專利名稱：高層建筑遇險逃生系統(tǒng)的制作方法
高層建筑遇險逃生系統(tǒng)
涉及領(lǐng)域 建筑安全、防災(zāi)救險、電機制造、機電一體化與安裝
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)置簡易樓梯，或直升機施救。每種方法都有各自有其優(yōu) 點和局限性。吊籃、安全繩索、云梯在較低的高層建筑可能是個比較簡單易行的方法，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；直升機對超高層建 筑的上部險情施救應(yīng)該很好，對于高層建筑的中部救援就有一定難度，直升機產(chǎn)生的風(fēng)壓 對于火險也是特別需要注意的。綜合考慮，本設(shè)計提出的是一種全新概念救生方案。
發(fā)明目的 高層建筑遇險逃生系統(tǒng)(簡稱系統(tǒng))是為高層建筑發(fā)生險情(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，以致脫離險區(qū)的逃生系統(tǒng)。符合創(chuàng)新設(shè)計、經(jīng)濟 適用、綠色節(jié)能、環(huán)保之要求，真實體現(xiàn)"和諧社會、以人為本、珍視生命、防災(zāi)救險"的精神， 這就是本設(shè)計之目的。

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]到在險情發(fā)生時，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)建立時單獨安裝在外的，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)運行；控制器采用了一些安全保護措施，如變壓、變頻、設(shè)置 開啟密碼和授權(quán)等，以確保"戰(zhàn)時"、"和平時期"系統(tǒng)良好狀態(tài)，同時，防止他人利用本系統(tǒng) 從事其它活動； (3)逃離軌道逃離軌道從技術(shù)上說，實際上是一條含有鋼軌、分段鏈接組成的超 長直線電機定子，但與一般的直線電機有所區(qū)別，其區(qū)別A.逃離軌道控制車架運行路線 單向向下；B.由于重力作用，車架向下無需動力，軌道(定子)對車架(動子)的作用主要 是控制逃逸時的速度(包括被困人員準備時的0速，下降逃逸時的快速和接近地面時的緩 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，實際上是一個能夠承重、并包含扣件、警示 和簡單的個人調(diào)節(jié)、控制裝置的直線電機動子，但與一般的直線電機有所區(qū)別，其區(qū)別； A.運行和制動是通過一種環(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， 只有在救險過程時通過簡單步驟嵌入其中；C.其基本功能是運載被困人員；D.救生車架唯一可操作的就是制動_運行，(我們不可能要求被困人員在那種場合下來操作復(fù)雜的機器， 甚至在高層建筑的外墻表面運動時，保持冷靜和清醒的狀態(tài)來處理事務(wù)，雖然配備了制動， 但一旦救生車架啟動后，并不要求逃生者自行操縱，這完全由地面控制器自動控制)；對于 同一軌道運行的多輛車架，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際的，因為很難保證其電源時刻是充足的)。 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(動子)的電磁感 應(yīng)。實際上救生車架的運行和其它動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——制動]12——救生車架動子[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(建筑物外墻靠近陽臺、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
動子鐵芯構(gòu)成磁回路，兩者相吸，動子制動； 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，動子次級磁場排斥定子初 級磁場，兩者通過氣隙傳遞推動力，動子運動。
其中図表示初級(定子)線圈
------表示磁力線 F吸引表示動子受定子電磁吸引力；F排斥表示動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、陽臺附近，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、以及動力線、信號線、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、信號傳輸功能的超長直線電機定
4子，但與一般直線電機有不同，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，這時的定子鐵芯與車架是有接觸， 其定子初級磁場穿過了車架動子——環(huán)套式鐵磁轉(zhuǎn)換互感器鐵芯，并構(gòu)成磁回路；其二是 提供動力控制車架往下單向運行和運行速度，這時的定子與車架動子——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， 且定子初級磁場與環(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)埋進入軌道且獨立分段供電。
(2)救生車架A.外觀和結(jié)構(gòu)上是一個可以懸掛和承重、前后并排安裝4個小 輪、裝有環(huán)套式鐵磁轉(zhuǎn)換互感器及簡單電子元器件、可以快速嵌入和脫離軌道的金屬構(gòu)架； B.技術(shù)上是一個直線電機動子，但與一般直線電機有不同，其本發(fā)明車架動子就是一個環(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磁場鐵芯相互接觸，成為初級磁場的通 路，并被軌道定子穩(wěn)穩(wěn)吸住；其二是作為運動部件，此時互感器金屬環(huán)套是閉合的，在變化 的初級磁場作用下產(chǎn)生短路感應(yīng)電流，互感器的鐵芯同時產(chǎn)生反向的感生磁場排斥初級磁 場，軌道定子初級磁場鐵芯與車架動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)動下有序地向下運動；C.救生車架自身并不攜帶電源裝置，也不拖帶電源 線。(3)動力和信號、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)；動力線和 信號線分別穿管布線。
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 變壓變頻動力、控制與信息線路 自動控制 信息處理 (2)工作基本原理 控制器變頻調(diào)速、自動化控制與信號。
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和更換。
(2)軌道的安裝注意要點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)計單位的認可，新建建筑物應(yīng)該
由設(shè)計院設(shè)計)；B.上下2根對接須留伸縮縫，固定方式應(yīng)為螺栓固定。
(3)安裝后對軌道內(nèi)再次涂刷防腐涂料。(實際上，屬于暴露的電磁性鐵件在出廠
前應(yīng)進行防腐鍍層處理，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)可靠安裝保護接地，包括防雷。
權(quán)利要求
一種高層建筑遇險逃生系統(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、移動式發(fā)電機、車載電源等；(3)控制器是整個系統(tǒng)進行程序管理、調(diào)度、監(jiān)控和動力配備中心，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、并依靠逃離軌道動力支持運行的救生車架是被困人員逃生的運載工具；(7)其它個人裝備如安全帽、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 持安全防范與遇險逃生的建筑物外，且有一定安全距離；(2)技術(shù)上是一臺集整流、調(diào)壓、 變頻、帶程序、可監(jiān)控的自動化處理器；(3)其基本功能是向逃離軌道變送所需電源，并對 整個系統(tǒng)進行控制和監(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、陽臺附近，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，穿有動力線、信號線，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；槽鋼既是線路保護殼體，也是各線路、元器件的承載物，同時，還是救 生車架運行的軌道；(3)技術(shù)上是一條帶有監(jiān)控、信號傳輸功能的超長直線電機定子，但與 一般直線電機定子有不同，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，這時的定子鐵芯與車架動子 鐵芯是相互接觸并吸合，定子初級磁場穿過了車架動子——環(huán)套式鐵磁轉(zhuǎn)換互感器鐵芯， 并構(gòu)成磁回路；其二是提供動力控制救生車架往下單向運行和運行速度，這時的定子與車 架動子——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)救生車架有序運行。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l，所述高層建筑遇險逃生系統(tǒng)，其救生車架特征是(l)外觀和結(jié)構(gòu) 上是一個可以懸掛和承重、前后并排安裝4個小輪、裝有環(huán)套式鐵磁轉(zhuǎn)換互感器及簡單電 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)上是一個直線電機動子，但與一 般直線電機動子有不同，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子，它具 有二重功能，其一是作為電磁鐵銜鐵，此時的互感器金屬環(huán)套是斷開的，互感器無互感作 用，且互感器的鐵芯與初級磁場鐵芯相互接觸，成為初級磁場的通路，并被軌道定子穩(wěn)穩(wěn)吸 ??；其二是作為運動部件，此時互感器金屬環(huán)套是閉合的，在變化的初級磁場作用下產(chǎn)生短 路感應(yīng)電流，互感器的鐵芯同時產(chǎn)生反向的感生磁場排斥初級磁場，軌道定子初級磁場鐵 芯與救生車架動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)動下有序地向下運動；(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
一種高層建筑遇險逃生系統(tǒng)，幫助被困人員從高處快速脫離險境、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(特殊直線電機定子)和預(yù)留在各樓層的救生車架(特殊直線電機動子)等構(gòu)成。當險情降臨時，被困人員將車架與經(jīng)過或穿過陽臺、窗口的軌道進行銜接，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?；顒樱绕鋵Π脖２辉斐呻[患，適合被困人員的相互救助。屬于建筑安全、防災(zāi)救險和機械制造、電子電工、建筑安裝產(chǎn)品。
文檔編號A62B1/00GK101745187SQ20081014384
公開日2010年6月23日 申請日期2008年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月8日
發(fā)明者譚晛 申請人:譚晛