jīng)或有可能中斷，建筑物周圍已經(jīng)成為危險(xiǎn)或警戒區(qū)域。所以，電源和控制線纜接口 類似建筑物樓外消防栓，是系統(tǒng)建立時(shí)單獨(dú)安裝在外的，并通過預(yù)埋管線從外部引入至高 層建筑物墻根系統(tǒng)逃離軌道上。電源可以是外接市電、發(fā)電機(jī)供電或其它電力，通過控制器 轉(zhuǎn)換電壓和頻率； (2)控制器控制器的主要作用是保證系統(tǒng)獲得穩(wěn)定、可靠和有序的工作狀態(tài)，并 有效地指揮、調(diào)度和監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行；控制器采用了一些安全保護(hù)措施，如變壓、變頻、設(shè)置 開啟密碼和授權(quán)等，以確保"戰(zhàn)時(shí)"、"和平時(shí)期"系統(tǒng)良好狀態(tài)，同時(shí)，防止他人利用本系統(tǒng) 從事其它活動(dòng)； (3)逃離軌道逃離軌道從技術(shù)上說，實(shí)際上是一條含有鋼軌、分段鏈接組成的超 長(zhǎng)直線電機(jī)定子，但與一般的直線電機(jī)有所區(qū)別，其區(qū)別A.逃離軌道控制車架運(yùn)行路線 單向向下；B.由于重力作用，車架向下無需動(dòng)力，軌道(定子)對(duì)車架(動(dòng)子)的作用主要 是控制逃逸時(shí)的速度(包括被困人員準(zhǔn)備時(shí)的0速，下降逃逸時(shí)的快速和接近地面時(shí)的緩 速)；C.逃離軌道沿建筑物外墻表面垂直敷設(shè)，構(gòu)成了一條由高層通往地面的逃生通道(每 棟大樓可敷設(shè)一條或數(shù)條這樣的軌道，組成整棟建筑的安全逃生系統(tǒng))；
(4)救生車架；救生車架從技術(shù)上說，實(shí)際上是一個(gè)能夠承重、并包含扣件、警示 和簡(jiǎn)單的個(gè)人調(diào)節(jié)、控制裝置的直線電機(jī)動(dòng)子，但與一般的直線電機(jī)有所區(qū)別，其區(qū)別； A.運(yùn)行和制動(dòng)是通過一種環(huán)套式鐵磁互感器來完成；B. —般情況下車架是與軌道分離的， 只有在救險(xiǎn)過程時(shí)通過簡(jiǎn)單步驟嵌入其中；C.其基本功能是運(yùn)載被困人員；D.救生車架唯一可操作的就是制動(dòng)_運(yùn)行，(我們不可能要求被困人員在那種場(chǎng)合下來操作復(fù)雜的機(jī)器， 甚至在高層建筑的外墻表面運(yùn)動(dòng)時(shí)，保持冷靜和清醒的狀態(tài)來處理事務(wù)，雖然配備了制動(dòng)， 但一旦救生車架啟動(dòng)后，并不要求逃生者自行操縱，這完全由地面控制器自動(dòng)控制)；對(duì)于 同一軌道運(yùn)行的多輛車架，其相互間的間距則是通過光電等傳感器和控制器自控。車架不 帶任何電源，(給車架配備電源是很不切合實(shí)際的，因?yàn)楹茈y保證其電源時(shí)刻是充足的)。 救生車架上的光電及電子器件的電力來自下降過程軌道(定子)和車架(動(dòng)子)的電磁感 應(yīng)。實(shí)際上救生車架的運(yùn)行和其它動(dòng)作及信息反饋主要來自逃生軌道，救生車架提供的信 息只是同一信息的重復(fù)表述。
(5)其它個(gè)人裝備，如安全帽、安全帶等。


圖1逃離軌道和救生車架基本結(jié)構(gòu)(透視圖) 1——逃離軌道，2——救生車架，3——軌道定子[模塊化]，4——定子鐵芯 5——軌道動(dòng)力線纜槽，6——系統(tǒng)控制線槽，7——定子線圈，8——定子蓋9——車架小輪， 10——車架承重架，ll——救生車架控制桿[啟動(dòng)——制動(dòng)]12——救生車架動(dòng)子[模塊化 環(huán)套式鐵磁轉(zhuǎn)換互感器]，13——車架承力拉索14——車架結(jié)構(gòu)架
圖2逃離軌道和救生車架基本結(jié)構(gòu)(俯視、側(cè)視、正視圖)
圖3高層建筑遇險(xiǎn)逃生系統(tǒng)控制原理圖 A——外接電源；B——控制其(設(shè)置在該建筑外安全區(qū))；C——預(yù)埋管線；D——
逃離軌道(建筑物外墻靠近陽(yáng)臺(tái)、窗戶等易夠手和易攀爬處)；E——救生車架(預(yù)留在各 層和房間救生箱內(nèi)) 圖4逃離軌道-救生車架(定子_動(dòng)子)工作原理圖
上——環(huán)套式鐵磁轉(zhuǎn)換互感器環(huán)套斷開工作示意 環(huán)套斷開，互感器無互感作用，互感器成為銜鐵，定子則成為電磁鐵，定子鐵芯與
動(dòng)子鐵芯構(gòu)成磁回路，兩者相吸，動(dòng)子制動(dòng)； 下——環(huán)套式鐵磁轉(zhuǎn)換互感器環(huán)套閉合工作示意 環(huán)套閉合，互感器產(chǎn)生短路感生電流和反向感生磁場(chǎng)，動(dòng)子次級(jí)磁場(chǎng)排斥定子初 級(jí)磁場(chǎng)，兩者通過氣隙傳遞推動(dòng)力，動(dòng)子運(yùn)動(dòng)。
其中図表示初級(jí)(定子)線圈
------表示磁力線 F吸引表示動(dòng)子受定子電磁吸引力；F排斥表示動(dòng)子受定子電磁排斥力 f表示救生車架輪子接觸逃離軌道受力 實(shí)施方案 1.系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu) (1)逃離軌道A.外觀上是固定垂直安裝在靠近建筑物外窗、陽(yáng)臺(tái)附近，即容易夠 手和攀爬接觸到的外墻面；B.結(jié)構(gòu)上由數(shù)段乃至數(shù)百段、段與段之間留有伸縮縫、外殼為 截面類似C型的槽鋼、槽鋼內(nèi)等距排布定子繞組、以及動(dòng)力線、信號(hào)線、監(jiān)控傳感器件、接插 件等構(gòu)成一條由下而上的軌道。槽鋼既是車架運(yùn)行的軌道，也是外殼，還是各線路、元器件 的承載物；C.技術(shù)上是一條集成度非常高的、帶有監(jiān)控、信號(hào)傳輸功能的超長(zhǎng)直線電機(jī)定
4子，但與一般直線電機(jī)有不同，其本發(fā)明定子的功能有二重，其一是作為電磁鐵鐵芯繞組， 產(chǎn)生電磁吸引力，并可以吸住車架及搭乘重量使其不動(dòng)，這時(shí)的定子鐵芯與車架是有接觸， 其定子初級(jí)磁場(chǎng)穿過了車架動(dòng)子——環(huán)套式鐵磁轉(zhuǎn)換互感器鐵芯，并構(gòu)成磁回路；其二是 提供動(dòng)力控制車架往下單向運(yùn)行和運(yùn)行速度，這時(shí)的定子與車架動(dòng)子——環(huán)套式鐵磁轉(zhuǎn)換 互感器是沒有任何接觸，定子鐵芯與環(huán)套式鐵磁轉(zhuǎn)換互感器鐵芯之間通過氣隙相互作用， 且定子初級(jí)磁場(chǎng)與環(huán)套式鐵磁轉(zhuǎn)換互感器鐵芯不構(gòu)成回路；D.逃離軌道的電源來自所在 建筑物之外，并通過預(yù)埋進(jìn)入軌道且獨(dú)立分段供電。
(2)救生車架A.外觀和結(jié)構(gòu)上是一個(gè)可以懸掛和承重、前后并排安裝4個(gè)小 輪、裝有環(huán)套式鐵磁轉(zhuǎn)換互感器及簡(jiǎn)單電子元器件、可以快速嵌入和脫離軌道的金屬構(gòu)架； B.技術(shù)上是一個(gè)直線電機(jī)動(dòng)子，但與一般直線電機(jī)有不同，其本發(fā)明車架動(dòng)子就是一個(gè)環(huán) 套式鐵磁轉(zhuǎn)換互感器，它具有二重功能，其一是作為電磁鐵銜鐵，此時(shí)的互感器金屬環(huán)套是 斷開的，互感器無互感作用，且互感器的鐵芯與初級(jí)磁場(chǎng)鐵芯相互接觸，成為初級(jí)磁場(chǎng)的通 路，并被軌道定子穩(wěn)穩(wěn)吸??；其二是作為運(yùn)動(dòng)部件，此時(shí)互感器金屬環(huán)套是閉合的，在變化 的初級(jí)磁場(chǎng)作用下產(chǎn)生短路感應(yīng)電流，互感器的鐵芯同時(shí)產(chǎn)生反向的感生磁場(chǎng)排斥初級(jí)磁 場(chǎng)，軌道定子初級(jí)磁場(chǎng)鐵芯與車架動(dòng)子鐵芯之間是分離的，并通過氣隙相互作用，互感器 從而在定子的驅(qū)動(dòng)下有序地向下運(yùn)動(dòng)；C.救生車架自身并不攜帶電源裝置，也不拖帶電源 線。(3)動(dòng)力和信號(hào)、控制管線可與軌道分開并行，也可直接裝在軌道內(nèi)或外側(cè)；動(dòng)力線和 信號(hào)線分別穿管布線。
2.系統(tǒng)的控制方式
(1)系統(tǒng)控制原理圖
信息反饋
敏生車鰂 恭t
電源接口控制器
預(yù)埋接口及管路
逃-離-軌-堪
t I t
外接電源 變壓變頻動(dòng)力、控制與信息線路 自動(dòng)控制 信息處理 (2)工作基本原理 控制器變頻調(diào)速、自動(dòng)化控制與信號(hào)。
逃生軌道_救生車架套筒式互感器原理
3.系統(tǒng)的主材選用(1)逃離軌道最好不銹鋼型材(槽管型)、電工鋼等。
(2)電磁感應(yīng)元器件模塊化電感元件、模塊化環(huán)套式鐵磁轉(zhuǎn)換互感器等。
(3)救生車架普通鋼材、小輪及鑄件等。
4.系統(tǒng)的制造安裝 (1)逃生軌道定子繞組和監(jiān)控等器件都可模塊化，并通過接插安裝，這樣也便于將來維護(hù)和更換。
(2)軌道的安裝注意要點(diǎn)A.最好安裝在建筑的結(jié)構(gòu)柱上，在承重墻上安裝應(yīng)該
盡可能連接到上下橫梁，(已建建筑物上安裝應(yīng)先取得原設(shè)計(jì)單位的認(rèn)可，新建建筑物應(yīng)該
由設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì))；B.上下2根對(duì)接須留伸縮縫，固定方式應(yīng)為螺栓固定。
(3)安裝后對(duì)軌道內(nèi)再次涂刷防腐涂料。(實(shí)際上，屬于暴露的電磁性鐵件在出廠
前應(yīng)進(jìn)行防腐鍍層處理，緊固件及其它部件都采用耐腐蝕材料或進(jìn)行防腐處理或全封閉處理)。
(4)每道逃生軌道都應(yīng)可靠安裝保護(hù)接地，包括防雷。
權(quán)利要求
一種高層建筑遇險(xiǎn)逃生系統(tǒng)，其特征是(1)該系統(tǒng)由外接電源、控制器、逃離軌道、救生車架和其它個(gè)人裝備組成；(2)所述發(fā)明系統(tǒng)電源是來自該建筑物之外的市電、移動(dòng)式發(fā)電機(jī)、車載電源等；(3)控制器是整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行程序管理、調(diào)度、監(jiān)控和動(dòng)力配備中心，其中包括調(diào)壓、調(diào)頻、信息接收和處理、監(jiān)控等；(4)經(jīng)過控制器后的電力、信號(hào)通過地下預(yù)埋管道通向逃離軌道；(5)沿建筑物外墻垂直安裝的逃離軌道構(gòu)成遇險(xiǎn)被困人員從高層通往地面的逃生路線；(6)可以快速掛靠于逃離軌道、并依靠逃離軌道動(dòng)力支持運(yùn)行的救生車架是被困人員逃生的運(yùn)載工具；(7)其它個(gè)人裝備如安全帽、安全帶。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l，所述高層建筑遇險(xiǎn)逃生系統(tǒng)，其控制器特征是(l)安裝在離所支 持安全防范與遇險(xiǎn)逃生的建筑物外，且有一定安全距離；(2)技術(shù)上是一臺(tái)集整流、調(diào)壓、 變頻、帶程序、可監(jiān)控的自動(dòng)化處理器；(3)其基本功能是向逃離軌道變送所需電源，并對(duì) 整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行控制和監(jiān)督。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l，所述高層建筑遇險(xiǎn)逃生系統(tǒng)，其逃離軌道特征是(l)外觀上是固 定垂直安裝在靠近建筑物外窗、陽(yáng)臺(tái)附近，即一般人都容易夠手和攀爬接觸到的外墻面； (2)結(jié)構(gòu)上由數(shù)段乃至數(shù)百段、段與段之間留有伸縮縫、外殼為截面類似C型的槽鋼、槽鋼 內(nèi)等距排布定子繞組，穿有動(dòng)力線、信號(hào)線，安裝有監(jiān)控傳感器件、接插件、控制轉(zhuǎn)換器件等 構(gòu)成的高集成度軌道；槽鋼既是線路保護(hù)殼體，也是各線路、元器件的承載物，同時(shí)，還是救 生車架運(yùn)行的軌道；(3)技術(shù)上是一條帶有監(jiān)控、信號(hào)傳輸功能的超長(zhǎng)直線電機(jī)定子，但與 一般直線電機(jī)定子有不同，其本發(fā)明軌道定子的功能有二重，其一是作為電磁鐵鐵芯繞組， 產(chǎn)生電磁吸引力，并可以吸住救生車架及搭乘重量使其不動(dòng)，這時(shí)的定子鐵芯與車架動(dòng)子 鐵芯是相互接觸并吸合，定子初級(jí)磁場(chǎng)穿過了車架動(dòng)子——環(huán)套式鐵磁轉(zhuǎn)換互感器鐵芯， 并構(gòu)成磁回路；其二是提供動(dòng)力控制救生車架往下單向運(yùn)行和運(yùn)行速度，這時(shí)的定子與車 架動(dòng)子——環(huán)套式鐵磁轉(zhuǎn)換互感器是沒有任何接觸，定子鐵芯與環(huán)套式鐵磁轉(zhuǎn)換互感器鐵 芯之間通過氣隙相互作用，救生車架是通過車輪接觸軌道保持其穩(wěn)定氣隙；(4)逃離軌道 的電源來自該建筑物之外，并通過預(yù)埋進(jìn)入軌道；(5)逃離軌道最基本和最重要的功能就 是引導(dǎo)救生車架有序運(yùn)行。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l，所述高層建筑遇險(xiǎn)逃生系統(tǒng)，其救生車架特征是(l)外觀和結(jié)構(gòu) 上是一個(gè)可以懸掛和承重、前后并排安裝4個(gè)小輪、裝有環(huán)套式鐵磁轉(zhuǎn)換互感器及簡(jiǎn)單電 子元器件、可以快速掛靠和脫離軌道的金屬構(gòu)架；(2)技術(shù)上是一個(gè)直線電機(jī)動(dòng)子，但與一 般直線電機(jī)動(dòng)子有不同，其本發(fā)明車架環(huán)采用環(huán)套式鐵磁轉(zhuǎn)換互感器裝置作為動(dòng)子，它具 有二重功能，其一是作為電磁鐵銜鐵，此時(shí)的互感器金屬環(huán)套是斷開的，互感器無互感作 用，且互感器的鐵芯與初級(jí)磁場(chǎng)鐵芯相互接觸，成為初級(jí)磁場(chǎng)的通路，并被軌道定子穩(wěn)穩(wěn)吸 住；其二是作為運(yùn)動(dòng)部件，此時(shí)互感器金屬環(huán)套是閉合的，在變化的初級(jí)磁場(chǎng)作用下產(chǎn)生短 路感應(yīng)電流，互感器的鐵芯同時(shí)產(chǎn)生反向的感生磁場(chǎng)排斥初級(jí)磁場(chǎng)，軌道定子初級(jí)磁場(chǎng)鐵 芯與救生車架動(dòng)子鐵芯之間是分離的，并通過氣隙相互作用，救生車架是通過車輪接觸軌 道保持其穩(wěn)定氣隙，互感器從而在定子的驅(qū)動(dòng)下有序地向下運(yùn)動(dòng)；(3)救生車架自身并不 攜帶電源裝置，也不拖帶電源線；(4)救生車架最基本和最重要的功能就是運(yùn)載被困人員 從高處向地面轉(zhuǎn)移。
全文摘要
一種高層建筑遇險(xiǎn)逃生系統(tǒng)，幫助被困人員從高處快速脫離險(xiǎn)境、安全轉(zhuǎn)移至地面。該系統(tǒng)由外部供電，通過設(shè)置在建筑外的控制器、地下預(yù)埋動(dòng)力和控制線路、建筑物外墻垂直敷設(shè)的逃離軌道(特殊直線電機(jī)定子)和預(yù)留在各樓層的救生車架(特殊直線電機(jī)動(dòng)子)等構(gòu)成。當(dāng)險(xiǎn)情降臨時(shí)，被困人員將車架與經(jīng)過或穿過陽(yáng)臺(tái)、窗口的軌道進(jìn)行銜接，并將自身所系安全帶與車架相扣，在地面控制器的控制和監(jiān)督下、快速沿外墻下降逃生。該系統(tǒng)的建立不影響建筑物的安全、美觀和人員的正?；顒?dòng)，尤其對(duì)安保不造成隱患，適合被困人員的相互救助。屬于建筑安全、防災(zāi)救險(xiǎn)和機(jī)械制造、電子電工、建筑安裝產(chǎn)品。
文檔編號(hào)A62B1/00GK101745187SQ20081014384
公開日2010年6月23日 申請(qǐng)日期2008年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月8日
發(fā)明者譚晛 申請(qǐng)人:譚晛