مبانی آسانسورهای هیدرولیکی

امیر خرمی، رامان خرمی – با دستیابی بشریت به منابع تأمین قدرت و برخورد با مشکلات روزمره برای جابه‌جایی اجسام سنگین و به دفعات فراوان و یا به‌عبارتی برای رفع نارسایی‌های جسمانی خود که همراه با پدید آمدن فرهنگ آسمان‌خراش‌ها و آپارتمان‌نشینی بود، ناگزیر شد که در اوایل قرن نوزدهم وسیله‌ای اختراع نماید که ما امروزه آن را آسانسور می‌نامیم و اولین نوع آسانسور از نوع آسانسورهای هیدرولیکی که با آب عمل می‌کرد، به بازار ارائه شد.

خواه و ناخواه و همانند سایر اختراعات، آسانسورهای اولیه کارایی محدودی داشته و با مشکلات فراوانی همراه بودند که به‌تدریج ولی با سرعت کمتری رفع شد. در همین ضمن، آسانسورهای کششی پا به عرصه وجود گذاشت و به‌نحو گسترده‌ای مورد استفاده قرار گرفت. اما با گذشت زمان و پیشرفت تکنولوژی، بشر به نسل سوم آسانسور که همانا آسانسورهای هیدرولیکی امروزه است رسید.

با وجود اینکه اختراعات فعلی پاسخ‌گوی نیازهای امروز هستند، با این حال راه تکنولوژی و همان‌گونه که در بخش انتهایی بدان اشاره شد، کماکان ادامه خواهد داشت.

انواع متداول آسانسور

متداول‌ترین آسانسور از نوع مسافری آسانسور هیدرولیکی است. کاربرد این آسانسور، برای حمل افراد به طبقات مختلف و متناسب با ارتفاع طبقه سرعت نامی برای آن است. به این صورت انتقال در حداقل زمان ممکن و متناسب با انرژی مصرفی است.

هنگامی‌ که از نظر فضا در نمایشگاه‌ها، تالارها و یا کارخانه‌ها در مضیقه قرار گیریم، آسانسورهای هیدولیکی پرقدرت بهترین انتخاب هستند. زیرا این آسانسورها مشکل فضا و جابه‌جایی اجسام ثقیل و چندین‌تنی را به‌سهولت حل می‌نمایند.

آسانسورهای کوچک‌تر و بدون سرنشین نیز موارد استفاده فراوانی دارند  و قادرند که مثلاً غذا را از طبقات زیرزمین به سطح خیابان و رستوران‌ها برسانند. طراحان آسانسور پا را فراتر گذاشته و آسانسورهایی بسیار زیبا و حتی پانورمیک ارائه کرده‌اند که مناظر بدیع طبیعی و یا بخش‌های مختلف فروشگاهی را در حین حرکت آسانسور به مشتریان عرضه نمایند.

کاربردهای وسیع آسانسور هنوز هم به پایان نرسیده و از آن جمله می‌توان آسانسورهای مخصوص معلولین و یا آسانسورهای معلول بر جنب پله‌ای را نام برد.

در طراحی و ساخت کلیه تجهیزات فنی، مسائل ایمنی فراوانی به کار گرفته می‌شود که الزاماً وجود قوانین منسجمی را ایجاب می‌نماید تا کارخانه‌های سازنده این نوع تجهیزات، آن را به اجرا در آورند که در بخش‌های استاندارد با آن آشنا خواهیم شد.

افزایش خرید و نصب آسانسورهای هیدرولیکی

بررسی آماری از نصب آسانسور های هیدرولیکی نشان می‌دهد که این نوع آسانسور در بازار رواج یافته است. حدود ۷۰% کلیه آسانسورهای فروخته‌شده برای ساختمان‌های جدید در آمریکا، آسانسورهای هیدرولیکی هستند.

از میان این تعداد آسانسور، حدود ۷۰% کل آسانسورهای هیدرولیکی فروخته‌شده برای ساختمان‌های جدید، برای چهار طبقه و یا کمتر است. در حدود ۹۵% کلیه آسانسورهای هیدرولیکی فروخته‌شده در آمریکا، از نوع اتصال مستقیم (DIRECT) هستند.

آمار نشان می‌دهد که آسانسورهای هیدرولیکی مورد استقبال فروان خریداران و عامل اصلی صعود در ساختمان‌های مسکونی هستند و تعداد طرفداران آن در صنعت بی‌شمار است.

مزایای آسانسورهای هیدرولیکی

آسانسورهای هیدرولیکی مزایای زیرین را در اختیار طراحان و استفاده‌کنندگان خود قرار می‌دهند:

1. صرفه جویی در فضای نصب موتورخانه
2. کاهش هزینه مواد مصرفی
3. ایمنی بالا
4. هزینه پایین تعمیر و نگهداری آسانسور
5. بهره‌برداری مؤثرتر از فضای ساختمان
6. قابلیت حمل اجسام سنگین
7. پایین آمدن سریع همراه با هزینه کمتر

صرفه جویی در فضای نصب موتورخانه

فضایی در بالای چاهک آسانسورهای هیدرولیکی، جهت موتورخانه احتیاج نیست و موتورخانه را با حداقل اشغال فضای موجود در اطراف یکی از چهار وجه چاه می‌توان در نظر گرفت (جای مانور موتورخانه زیاد است).

کاهش هزینه مواد مصرفی

آهن‌کشی چندانی جهت آسانسورهای هیدرولیکی غیرمستقیم (INDIRECT) احتیاج نیست و مثل سیستم آسانسورهای کششی، احتیاج به چارچوب فلزی برای نصب ریل نداریم. از این جهت هم هزینه مواد مصرفی (ناودانی، نبشی، و غیره) و هم اجرت نصب حداقل نصف می‌شود.

ایمنی بالا

ایمنی آسانسورهای هیدرولیکی غیرمستقیم به‌دلیل استفاده از دو فاکتور «پاراشوت و شیر ترکیدگی + شیر ایمنی) دو برابر آسانسورهای کششی است.

هزینه پایین تعمیر و نگهداری آسانسور

هزینه تعمیر و نگهداری آسانسورهای هیدرولیک به‌مراتب کمتر از آسانسورهای کششی است.

بهره‌برداری مؤثرتر از فضای ساختمان

پیرامون موضوع بهره بردای موثرتر از فضای ساختمان، موارد زیر مطرح می‌شود.

• سطح شافت مورد استفاده آسانسورهای هیدرولیکی نسبت به آسانسورهای کششی ، درحدود ۱۲% کمتر است و قسمت بالای شافت (بخش زیر سقف) آسانسورهای هیدرولیکی به‌مراتب تمیزتر باقی می‌ماند. آسانسورهای هیدرولیکی نیاز به اتاق ماشین در بالا نداشته ولی به یک مقدار فضای OVER HEAD در بالای پشت‌بام نیاز دارد که آن هم به‌علت رعایت مقررات ایمنی مربوطه است.
• از آنجایی که آسانسورهای هیدرولیکی از نوع مستقیم، نیرو و بار عمودی به ساختمان تحمیل نمی‌کنند، ابعاد ستون‌های ساخته‌شده در اطراف شافت به‌طرز چشمگیری کاهش می‌یابد.
• از آنجایی که اتصالات مکانیکی بین پاوریونیت و شافت آسانسورهای هیدرولیکی را لوله‌ها و لوله‌های محافظ (داکت‌ها) تشکیل می‌دهند، می‌توان از این خصوصیت قابلیت انعطاف استفاده کرد و بخش پاوریونیت را در محل مناسبی در شعاع حداکثر ۱۲ متری سیلندر هیدرولیک نصب نمود.

بیشتر بخوانید:

• تعاریف و مفاهیم اولیه آسانسورهای هیدرولیکی
• اهمیت دما برای آسانسورهای هیدرولیکی و محاسبات آن

قابلیت حمل اجسام سنگین

آسانسورهای هیدرولیکی برای بالا بردن ظرفیت‌های سنگین بار،‌ مؤثرترین وسیله هستند. هنگامی‌ که مایل به استفاده از آسانسوری با تراول‌های کوتاه و ظرفیتی بیش از ۴ تن هستیم، اهمیت آسانسورهای هیدرولیکی آشکارتر می‌شود. زیرا که به‌ طور اصولی سیستم‌های هیدرولیکی، دارای توان و نیروی بالابرنده قوی و راندمان مکانیکی خوب، همراه با هزینه کمتر هستند.

هنگامی‌ که نیازی به سرعت‌های بالاتری نیست، آسانسورهای هیدرولیکی می‌توانند با ظرفیت‌های ۵۷۰۰۰ کیلوگرم و یا بیشتر عمل کنند که این وزن‌ها مربوط به واگن‌های پربار و سنگین و یا کامیون‌های بزرگ است و یا نیاز عملیاتی و کاربردی خاص صنعتی و یا جابه‌جایی اجسام ثقیل را ممکن می‌سازد.

پایین آمدن سریع همراه با هزینه کمتر

از آنجایی که نیروی پایین آمدن آسانسورهای هیدرولیکی توسط نیروی جاذبه زمین تأمین می‌شود، لذا کاربردهای فراوانی برای سریع پایین آمدن آسانسور وجود داشته که بدون استفاده از نیروی برق انجام می‌گیرد (خروج اضطراری).

محدودیت‌های آسانسورهای هیدرولیکی

آسانسورهای هیدرولیکی مزایای فراوانی دارند ولی ممکن است که این مزایا، گاهی اوقات موجب کاربردهای نامناسب آسانسورهای هیدرولیکی شوند. نتیجه کاربرد نامناسب آن می‌تواند پرهزینه باشد و درنتیجه آگاهی و شناخت محدودیت‌های آسانسورهای هیدرولیکی برای همگان ضروری است. در ادامه محدودیت‌های آسانسورهای هیدرولیکی را شرح می‌دهیم.

• محدودیت سرعت
• چالش تغییرات دمایی
• نشت روغن آسانسور هیدرولیکی و آلودگی آب‌ها
• توان بالای مورد نیاز موتور پمپ آسانسور هیدرولیک
• هزینه بالای تعویض قطعات زیر زمینی
• نیاز به نصب توسط نصابان حرفه‌ای
• تولید حرارت زیاد

محدودیت سرعت

با توجه به نیاز آسانسورهای هیدرولیکی به قدرت،‌ کنترل،‌ و محذورات ساختمانی، به‌ندرت می‌توان از آن‌ها برای سرعت‌های بالای ۰/۷۶ متر بر ثانیه استفاده نمود.

چالش تغییرات دمایی در آسانسورهای هیدرولیکی

۲-گاهی اوقات و به‌علت تغییرات در درجه حرارت روغن هیدرولیک، عملکرد آسانسورهای هیدرولیکی دستخوش نوسان می‌گردد. درجه حرارت روغن در آسانسورهای هیدرولیکی کم‌مصرف به‌تدریج کاهش یافته، ‌درحالی‌که در آسانسورهای هیدرولیکی پرمصرف، حرارت آن بالا می‌رود. لذا بایستی که حرارت اتاقک پاوریونیت آسانسورهای هیدرولیکی را کنترل نمود تا تغییرات حرارت روغن به حداقل برسد.

نشت روغن آسانسورهای هیدرولیکی و آلودگی آب‌ها

نشت روغن در بخش‌های مدفون آسانسورهای هیدرولیکی و ورود تدریجی روغن به محیط اطراف، ممکن است موجب آلودگی آب‌های منطقه گردد.

توان بالای مورد نیاز موتور پمپ آسانسورهای هیدرولیکی

توان مورد نیاز موتورپمپ آسانسورهای هیدرولیکی در حدود دو و نیم الی سه برابر یک آسانسور کششی با ظرفیت و سرعت مشابه می‌باشد. لذا رساندن قدرت مورد نیاز به آسانسورهای هیدرولیکی، به‌مراتب حساس‌تر از آسانسورهای کششی بوده و سیم‌کشی ساختمان بایستی با دقت فراوان انجام گیرد تا از کم‌نور شدن چراغ‌های ساختمان و افت شدید ولتاژ منبع قدرت جلوگیری شود.

هزینه بالای تعویض قطعات زیر زمینی

هزینه‌های نصب و نگهداری، یکی از ملاحظات اصولی در اغلب سیستم‌های هیدرولیکی می‌باشد. در نصب‌هایی که نیاز به حفر چاله‌های عمیق دارد، سوراخ کردن زیر زمین برای نصب آسانسورهای هیدرولیکی، خطرات برخورد با موانع زیرزمینی را افزایش داده و احیاناً هزینه‌ای را به خریدار تحمیل می‌کند. درنتیجه اغلب قراردادهای نگهداری آسانسورهای هیدرولیکی فاقد بخش هزینه فراوان تعویض قطعات زیرزمینی است و این قسمت معمولاً به کارفرما واگذار می‌شود.

نیاز به نصب توسط نصابان حرفه‌ای

سادگی فروان آسانسورهای هیدرولیکی، ‌اغلب نصابان بی‌تجربه جدید و احیاناً سازمان‌های خدماتی را گمراه می‌کند. بررسی دقیق و کامل از نصب‌های قبلی شرکت‌های نصاب و انتخاب تجهیزات مناسب و خدمات بعد از آن حائز اهمیت فراوان بوده و از پیش‌نیازهای ارزنده برای مشتریان آتی به‌شمار می‌آید.

تولید حرارت زیاد

اصولاً آسانسورهای هیدرولیکی،‌ دستگاه‌هایی هستند که حرارت فراوانی ایجاد می‌کنند، زیرا که کلیه انرژی که در پایین آمدن آسانسور به کار می‌رود، تبدیل به حرارت شده که درنتیجه روغن آن حرارت را جذب و درجه حرارت آن بالا می‌رود.

دیدگاه آتی آسانسورهای هیدرولیکی

آسانسورهای هیدرولیکی امروزه که به‌طرز صحیحی نصب شده باشند، عمکرد دقیق و اقتصادی دارند. تعمیر و نگهداری دوره‌ای این آسانسورها و استفاده از آن، همگی امری روزمره و شناخته‌شده می‌باشند.

سیستم هیدرولیک مدفون

سیستم پرفشار هیدرولیک و تجهیزات مربوطه مدفون که لازمه نصب برخی از آسانسورهای هیدرولیکی هستند، در معرض حملات شیمیایی، مکانیکی و الکترولیتی قرار دارند که می‌توانند موجب نشتی و یا پارگی لوله‌های هیدرولیک شوند و یا آب‌های اطراف را آلوده نمایند.

اقدامات فراوانی در جهت جلوگیری و یا کاهش خوردگی صورت گرفته است که استفاده از بسیاری از آن‌ها امروزه متداول است. از متداول‌ترین اقدامات پیشگیرانه، استفاده از روکش‌های مخصوصی است که بخش‌های مدفون را از سیالات زیر زمینی و خاک که موجب خوردگی می‌شوند محفوظ نگه می‌دارد.

مشکل مهمی که هنوز لاینحل باقی مانده، مربوط به ایجاد روشی است که بتوان به‌سهولت و مقرون‌به‌صرفه قطعات مدفون در زمین را مورد بررسی و بازرسی قرار داد. منطقی‌ترین و واضح‌ترین راه این است که کلیه سیستم هیدرولیک را به بالای زمین انتقال داد، جایی که بتوان به‌سهولت و در همه مواقع قطعات را بازبینی نمود.

علی‌رغم قیمت جک‌های تلسکوپی دو و یا سه مرحله‌ای، این نوع جک‌ها، عمکرد صحیح خود را به اثبات رسانده‌اند و اغلب مقررات ایمنی مدون را مراعات می‌نمایند و به همین دلیل از این نوع جک‌ها برای تقریباً کلیه ساختمان‌های کوتاه استفاده می‌گردد.

صدمات وارده به کاسه‌نمدها و بخش پکینگ جک‌های هیدرولیکی یکی دیگر از مشکلات این نوع آسانسورها است و به همین دلیل بایستی در نصب آن‌ها دقت فراوان مبذول داشت.
در بسیاری از کشورهای اروپایی، مدت‌هاست که استفاده از آسانسورهایی که با جک غیرمستقیم و سیم‌بکسل عمل می‌کنند متداول است.

این سیستم و متعلقات مربوطه، آسانسور را از طریق سیم‌بکسل که نیروی بال برنده خود را از جک هیدرولیکی، همراه با تعدادی پولی‌های ترکیبی دریافت می‌کنند عمل می‌نمایند.

مصرف نیروی بیشتر

نیروی حاصل از جک هیدرولیکی معمولی بایستی به‌نحوی باشد که نه‌تنها بار، بلکه وزن کابین را نیز بلند نماید. درحالی‌که موتور آسانسورهای کششی، تنها ۶۰% بار روی کابین (به‌علت وجود وزنه‌های تعادلی) را به حرکت در می‌آورند.

خلاصه کاربردی آسانسورهای هیدرولیکی

آسانسورهای هیدرولیکی، روشی عالی و ارزان برای حل مشکلات انتقال عمودی در ساختمان‌های کوچک و کم‌ارتفاع و یا در محل‌هایی که نیاز به بالا بردن وزن‌های زیاد با سرعت‌های کم است، هستند. در حال حاضر، این وسیله برای ساختمان‌های بلند و سرعت‌های بالا کاربردی ندارد، ولی بر اساس راهکارهای پیشنهادی، امکان افزایش چشمگیر ارتفاع و احیاناً سرعت آسانسور در آینده وجود دارد.

مثال‌های مناسب کاربردی

ارائه مثال‌های مناسب و غیرمناسب کاربردی زیرین، برای استفاده از آسانسورهای هیدرولیکی، می‌تواند مفید واقع شود.

1. دفاتر اداری دو الی سه و چهار طبقه با سطح قابل استفاده زیاد
2. ساختمان‌های مسکونی دو، سه، چهار و پنج طبقه تا ۲۰۰ آپارتمان
3. بیمارستان‌های کوچک، کلینیک‌ها، ساختمان‌های بهداشتی تا سه طبقه
4. ساختمان‌های کوتاه صنعتی که نیاز به انتقال بار و یا مواد خام به‌صورت اتوماتیک از وزن‌های سبک تا بسیار سنگین دارند
5. دفاتر اداری دولتی تا چهار طبقه
6. آسانسورهای گاراژی رفت و برگشتی در ساختمان‌های عظیم و عمده
7. آسانسورهای مسافری/ باری در فروشگاه‌ها (تا سه طبقه)
8. آسانسورهای معلولین که همراه و مکمل پله‌های بالابر عمل نمایند
9. آسانسورهای مرحله‌ای

مثال‌های نامناسب کاربردی

برخی از مثال‌های نامناسب کاربردی برای آسانسورهای هیدرولیکی شامل موارد زیر هستند.

1. اغلب فروشگاه‌های بزرگ چندین طبقه‌ای؛
2. بیمارستان‌های بیش از چهار طبقه؛
3. نصب جک‌هایی که نیاز به حفر چاله‌های عمیق دارد و ممکن است با موانع زیرزمینی فراوانی برخورد داشته باشد؛

موارد لازم در بخش مربوطه و مقالات آتی مورد بحث قرار خواهد گرفت.

تقسیم‌بندی انواع جک‌ها و محل قرار گرفتن شیر اطیمنان

در جدول زیر می‌توانید تقسیم‌بندی انواع جک‌ها و محل قرار گرفتن شیر اطیمنان را مشاهده کنید.

به‌طور کلی یک سیستم هیدرولیک شامل بخش‌های زیر است: