Современные тенденции развития лифтостроения
На сегодняшний день определенный интерес представляют гидравлические лифты, которые практически не требуют машинных помещений и могут составить достойную конкуренцию электрическим при установке в малоэтажных зданиях.
В послевоенные годы успешное развитие гидропривода в станкостроении и аэрокосмической промышленности послужило основой нового этапа развития и совершенствования конструкции гидравлических лифтов. А замена воды минеральным маслом позволила эксплуатировать эти лифты в различных температурных условиях.
Расширению рынка гидравлических лифтов способствовало стремление горожан переселяться в малоэтажные собственные дома за пределами крупных мегаполисов с весьма неважной экологической обстановкой. Таким образом в настоящее время этот тип лифтов находит применение не только при необходимости поднимать большие грузы, но и для перевозки пассажиров в малоэтажных жилых домах, в больницах и офисах, а также во всех случаях, когда установка электрических лифтов невозможна или нецелесообразна по тем или иным причинам.
Обычно кабина гидравлического лифта совершает не больше 6–7 остановок и перемещается со скоростью 0,15–1 м/сек., хотя в некоторых случаях технические возможности привода позволяют ей двигаться со значительно большей скоростью. Возможны различные варианты по грузоподъемности.
Не представляет особых проблем создание гидравлических лифтов практически любой грузоподъемности — от 15 кг до нескольких тонн.
В настоящее время отмечается непрерывный рост парка лифтов при устойчивой тенденции поиска новых конструктивных решений, отражающих требования рынка и научно-технические достижения в различных отраслях промышленности. Жесткая конкуренция, расширяющийся спектр потребностей заказчиков лифтового оборудования служат хорошим стимулом для поиска более эффективных технических решений.
В мировой практике гидравлические лифты занимают достойное место и имеют хорошие перспективы расширения рынка сбыта — от 30 до 70% (в зависимости от страны) мирового рынка составляют именно эти лифты. Выпуском данного типа лифтов занимаются многочисленные европейские фирмы, имеющие свои филиалы во многих странах.
Основными производителями узлов гидравлического оборудования являются итальянская фирма GMV, швейцарская Beringer Hydraulic AG, немецкая BKG, финская KONE, международный холдинг OTIS, французская Sodimas, немецкая Schindler и др., которые гарантируют высокое качество продукции. Изготовление современных гидравлических лифтов базируется на широкой кооперации и специализации производства.
Заметное отставание России и других стран СНГ в области производства гидравлических лифтов может быть успешно преодолено на основе частичного использования высококачественных узлов гидравлического оборудования при изготовлении гидравлических лифтов на отечественных предприятиях. Такой комбинированный подход позволит в кратчайшие сроки освоить массовый выпуск этих лифтов и будет способствовать производству высококачественного отечественного гидравлического оборудования.
Управление движением кабины лифта осуществляется микропроцессорным контроллером, взаимодействующим с электроуправляемыми клапанами гидравлической схемы и датчиками контроля положения кабины. Гидравлическая схема управления оборудуется защитными устройствами, ограничивающими давление рабочей жидкости на допустимом уровне и предотвращающими возможность падения кабины в случае аварийного разрыва напорного трубопровода или утечки жидкости. Степень сложности гидропривода и системы управления определяется специфическими требованиями к конкретному типу лифта с учетом его назначения. Гидроагрегат и станция управления могут располагаться на удалении от шахты лифта на 10–15 м в специальном закрываемом помещении небольших размеров.
В связи с этим гидравлический лифт может не иметь специального машинного помещения, характерного для лифтов с электроприводом.
Отличительной особенностью гидравлических лифтов массовых моделей является установка купе на несущей раме консольного типа. Консольная установка купе обеспечивает оперативный учет различных требований заказчиков относительно характера размещения дверей. Подобное решение стало использоваться и в электрических лифтах.
На гидравлических лифтах с канатными или цепными мультипликаторами устанавливаются ловители, которые включаются от ограничителя скорости и устройств контроля натяжения канатов подвески. Наряду с механической системой ловителей в гидравлических лифтах применяются специальные устройства безопасности, являющиеся составной частью гидравлического оборудования.
В целях экономии энергии в ряде случаев может использоваться противовес, частично уравновешивающий силу тяжести порожней кабины так, чтобы неуравновешенной части силы тяжести хватило для преодоления механических и гидравлических сопротивлений при спуске кабины. Недостатком лифта с противовесом является некоторое усложнение конструкции в связи с необходимостью установки дополнительных направляющих и отклоняющего блока под перекрытием шахты.
Экономия энергии может быть достигнута более рациональным путем — на основе применения гидравлического аккумулятора.
На рисунке 1 приведена схема лифта с гидравлическим аккумулятором, разработанная фирмой Bucher hydraulics. При таком решении кроме уменьшения необходимой мощности привода насоса значительно уменьшился и необходимый объем рабочей жидкости. К тому же значительно снижается выделение тепловой энергии и отпадает необходимость в установке теплообменника.
При спуске кабины происходит зарядка аккумулятора. В режиме подъема накопленная аккумулятором энергия рабочей жидкости вместе с насосом работает на подъем кабины. Приведенная на рисунке 2 схема упрощенно иллюстрирует работу лифта с гидравлическим аккумулятором при подъеме (a) и спуске кабины (b).
Совершенствование конструкции гидравлической схемы привода лифта также может существенно снизить потребление энергии. Примером такого решения служит конструкция гидропривода Saturn®, разработанная специалистами швейцарской фирмы Beringer. В этой конструкции применяются блок реверсивных клапанов и частотно-регулируемый мотор реверсивного насоса с переменным направлением потока, работающий при подъеме и спуске кабины. В гидравлической схеме данной конструкции значительно снижена доля участия процесса дросселирования в обеспечении графика движения кабины (как при подъеме, так и при спуске). Это позволило заметно повысить экономию энергии при работе лифта.
Это достигается не только программным изменением скорости вращения вала насоса, но и активной работой привода в режиме спуска кабины. Величина скорости определяется производительностью откачки жидкости из гидроцилиндра насосом с частотно-регулируемым приводом. Применение реверсивного насоса обеспечило возможность использования энергии потока жидкости, выходящей из гидроцилиндра для преобразования ее в электрическую.
Принципиально новым в рассматриваемой системе управления является наличие блока реверсивных клапанов (Beringer inverter valve), цифрового электронного блока управления и управляемого цифровой электроникой блока частотного преобразователя.
Станция управления лифта имеет конструкцию, аналогичную применяемой в электрических лифтах. Управление скоростью движения кабины при подъеме и спуске осуществляется посредством цифрового электронного контроллера с помощью датчика расхода жидкости.
Контроллер генерирует постоянное напряжение, управляющее частотным преобразователем электропитания двигателя насоса. Цифровой контроллер частотного преобразователя и реверсивных клапанов работает под управляющим воздействием главного контроллера лифта и установленных в шахте датчиков замедления и остановки кабины. Цифровой контроллер программируется посредством специальной клавиатуры или посредством программы, работающей под операционной системой MS-Windows. Он изменяет скорость движения кабины в соответствии с запрограммированным графиком, управляя частотой вращения вала двигателя насоса.
При подходе кабины к этажу срабатывает датчик замедления, и электронный контроллер, воздействуя на преобразователь частоты, плавно изменяет скорость кабины до весьма малой скорости выравнивания. При срабатывании датчика остановки происходит остановка кабины на уровне этажной площадки. Так как скорость выравнивания очень мала, обеспечивается высокая точность остановки. На всем пути движения кабины, от момента пуска до остановки, формирование графика движения обеспечивается управляемым приводом насоса по заданной программе.
Работа гидравлической системы управления при спуске кабины: при поступлении команды на спуск кабины в работу вступает блок реверсивных клапанов. С этого момента управление скоростью кабины производится электронным контроллером, изменяющим частоту обратного вращения вала двигателя насоса.
Под действием потока рабочей жидкости из гидроцилиндра насос начинает работать как гидродвигатель и, вращая вал электромотора, преобразует энергию потока рабочей жидкости в электрическую энергию, поступающую в блок частотного преобразователя.
Величина получаемой при спуске кабины электрической энергии зависит от КПД насоса и электродвигателя. При большой мощности привода эта электрическая энергия может направляться в специальный аккумулятор. В период замедления до момента срабатывания датчика остановки полностью блокируется работа привода насоса и включается механизм дросселирования жидкости.
Характерно изменение скорости при подъеме кабины под действием частотно-регулируемого привода насоса. При опускании кабины аналогичный характер изменения скорости обеспечивается работой реверсивного клапана и управляемого привода насоса. Период работы реверсивного клапана соответствует участку плавного разгона и замедления опускающейся кабины.
Опыт эксплуатации показал, что применение гидравлической системы с частотным регулированием и реверсивным клапаном значительно улучшает эксплуатационные характеристики лифта и обеспечивает снижение пусковых токов и уровня шума. Обеспечивается также независимость времени движения, разгона и точности остановки от загрузки кабины.
Система с частотным регулированием отличается простотой конструкции, малым количеством регулировок и простотой технического обслуживания.
Применение подобной системы способствует повышению конкурентоспособности гидравлических лифтов на мировом рынке лифтовой продукции.
Наряду с разработкой новых систем привода подъемных механизмов лифтов большое внимание уделяется совершенствованию конструкции других узлов лифтового оборудования, включая средства обеспечения безопасности пассажиров.
Совершенствуются системы управления работой лифтов и технические средства службы сервиса. Не остается без внимания конструкция привода автоматических дверей кабины.
Появление электропривода с частотным регулированием позволило более широко использовать линейную кинематику механизмов привода дверей с использованием системы винт-гайка, ременных передач с зубчатым ремнем и т. п.
Постепенно уходят в прошлое достаточно сложные конструкции, обеспечивающие синусоидальный закон изменения скорости створок. Идет поиск новых конструктивных решений. Иллюстрацией может служить конструкция привода дверей кабины с гидроприводом на основе применения гидроцилиндра двустороннего действия и реверсивного насоса с замкнутой циркуляцией рабочей жидкости (рис. 4). Гидропривод обеспечивает трапецеидальную диаграмму изменения скорости створок с разгоном и замедлением на пути около 50 мм.
Наряду с гидравлическими лифтами в малоэтажных зданиях индивидуальной застройки недавно стали успешно применяться пневматические лифты вакуумного типа.
Совершенствование лифтового оборудования продолжается параллельно с успехами в развитии других отраслей промышленности. Впереди новые неожиданные технические достижения, прогнозировать которые сейчас не представляется возможным.
| Автор: Г. Г. Архангельский Дата: 04.03.2009 Журнал Стройпрофиль 2-1-09 Рубрика: подъемно-транспортное оборудование Внимание: Публикация является архивной и на текущий момент может быть не достоверной. |  |