آسانسورهای هیدرولیکی

مقدمه :
انسان در اثر بر خورد با مشکلات روزمره برای جا به جایی اجسام سنگین و به دفعات فراوان و درحقیقت برای رفع نارسایی های جسمانی خود که همراه با پدید آمدن فرهنگ آسمان خراشها و آپارتمان نشینی بوجود آمده بود ناگزیر گردید که وسیله ای اختراع نماید تا بار این مسئولیت را به عهده گیرد. در اوایل قرن نوزدهم، وسیله ای که ما امروزه آن را آسانسور می نامیم پا به عرصه زندگی ما گذاشت و پس از آن هر روز بیشتر از دیروز در زندگی ما رسوخ نمود. اولین نوع آسانسور از نوع رانش هیدرولیکی بود که با استفاده از آب بعنوان سیال واسطه عمل می کرد. همانند سایر اختراعات ، آسانسورهای اولیه کارایی محدودی داشته و استفاده از آنها با مشکلات فراوانی همراه بود که این مشکلات به تدریج رفع گردید . در همین ضمن، آسانسورهای رانش کششی پا به عرصه وجود گذاشت و به نحو گسترده ای مورد استفاده قرار گرفت. اختراع آسانسورهای رانش کششی، نه تنها تاثیری بر بازار آسانسورهای رانش هیدرولیکی نداشت، بلکه باعث تخصصی تر شدن کاربری اینگونه آسانسورها گردید. بطوریکه امروزه راهکار حل مشکل جابجائی در موارد بسیاری تنها و تنها آسانسورهای رانش هیدرولیکی هستند.

طبقه بندی آسانسورها بر اساس نوع رانش :
در مقدمه، واژه های رانش کششی و رانش هیدرولیکی را بکار بردیم. به طور کلی می توان آسانسور ها را بر اساس رانش به دو نوع زیر تقسیم کرد که هر کدام در نوع خود دارای ویژگی هائی می باشد که در ادامه به آن می پردازیم.

آسانسور کششی

آسانسور هیدرولیکی

ویژگی های آسانسور رانش کششی:
این آسانسورها با سرعت بالا و در مسافت های زیاد عمودی، جایگاه مهمی در مهندسی حرکت دارند که در مجالی دیگر به شرح مبسوط این نوع خواهیم پرداخت.

ویژگی های آسانسور رانش هیدرولیکی :
در این نوع آسانسور، نیروی رانش از طریق تحت فشار نهادن سیالی نظیر روغن یا آب ایجاد شده و به جکهای هیدرولیکی منتقل و باعث ایجاد حرکت می گردد. آسانسور های هیدرولیک در ظرفیت های مختلف با طول مسیر حرکت کم به کار گرفته می شوند و معمولاً در ظرفیت های بالا نسبت به انواع کششی مقرون به صرفه تر می باشند . حرکت نرم و روان و قابلیت تنظیم سرعت ، دقت توقف در تراز طبقه ، شروع و خاتمه حرکت بدون شوک از مزایای این نوع آسانسورها است .
عدم نیاز به پیش بینی موتورخانه در بالای چاه و امکان قرار دادن آن در فضای دورتری از چاه نیز از مزیتهای این نوع میباشد . سیستم محرکه آسانسورهای هیدرولیک می تواند از نوع مستقیم یا غیرمستقیم باشد . در نوع مستقیم جک مستقیماً به یوک کابین متصل می گردد و در نوع غیرمستقیم از طریق حرکت سیم بکسل متصل به یوک کابین موجب جابجایی آن می شود در صورتیکه سیستم از نوع مستقیم باشد جک باید دارای شیر اطمینان مخصوص باشد در صورتیکه از نوع غیرمستقیم باشد کابین باید مجهز به سیستم ترمز اضطراری (پاراشوت) و کاورنر باشد .
در صورتیکه بیش از یک جک برای جابجایی کابین بکار رود باید بنحوی به همدیگر مرتبط شوند که فشار روغن آنها همواره یکسان باشد .در صورتیکه آسانسور هیدرولیک از نوعی باشد که نیاز به حفر چاه جهت استقرار جک باشد باید پیش بینی لازم جهت حفر این چاه به عمل آید (سیستم با جک مدفون) .
چاه جک (در صورت وجود) باید نسبت به نفوذ آب مقاوم شده و با دقت شاقولی 25 میلی متر در ارتفاع 3 متر اجرا گردد. ابعاد و نحوه اجرای چاه جک و یا سازه های مختلف اطراف چاه آسانسور (متناسب با نوع جک و سیستم حرکت کابین) باید از شرکتهای معتبر آسانسور اخذ شود .سایر الزامات مانند محاسبه تعداد ، ظرفیت ، جابجایی که برای آسانسورهای کششی مقرر شده ، برای آسانسورهای هیدرولیک نیز لازم الاجرا می باشد .

مزایای آسانسورهای هیدرولیکی:
بررسی آماری از نصب آسانسور های هیدرولیکی نشان میدهد که این نوع آسانسور،در بازار رواج یافته است. در حدود 70% کلیه آسانسورهای فروخته شده برای ساختمانهای جدید در آمریکا،آسانسورهای هیدرولیکی بوده که 70% آنها، از نوع اتصال مستقیم بوده اند.
آمار نشان می دهد که آسانسورهای هیدرولیکی مورد استقبال فراوان خریداران بوده و عامل مهمی در جابجائی در ساختمانهای مسکونی به شمار می روند.
آسانسورهای هیدرولیکی مزایای زیرین را در اختیار طراحان و بهره برداران قرار میدهند:
1- بهره برداری موثر تر از فضای ساختمان
الف- فضای مورد نیاز چاه آسانسورهای هیدرولیکی نسبت به آسانسورهای کششی، در حدود12%کمتر میباشد و چاه آسانسور هیدرولیکی نیاز به موتورخانه در بالا نداشته ولی به پیش بینی فضای بالاسری ( ( over headنیاز دارد .
ب- از آنجایی که آسانسور های هیدرولیکی نیرو و بار عمودی به اسکلت ساختمان تحمیل نمی کنند ، کلاس آهن کشی چاهک به طرز چشمگیری کاهش می یابد.
پ- از آنجایی که اتصالات مکانیکی بین پاور یونیت و چاهک آسانسورهای هیدرولیکی را لوله ها و شلنگ ها تشکیل می دهند، می توان از این قابلیت انعطاف استفاده نموده و بخش پاور یونیت را در محل مناسبی در شعاع تا 12 متر دورتر از سیلندر هیدرولیک و چاهک آسانسور نصب نمود.

2 – برای بالا بردن ظرفیت های سنگین بار، آسانسورها هیدرولیکی موثرترین وسیله می باشند .
هنگامی که مایل به استفاده از آسانسوری در مسیر های کوتاه و ظرفیتی بیش از 4000 کیلوگرم هستیم، اهمیت آسانسورهای هیدرولیکی آشکار تر می گردد. زیرا که بطور اصولی سیستم های هیدرولیکی ، دارای توان و نیروی بالا برنده قوی و راندمان مکانیکی خوب همراه با هزینه کمتر می باشند. و این امری است که تقریبا از عهده آسانسورهای کششی خارج است.
هنگامی که نیازی به سرعت های بالاتری نمی باشد ، آسانسورهای هیدرولیکی می توانند با ظرفیت های 57000 کیلو گرم و یا بیشتر عمل کنند. این میزان ظرفیت، وزن عادی برای واگن های پر بار سنگین و یا کامیون های بزرگ می باشد.
3 – پایین آمدن همراه با هزینه کمتر
از آنجایی که نیروی پایین آمدن آسانسورهای هیدرولیکی توسط نیروی جاذبه زمین تامین می گردد لذا هنگام فرود نیازی به استفاده از نیروی برق نبوده و مصرف انرژی نزدیک صفر می باشد . ضمن اینکه به خاطر همین ویژگی، طراحی و نصب سیستم نجات اضطراری در آسانسورهای هیدرولیکی بسیار ساده و ارزان می باشد.

محدودیت های آسانسورهای هیدرولیکی :
آسانسورهای هیدرولیکی مزایای فراوانی دارند لیکن همواره باید دقت شود که در کاربری های مناسب خود استفاده گردند . نتیجه کار برد نا مناسب آن می توان پر هزینه باشد. در نتیجه آگاهی و شناخت محدودیت های آسانسورهای هیدرولیکی برای آغاز یک طراحی خوب ضروری می باشد .
مهمترین محدودیت های آسانسورهای هیدرولیکی عبارتند از:
1 – با توجه به نیاز آسانسورهای هیدرولیکی به انتقال روغن جهت جا به جایی ، به ندرت می توان از آنها برای سرعت های بالای یک متر بر ثانیه استفاده نمود . زیرا در این صورت نیاز به موتور و پمپ تامین فشاری با توان بالا و طبیعتا گران خواهیم داشت .

2 – گاهی از اوقات و به علت تغییرات در درجه حرارت روغن هیدرولیک ، عملکرد آسانسورهای هیدرولیکی دستخوش نوسان می گردد. درجه حرارت روغن در آسانسورهای هیدرولیکی کم ترافیک به تدریج کاهش یافته ، در حالیکه در آسانسورهای هیدرولیکی پر ترافیک ، حرارت آن بالا میرود . لذا بایستی که دمای اتاقک محل نصب پاور یونیت آسانسورهای هیدرولیکی را کنترل نمود تا تغییرات حرارت روغن به حداقل برسد .

3 – قدرت مورد نیاز موتور آسانسورهای هیدرولیکی معمولا بیش از آسانسورهای کششی می باشد. لذا جهت رساندن برق به موتورخانه باید از کابلهای برق متناسب با قدرت موتور استفاده نمود تا از افت ولتاژ جلو گیری گردد . استفاده از مدار ستاره مثلث جهت راه اندازی موتور نیز به همین علت می باشد.
4 – هزینه های نصب و نگهداری یکی از ملاحظات اصولی در اغلب سیستم های هیدرولیکی می باشد . در سیستم جک مدفون که نیاز به حفر چاله های عمیق دارد، سوراخ کردن زمین برای نصب آسانسورهای هیدرولیکی ، خطرات بر خورد با موانع زیر زمینی را افزایش داده و احیانا هزینه های جانبی را به خریدار تحمیل می کند . اغلب قرار دادهای نگهداری آسانسورهای هیدرولیکی فاقد بخش هزینه تعویض قطعات زیرزمینی می باشد و این قسمت معمولا به کارفرما واگذار می گردد.
5 – اصولا آسانسورهای هیدرولیکی ، دستگاههایی هستند که حرارت فراوانی را ایجاد می کنند زیرا تمام انرژی که در پایین آمدن آسانسور به کار میرود تبدیل به حرارت شده و سیال واسطه آن حرارت را را جذب و درجه حرارت آن بالا میرود. این تغییر درجه حرارت اگر در خارج از دامنه استاندارد سیال یا اجزای مکانیکی باشد، باعث بروز تغییراتی در ترکیب سیال یا کارکرد صحیح قطعات مکانیکی شده و استفاده یا نگهداری آسانسور را با مشکل همراه می سازد.
6 – در سیستم هیدرولیک با جک مدفون ،سیستم پر فشار هیدرولیک و تجهیزات مربوطه مدفون در معرض حملات شیمیایی ، مکانیکی و الکترولیتی قرار دارند که می توانند موجب ضعیف شدن دیواره و نهایتا ایجاد نشتی در سیلندرهای هیدرولیک شوند. اقدامات فراوانی در جهت جلوگیری و یا کاهش خوردگی صورت گرفته است که از متداولترین آنها میتوان به استفاده از روکش های مخصوصی که جداکننده بخشهای مدفون از مجاورت مستقیم با سیالات زیر زمینی و خاک هستند اشاره نمود.
مشکل مهمی که هنوز لاینحل باقی مانده ، مربوط به ایجاد روشی می باشد که بتوان به آسانی و مقرون بصرفه قطعات مدفون در زمین را مورد بررسی و بازرسی قرار داد. منطقی ترین راه این است که بتوان کل مکانیزم جک را جهت بازرسی به بالای زمین انتقال داد، بطوری که بتوان به سهولت و در هر زمان لازم قطعات را بازبینی نمود .
علیرغم بالا بودن قیمت جک های تلسکوپی دو یا سه مرحله ای ، این نوع جک ها ، عمل کرد صحیح خود را به اثبات رسانده اند و اغلب مقررات ایمنی مد فون را مراعات می نمایند و به همین دلیل است که از این نوع جک ها تقریبا برای تجهیز کلیه ساختمانهای کوتاه استفاده می گردد.
صدمات وارده به کاسه نمد ها و بخش پکینگ جک های هیدرولیکی و در نتیجه نشت روغن ، یکی دیگر از مشکلات این نوع آسانسورها می باشد و به همین دلیل بایستی در نصب آنها دقت فراوان مبذول داشت.
در بسیاری از کشور های اروپایی ، مدتهاست که استفاده از آسانسورهایی که با جک غیر مستقیم و سیم بکسل عمل می کنند متداول بوده است. این سیستم و متعلقات مربوط ، کابین آسانسور را از طریق سیم بکسل به بالا و پایین هدایت می کند سیم بکسل نیز روی فلکه ای سوار است که توسط جک به حرکت در می آید. به این سیستم ها سیستم غیر مستقیم گفته می شود. چرا که جک نه بطور مستقیم که با استفاده از طناب فولادی و قرقره بندی لازم، کابین را جابجا می نماید.

سیستم جک مدفون

سیستم جک کنار

کاربردهای مناسب و نا مناسب آسانسور های هیدرولیکی

ارائه مثال های مناسب و غیر مناسب کاربردی زیرین ، برای استفاده از آسانسورهای هیدرولیکی ، می تواند مفید واقع شود .

مثال های مناسب کاربردی:
ساختمان مسکونی5،4،3،2،طبقه تا 200 آپارتمان.
بیمارستانهای کوچک ، کلینیک ها ، ساختمانهای بهداشتی تا 3 طبقه.
کارخانجات کوتاه صنعتی که نیاز به انتقال بار و یا مواد خام از وزن های سبک تا بسیار سنگین دارند.
پارکینگ های طبقاتی کوچک و بزرگ.
آسانسورهای مسافری.
آسانسورهای خانگیHOME LIFT که با برق تک فاز کار می کنند.
آسانسورهای پانوراما در هتل ها و مراکز تجاری.

مثال های نا مناسب کاربردی:
اغلب فروشگاه های بزرگ چندین طبقه ای با ترافیک بالا.
بیمارستانهای بیش از 4 طبقه و پر ترافیک.
نصب جک هایی که نیاز به حفر چاله های عمیق داشته که ممکن است با موانع زیرزمین فراوانی بر خورد داشته باشد.

محل استقرار موتور خانه
فضای استقرار پاور یونیت می تواند در شعاع دوازده متری محل جک قرار داشته باشد این فضا باید دارای وسعت کافی و درب ورودی مناسب بمنظور انتقال پاور یونیت بداخل آن داشته باشد . تهویه مناسب محل و خشک بودن فضا و زمین مربوطه و تمیزی کلی آن دارای مزایای فراوانی بوده و از مشکلات بعدی و جانبی میکاهد .حداقل ابعاد استاندارد موتورخانه آسانسور طبق استاندارد آسانسور EN-81 Part 2 برابر 2*2*2 متر میباشد.

اجزای آسانسور هیدرولیکی
با توجه به گفته های قبل اجزا تشکیل دهنده یک آسانسور هیدرولیکی بطور مختصر در ادامه شرح داده شده است .

تابلوی فرمان
تابلوی فرمان در کنترل آسانسور سه وظیفه مهم به عهده دارد .
دریافت فرامین و اجرای منطق حرکتی آسانسور .
ایمنی مسافر و پرسنل سرویس .
حفاظت از تجهیزات الکتریکی و هیدرولیکی .

نظر باینکه بسیاری از موارد در تابلوی فرمان آسانسورهای کششی و هیدرولیک مشترک می باشد لذا جهت اختصار به وجوهی از عملکرد سیستم کنترل که صرفا در آسانسورهای هیدرولیک وجود دارد پرداخته میشود.

مدار قدرت
معمولا در آسانسورهای هیدرولیکی جهت راه اندازی موتور از مدار ستاره مثلث استفاده می شود بطوریکه هنگام استارت مدار ستاره و پس از آن موتور بصورت مثلث تحریک می گردد . علت این امر کاهش جریان استارت می باشد . اجرای آن در تابلوی فرمان توسط کنتاکتورهای ST ( ستاره ) و DL ( مثلث ) انجام می شود و می بایست هر 6 سر سیم پیچی موتور آزاد باشد .

شیرها
در پاور یونیت های تیپ 90E – SOFT STOP سه شیر وجود دارد که شیر 16 در جهت پایین و شیر 20 در جهت بالا و شیر 22 در هر دو جهت فعال می شوند . بطوریکه هنگام دور اندازی شیر 22 در هر دو جهت قطع می گردد . ولتاژ شیرها 110VDC و جریان تحریک آنها 1A می باشد . دور انداز های اجباری ECA1 و ECAn در طبقه اول و آخر باعث قطع شیر 22 خارج از اختیار تابلوی فرمان می گردند .

سوئیچ های فشار
دو نوع سوئیچ فشار وجود دارد که یکی تیغه بسته و دیگری باز می باشد لذا از اولی در مدار سری استپ و دومی را می توان جهت سنسور OVERLOAD استفاده کرد با این ترتیب که پیچ تنظیم آنرا آنقدر بگردانیم که وقتی از حداکثر ظرفیت قدری گذشتیم فعال گردد .

ترموستات روغن
وسیله ای برای کنترل درجه حرارت روغن که هر گاه از 70 درجه سانتیگراد افزایش یابد کنتاکت آن قطع می گردد . این کنتاکت از طریق ترمینالهای T2 و T1 به مدار FTO مرتبط می گردد .

سنسور حرارتی موتور
یک سری PTC که داخل سیم پیچی موتور بوده و افزایش حرارت موتور را کنترل می کند و به ترمینال FTO و 100 متصل می گردد .

OIL RESISTOR ( گرم کن روغن )
از طریق ترمینالهای MOR و SOR یک برق 220V به آن متصل می گردد و این وسیله همواره درجه حرارت روغن را بالای 15 درجه سانتیگراد نگه می دارد . این امر موجب می گردد آسانسور در استارت های اولیه از نظر LEVELING و نرمی حرکت دچار مشکل نباشد.

شیر اضطراری برقی
علاوه بر شیر اضطراری شماره 17 که در روی پاور یونیت قرار داشته و بصورت دستی توسط سرویس کار فعال می گردد این شیر می تواند از هنگام قطع برق توسط فردی که داخل کابین محبوس گردیده ، فعال شود و آسانسور سر طبقه پائین هدایت گردد . این شیر از طریق یک شاسی داخل کابین به ترمینال LMA و مدار اضطراری تابلو متصل میگردد .

CARSLING یا فریم کابین
یکی از وسایلی است که عمدتا در آسانسور های هیدرولیک و در موارد بسیار معدود در آسانسورهای کششی کاربرد دارد . کاراسلینگ نقش فریم کابین را در آسانسور های هیدرولیکی DIRECT SIDE ( مستقیم از بغل ) و INDIRECT ( غیر مستقیم ) به عهده دارد.بطوری که کفشک ها و رولرها و پاراشوت روی آن مونتاژ شده و لذا کابین فاقد یوک می باشد . در سیستم های INDIRECT یک فلکه ( پولی ) با کفشک های مربوطه و قاب روی جک مونتاژ و توسط سیم بکسل به CARSLING متصل می گردد و ضمن اینکه در آسانسورهای DIRECT ، کاراسلینگ فاقد پولی و پاراشوت می باشد . در آسانسورهای هیدرولیکی که از CARSLING استفاده می گردد میتوان فقط از یک جفت ریل استفاده کرد که این ریل ها هم هدایت جک و پولی متصل به آن ، و هم CARSLING را به عهده می گیرند . فضای مورد نیاز برای اجرای ریل ها و جک ها تا ابتدای کابین معمولا 35cm از تمام شده آهن کشی می باشد .