预埋导轨式高层及超高层建筑消防救援系统

摘要

一种预埋导轨式高层及超高层建筑消防救援系统，包括预埋导轨、大轿厢、救援轿厢，所述预埋导轨埋设在建筑物墙体上，救援轿厢位于大轿厢的内部，大轿厢和救援轿厢上分别设置有安装板，通过安装板上的驱动装置与导轨配合连接，沿预埋导轨升降滑动，救援时，救援轿厢沿预埋导轨滑动进出大轿厢。本发明可以从系统上解决国内外现有消防设备与高层和超高层消防救援不相适应的技术难题，使得消防救援系统能够从建筑物外部快速爬升到建筑物的任意高度，对建筑物内部火灾点进行灭火并对受困人员实施紧急救援。

说明书

技术领域

本发明涉及一种预埋导轨式的高层及超高层建筑消防救援系统。

背景技术

火灾是最经常、最普遍地威胁公众安全和社会发展的主要灾害之一。针对 各种可能发生的高层建筑火灾事故，安全、有效地实施消防救援作业是目前消 防领域一大技术难题。目前最先进的消防车的工作高度可达101米，但装备的 举高能力远远落后于高层建筑高度的发展,我国的消防救援装备能力与高层建筑 的快速发展相失衡。

本发明的目的就是针对高层及超高层建筑消防救援困难的问题，提供了一 种新型消防救援系统，使得消防救援系统能够从建筑物外部快速爬升到建筑物 的任意高度，对建筑物内部火灾点进行灭火并对受困人员实施紧急救援。

发明内容

本预埋导轨式高层及超高层消防救援系统，主要由大轿厢、救援轿厢和预 埋导轨组成。大轿厢和救援轿厢是两个可以结合为一体而实施整体运动的系统， 大轿厢在运输状态下将救援轿厢套在内侧，在进行消防救援时，大轿厢主要承 担火灾现场的灭火和救人工作，而救援轿厢主要进行人员和物品的运输任务。 大轿厢主要由驱动系统、安全装置、信息与控制系统、临时载人舱、救援轿厢 停泊舱、左平台、右平台、救援轿厢口封板、临时载人舱侧门、梯子、装有轻 型消防器材的上部夹层和上部消防站台等组成。驱动系统和安全装置等都置于 大轿厢外侧的上半部。驱动装置由与固定在墙体上齿条啮合的齿轮，背压轮、 导行轮、减速器和变频电机等组成。救援轿厢的驱动系统和安全装置等都置于 轿厢外侧的下半部。驱动装置的形式与大轿厢相同，由与固定在墙体上齿条啮 合的齿轮、背压轮、导行轮、减速器和变频电机等组成。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

本发明包括预埋导轨、大轿厢、救援轿厢，所述预埋导轨埋设在建筑物墙 体上，救援轿厢位于大轿厢的内部，大轿厢和救援轿厢上分别设置有安装板， 通过安装板上的驱动装置与导轨配合连接，沿预埋导轨升降滑动，救援时，救 援轿厢沿预埋导轨滑动进出大轿厢。

进一步地，所述的预埋导轨包括主导轨、副导轨和滑线槽，主导轨、副导 轨和滑线槽均部分预埋在建筑物墙体内，与大轿厢和救援轿厢配合的主导轨和 副导轨均置于墙体外侧，滑线槽连接大轿厢和救援轿厢的电机电源线。

进一步地，所述的大轿厢包括上部消防站台、夹层、梯子、临时载人舱、 折叠拉杆、左平台、信息与控制平台、救援轿厢停泊舱、右平台、驱动装置、 安全装置，所述大轿厢顶端为装载的轻型消防器材的夹层，在夹层上部设置消 防站台，消防站台四周设置可伸缩的栏杆，夹层下方并列设置临时载人舱和救 援轿厢停泊舱，消防站台上还设有连通临时载人舱的顶盖，消防人员通过打开 顶盖进入临时载人舱，救援轿厢停泊舱的救援轿厢进出舱口处设置可转动的厢 口封板，在救援轿厢脱开后厢口封板自动封住舱口，使临时载人舱和救援轿厢 停泊舱连成一体，左右相通，在救援轿厢升入救援轿厢停泊舱内时，厢口封板 翻转立起，置于救援轿厢停泊舱和救援轿厢之间，所述的左、右平台分别位于 大轿厢的两侧，驱动装置和安全装置均置于大轿厢上半部与墙体相邻侧的安装 板上，信息与控制平台设置于临时载人舱内。

进一步地，所述左平台和右平台结构相同，均为可折叠平台，分别通过两 折叠拉杆对称设置于大轿厢两侧。

进一步地，所述驱动装置包括与固定在墙体上的主导轨齿条啮合的驱动齿 轮、平行导向装置、竖直导向装置、减速器和变频电机，所述变频电机连接减 速器，减速器输出轴端连接驱动齿轮，在驱动齿轮和主导齿条轨啮合时，平行 导向装置分置于主导轨及副导轨两侧的与主导轨齿条垂直的两个端面，竖直导 向装置分置于与导轨齿条平行的两侧端面，夹持主导轨。

进一步地，所述平行导向装置为四组，对应主导轨和副导轨分别设置两组， 每组均包括固定板和两个导向轮，所述两导向轮并列设置在固定板上，夹持主 导轨或副导轨与主导轨齿条垂直的两个端面。

进一步地，所述竖直导向装置包括导行轮、背压轮、转动臂及固定耳板， 所述导行轮连接臂端与安装板Ⅰ另一侧的转动臂连接，转动臂通过固定耳板固 定在安装板Ⅰ上不同位置，带动导行轮转动，在驱动齿轮和主导轨齿条啮合时， 背压轮和导行轮分置于与主导轨齿条平行的两侧端面。

进一步地，所述大轿厢和救援轿厢的安装板上还设置有安全装置，所述安 全装置为防坠安全器，其防坠安全器齿轮与主导轨齿条啮合。

进一步地，所述救援轿厢还设有人员和物品运输的通行门。

本发明的有益效果是：

本发明的高层和超高层消防救系统可以由专用特种车辆运输快速抵达现场， 能够自行起吊并在人力辅助下可进行快速安装和拆卸轿厢组；

本发明的大轿厢与救援轿厢由交流变频电机驱动，驱动齿轮与预埋导轨上 的齿条啮合，消防人员操控轿厢使其可沿墙体上预埋的导轨上下升降运行，快 速到达着火点进行消防和救援并能平稳快速的回落；

本发明的高层和超高层消防救援系统具有独立供电能力，由专业特种车辆 的发电机与墙体预埋的滑线电缆槽相连接以实现供电，使得系统不受现场供电 状态限制；

本发明具有完善的安全装置，能够防止轿厢超速坠落及冒顶，在控制与管 理系统中采用了PLC、光电码盘、激光测距和两轿厢之间的无线通讯，可以确 保两轿厢在同一导轨上安全运行。

附图说明

图1为本发明立体结构示意图。

图2为图1中预埋导轨结构示意图。

图3为图2的剖面图。

图4为图1中大轿厢的结构示意图。

图5为图4的左视图。

图6为图1中救援轿厢的结构示意图。

图7为图6的左视图。

图8为图7中的驱动装置及安全装置的结构示意图。

图9为图8的俯视图。

图10为图9中驱动系统及安全装置的后视图。

图11为图9中驱动系统及安全装置靠在预埋导轨上的后视图。

图12为图11中驱动系统及安全装置靠在预埋导轨上正位后的后视图。

图13为图12中导行轮转至与导轨相切的后视图。

图14为图13中导向轮安装到位后安装滑线器14的后视图。

图15为图14的正视图。

图中：

1.预埋导轨，11.主导轨，111.主导轨齿条，112.预埋板，113.预埋钩，12.滑 线槽，121.滑线槽部件，122.圆钢，13.副导轨，131.副导轨弯板；14.滑线器；

2.大轿厢，201.上部消防站台，202.夹层，203.梯子，204.临时载人舱， 205.折叠拉杆，206.左平台，207.临时载人舱侧门，208.厢口封板，209.信息与 控制平台，210.救援轿厢停泊舱，211.右平台，213.顶盖，214.把手，215.工具 组门，216.栏杆；

3.救援轿厢，31.上盖板，32.结构架，33.救援轿厢侧门，34.安装板Ⅱ，35. 下盖板，36.后背板；

4.驱动装置，401.安装板Ⅰ，402.背压轮，403.减速器，404.变频电机，405. 导向轮，406.导行轮；407.转动臂，408.固定耳板；409.连接耳板，410固定板， 411.驱动齿轮；

5.安全装置，51.防坠器齿轮。

具体实施方式

下面结合附图和实施例详细描述本发明。

实施例1：如图1所示，本发明包括预埋导轨1、大轿厢2和救援轿厢3， 所述预埋导轨1埋设在建筑物墙体上，救援轿厢位于大轿厢的内部，大轿厢和 救援轿厢上分别设置有安装板，通过安装板上的驱动装置与导轨配合连接，沿 预埋导轨升降滑动，救援时，救援轿厢沿预埋导轨滑动进出大轿厢。

如图2、图3所示，所述的预埋导轨1包括主导轨11、副导轨13和滑线 槽12，主导轨11、副导轨13和滑线槽12均部分预埋在建筑物墙体内，与大轿 厢2和救援轿3厢配合的主导轨11和副导轨13均置于墙体外侧，滑线槽12连 接大轿厢2和救援轿厢3的电机电源线。

所述主导轨11由主导轨齿条111与预埋板112由紧定螺钉连接，预埋板112 两侧每隔2米对称焊接两个预埋钩113，预埋板部分预埋到墙体内。所述的滑线 槽部件121与圆钢122及预埋钩113焊接，圆钢部分预埋到墙体内。所述的副 导轨弯板131与预埋钩焊接，副导轨弯板部分预埋到墙体内。以上所述的所有 预埋钩均完全预埋到墙体内。

如图4、图5所示，所述的大轿厢2主要负责火灾现场的灭火和救人工作， 包括上部消防站台201、夹层202、梯子203、临时载人舱204、折叠拉杆205、 栏杆216、左平台206、信息与控制平台209、救援轿厢停泊舱210、右平台211、 驱动装置4和安全装置5，所述大轿厢2顶端为装载的轻型消防器材的夹层202， 在夹层202上部设置消防站台201，消防站台201四周设置可伸缩的栏杆216， 夹层202下方并列设置临时载人舱204和救援轿厢停泊舱210，消防站台201上 还设有连通临时载人舱204的顶盖213，消防人员通过打开顶盖213进入临时载 人舱204，救援轿厢停泊舱210的救援轿厢进出舱口处设置可转动的厢口封板 208，在救援轿厢3脱开后厢口封板208自动封住舱口，使临时载人舱204和救 援轿厢停泊舱210连成一体，左右相通，在救援轿厢3升入救援轿厢停泊舱210 内时，厢口封板208翻转立起，置于救援轿厢停泊舱210和救援轿厢3之间， 所述的左、右平台206、211分别位于大轿厢2的两侧，驱动装置4和安全装置 5均置于大轿厢2上半部与墙体相邻侧的安装板Ⅰ401上，信息与控制平台209 设置于临时载人舱204内，方便操作人员操作。

所述夹层202上设有多个工具组门215，内置消防工具，包括消防水枪、破 拆工具、消防水泵、消防水带、灭火器、消防灭火弹等，在上部消防站台201 可以随时方便取放。

所述左、右平台206、211结构相同，均为可折叠平台，分别通过两折叠拉 杆对称设置于大轿厢两侧。都可以由拉杆支撑向外部推下放平，其上设有折叠 式扶手栏杆216，通过放下的平台可以接近建筑物窗口以实施消防救援。不用时 折起可以起到轿厢门的作用。临时载人舱侧门207安装在临时载人舱靠近救援 轿厢的一侧。所述的拉杆205是由长、短两拉杆通过铆钉连接的可折叠杆。

如图6、图7所示，所述的救援轿厢3，主要负责人员和物品的运输任务。 救援轿厢3包括上盖板31、救援轿厢焊接结构架32、救援轿厢侧门33、安装板 Ⅱ34、下盖板35、后背板36、驱动装置4及安全装置5，救援轿厢3主体结构 是由铝合金矩形管及方管焊接形成的救援轿厢焊接结构架32，上层焊接上盖板 31，救援轿厢3左右两侧安装两组救援轿厢侧门33，救援轿厢3底部焊接花纹 板做的下盖板35，救援轿3的驱动装置4与安全装置5与大轿厢2相同，安装 于救援轿厢3后背板36的外侧下半部的安装板Ⅱ34上。

所述的救援轿厢3主要用于人员和物品运输，轿厢两侧设有通行门，通行 门只有在进入救援轿厢停泊舱和落地后才能打开。在进入救援轿厢停泊舱后， 人员和物品可以通过通行门进出救援轿厢。

如图8-图15所示，所述驱动装置4包括与固定在墙体上的导轨齿条111 啮合的驱动齿轮411、平行导向装置、竖直导向装置、减速器403和变频电机 404，所述变频电机404连接减速器403，减速器403输出轴端连接驱动齿轮411， 在驱动齿轮411和主导轨齿条111啮合时，平行导向装置分置于主导轨11及副 导轨13两侧的与主导轨齿条111垂直的两个端面，，竖直导向装置分置于与导 轨齿条111平行的两侧端面，夹持主导轨11。

所述平行导向装置为四组，对应主导轨11和副导轨13分别设置两组，每 组均包括固定板410和两个导向轮405，所述两导向轮405并列设置在固定板 410上，夹持主导轨11或副导轨13与主导轨齿条111垂直的两个端面。

所述竖直导向装置包括导行轮406、背压轮402、转动臂407及固定耳板 408，所述导行轮406连接臂端与安装板Ⅰ另一侧的转动臂407连接，转动臂407 通过固定耳板408固定在安装板Ⅰ上不同位置，带动导行轮406转动，在驱动 齿轮411和主导轨齿条111啮合时，背压轮402和导行轮406分置于与主导轨齿 条111平行的两侧端面。

所述大轿厢2和救援轿厢3的安装板上还设置有安全装置5，所述安全装 置5为防坠安全器，其防坠安全器齿轮51与主导轨齿条111啮合。

本发明的工作过程：

如图1所示，通过专用特种运输车将本发明的轿厢组吊起并移送到发生火 灾建筑的预埋导轨附近，在人工的协助下实施快速安装，处于运输安装状态。

其安装过程如下所示：

(1)首先由专用特种运输车的起重臂将大轿厢2竖起并解开轿厢下部与起 重臂之间的连接锁，再调整起重臂的位姿，使轿厢驱动机构一侧对着墙体导轨 的方向，图2是导轨和滑线槽在墙体上布置图，图10是轿厢驱动装置与墙体导 轨结合一侧图；

(2)由人力推动整体大轿厢2，使墙体上主导轨11进入大轿厢2的驱动齿 轮411和主导轨11的背压轮402中间，如图11所示；

(3)再次推动大轿厢使驱动齿轮411与主导轨齿条111相啮合，并注意运行 在主导轨11和副导轨13上的所有导向轮405在轨道上，如图12所示；

(4)转动大轿厢2内侧安装板Ⅰ407及救援轿厢3的安装板Ⅱ36上的转动 臂407，使与之同轴的背压轮402压在主导轨齿条111的背侧轨道上，再将转动 臂407固定，如图13-图15所示；

(5)将两轿厢的动力线与滑线槽12的滑线器14快速连接，并连通专用特种 运输车的发电机与供电滑线槽之间的电缆，启动发电机就可以为两轿厢供电。

本发明升降运行过程如下所示：

1.系统安装到墙体预埋导轨1上，安装后以两轿厢组合的形式进行运行，消 防救援人员进入大轿厢2内。驱动齿轮411与主导轨齿条111啮合，能以最大 65m/min的速度迅速爬升到着火点。

2.消防人员站在消防站台201上可方便地使用夹层202中的灭火工具。消防 站台201上还留有一通道口，消防人员可以通过打开顶盖213，沿着梯子203在 消防站台201与临时载人舱204间移动。

3.消防救援人员将根据实际情况，展开左、右平台206、211，安装好栏杆 216后，被救人员可进入救援轿厢3。被救人员进入救援轿厢3有三条路径：一， 被救人员可从左平台206进入临时载人舱204，通过临时载人舱侧门207进入救 援轿厢3；二，被救人员直接通过右平台211进入救援轿厢3；三，被救人员进 入上部消防站台201，打开顶盖213，沿着梯子203进入临时载人舱204，通过 临时载人舱侧门207进入救援轿厢3。

4.转动把手214，大轿厢2与救援轿厢3解除连接，被救人员可以通过救援 轿厢以最大85m/min速度输送到地面，还能以同样的速度进行消防人员和物品 的运输。

5.临时载人舱204与救援轿厢停泊舱210相邻，在救援轿厢3脱开后厢口封 板208自动封住舱口，使两舱连成一体，左右相通，在救援轿厢3升入救援轿 厢停泊舱210内时将厢口封板208顶起。救援轿厢3主要用于人员和物品运输， 救援轿厢3两侧带有通行门，通行门只有在进入救援轿厢停泊舱210和落地后 才能打开。在进入救援轿厢停泊舱210后，人员和物品可以通过通行门进出救 援轿厢3。救援轿厢3升回到救援轿厢停泊舱210时，把手214自动连接大轿厢 2与救援轿厢3。

6.大轿厢2到达着火点后还可以以0～44m/min的速度运行，此时重点是灭 火和人员搜救。搜救出来的人员等救援轿厢3回位到救援轿厢停泊舱210后方 可进入救援轿厢3实施救援。

7.完成救援后，大轿厢2与救援轿厢3可以连接后同时回落，也可以分别回 落到地面。