一种适用于超高层建筑的火灾逃生系统的制作方法

本实用新型涉及逃生设备技术领域，特别是涉及一种适用于超高层建筑的火灾逃生系统。

背景技术：

火灾是对人们生活造成巨大危害的灾害，在防备火灾时，如何高楼逃生是社会关注的难题。目前国内应对超高层火灾最先进的技术是利用“灭火导弹车”向失火区域发射灭火弹来进行有效的灭火，灭火导弹车的有效射程可达100层楼高，而且灭火弹在灭火的同时并不会对室内人员造成伤害。

但是灭火导弹车的载弹量小，每台导弹车只装备了24发灭火导弹，虽然灭火导弹可以针对火源根部进行有效的扑灭，但相对只适合于高层居民住宅一家一户的结构进行有效灭火。对于超高层的大厦、写字楼这类人员更为密集且较为开放的超高层建筑，一则灭火导弹的载弹量太少无法对大规模起火进行有效的扑灭，二则由于建筑结构的影响，火源根部可能存在于每层建筑的中心部位，这使得灭火导弹车无法对火源根部进行瞄准，无法从根源上灭火。

国际上应对超高层建筑应急逃生装置目前主要是以色列研制的逃生舱，其依靠两台安装在避难层或顶层的柴油发动机作为动力来源，逃生舱逐层下降打开，逃生舱在此过程中层层打开，逃生者一层层离开。该装置的动力来源于楼顶的两台柴油发电机，在火灾中柴油发电机可能产生故障，从而会危害到逃生者的生命安全。

技术实现要素：

本实用新型的目的是：提供一种适用于超高层建筑的火灾逃生系统，以解决现有技术中的超高层建筑应急逃生装置不适用于超高层大厦、写字楼类建筑的问题。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种适用于超高层建筑的火灾逃生系统，包括逃生舱、导轨组和减速装置；所述导轨组依次沿竖直方向向下延伸，所述导轨组具有位于上侧的供所述逃生舱自由降落的自由降落段和位于下侧的用于对所述逃生舱减速的减速段，所述逃生舱上布置有与所述导轨组导向装配的导向件，所述导轨组上还导向装配有衔接件，所述衔接件布置在所述减速段的起始位，所述导向件上布置有用于与所述衔接件衔接的衔接部；

所述减速装置包括设置在建筑上的用于形成磁场的电磁铁和布置在所述衔接件上的导线，所述导线用于在所述逃生舱下落过程中切割磁场。

优选地，所述导轨组包括并行布置的第一导轨组和第二导轨组，所述第二导轨组位于所述第一导轨组的外侧，所述第一导轨组的高度高于所述第二导轨组的高度，所述导向件导向装配在所述第一导轨组上，所述衔接件导向装配在所述第二导轨组上，所述第一导轨组的高于所述第二导轨组的部分形成所述自由降落段，所述第二导轨组形成所述减速段。

优选地，所述衔接件包括用于承接所述衔接部的承接台和固定在所述承接台上的导向块，所述导向块与所述第二导轨组导向装配，所述衔接件还包括连接所述导向块与所述第二导轨组的连接件，所述导线布置在所述承接台上。

优选地，所述第二导轨组沿所述逃生舱的周围布置有多组，各组第二导轨组包括两个并行的第二导轨，所述承接台有两个，各个承接台上分别连接有所述导向块，各个导向块上均布置有金属滚珠，所述导线连接在两个导向块之间，所述第二导轨上布置有与所述金属滚珠导向装配且电连接的第一导向槽。

优选地，所述连接件为两个开口相对布置的u形件，所述u形件上布置有绝缘滚珠，所述第二导轨上布置有与所述绝缘滚珠导向装配的第二导向槽。

优选地，所述导向件包括套设在所述导轨组上的套筒和悬伸在所述套筒的底部的悬台，所述悬台形成所述衔接部。

优选地，所述悬台有两个，两个悬台与的套筒的中心轴之间的连线相互垂直。

优选地，所述导轨组上还布置有用于支撑所述衔接件的支撑座，所述支撑座包括沿水平方向弹性装配在所述导轨组上的弹性座和转动装配在所述弹性座上的转座，所述衔接件支撑布置在所述转座上，所述导轨组上布置有沿所述弹性座的移动方向与所述转座挡止的挡台，所述弹性座在其弹性行程中具有将所述转座弹性顶压在所述挡台上以避免转座翻转的顶压位和收缩后释放转座的解锁位。

优选地，所述弹性座包括呈t形布置的纵杆和横杆，所述纵杆上活动装配有轴承，所述轴承与所述纵杆的轴向两端之间均顶压装配有弹簧，所述轴承与所述横杆的端部之间顶压装配有弹簧，所述转座转动装配在所述轴承上。

优选地，所述纵杆的两端还布置有导向滚珠，所述导轨组上开设有与所述导向滚珠适配的滑槽，所述滑槽与所述横杆平行布置。

本实用新型实施例一种适用于超高层建筑的火灾逃生系统与现有技术相比，其有益效果在于：在发生火灾时，利用大楼外部的电源对电磁铁进行通电，电磁铁在导轨组周围形成稳定的磁场，人们进入逃生舱，逃生舱通过导向件在导轨组的自由降落段上自由降落，在降落至减速段处时，导向件上的衔接部与衔接件衔接，衔接件在导轨组上滑动，此时衔接件上的导线切割电磁铁的磁场，衔接件在磁场中受到安培力，安培力对衔接件进行减速，使逃生舱的速度逐渐降低，逃生舱落到最低处后人们可从逃生舱内逃生，确保超高层建筑的人员可以安全撤离。

附图说明

图1是本实用新型的适用于超高层建筑的火灾逃生系统的结构示意图；

图2是图1的适用于超高层建筑的火灾逃生系统的逃生舱与导向件的装配示意图；

图3是图1的适用于超高层建筑的火灾逃生系统的逃生舱、导向件、第一导轨、第二导轨的装配示意图；

图4是图2的适用于超高层建筑的火灾逃生系统的导向件的结构示意图；

图5是图1的适用于超高层建筑的火灾逃生系统的衔接件与第二导轨的装配示意图；

图6是图5的适用于超高层建筑的火灾逃生系统的衔接件的结构示意图；

图7是图6的适用于超高层建筑的火灾逃生系统的衔接件的侧视图；

图8是图5的适用于超高层建筑的火灾逃生系统的第二导轨的俯视图；

图9是图8的适用于超高层建筑的火灾逃生系统的第二导轨的侧视图；

图10是图5的适用于超高层建筑的火灾逃生系统的连接件的结构示意图；

图11是图1的适用于超高层建筑的火灾逃生系统的支撑座与第二导轨的装配示意图；

图12是图11的适用于超高层建筑的火灾逃生系统的支撑座在弹性座处于顶压位的结构示意图；

图13是图12的适用于超高层建筑的火灾逃生系统的支撑座在弹性座处于解锁位的结构示意图。

图中，1、逃生舱；2、第二导轨；21、第一导向槽；22、第二导向槽；3、导向件；31、套筒；32、悬台；33、安装槽；4、衔接件；41、承接台；42、导向块；43、承接杆；44、连接件；45、承接槽；46、金属滚珠；47、绝缘滚珠；5、减震弹簧；6、导线；7、电磁铁；8、支撑座；81、弹性座；811、纵杆；812、横杆；813、轴承；814、弹簧；815、导向滚珠；816、滑槽；82、转座；821、支撑臂；83、挡台；9、防空洞；10、第一导轨。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

本实用新型的一种适用于超高层建筑的火灾逃生系统的优选实施例，如图1至图13所示，该适用于超高层建筑的火灾逃生系统包括逃生舱1、导轨组、减速装置、导向件3、衔接件4、减震弹簧5，该适用于超高层建筑的火灾逃生系统布置在超高层建筑的通道井内，通道井的井壁由防火建筑材料建成，通道井的底端连通到防空洞9，人们在由逃生舱1逃生后可直接进入防空洞9进行防护，由于高层期货的烟囱效应的特点，防空洞9内不会存在有毒烟气和火焰，可减少人们的恐慌，遏制了踩踏事件的发生，同时，该装置减速部分的电磁铁7的供电来源于防空洞9内安装的储电设备，保证在火灾中的安全运转。

逃生舱1为立方体结构，逃生舱1的顶部可通过吊索固定在通道井上，人们进入逃生舱1后可开启吊索，逃生舱1在第一导轨组上自由降落。逃生舱1的门上加装密封圈，密封圈可以防止有毒的烟气进入逃生舱1的密闭空间内，逃生舱1内安装有携带安全带的座椅，安全带和座椅可以对人们进行支撑防护，防止在速降中对梯内人员造成伤害，同时逃生舱1内也装有电机来控制舱门的开关以及顶部的吊索的释放。

导轨组包括第一导轨组、第二导轨组，第二导轨组位于第一导轨组的外侧，第一导轨组的高度高于第二导轨组的高度，第一导轨组的高于第二导轨组的部分形成自由降落段，第二导轨组形成减速段，逃生舱在第一导轨组上做自由落体运动，在第二导轨组上做减速运动。第一导轨组包括四个第一导轨10，四个第一导轨10布置在逃生舱1的四个角落处，四个第一导轨10之间形成用于容纳逃生舱1的容纳空间。第二导轨组有四组，每组第二导轨组包括两个第二导轨2，八个第二导轨2均匀布置在逃生舱1的四边上，即逃生舱1的每条边上布置有两个第二导轨2。第一导轨10和第二导轨2均为立方体形结构，第一导轨10的横截面与第二导轨2的横截面均为正方形结构，第一导轨10和第二导轨2相互平行，第二导轨2布置在第一导轨10的底部位置。

导向件3固定布置在逃生舱1的四个角落处，导向件3与第一导轨组导向装配。导向件3包括套筒31和悬台32，套筒31为矩形结构，套筒31用于套装在第一导轨10上，套筒31与第一导轨10导向装配，可以保证逃生舱1在降落过程中不会偏移。套筒31为分体结构，套筒31包括两个成l形的分部件，两个分部间之间通过螺栓连接，便于在后期维修时拆卸导向件3。套筒31的四个内壁上分别开设有半球形的安装槽33，安装槽33内用于安装滚珠，滚珠使套筒31与第一导轨10之间为滚动摩擦力，减小逃生舱1降落时的阻力，提高滑动过程的流畅度；同时因为滚珠与第一导轨10之间的接触面积较小，也减小了长期搁置时产生的腐蚀问题。

悬台32共有两个，两个悬台32悬伸布置在套筒31的底面上，两个悬台32与套筒31的中心轴之间的连线相互垂直，两个悬台32通过连杆分别固定在套筒31的相互垂直的底面上。逃生舱1在降落时，两个悬台32用于分别与相互垂直的两个衔接件4衔接，悬台32形成用于与衔接件4衔接的衔接部。悬台32为半球形结构，半球形结构的受力均匀，碰撞时内部应力分散，悬台32位于套筒31的底部，逃生舱1降落时，悬台32与衔接件4的承接槽45衔接，避免套筒31与衔接件4之间发生碰撞。

衔接件4共有四个，四个衔接件4分别平行布置在逃生舱1的四条侧边处，衔接件4导向装配在第二导轨2上。衔接件4包括承接台41、导向块42和连接件44，连接件44用于连接导向块42与第二导轨2，每个衔接件4上布置有两个承接台41，两个承接台41沿平行于逃生舱1的侧面水平布置，两个承接台41之间通过承接杆43连接，每个承接台41上分别一体成型有导向块42。承接台41为矩形结构，承接台41的顶面上开设有半球形的承接槽45，承接槽45的尺寸略大于导向件3的悬台32的尺寸，承接槽45内布置有硅胶，硅胶具有减震作用，防止因悬台32与承接槽45撞击产生的局部应力过大而导致机件出现断裂情况。导向件3与衔接件4衔接时，悬台32嵌入承接台41的承接槽45内，承接台41对悬台32进行支撑实现衔接，悬台32依靠第一导轨10进行固定，悬台32在与承接槽45对接时给予其压力间接使支撑臂821产生转动效果进而使衔接件41顺利通过支撑座8。

导向块42布置在承接台41的侧部，导向块42与承接槽45相互垂直，导向块42用于与第二导轨2导向装配并在第二导轨2上升降移动。导向块42为矩形结构，导向块42背离承接台41的侧面上安装有金属滚珠46，第二导轨2上开设有第一导向槽21，金属滚珠46滚动装配在第一导向槽21内。金属滚珠46为导电钢珠，第一导向槽21为内布置有双层填充层，双层填充层包括外层的导电材料层和内层的绝缘材料层，绝缘材料层布置在导电材料层与槽底之间，导电材料层与金属滚珠46接触以实现电连接，绝缘材料层用于在导电材料层与第二导轨2之间实现绝缘隔离，防止感生电流被导走，使系统正常运行。

每个衔接件4上的两个承接台41的金属滚珠46之间布置有导线6，两个承接台41之间的承接杆43上开设有浅槽，前槽内布置有电阻，电阻的阻值为2欧姆，导线6布置在浅槽内，电阻串联在导线6上，导线6的长度大于浅槽的长度，使导线6的连接相对松弛，防止导线6被崩断。金属滚珠46与第一导向槽21电连接后，金属滚珠46、导线6、第一导电槽以及外部电源之间形成闭合电路，两个金属滚珠46之间的导线6为闭合电路的部分线路，两个金属滚珠46为导线6的正负两极，使导线6在磁场中切割磁感线而受到安培力。

连接件44为两个开口相对布置的u形件，两个u形件之间具有用于容纳第二导轨2和导向块42的容纳空间，两个u形件之间通过了螺栓连接，以便于后期维修复位。u形件上还布置有绝缘滚珠47，绝缘滚珠47布置在u形件的其中一个平行边上，绝缘滚珠47为陶瓷滚珠，陶瓷材料耐磨性与绝缘性较好，使用寿命长。第二导轨2上还开设有第二导向槽22，第二导向槽22对称布置在第一导向槽21的两侧，第二导向槽22与绝缘滚珠47适配。逃生舱1带着衔接件4降落时，绝缘滚珠47可以减小连接件44与第二导轨2之间的阻力，使降落更为顺滑。

每个第二导轨2上还分别布置有用于支撑衔接件4的支撑座8，支撑座8布置在第二导轨2的起始处，使衔接件4支撑布置在第二导轨2的起始处。逃生舱1撞击在衔接件4上后，衔接件4与支撑座8脱离并随逃生舱1降落。支撑座8包括弹性座81和转座82，转座82转动装配在弹性座81上，弹性座81沿水平方向弹性装配在第二导轨2上，衔接件4支撑在转座82上，逃生舱1撞击衔接件4后转座82转动，衔接件4失去转座82的支撑后随逃生舱1降落。

弹性座81包括纵杆811和横杆812，纵杆811和横杆812成t形布置，纵杆811沿竖直方向延伸，横杆812沿水平方向延伸。横杆812与纵杆811均为矩形框架结构，纵杆811上在纵杆811与横杆812的连接处布置轴承813，轴承813与纵杆811的轴向两端之间均顶压装配有弹簧814，轴承813与横杆812的顶端之间顶压装配有弹簧814，轴承813可沿纵杆811以及横杆812做弹性往复运动，纵杆811的中心为往复运动的平衡位置。纵杆811的轴向两端均布置有导向滚珠815，导向滚珠815有多个且沿水平方向间隔布置，第二导轨2上布置有与导向滚珠815适配的滑槽816，滑槽816与横杆812平行布置，导向滚珠815导向装配在滑槽816内。横杆812的底部也布置有导向滚珠815，第二导轨2上布置有与横杆812上的导向滚珠815适配的滑槽816，该滑槽816沿竖直方向延伸，使横杆812也可以上下滑动，保证轴承813可以上下往复运动。

转座82转动装配在弹性座81的轴承813上，转座82包括两个相互垂直的支撑臂821，两个支撑臂821成l形结构布置，两个支撑臂821的连接点与轴承813的内圈固定，使转座82可在轴承813上转动。衔接件4在进行装配后其连接件44支撑在支撑臂821上，进而支撑衔接件，支撑臂821与连接件44之间不固定，仅有竖直方向的支撑作用力。

第二导轨2上在两个滑槽816的端部均成型有沿竖直方向延伸的挡台83，转座82在支撑衔接件4时，在横杆812上的弹簧814的作用下，转座82的成竖直状态的支撑臂821被纵杆811弹性顶压在挡台83上，挡台83避免转座82翻转，转座82的位置保持固定，衔接件4的连接件44支撑在转座82的呈水平的支撑臂821上，此时弹性座81处于顶压位，衔接件4保持在第二导轨2的顶端而不会降落。

在逃生舱1带动导向件3上的悬台32落在承接台41上时，承接台41对转座82施加沿纵杆811方向的压力，转座82将该压力经过轴承813传递给弹簧814使纵杆811的下侧的弹簧814受到压缩，弹簧814压缩后轴承813向下运动，转座82随轴承813向下移动并使支撑臂821从挡台83处抽出，挡台83对转座82的挡力消失，在衔接件4的压力的作用下转座82绕轴承813转动。衔接件4在转动时对轴承813的力的方向由纵杆811方向向横杆812方向变化，轴承813压缩横杆812上的弹簧814，此时轴承813带动纵杆811在导向滚珠815的作用下沿滑槽816移动，纵杆811解除对转座82的顶压力，此时弹性座81处于解锁位。转座82在轴承813上转动，转座82转动九十度时支撑臂821对衔接件4的支撑力减小为零，由于轴承813做简谐运动从而使原本水平状态的支撑臂821呈竖直状态插入下端挡台83并固定，衔接件4随逃生舱1一起降落。

减速装置包括电磁铁7、导线6和减震弹簧5，电磁铁7固定在通道井与第二导轨2之间，电磁铁7的布置高度与第二导轨2的高度相同，导线6为衔接件4上的两个金属滚珠46之间的导线，衔接件4在第二导轨2上降落时是在电磁铁7的磁场中移动，衔接件4作为闭合电路的一部分切割电磁铁7产生的磁感线，同时导线6及其上串联的电阻形成另一回路，并与有衔接件4，第二导轨2所构成的回路并联连接从而使整个回路中的外电阻减小，衔接件4受到安培力，该安培力作为阻力减缓衔接件4的降落，即对逃生舱1、导向件3整体产生阻力，从而对逃生舱1的降落有减速作用，最终逃生舱1会以很小速度做匀速运动降落在通道井的底部。

减震弹簧5布置通道井的底部，减震弹簧5有多个，多个减震弹簧5布置在四个第一导轨10围成的区域之间，减震弹簧5作为减震器件用于吸收逃生舱1降落至底部时的动能，使逃生舱1可以平稳降落，减震弹簧可以为现有的液压弹簧。同时在减震弹簧5的外周围还布置有减震垫，减震垫布置在衔接件4的竖直方向的下方，减震垫为硅胶材质，减震垫用于对衔接件4进行缓冲，防止衔接件4产生损伤。

逃生舱1在复位时，可在通道井的顶端布置电机，电机通过挂钩将逃生舱1提升到预定位置并通过吊索固定在通道井上；衔接件4在复位时，在电磁铁7上通过电流，对衔接件4通电，衔接件4内的导线6产生向上的力将衔接件4抬升至原位，此时支撑座8的转座82的动作与逃生舱1降落时动作相逆。

通过调整第一导轨10、第二导轨2的高度以及电磁铁7的磁场强度，可以调节逃生舱1做匀速运动的速度，人为规定调节逃生舱1做匀速运动的速度后，也可以反过来确定第一导轨10、第二导轨2的高度以及电磁铁7的磁场强度。

具体原理如下，定义以下物理量：逃生舱1满载时的质量m，逃生舱1在磁场中降落时闭合电路的总电阻r，电磁铁7的磁通量b，衔接件4的两个承接台41之间的距离x，衔接件4的宽度y，逃生舱1在第一导轨10上做自由落体的高度h，逃生舱1在第二导轨2上减速降落的高度h，逃生舱1在第二导轨2上降落时的加速度a，重力常数g。其中逃生舱1满载时的质量m、衔接件4的两个承接台41之间的距离x、衔接件4的宽度y与重力常数g为已知量。

另外定义逃生舱1在第一导轨10上自由落体结束、导向件3与衔接件4衔接时的速度为vmax，定义逃生舱1在第二导轨2上匀速降落时的速度为vmin；则

由上述公式可知，

另外，逃生舱1匀速运动时受力平衡，因此可知，

fa＝mg

fa＝ibl

e＝blv

由上述可推导得出，

由上式可推导出，

在衔接件4中，两个金属滚珠46之间的导线6上连接了一个2欧姆的电阻，该2欧姆的电阻并联在闭合电路中，因此闭合电路的总电阻r不大于2欧姆，将闭合电路的总电阻放大后，可以将总电阻r取值为2欧姆。vmin为逃生舱1匀速降落时的速度，该速度可以由人为的设定，因此该速度可以认定为已知量，因此由上式可以确定电磁铁7的磁通量b，从而确定磁场强度。

逃生舱1在第二导轨2上降落时的加速度a(向上为正)为，

f合a＝mg

f合＝fa-mg

由上式可得出，

这时，根据上式中的加速度，vmin用无t方程进行表示：

由上述可得到一个v与x之间的隐函数，该隐函数成线性分布，当x与h相等时，v＝vmin，将该数值代入上式可得，

由上述可得到h-b之间的函数值，将前述解出的磁通量b代入之后可得到逃生舱1在第一导轨10上做自由落体的高度h，用楼层的总高度减去高度h可得到逃生舱1在第二导轨2上减速降落的高度h。

本实用新型的工作过程为：该适用于超高层建筑的火灾逃生系统可在大楼内部每一层分别布置，螺旋般环绕于大楼中心。在高层建筑发生火灾时，由大楼外部的供电设施对该火灾逃生系统的电磁铁7、导线6、以及逃生舱1顶部的吊索释放装置通电，人们进入逃生舱1内并释放吊索，在导向件3与第一导轨10的导向作用下，逃生舱1沿第一导轨10做自由落体运动；在导向件3上的悬台32与衔接件4上的承接台41接触时，导向件3与衔接件4衔接，衔接件4向支撑座8施加作用力，支撑座8的转座82由第二导轨2上的挡台83脱离开始转动，弹性座81由顶压位移动至解锁位，转座82转动九十度后衔接件4脱离支撑座8，逃生舱1、导向件3与衔接件4一同降落，衔接件4上的导线6切割电磁铁7的磁场，在安培力的作用下逃生舱1、导向件3、衔接件4做减速运动直至做匀速运动，逃生舱1降落在通道井的底部，减震弹簧5对逃生舱1进行缓冲，逃生舱1平稳降落后，人们开启逃生舱1并撤离至防空洞9内。

综上，本实用新型实施例提供一种适用于超高层建筑的火灾逃生系统，其在发生火灾时，利用大楼外部的电源对电磁铁进行通电，电磁铁在第二导轨周围形成稳定的磁场，人们进入逃生舱，逃生舱通过导向件在第一导轨上自由降落，在降落至第二导轨处时，导向件上的衔接部与衔接件衔接，衔接件在第二导轨组上滑动，此时衔接件上的导线切割电磁铁的磁场，衔接件在磁场中受到安培力，安培力对衔接件进行减速，使逃生舱的速度逐渐降低，逃生舱落到最低处后人们可从逃生舱内逃生，确保超高层建筑的人员可以安全撤离。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本实用新型的保护范围。

起点商标作为专业知识产权交易平台，可以帮助大家解决很多问题，如果大家想要了解更多知产交易信息请点击 【在线咨询】或添加微信 【19522093243】与客服一对一沟通，为大家解决相关问题。

此文章来源于网络,如有侵权,请联系删除