海上垂直式多功能升降装置、撤离系统及营救方法与流程

本发明属于救生装备技术领域，尤其是涉及一种海上垂直式多功能升降装置、使用此升降装置的撤离系统及营救方法。

背景技术

海上撤离系统一般泛指一类由释放装置，撤离轨道和救生筏构成的综合性海上救生设备，船舶发生紧急情况，释放装置释放，撤离轨道和救生筏释放成型后，工作人员协助人员迅速逃生的通道。目前海上撤离系统分为滑道式，气囊式等撤离方式。其中滑道式适用于海洋平台，其特点为撤离效率高；气囊式适用于船舶，其特点是结构简单。然而此两种结构在提升方面具有一定的缺陷，同时两种结构在救援伤员等特殊群体时具有一定的阻碍，本套垂直式多功能救援装置可弥补两项缺陷。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明旨在提出一种海上垂直式多功能升降装置、撤离系统及营救方法，既可以将海洋平台上的伤员等不方便运动的特殊群体平稳的输送到海面的登乘平台上，又可以将海面上的人员等快速平稳的输送到海洋平台上。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种海上垂直式多功能升降装置，包括升降机构和缓降机构，所述的升降机构包括由平行设置的两个外侧支架和两个内侧支架组成的支撑架、第一大槽轮、第二大槽轮、手摇绞盘、摩擦绞盘、一根动绳和两个安全座椅，所述的第一大槽轮设置在其中一个外侧支架上，所述的第二大槽轮设置在另一个外侧支架上，所述的摩擦绞盘设置在其中一个内侧支架上，所述的手摇绞盘设置在另一个内侧支架上，两个大槽轮等高设置，所述的第一大槽轮的高度高于手摇绞盘的高度；

一根所述的动绳的一端连接其中一个安全座椅，另一端依次绕过第一大槽轮、摩擦绞盘、手摇绞盘和第二大槽轮与另一个安全座椅连接，未工作状态下的所述动绳未脱离手摇绞盘，所述的手摇绞盘带动两个安全座椅同步下降和提升，工作状态下的所述动绳脱离所述手摇绞盘，所述的摩擦绞盘驱动动绳实现两个安全座椅的一升一降，在上端撤离时所述的摩擦绞盘手摇驱动，在下端援救时所述的摩擦绞盘由电机驱动；

每一个安全座椅配合一缓降机构，所述的缓降机构设置在由绞车带动的钢丝绳上，每一个所述的缓降机构控制各自安全座椅的缓速下降；

所述的缓降机构包括设置在缓降箱体内的缓降器，所述的缓降箱体被绞车带动的钢丝绳穿过，所述的缓降箱体与安全座椅通过柔性件连接，所述的缓降器由设置在安全座椅上的手刹机构触发，所述的缓降器包括第一液压缸、推进底板、齿轮传动机构、飞轮和液压阻尼缸，所述的第一液压缸的活塞杆带动推进底板移动，在所述的第一液压缸内的活塞杆上套设第一弹簧，所述的第一弹簧两端分别与活塞和第一液压缸固定连接，所述的齿轮传动机构设置在推动底板上，所述的飞轮与相应处的钢丝绳咬合，所述的飞轮带动齿轮传动机构运转，所述的液压阻尼缸抑制齿轮传动机构的转速；

所述的手刹机构包括手刹、连接杆、第二液压缸、连通第一液压缸和第二液压缸的连接导管，所述的连接杆一端与手刹连接，另一端穿入第二液压缸中与推板连接，在所述的第二液压缸内的连接杆上套设第二弹簧，所述的第二弹簧两端分别与推板和第二液压缸固定连接，所述的连接导管设置在柔性件内，按压所述的手刹带动连接杆推动第二液压缸内的推板将液压油通过连接导管推至第一液压缸中。

进一步的，每个所述安全座椅均通过背部的小槽轮与各自的大槽轮配合实现安全座椅在顶部的限位，具体为：两个大槽轮结构相同，均包括中间动绳导向槽和两侧的限位槽，所述的小槽轮包括动绳导向槽，小槽轮的所述的动绳导向槽和大槽轮的所述中间动绳导向槽位置相适应，小槽轮的两侧外壁与所述大槽轮的两侧的限位槽配合。

进一步的，所述手摇绞盘包括螺旋线相反设置的两个滚筒，两个所述滚筒之间设有挡板，所述的挡板上设有动绳离开手摇绞盘用的豁口。

进一步的，所述齿轮传动机构包括与飞轮连接的传动轴、设置在传动轴上的大齿轮和与大齿轮啮合的齿轮轴，所述的齿轮轴的一端通过联轴器与液压阻尼缸连接。

进一步的，所述缓降箱体由两个半箱体围合而成，且两个半箱体之间通过销连接，钢丝绳穿过两个半箱体之间，所述的缓降器设置在其中一个半箱体中。

进一步的，在设置缓降器的所述半箱体中设有推进底板导向限位用导轨，所述的推进底板通过法兰盘与第一液压缸内的活塞杆连接。

使用垂直式多功能升降装置的撤离系统包括撤离箱模块、撤离模块和释放回收模块，所述的撤离箱模块包括撤离箱和盖板，所述的释放回收模块包括绞车、钢丝绳、登乘平台和配重，所述的撤离模块为升降装置，所述的绞车和升降装置分别设置在撤离箱的两侧，所述的升降装置的支撑架底部通过盖板设置在撤离箱内，在所述的撤离箱底部升降装置对应的位置处设有释放通道，所述的绞车通过多根钢丝绳带动登乘平台和配重的升降，所述的配重设置在登乘平台的下部，收纳状态下的所述登乘平台、升降装置和配重均设置在撤离箱内，释放状态下的所述升降装置的支撑架底部的盖板搭在释放通道上。

海上垂直式撤离系统的营救方法为：

需要救援时，安装在撤离箱内的绞车开始工作，释放钢丝绳，配重与登乘平台开始下放，登乘平台到达海面后充气展开，此时绞车停止释放钢丝绳；

释放撤离系统的升降装置，操作人员通过手摇绞盘释放动绳，由于保持两滚筒上的绳的长度一致，两安全座椅下降的高度一致，动绳完全释放后，通过中间挡板的豁口处脱离手摇绞盘，两安全座椅所处的高度应为垂直撤离系统释放高度的一半，即悬停在登乘平台到撤离箱之间距离的中心高度位置，此为预备工况状态；

在预备工况状态下，当需要将海面上的人员进行救援时，上端的操作人员通过电机驱动摩擦绞盘，使一侧的安全座椅上升到对应的大槽轮位置处，则另一侧的安全座椅相反运动，到达海面上的登乘平台上，此时可以由登乘平台上的人乘坐安全座椅，操作人员在撤离箱内通过电机驱动摩擦绞盘带动下端乘坐人员的安全座椅上升，同时另一端不乘坐人员的安全座椅下降，当人员从下往上进入撤离箱内时，另一侧安全座椅运动到登乘平台上，然后进入往复状态，将海面上的人输送到上部撤离箱内；

在预备工况状态下，当需要撤离箱内的人员向下进行撤离时，操作人员通过手摇驱动摩擦绞盘将一侧的安全座椅提升至撤离箱内，同时另一侧安全座椅到达登乘平台上，撤离人员通过自身的重力作用下降，并在下降过程中撤离人员通过操纵手刹驱动缓降器从而控制安全座椅的下降速度，当下降到登乘平台上时，另一侧安全座椅被拉升至撤离箱内，从而进入往复状态，将撤离箱内的人下降至登乘平台上，当需要撤离箱内的人员向下进行撤离时，此处需要先在升降装置收纳状态下，将缓降箱体安装到相应的钢丝绳上，然后将缓降箱体与各自侧的安全座椅连接，再进入到升降装置的预备工况状态。

进一步的，当撤离系统需要回收时，升降装置开始工作进行回收动绳，缓降机构在安全座椅的带动下沿着钢丝绳回收至撤离箱内，绞车回收钢丝绳，钢丝绳拉起配重与登乘平台至撤离箱内，断开缓降机构与各自安全座椅的连接，拆除钢丝绳上的缓降机构。

进一步的，回收动绳的动作由带有两个滚筒的手摇绞盘完成，在收绳开始时，摩擦绞盘先工作一段时间，直至使两个安全座椅所处的高度相同时，启动手摇绞盘，由于手摇绞盘所处的高度低于第一大槽轮与第二大槽轮之间的动绳在工作状态下所处的高度，操作人员需要将处在手摇绞盘上空的动绳扭转一个角度，嵌入手摇绞盘的中间挡板上的豁口处，然后操作人员需手持动绳，使其缠绕两个滚筒一周后，松开动绳，通过摇手柄使两滚筒旋转，达到两侧同时收绳的目的。

相对于现有技术，本发明所述的一种海上垂直式多功能升降装置具有以下优势：

本发明所述的一种海上垂直式多功能升降装置，在提升时由电机驱动摩擦绞盘，海面上的人可乘坐安全座椅提升至海洋平台上；撤离时，通过手摇摩擦绞盘将安全座椅提升至海洋平台上，海洋平台上的人员通过自身重力下降到海面上，下降过程中，缓降机构的设置，采用常见的齿轮传动与液压缸推动，通过控制飞轮对钢丝绳的压迫状态来调节下降速度，此种垂直式的结构保证了伤员等特殊群体在撤离过程中避免发生碰撞从而避免了二次伤害，最终可平稳的撤离到海面上，同时缓降结构与安全座椅可实现往复的功能。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为海上垂直式撤离系统收纳状态示意图；

图2为海上垂直式撤离系统工作状态示意图；

图3为支撑架结构示意图；

图4为支撑架及安全座椅极限位置的结构示意图；

图5为图4中安全座椅极限位置处大槽轮与小槽轮配合示意图；

图6为手摇绞盘的结构示意图；

图7为工作状态下的缓降机构的原理图；

图8为工作状态下缓降箱体咬合钢丝绳的效果图；

图9为缓降器的结构示意图；

图10为手刹控速的原理图。

附图标记说明：

1-撤离箱；2-支撑架；3-动绳；4-钢丝绳；5-手刹；6-连接杆；7-中间动绳导向槽；8-小槽轮；9-第一大槽轮；10-第二大槽轮；11-销；12-右箱体；13-左箱体；14-齿轮轴；15-轴承；16-轴承盖；17-飞轮；18-大齿轮；19-传动轴；20-推进底板；21-液压阻尼缸；22-法兰盘；23-第一液压缸；24-联轴器；25-第二液压缸；26-第二弹簧；27-推板；28-安全座椅；29-连接导管；30-活塞；31-第一弹簧；32-活塞杆；33-手摇绞盘；34-摩擦绞盘；35-电机；36-登乘平台；37-配重；38-盖板；39-绞车；40-安全座椅固定绳；41-柔性件；42-缓降机构，43-限位槽，44-动绳导向槽,45-挡板，46-豁口，47-释放通道。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1-图10所示，一种海上垂直式多功能升降装置，包括升降机构和缓降机构42，所述的升降机构包括由平行设置的两个外侧支架和两个内侧支架组成的支撑架2，第一大槽轮9、第二大槽轮10、手摇绞盘33、摩擦绞盘34、一根动绳3和两个安全座椅28，所述的第一大槽轮9设置在其中一个外侧支架上，所述的第二大槽轮10设置在另一个外侧支架上，所述的摩擦绞盘34设置在其中一个内侧支架上，所述的手摇绞盘33设置在另一个内侧支架上，两个大槽轮等高设置，所述的第一大槽轮9的高度高于手摇绞盘33的高度；

一根所述的动绳3的一端连接其中一个安全座椅28，另一端依次绕过第一大槽轮9、摩擦绞盘34、手摇绞盘33和第二大槽轮10与另一个安全座椅28连接，未工作状态下的所述动绳3未脱离手摇绞盘33，所述的手摇绞盘33带动两个安全座椅28同步下降和提升，工作状态下的所述动绳3脱离所述手摇绞盘33，所述的摩擦绞盘34驱动动绳3实现两个安全座椅28的一升一降，在上端撤离时所述的摩擦绞盘34手摇驱动，在下端援救时所述的摩擦绞盘34由电机35驱动；

每一个安全座椅28配合一缓降机构42，所述的缓降机构42设置在由绞车39带动的钢丝绳4上，每一个所述的缓降机构42控制各自安全座椅28的缓速下降；

所述的缓降机构42包括设置在缓降箱体内的缓降器，所述的缓降箱体被钢丝绳4穿过，所述的缓降箱体与安全座椅28通过柔性件41连接，所述的缓降器由设置在安全座椅28上的手刹机构触发，所述的缓降器包括第一液压缸23、推进底板20、齿轮传动机构、飞轮17和液压阻尼缸21，所述的第一液压缸23的活塞杆32带动推进底板20移动，在所述的第一液压缸23内的活塞杆32上套设第一弹簧31，所述的第一弹簧31两端分别与活塞30和第一液压缸23固定连接，所述的齿轮传动机构设置在推动底板20上，所述的飞轮17与相应处的钢丝绳4咬合，所述的飞轮17带动齿轮传动机构运转，所述的液压阻尼缸21抑制齿轮传动机构的转速；

所述的手刹机构包括手刹5、连接杆6、第二液压缸25、连通第一液压缸23和第二液压缸25的连接导管29，所述的连接杆6一端与手刹5连接，另一端穿入第二液压缸25中与推板27连接，在所述的第二液压缸25内的连接杆6上套设第二弹簧26，所述的第二弹簧26两端分别与推板27和第二液压缸25固定连接，所述的连接导管29设置在柔性件41内，按压所述的手刹5带动连接杆6推动第二液压缸25内的推板27将液压油通过连接导管29推至第一液压缸23中。

每个所述安全座椅28均通过背部的小槽轮8与各自的大槽轮配合实现安全座椅28在顶部的限位，具体为：两个大槽轮结构相同，均包括中间动绳导向槽7和两侧的限位槽43，所述的小槽轮8包括动绳导向槽44，小槽轮8的所述的动绳导向槽44和大槽轮的所述中间动绳导向槽7位置相适应，小槽轮8的两侧外壁与所述大槽轮的两侧的限位槽43配合，安全座椅28在顶部的状态位置由大小两槽轮决定，当安全座椅28运动到顶端时，安全座椅28后面的小槽轮8碰撞支撑架2上的大槽轮，小槽轮8的两侧外壁恰好碰撞大槽轮两侧限位槽43，使其不会脱离大槽轮，小槽轮8的动绳导向槽44与大槽轮的中间动绳导向槽7保证动绳不会脱离，保证了其的稳定性。

所述手摇绞盘33包括两个滚筒c和d，两个所述滚筒c和d之间设有挡板45，所述的挡板45上设有动绳离开手摇绞盘33用的豁口46。手摇绞盘33在安装时位置要低于两个大槽轮所处的平面，当动绳3完全释放时，动绳3可以达到完全脱离手摇绞盘33的两个滚筒c和d的状态，从而避免了手摇绞盘33的干涉，使缓降机构42实现完整的往复的功能。

所述齿轮传动机构包括与飞轮17连接的传动轴19、设置在传动轴19上的大齿轮18和与大齿轮18啮合的齿轮轴14，所述的齿轮轴14的一端通过联轴器24与液压阻尼缸21连接。齿轮传动机构需要其他辅件进行支撑和定位，具体包括轴承15、轴承盖16和轴承盖支撑的箱体，所述的齿轮传动机构设置在轴承盖支撑的箱体上，所述的轴承盖支撑的箱体与推进底板20采用焊接的固接方式，所述的轴承15设置在齿轮轴14的另一端。

所述缓降箱体由两个半箱体(右箱体12和左箱体13)围合而成，且两个半箱体之间通过销11连接，钢丝绳4穿过两个半箱体之间，所述的缓降器设置在其中右箱体12中，两个半箱体用销11连接，能实现开合的功能，并在两侧开孔，用来咬合钢丝绳4，在海上垂直撤离系统的上部时，即在船上或平台上的撤离箱1内时，合上箱体，当人员到达海面的登乘平台36时，分开箱体。

在设置缓降器的右箱体12中设有推进底板20导向限位用导轨，所述的推进底板20通过法兰盘22与第一液压缸23内的活塞杆32连接，法兰盘22的主要作用是使第一液压缸23的活塞杆32的推力分散去推推进底板20，使其受力均匀，不会发生错位等情况影响工作状态。

使用海上垂直式多功能升降装置的撤离系统包括撤离箱模块、撤离模块和释放回收模块，所述的撤离箱模块包括撤离箱1和盖板38，所述的释放回收模块包括绞车39、钢丝绳4、登乘平台36和配重37，所述的撤离模块为升降装置，所述的绞车39和升降装置分别设置在撤离箱1的两侧，所述的升降装置的支撑架2底部通过盖板38设置在撤离箱1上，在所述的撤离箱1底部升降装置对应的位置处设有释放通道47，所述的绞车39通过多根钢丝绳4带动登乘平台36和配重37的升降，所述的配重37设置在登乘平台36的下部，收纳状态下的所述登乘平台36、升降装置和配重37均设置在撤离箱1内，释放状态下的所述升降装置的支撑架2底部的盖板38搭在释放通道47上。

海上垂直式撤离系统的营救方法为：

需要救援时，安装在撤离箱1内的绞车39开始工作，释放钢丝绳4，配重37与登乘平台36开始下放，登乘平台36到达海面后充气展开，此时绞车39停止释放钢丝绳4；

释放撤离系统的升降装置，操作人员通过手摇绞盘33释放动绳3，由于保持c，d滚筒上的绳的长度一致，两安全座椅28下降的高度一致，动绳3完全释放后，通过中间挡板45的豁口46处脱离手摇绞盘33，两安全座椅28所处的高度应为垂直撤离系统释放高度的一半，即悬停在登乘平台36到撤离箱1之间距离的中心高度位置，此为预备工况状态；

在预备工况状态下，当需要将海面上的人员进行救援时，上端的操作人员通过电机35驱动摩擦绞盘34，使一侧的安全座椅28上升到对应的大槽轮位置处，则另一侧的安全座椅28相反运动，到达海面上的登乘平台36上，此时可以由登乘平台36上的人乘坐安全座椅28，操作人员在撤离箱1内通过电机35驱动摩擦绞盘34带动下端乘坐人员的安全座椅28上升，同时另一端不乘坐人员的安全座椅28下降，当人员从下往上进入撤离箱1内时，另一侧安全座椅28运动到登乘平台36上，然后进入往复状态，将海面上的人输送到上部撤离箱1内；

在预备工况状态下，当需要撤离箱1内的人员向下进行撤离时，操作人员通过手摇驱动摩擦绞盘34将一侧的安全座椅28提升至撤离箱1内，同时另一侧座椅1到达登乘平台36上，撤离人员通过自身的重力作用下降，并在下降过程中撤离人员通过操纵手刹5驱动缓降器从而控至安全座椅28的下降速度，当下降到登乘平台36上时，另一侧安全座椅28被拉升至撤离箱1内，从而进入往复状态，将撤离箱1内的人下降至登乘平台36上，当需要撤离箱1内的人员向下进行撤离时，此处需要先在升降装置收纳状态下，将缓降箱体安装到相应的钢丝绳4上，然后将缓降箱体与各自的侧的安全座椅28连接，再进入到升降装置的预备工况状态。

当撤离系统需要回收时，升降装置开始工作进行回收动绳，缓降机构在安全座椅的带动下沿着钢丝绳4回收至撤离箱1内，绞车39回收钢丝绳4，钢丝绳4拉起配重37与登乘平台36至撤离箱1内，断开缓降机构42与各自安全座椅28的连接，拆除钢丝绳1上的缓降机构42。

回收动绳3的动作由带有两个滚筒的手摇绞盘33完成，在收绳开始时，摩擦绞盘34先工作一段时间，直至使两个安全座椅28所处的高度相同时，启动手摇绞盘33，由于手摇绞盘33所处的高度低于第一大槽轮9与第二大槽轮10之间的动绳3在工作状态下所处的高度，操作人员需要将处在手摇绞盘34上空的动绳3扭转一个角度，嵌入手摇绞盘33的中间挡板45上的豁口46处，然后操作人员需手持动绳3，使其缠绕两个滚筒一周后，松开动绳3，通过摇手柄使两滚筒c和d旋转，达到两侧同时收绳的目的。

救援与撤离两种工况状态下有如下区别：在救援工况状态下，将预备工况下的安全座椅28提升至撤离箱1内与提升人员的驱动方式均电机35；撤离工况状态下，将预备工况下的安全座椅28提升至撤离箱1内靠手摇摩擦绞盘34，下降人的驱动方式靠人的自身重力。缓降机构42与安全座椅28采用柔性件41连接，柔性件41内部包含连接导管29。当需要救援功能时，将缓降机构42拆下，仅保留安全座椅28，即救援工况下不使用缓降机构42；当需要撤离逃生功能，用柔性材料41将缓降机构42连接安装到安全座椅28上。

当海上垂直撤离系统展开工作时，钢丝绳4保持竖直绷紧状态，撤离人员坐在安全座椅28上，进行下滑撤离。安全座椅28与动绳3与安全座椅固定绳40采用固定连接，使其不产生滑动位移。

在下滑过程中，撤离人员通过操纵手刹5，带动连接杆6来控制推板27推进第二液压缸25的腔a内的液压油，使其沿着连接导管29进入第一液压缸23的腔b内，从而带动活塞头30推动活塞杆32运动。活塞杆32推动法兰盘22，从而带动推进底板20运动，最终使飞轮17运动，使其增大对钢丝绳4的咬合力，使其不会打滑。

飞轮17与齿轮轴14采用键连接，通过齿轮传动，带动液压阻尼缸21转动，从而提供摩擦力矩，增速齿轮的作用是将传动的转速增大，从而增大液压阻尼缸的摩擦力。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。