پیش زمینه ای از تاریخچه آسانسور

یک دستگاه آسانسور صفحه باز یا بسته ای است که برای بالا یا پایین بردن اشخاص یا حمل بار به طبقه های فوقانی یا پایینی در یک ساختمان بکار برده می شود. آسانسورها جز استاندارد از هر ساختمان تجاری و یا مسکونی می باشند. در سال های اخیر، فدرال آمریکا ، مجهز بودن تمامی ساختمان های دو طبقه و سه طبقه به آسانسور را ملزم کرده است .
در زمان های قبل حدودا اوایل سال 1600 ، آسانسورهایی که با حرکت دست کار می کردند برای حمل بار در انبارها و کارخانه های تولیدی استفاده می شدند .
آسانسورهای امروزی از بازماندگان اولین طراحی آسانسور که برای اولین بار توسط الیشا G. اوتیس در نمایشگاه جهانی نیویورک درسال 1853 نشان داده شده بود ، می باشند.
ویژگی قابل توجه و دلیل اصلی برای محبوبیت زیاد این آسانسور اوتیس ، امنیت بالای آن می باشد که بلافاصله در صورت خرابی و پارگی کابل آسانسور مانع از سقوط دستگاه می شود . اولین دستگاه های آسانسور از نیروی بخار برای حرکت کابل خود عمل می کردند . در سال 1871، برای اولین بار آسانسورهای هیدرولیک که از فشار آب به عنوان منبع قدرت استفاده می کردند ، معرفی شدند. در ابتدا برای ساخت آسنسور های هیدرولیک بایستی عمق چاله ای به اندازه ارتفاع حرکت آسانسور حفر می کردند . بعدها آسانسور های هیدرولیک تلسکوپی multiplesection اختراع شد که دیگر نیازی به حفر چاله های عمیق نداشتند .
در بسیاری از شهرها قدرت هیدرولیکی برای آسانسورهای اولیه توسط شرکت های برق که به نصب و نگهداری شبکه های لوله کشی هیدرولیکی در سراسر شهر می پرداختند ، تامین می شد. اولین آسانسور الکتریکی تجاری موفق در سال 1889 نصب شد و به سرعت برق به منبع مورد قبول تامین قدرت برای حرکت آسانسور تبدیل شد.
آسانسورهای الکتریکی دارای دو مزیت قابل توجه بودند . اول، انرژی برق که به وضوح بصورت جهانی در دسترس واقع شده بود و هر سازه ای که به احتمال زیاد با یک آسانسور مجهز شده بود نیز دارای برق الکتریکی بود. دوم، آسانسور های هیدرولیکی به به میزان زیادی به مقدار ارتفاع کم و طول مسیر حرکتی کوتاه محدود بودند ، در حالی که آسانسورهای الکتریکی، با استفاده از یک کابل ساده وسیستم قرقره، عملا هیچ محدودیتی از لحاظ طول مسیر حرکت و ارتفاع نداشتند. برای سال های بسیاری، آسانسورهای الکتریکی از موتورهای جریان (DC) مستقیم یا متناوب (AC) استفاده می کردند. امروزه ، تقریبا تمامی آسانسور ها یکی از دو نوع موتور AC استفاده می کنند: رایج ترین آنها موتورهای گیربکس دار بوده که برای آسانسور هایی تا سرعت 500 فوت در هر دقیقه (153 متر در دقیقه) بکار برده می شود ، در حالی که موتور های Direct drive برای آسانسورهایی با سرعت های بالاتر استفاده می شود. برخی ازآسانسورهای مدرن و امروزی تا سرعت های2000 فوت در دقیقه حرکت می کنند (610 متر
در دقیقه) . سیستم های کنترل در آسانسورهای اولیه نیازمند به کمک نیروی انسانی برای تنظیم سرعت آسانسور و حرکت به سمت پایین و رسیدن به هر طبقه ، باز و بستن درب بودند . در سال 1950 سیستم های کنترل خودکار فشاری جایگزین کنترل های دستی شدند . درسال 1970 کنترل های الکترومکانیکی به تدریج با کنترل های الکترونیکی جایگزین شدند.
سوار شدن در یک جعبه کوچک که صدها متراز زمین فاصله دارد می تواند در صورت عدم اطمینان از امنیت آن یک تجربه نگران کننده باشد.
آسانسورهای الکتریکی به دو مکانیسم ایمنی اولیه مجهز شده اند : یک گاورنر که از طریق کنترل سرعت قرقره کابل به کنترل سرعت آسانسور می پردازد و ترمز اضطراری که در صورت شکستن وپارگی کابل مانع از سقوط شده و ریل های راهنما را نگه می دارند. همچنین آسانسورها شامل قفل های درب الکترومکانیکی برای جلوگیری از حرکت آسانسور در صورت بسته نشدن درب به طور کامل و برای محافظت از مسافران از گیر افتادن در داخل کابین می باشند . این قفل های درب همچنین مانع از باز شدن درب ها در هر طبقه در صورت عدم حضور آسانسور می شوند. آسانسور ها همگی مجهز به تلفن ، درب مخفی بر روی سقف در مواقع خطر می باشند .
طراحی
آسانسورها دستگاه هایی ساده می باشند ، و سیستم اولیه جهت بالابردن یا پایین آمدن در آنها بیش از 50 سال تغییر نکرده است. اگرچه سیستم های کنترل ، به منظور بهبود در ایمنی و سرعت عملکرد کاملا تغییر کرده اند . آسانسورها برای هر ساختمان خاصی بطور جداگانه طراحی می شوند وعواملی مانند ارتفاع ساختمان، تعداد افراد سرنشین برای رسیدن به هر طبقه،
و در نظر گرفتن زمان های اوج مصرف را بایستی مد نظر داشت .
امروزه دو نوع آسانسور کاربرد بيشتری دارند: آسانسورهای هيدروليک و آسانسورهای طنابی
الف : آسانسورهای هيدروليک
در سيستم آسانسورهای هيدروليک، بار با فشار پمپ های هيدروليک جابجا می شود .
سيستم آسانسور هيدروليک از سه بخش تشکيل شده است:
1- مخزن روغن
2- يک پمپ (تلمبه) که توسط موتور الکتريکی کار می کند.
3- يک دريچه که بين سيلندر و مخزن قرار دارد.
تلمبه، روغن را از مخزن به سيلندر هدايت می کند. هنگامی که دريچه باز باشد، روغن به راحتی به محل قبلی خود باز خواهد گشت. ولی اگر دريچه بسته شود ، روغن با فشار وارد استوانه سيلندر خواهد شد.
هنگامی که روغن در سيلندر جمع شد، فشار به پيستون منتقل می شود و کابين آسانسور بطرف بالا حرکت می کند. هنگامی که آسانسور به طبقه مورد نظر نزديک شد ، سيستم کنترل آسانسور علامتی را به موتور الکتريکی می فرستد تا کار تلمبه به تدريج قطع شود. برعكس وقتی آسانسور بخواهدبه طبقهء پائين برگردد ، سيستم کنترل آسانسور يک علامت به دريچه می فرستد و دريچه باز می شود.
سنگينی کابين و مسافران باعث می شود تا پيستون به سيلندر حاوی روغن فشار وارد آورد و روغن به مخزن برگردد . هرگاه آسانسور در طبقه زيرين توقف کرد، سيستم کنترل، دوباره دريچه را می بندد.
اشکالات سيستم هيدروليک :
مهمترين مزيت سيستم هيدروليک اين است که می تواند به آسانی با نيروی کم پمپ، قدرت زيادی ايجاد کند تا آسانسور به راحتی بالا برود. ولی اين سيتم دو عيب عمده دارد.
مهمترين مسئله اندازه تجهيزات است. اگر آسانسور بخواهد طبقات زيادی را بالا برود به پيستون بلندتری هم نياز است، پيستون بلندتر هم به جای زيادی نياز دارد، مثلا” اگر بخواهيم از اين سيستم برای يک ساختمان 10 طبقه استفاده کنيم، بايد حداقل 9 طبقه چاه حفر کنيم تا پيستون در آن جا بگيرد.
مشکل ديگر اين سيستم ، عدم توانائی آن در ذخيره انرژی پتانسيل است. دراين سيستم پمپ نيروی عظيمی ايجاد می کند تا آسانسور بالا برود، ولی قادر نيست تا انرژی را ذخيره کنند. انرژی پتانسيل فقط وقتی به کار می رود که آسانسور بخاطر وزن خود به طرف پائين حرکت می کند ، ولی اگر دوباره بخواهد بالا برود، باز بايد از پمپ انرژی بگيرد.
ب : آسانسورهای کابلی
در آسانسورهای کابلی ، کابين توسط يک سری کابل فولادی ( که دور چرخ قرقره ای حلقه شده اند) به يک وزنه تعادل متصل است و چرخ قرقره نيز به يک موتور الکتريکی متصل شده است .
هنگامی که موتور در يک جهت می چرخد، چرخ قرقره ، آسانسور بالا می آيد و هنگامی که در جهت عکس می چرخد، آسانسور به سمت پائين حرکت می کند.
چرخ قرقره، سيستم کنترل و موتور در بالاترين طبقه در اطاقکی به نام اطاق ماشين ( موتور خانه ) بطور ثابت قرار دارند.
وزن وزنه تعادل معادل 40% ظرفيت کامل آسانسور است. يعنی هنگامی که آسانسور به 40% ظرفيت کامل خود رسيد، آسانسور و وزنه به يک حالت تعادل می رسند. هدف از اين تعادل ، ذخيره انرژی است.
با بار يکسان در هر دو طرف کابل، چرخ قرقره ، نيروی کمتری برای حرکت دادن آسانسور نياز دارد. در هر دو طرف کابين و وزنه تعادل، دو خط ريل دندانه دار وجود دارد تا از حرکت نوسانی کابين و وزنه تعادل جلوگيری کند. همچنين اين ريل ها در مواقع اضطراری جهت ايمنی سيستم، باعث متوقف شدن حرکت آسانسور می شوند. ايمنی سيستم:
در آسانسورهای کابلی چند رشته کابل محکم فولادی (4 تا 8 رشته کابل) بکار می رود و اگر به هر دليلی يکی از اين کابلها قطع شود ، کابلهای ديگر وزن سيستم را تحمل خواهند کرد.
و اگر آسانسور بطور ناگهانی شروع به حرکت کند ، سيستم فرماندهی مکانيکی در چرخ قرقره ، بطور خودکار ، حرکت آسانسور را متوقف می کند.
وقتي چرخ قرقره با سرعت بيش از حد مجاز حركت كند ( در حالت سقوط آسانسور ) ، لنگر ها به دليل خاصيت گريز از مركز باز مي شوند و به چرخ دنده ثابت گير مي كنند و چرخ قرقره مي ايستد و باعث توقف آسانسور مي شود. هنگامی که آسانسور به مقصد برسد ، سيستم فرماندهی مکانيکی باز وارد عمل می شود .
بر روی ريل ها، کابلهائی متصل شده که هنگام توقف آسانسور (به دستور سيستم فرماندهی مکانيکی) کشيده می شوند و آسانسور به دندانه های ريل ، گير می کند و ثابت می ايستد.
آسانسورها همچنين سيستم توقف خودکاری دارند که هرگاه کابين يا وزنه تعادل به بالاتر يا پائين تر از ريل ها کشيده شود، آن را متوقف می کند. اگر با تمام اين تجهيزات و پيش بينی های ايمنی، آسانسور به پائين سقوط کند ، در قسمت زيرين سيستم، يک فنر بسيار قوی حاوی روغن پر شده در سيلندری وجود دارد که به مانند بالشی ، مسافران را از خطر حفظ می کند.
درهای اتوماتيک :
وجود درهای اتوماتيک در آسانسورها برای جلوگيری از افتادن افراد ( بهنگام نبودن آسانسور ) و ايمنی آنها بسيار ضروری است.
بعد از رسيدن آسانسور به مقصد و قبل از حرکت ، موتوری که بالای کابين آسانسور قرار دارد توسط بازوئی ، ريل درب آسانسور را بطرف چپ يا راست هل می دهند و باعث باز و بسته شدن درها می شود. در آسانسورهای پيشرفته ، حسگری در درها تعبيه شده تا از بسته شدن آن ، هنگامی که فردی بين در قرار دارد ، جلوگیری می کند. در ضمن حسگرهايی هم روی کابين تعبيه شده ، که به هنگام رسيدن به هر طبقه علامتی را به مرکز کنترلی و کابين آسانسور می فرستد تا مسافران از محل خود در طبقات آگاه شوند. کابین آسانسور به منظوردوام بالا و استحکام آن از جنس استیل ساخته شده است. کف کابین آسانسورممکن است ازجنس کفپوش و یا سنگ تشکیل شده باشد . دستگیره و دیگر تزئینات داخلی ممکن است از جنس استیل ضد زنگ یا فرمیکا و غیره ساخته شده است . سقف کاذب آسانسور معمولا در زیر سقف کابین قرار گرفته است و شامل نور فلورسنت بالای پانل های پلاستیکی می باشد . کنترل های آسانسور، دکمه زنگ هشدار و تلفن های اضطراری در پشت پانل ها در قسمت جلوی کابین ودر کنار درب قرار گرفته اند.
تولید آسانسور به قرار زیر می باشد :
1- کابین های آسانسور در کارخانه تولیدی با در نظر گرفتن برش های فلزی ، جوشکاری و روش های شکل گیری کابین بطور استاندارد ساخته می شوند . در صورتی که کابین های آسانسور در طی عملیات ساختمانی در معرض آب و هوای خارجی قرار بگیرند ، می توان بعد از اتمام عملیات ساختمان ، تزئینات داخلی کابین را اجرا کرد .
2-عملیات نصب مابقی قطعات و بخش های آسانسور در محل پروژه ساختمان سازی اجرا می شود.محل احداث چاهک آسانسور از همان ابتدای کار ساخت آن معین می شود و با پیشروی در ساخت بنا ، چاهک آسانسور عریض تر می شود . دیوار های چاهک بتن ریزی و صاف کاری می شود .
3- ریل های راهنما و سایر تجهیزات آسانسور در چاهک آن پس از پایان عملیات دیوار ها و قبل از سقف گذاری بر روی چاهک جاسازی می شود .
4- با اینکه چاهک در قسمت سقف باز می باشد ، یک جرثقیل وزنه تعادل را در قسمت بالای ساختمان برده و در چاهک جایگزاری می کند .
5- جرثقیل سپس کابین آسانسور را بلند کرده و آن را در چاهک قرار می دهد چرخ های ریل راهنما ، کابین را به ریل های راهنما متصل می کنند و کابین به آرامی به قسمت پایین چاهک حرکت داده می شود .