المصاعد الكهربائية وأنواعها

المصاعد الكهربائية كيفية عمل المصاعد
إن الأعمدة المعدنية يمكن أن تقوم بنصب ناطحات السحاب بإرتفاع مئات الأمتار في الهواء والمصاعد هي العنصر الرئيسي لجعل العيش والعمل فعال فوق عدة طوابق فوق الأرض وتعتمد المدن العالية مثل نيويورك بالتأكيد على المصاعد حتى في البنايات الصغيرة ذات الطوابق المتعددة وأيضاً إن هذه المصاعد مهمة جداً من أجل المعاقين.
المصاعد الهيدروليكية:

إن مفهوم المصعد بسيط جداً وهو فقط بربط مقصورة بنظام رفع ولكن مصاعد الشحن متقنة أكثر بكثير من المصاعد العادية حيث أنها تحتاج إلى أنظمة ميكانيكية متقدمة لمعالجة الأوزان الكبيرة وتحتاج إضافة إلى ذلك إلى آليات تحكم ليستطيع الركاب تشغيل المصعد وإلى أدوات أمان لإبقاء كل شئء يسير بيسر.

هناك تصميمين رئيسيين للمصاعد الأكثر إستخداماً في هذه الأيام وهي المصاعد الهيدروليكية والمصاعد المشدودة، والنظام الهيدروليكي لديه ثلاثة أجزاء:
ـ خزان (لتخزين السوائل).
ـ مضخة تشغيل بمحرك كهربائي.
ـ صمام بين الإسطوانة والخزان.

 

 

 

 

تقوم المضخة بإجبار السائل على التدفق من الخزان إلى الأنبوب الذي يؤدي إلى الإسطوانة وعندما يكون الصمام مفتوح سيقوم السائل المضغوط بأخذ طريق ذو مقاومة أقل ويعود إلى خزان السائل ولكن عندما يغلق الصمام يصبح لا يوجد أي مكان ليذهب إليه السائل المضغوط ما عدا الإسطوانة وعندما يتجمع السائل في الإسطوانة يقوم السائل بدفع المكبس إلى الأعلى وبالتالي يدفع عربة المصعد، وعندما تقترب العربة من الأرضية المطلوبة يقوم نظام التحكم بإرسال إشارة إلى المحرك الكهربائي لسد المضخة بشكل تدريجي وعندما تسد المضخة يصبح هناك لا يوجد أي سائل ليتدفق إلى الإسطوانة لكن السائل الذي في الإسطوانة لا يستطيع الخروج (أي لا يستطيع الرجوع إلى الوراء خلال المضخة والصمام مايزال مغلقاً) ويبقى المكبس فوق السائل وعربة المصعد تبقى في مكانها.

لإنزال العربة يقوم نظام التحكم بإرسال بإرسال إشارة إلى الصمام الذي يعمل بشكل كهربائي من قبل مفتاح اللف اللولبي الأساسي ليقوم هذا المفتاح بفتح الصمام وعندها سيتدفق السائل الذي كان متجمعاً في الإسطوانة خارجاً إلى خزان السائل وتقوم وزن العربة والحمولة التي عليها بالضغط على المكبس وبالتالي دفع السائل إلى الخزان وتهبط بعدها العربة تدريجياً لتتوقف عند الطابق السفلي ويقوم بعدها نظام التحكم بإغلاق الصمام مرة ثانية.

إن هذا النظام بسيط وفعال جداً ولكن لديه بعض العوائق.
فوائد ومضار علم الهيدروليكيا (السوائل المتحركة):

إن الفائدة الرئيسية للأنظمة الهيدروليكية هي بقدرتها على مضاعفة نسبة ضغط قوة المضخة لتوليد قوة أقوى لرفع عربة المصعد ولكن هذه الأنظمة تعاني من عائقين فلكي تستطيع عربة المصعد الوصول إلى الطابق العلوي أنت تحتاج لجعل المكبس أطول ويجب أن تكون الإسطوانة أطول بقليل من المكبس لأنه من الضروري أن يكون المكبس قادر على النزول طول الطريق عندما تكون العربة في الطلبق السفلي وبإختصار إن وجود طوابق أكثر تحتاج إلى اسطوانة أطول وتكمن المشكلة بأن كامل تركيب الإسطوانة يجب أن يكون تحت مكان وقوف المصعد السفلي وهذا يعني بأنه يجب الحفر أكثر كلما قمت بالبناء إلى الأعلى وإن هذا المشروع غالي في الأبنية الأعلى بطوابق قليلة، ولتركيب مصعد هيدروليكي في بناء ذو عشرة طوابق على سبيل المثال ستحتاج على الأقل لحفر تسعة طوابق في العمق (بعض المصاعد الهيدروليكية لا تحتاج إلى هذا القدر تماماً من الحفر).

 

 

 

 

العائق الآخر للمصاعد الهيدروليكية هو بأن هذه المصاعد غير فعالة جداً وتأخذ الكثير من الطاقة لرفع عربة المصعد عدة طوابق وفي مصعد هيدروليكي قياسي لا توجد طريقة لتخزين هذه الطاقة.
نظام الكبل:

إن المصعد الأكثر شيوعاً هو المصعد المشدود ففي هذه المصاعد ترتفع عربة المصعد وتنخفض بحبال السحب الفولاذية بدلاً من الدفع إلى الأسفل حيث تربط الحبال بعربة المصعد وتلف حول بكرة مسننة وهي عبارة عن بكرة ذات أسنان حول محيطها وتقوم البكرةالمسننةبالإمساك بحبال الرفع لذى فهي تدور وتتحرك الحبال أيضاً.

إن البكرةالمسننةموصولة بمحرك كهربائي وعندما يدور المحرك في طريق محدد تقوم البكرة برفع المصعد وعندما يدور في طريق آخر تقوم البكرة بخفض المصعد.

في المصاعد عديمة المسننات يقوم المحرك بتدوير البكرات مباشرة وفي المصاعد ذات المسننات يقوم المحرك بتدوير المسننات الذي يتناوب مع البكرات المحززة، وإن البكرةالمسننةوالمحرك ونظام التحكم موضوعين جميعهم في غرفة فوق عمود المصعد، وإن الحبال التي ترفع العربة موصولة إلى ثقل موازي معلق في الجانب الآخر من البكرةالمسننةويزن الثقل الموازي نفس ثقل العربة وهي مملوئة بـ 40% (أي كمية متوسطة) تقريباً ويتوازن ثقل العربة والثقل الموازي بشكل مثالي والغاية من هذا التوازن هو حفظ الطاقة و يأخذ القليل من الطاقة فقط من الأثقال المتساوية على جوانب البكرةالمسننةوذلك لإرجاع التوازن بشكل أو بآخرويجب على العربة فقط التغلب على الإحتكاك ويقوم الوزن على الجانب الآخر بأغلب العمل، وبطريقة أخرى فإن التوازن يبقى قرب مستوى الطاقة الكامنة والثابتة في النظام ككل.

 

 

 

 

 

إن استهلاك الطاقة الكامنة في عربة المصعد (تركها تنزل إلى الأرض) تعزز الطاقة الكامنة في الوزن (يرتفع الوزن إلى قمة العمود) ويحدث الشيء نفسه ولكن بالعكس عندما يرتفع المصعد وهذا النظام مثل ارجوحة لديها ثقل الطفل نفسه على حد سواء في كل جهة.

إن كلتا عربة المصعد والثقل الموازي يكمنان على طول أعمدة المصعد، وتحفظ القضبان العربة والثقل الموازن من الإهتزاز ذهاباً وإياباً ويعملون بنظام أمان لإيقاف العربة في الحالت الطارئة.
إن المصاعد المشدودة متعددة الإستعمال أكثر بكثير من المصاعد الهيدروليكية بالإضافة إلى أنها أكثر فعالية ولديها أيضاً أنظمة أمان أكثر.