1397/08/01 15:47:24

آسانسور هیدرولیکی

 

در آسانسور هیدرولیکی عامل حرکت کابین، مجموعه سیلندر و پیستون هیدرولیکی بوده که می تواند وزنه تعادل نیز داشته باشد. آسانسور هیدرولیک معمولا برای ارتفاع و سرعت کم کاربرد دارد. این نوع از آسانسورها قبل از اختراع آسانسور های کششی در امریکا رواج داشته است. از آسانسورهای هیدرولیک جهت حمل ونقل بارهای سنگین در آسانسورهای اتومبیل بر، باربر و همچنین در ساختمان های مسکونی با ارتفاع کم استفاده می گردد. آسانسور هیدرولیکی در ساختمان های کم ارتفاع ( در ایران تا حدود 18 متر و با سرعت 0٫75m/sو در آمریکا تا 30 متر و سرعت 1m/s ) یکی از انتخاتهای ایده آل می باشد.

 

انواع سیستم های هیدرولیک:

 


انتقال نیرو به کابین در آسانسورهای هیدرولیک براساس محل جانمایی و نوع قرارگیری جک به انواع مستقیم و غیرمستقیم تقسیم میگردد.


سیستم هیدرولیک مستقیم (Direct) :

 

در روش مستقیم، پیستون مستقیما به کابین متصل گردیده، لذا سرعت و مقدار حرکت جک همواره با حرکت کابین برابر می باشد. روش مستقیم ساده ترین و ایمن ترین روش استقرار جک بوده و در آسانسورهای باری با ظرفیت بالا و تراول های کم از این روش بیشتر استفاده می گردد.

محل قرارگیری جک نسبت به کابین در روش مستقیم می تواند به دو صورت ذیل انجام پذیرد:

 

سیستم هیدرولیک مستقیم مرکزی(جک در زیر کابین): در صورتی که جک مستقیما به زیر کابین متصل گردد آنرا (Direct Central) گویند.

سیستم هیدرولیک مستقیم جانبی(جک مجاور کابین): در صورتی که در سیستم هیدرولیک جک مستقیما به زیر یوک بالای کابین متصل گردد، به آن (Direct Side) گفته می شود.

 

سیستم هیدرولیک غیرمستقیم (هیدروبکسل) Indirect :

 

در این روش، پیستون باعث حرکت پولی گردیده، پولی از طریق چند رشته سیم بکسل (که یک سر آنها به کاراسلینگ و سر دیگر در کف چاله آسانسور مهار گردیده) باعث حرکت کابین می شود. با استقرار غیرمستقیم جک، امکان استفاده از جک با نصف طول تراول میسر شده که این امر موجب صرفه جویی اقتصادی در بسیاری از پروژه ها می گردد.

جهت افزایش ضریب ایمنی در آسانسورهای هیدرولیکی غیر مستقیم، سنسورهایی بر روی سیم بکسل ها تعبیه گردیده که در صورت قطع یا خروج یکی از سیم بکسل ها (حداقل 2 سیم بکسل در این آسانسورها باید پیش بینی شده که ضریب ایمنی هریک حداقل 16 باشد.) از محل خود مدار فرمان آسانسور قطع شده، تغذیه الکتروموتور پمپ روغن نیز از مدار خارج می شود.

 

سیستم هیدرولیک دوبل غیرمستقیم (Double Indirect):

 

در صورت وجود فضای کافی بخصوص در آسانسورهای هیدرولیکی که برای جابجایی بیش از 2 تن استفاده می گردد می توان از ترکیب چند جک استفاده نمود. در این نوع آسانسور جک در دو طرف کابین تعبیه گردیده و به این ترتیب می توان بارهای سنگین تری را در مقایسه با آسانسور با جک تکی حمل نمود. یکی از نکات مهم در این آسانسورها حرکت متوازن جک ها با سرعت یکسان است، که در غیر اینصورت باعث عدم تعادل کابین در حین حرکت خواهد گردید. عموما استفاده از لوله بالانس در این خصوص توصیه میگردد.

 

انواع جک های هیدرولیک:

 

جک یک مرحله ای (single stage) :

جک های یک مرحله ای عمدتا به دلیل هزینه کم ، بیشترین کاربرد را دارند.

 

جک چند مرحله ای (Telescopic) :

 

در مواردی که در حفر چاه برای نصب جک محدودیت وجود داشته باشد یا طول تراول زیاد باشد از جک های چند مرحله ای استفاده می گردد. عموما هزینه تامین جک چند مرحله ای بسیار زیاد می باشد. معمولا جک های چند مرحله ای در دو نوع دو مرحله ای (2 Stage) و سه مرحله ای (3 Stage) تولید می گردند. در برخی پروژه ها که طول مسیر حرکتی طولانی می باشدُ بعلت محدودیت های ناشی از حمل و نقل و جایگذاری جک در چاهک آسانسور، جکهای یک مرحله ای به صورت دو تیکه تولید و در محل پروژه نصب می گردند.

 

مزایای آسانسورهای هیدرولیک:

 

  • نیروی کم و قدرت زیاد
  • عدم نیاز به سقف چاه مستحکم
  • عدم نیاز به فضای موتورخانه در بالای چاه آسانسور
  • ایمنی بیشتر مخصوصا در هنگام وقوع زلزله
  • نرمی حرکت و دقت در توقف (مشابه سیستم 3vf)
  • توانایی بالابردن بارهای سنگین: هنگامی که نیاز به استفاده از آسانسور با تراول کوتاه و ظرفیت زیاد باشد اهمیت آساسور های هیدرولیکی آشکارتر می گردد. سیستم های هیدرولیک، دارای توان، نیروی بالا برنده قوی و راندمان مکانیکی مناسب می باشند. هنگامی که نیازی به سرعت های بالاتری نباشد، آسانسورهای هیدرولیکی می توانند با ظزفیت های 5700 یلوگرم یا بیشتر عمل نموده که این وزن ها عموما مربوط به واگن های پر بار سنگین و یا کامیون های بزرگ می باشد
  • کاهش ابعاد آهنکشی: از آنجایی که آسانسورهای هیدرولیکی نیرو و بار عمودی به اسکلت ساختمان اعمال نمی کند ابعاد آهنکشی چاهک به طرز چشمگیر کاهش می یابد.
  • بهره برداری موثرتر از ساختمان: فضای مورد نیاز برای چاه آسانسور هیدرولیک 12 درصد کمتر از چاه آسانسور کششی می باشد. آسانسور هیدرولیک نیاز به فضای موتورخانه در بالا نداشته اما نیاز به OverHead بیشتری در نوع مستقیم دارند.
  • جانمایی مناسب براساس محدودیت ها: 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 خصوصیت قابلیت انعطاف استفاده نموده و بخش پاوریونیت (موتورخانه) را در محل مناسبی با فاصله 6 متری از سیلندر هیدرولیک نصب نمود.
  • حداقل هزینه در زمان حرکت به سمت پایین: از آنجایی که نیروی پایین آمدن آسانسورهای هیدرولیکی توسط جاذبه زمین تامین می گردد لذا هنگام فرود نیازی به استفاده از نیروی برق نبوده و مصرف انرژی در زمان حرکت به سمت پایین نزدیک به صفر می باشد. ضمن اینکه به خاطر همین خصیصه طراحی و نصب سیستم اضطراری Black Out در آسانسورهای هیدرولیکی بسیار ساده و ارزان می باشد.

 

معایب آسانسورهای هیدرولیک:

 

  • محدودیت تراول: استفاده از آسانسورهای هیدرولیک برای تراول های کمتر از 20 متر توصیه میگردد.
  • محدودیت سرعت: حداکثر سرعت آساسنورهای هیدرولیک عموما 1 متر بر ثانیه بوده و بیشتر از آن به صرفه نمی باشد. با توجه به نیاز آساسنورهای هیدرولیک به انتقال روغن جهت جابجایی، به ندرت می توان از آن برای سرعت های بالاتر از یک متر بر ثانیه استفاده نمود.
  • محدودیت تعداد استارت در ساعت (کمتر از 90 استارت در ساعت)
  • استفاده از روغن و خطر نشت و آلودگی
  • خرابی مکرر اورینگ، پکینگ ها و نیز احتمال نشتی روغن: صدمات وارده به کاسه نمدها و بخش پکینگ جک های هیدرولیکی یکی دیگر از مشکلات این آسانسورها می باشد و به همین دلیل بایستی در نصب آنها دقت فراوان مبذول داشت.
  • ایجاد حرارت: اصولا آسانسورهای هیدرولیکی حرارت فراوانی تولید می کنند، زیرا کلیه انرژی که در پایین آمدن آسانسور به کار می رود تبدیل به حرارت شده که در نتیجه روغن آن حرارت را جذب نموده و درجه حرارت آن بالا می رود.
  • حجیم بودن تجهیزات (مانند جک، پاوریونیت و...)
  • عمق زیاد حفر زمین برای جایگذاری جک
  • عمر مفید تجهیزات (کمتر از 20 سال)
  • احتمال بروز اختلال در کارکرد: گاهی اوقات به علت تغییرات در درجه حرارت روغن هیدرولیک، عملکرد آسانسورهای هیدرولیکی دستخوش نوسان می شود، درجه حرارت روغن در آسانسورهای هیدرولیکی کم ترافیک به تدریج کاهش یافته، در حالیکه در آسانسورهای هیدرولیکی پر ترافیک، حرارت آن بالا می رود. لذا بایستی که حرارت اتاقک پاوریونیت آسانسورهای هیدرولیکی را کنترل نمود تا تغییرات حرارت روغن به حداقل برسد.
  • هزینه های زیاد در صورت انتخاب نامناسب: در صورتی که نوع کاربری آسانسورمناسب ترافیک مسافر نباشد، هزینه های تعویض قطعات، خرابی های مکرر و... زیاد خواهد بود.
  • عدم امکان بازرسی قطعات و جکهای دفن شده: سیستم پرفشار هیدرولیک و تجهیزات مربوط مدفون که لازمه نصب برخی از آسانسورهای هیدرولیکی می باشند، همواره در معرض حملات شیمیایی، مکانیکی و الکترولیتی قرار داشته که می توانند موجب نشتی سیلندرهای هیدرولیک گردند. اقدامات فراوانی در جهت جلوگیری یا کاهش خوردگی صورت گرفته که استفاده از بسیاری از آنها امروزه متداول شده است. از متداولترین اقدامات پیشگیرانه، استفاده از روکش های مخصوص می باشد که بخشهای مدفون را از سیالات زیرزمینی و خاک که موجب خوردگی میشوند محفوظ نگه می دارد. مشکل مهمی که هنوز لاینحل باقی مانده، مربوط ایجاد روشی است که بتوان به سهولت و مقرون به صرفه قطعات مدفون در زمین را مورد بررسی و بازرسی قرار داد. ارزانترین راه این است که کل جک ها را به بالای زمین انتقال داد. جاییکه بتوان به سهولت و در همه موقع قطعات را بازبینی نمود.
  • مشکلات حفرچاه برای جک: با توجه به شرایط محیطی امکان برخورد با موانع زیرزمینی در زمان حفر چاه برای جک محتمل می باشد. این امر در شهر تهران به دلیل وجود قنات می تواند مشکلات و هزینه های بسیاری را برای سازنده ایجاد نماید.
  • نیاز به کابل های انتقال برق متناسب با قدرت موتور: قدرت مورد نیاز موتور آسانسورهای هیدرولیکی معمولا بیش از آساسنورهای کششی می باشدُ لذا جهت رساندن برق به موتورخانه باید از کابلهای برق متناسب با قدرت موتور استفاده نمود تا از افت ولتاژ جلوگیری گردد. استفاده از مدار ستاره/مثلث جهت راه اندازی موتور نیز به همین علت می باشد.

 

اجزای جک آسانسور های هیدرولیکی:

 

  • سیلندر
  • پیستون
  • صفحات نگهدارنده
  • پاور یونیت
  • محفظه روغن
  • موتور و پمپ هیدرولیکی
  • لوله های انتقال قابل انعطاف
  • گروه شیرها شامل: شیر اضطراری برق، شیر ایمنی، شیر سلونویدی اضطراری، شوک گیر، شیرهای تناسبی، شیرهای کنترل، شیرهای قطع و وصل و مکانیزم فعال شدن شیرها
  • روغن هیدرولیک
  • المنت گرم کننده روغن
  • سیستم خنک کننده
  • پمپ دستی
  • ترموستات روغن
  • صداگیر
  • فریم اصلی
  • تابلو فرمان و مدار قدرت

پمپ روغن باعث جریان یافتن روغن شده و به داخل سیلندر ارسال می شود در نتیجه کابین که به کمک قطعاتی بر روی پیستون متصل شده، با بالا رفتن پیستون، کابین آسانسور هم به بالا حرکت می کند.کابین توسط تجهیزاتی بر روی پیستون استقرار میابد، در این حالت موتور، پمپ درون روغن را به حرکت در آورده و روغن توسط پمپ، به داخل سیلندر فرستاده میشود و باعث بالارفتن پیستون و کابین اسانسور میگردد. هنگامی که کابین آسانسور به طبقه مورد نظر می رسد، سوپاپ بسته شده و به علت ثبوت فشار، کابین آسانسور در همان جا توقف میکند. به هنگام رسیدن کابین به طبقه مورد نظر سوپاپ نیز بسته شده و پیستون و کابین آسانسور تحت فشار ثابت در همان نقطه متوقف خواهد شد. حال برای برگشت آسانسور به طبقات پایین، موتور عمل نمیکند اما سیگنالی به شیر برقی ارسال می شود که باعث باز شدن شیر به صورت خودکار می شود و باعث برگشتن روغن به مخزن و خارج شدن روغن داخل سیلندر، پیستون با کابین متصله به آرامی و سرعتی یکنواخت به طبقات پایین برمیگردد. در این شرایط نرخ مصرف انرژی به صفر میرسد و سوپاپ ها بسته هستند.

 

انتخاب اجزا سیستم هیدرولیکی:

 

اطلاعات مورد نیاز برای تعیین مشخصات فنی جک و مجموع سیستم پاوریونیت یک آسانسور هیدرولیکی عبارتند از:

  • ظرفیت آسانسور
  • وزن کلی کابین به همراه نگهدارنده آن
  • وزن فلکه هرزگرد و سیم بکسل ها
  • طول مسیر حرکت کابین
  • فاصله بین محور فلکه هرزگرد و محل نگهدارنده آن بر روی جک
  • نوع سیستم تعلیق
  • سرعت کابین
  • فرکانس و ولتاژ موتور
  • ولتاژ بوبین شیرهای کنترل
  • نوع استارت موتور شامل ستاره، مثلث و 3vf
  • قطر و طول پیستون و سیلندر مورد نیاز
  • طول حرکت جک

 

الزامات آسانسورهای هیدرولیک:

 

در خصوص آسانسورهای هیدرولیک استانداردهای EN 81-2 و 6303-2 تدوین شده است. در ذیل الزامات مبحث پانزدهم مقررات ملی ساختمان ارایه می گردد.

  • الزامات محاسبه تعداد ظرفیت جابجایی که برای آسانسورهای کششی مقرر شده در آسانسورهای هیدرولیک نیز الزامی است. (بند6-5-2-15 مقررات ملی ساختمان)
  • در صورتی که نوع سیستم به صورت مستقیم باشد باید جک دارای شیر اطمینان مخصوص باشد. در صورتی که نوع سیستم غیر مستقیم باشد علاوه بر شیر اطمینان مخصوص، تدابیر ایمنی لازم برای پیشگیری از سقوط آسانسور در اثر پاره شدن سیم بکسل الزامی می باشد. در صورت وحود بیش از یک جک جهت جابجایی کابین باید فشار روغن همواره یکسان باشد. چاه در صورت وجود باید در برابر نفوذ آب مقاوم باشد. (بندهای 4-5-2-15 و 2-5-2-15 و 1-5-2-5 مبحث مقررات ملی ساختمان)
  • در صورتی که بیش از یک جک برای جابجایی کابین بکار رود باید بنحوی به همدیگر مرتبط شوند که فشار روغن آنها همواره یکسان باشد.
  • چاه جک(در صورت وجود) باید نسبت به نفوذ آب مقاوم شده و با دقت شاقولی 25 میلیمتر در ارتفاع 3 متر اجرا گردد. ابعاد و نحوه اجرای چاه جک و یا سازه اهی کختلف اطراف چاه آسانسور متناسب به نوع جک و سیستم حرکت کابین باید از شرکت های معتبر آسانسور اخذ شود.