 Самые первые гидравлические лифты состояли из кабины, соединенной тросом и возвратным шкивом, расположенным над шахтой, с ковшом, помещенным внутри поршня. Слив воды в ведро осуществлялся через резервуар, расположенный в верхней части здания, на высоте, превышающей максимальный ход кабины, с помощью крана, приводимого в действие системой тросов, проходящих через кабину. Когда вес слитой в ведро воды достигал веса салона и пассажиров, то кабина начинала подниматься и набирать скорость. Оператор на борту должен был понять, когда начинать закрывать кран, а когда начинать открывать второй кран, чтобы слить воду из ведра и замедлить движение кабины, которая затем удерживалась неподвижно тормозом, скользящим по направляющим, управляемым рычагом находящимся в салоне.
Эти лифты могли развивать высокую скорость, и пассажиры оставались на милости оператора.
В 1878 году Сайрус Болдуин изобрел и установил в Нью-Йорке гидравлический лифт, в котором использовались цилиндр и поршень. Принцип работы этого подъемника остался таким и по сей день, хотя и с заметными усовершенствованиями.
В 1878 году у этого лифта не было ограничений по высоте, поскольку не было кирпичных зданий настолько высоких, которые могли бы поставить под угрозу его работу. Но с появлением металлических каркасных строительных конструкций начали давать о себе знать ограничения гидравлических лифтов, и в 1893 году, с появлением первых электрических лифтов, они нашли достойного конкурента.
В Европе первые гидравлические лифты, работавшие по принципу Болдуина, были в основном прямого действия, косвенного действия применялись для более высоких зданий или для тех, для которых не было возможности вырыть шахту такой же длины, как ход кабины, чтобы дом поршень.
Решение лондонского Сити построить систему акведуков высокого давления (до 51 бар) способствовало развитию гидравлических лифтов. В Америке системы высокого давления не получили широкого распространения.
Вертикальный гидравлический подъемник 1893 г. состоял из цилиндра и поршня, соединенных посредством подвижных опор с рамой, помещенной вертикально в той же шахте, что и подъемник, или в соседней шахте; на головке блока цилиндров имелись шкивы, по которым проходили тросы, поддерживающие кабину. в конце рамы располагались другие неподвижные шкивы; тросы, идущие от шкивов к кабине, сначала проходили через ряд направляющих, размещенных над головкой отсека, так, чтобы достигать арки кабины вертикально. Тросы, поддерживающие кабину, сделали несколько витков между неподвижными шкивами и подвижными шкивами, закрепленными на головке поршня, что позволило с каждым поворотом вдвое уменьшить усилие, необходимое поршню для подъема кабины и одновременно удвоить расстояние, пройденное кабиной относительно движения поршня.
Собственный вес кабины был частично уравновешен весом поршня и подвижных шкивов, к которым были добавлены железные грузы, при этом вес оставался неуравновешенным в достаточном количестве, чтобы сдвинуть пустую кабину под уклон с достаточной скоростью и преодолеть величину движения всей массы, движущейся в гору.
Когда это было невозможно или для удобства, цилиндр с его рамой можно было установить и горизонтально с выступающими в яму сбоку кабины неподвижными шкивами. Горизонтальная машина по существу была такой же, как и вертикальная, но для экономии места коэффициент уменьшения был больше, т.е. несущие тросы кабины делали большее число витков между неподвижными шкивами рамы и подвижными, размещенными на ней головка поршня.
Основное существенное отличие состоит в том, что горизонтальные машины могут быть как толкающими, так и тянущими; в толкающем типе, как и в вертикальных машинах, подвижные шкивы располагаются на той же стороне по отношению к цилиндру, что и неподвижные шкивы; в шкивных машинах неподвижные шкивы расположены за головкой блока цилиндров, на противоположной стороне поршня.
Для горизонтальных машин размер обычно составлял 10:1, а для вертикальных — 4:1 для высоких зданий и 2:1 для низких.
В горизонтальной машине вес поршня и подвижных шкивов, размещенных на головке поршня, не может помочь сбалансировать кабину, поэтому использовался противовес, соединенный непосредственно с кабиной и возвращаемый в головку.
При использовании горизонтальных толкающих цилиндров вода под давлением подавалась со стороны поршня, что означало, что попадание воды заставляло ее снова попадать в цилиндр для поднятия кабины, спуск происходил за счет сброса этой воды при втягивании поршня. из-за несбалансированности веса кабины.
При использовании горизонтальных тяговых цилиндров вода под давлением подавалась со стороны поршня, а это означало, что попадание воды заставляло ее выходить из цилиндра и поднимать кабину, спуск происходил за счет сброса этой воды, в то время как поршень втягивался в цилиндра из-за неуравновешенности веса кабины.
В вертикальных машинах необходимо учитывать гидростатическое давление воды внутри труб, давление, которое затрудняет регулирование скорости. Чтобы этого избежать, эти машины имели циркуляционные клапаны, то есть вода подавалась к основанию поршня, где находится составной клапан, который в случае подъема пропускает воду из верхней части поршня при сливе. При этом вода присутствует в нижней части, чтобы позволить цилиндру опуститься и, таким образом, поднять кабину. Однако в случае спуска клапан забирает воду из верхней части поршня и доводит ее до нижней части поршня, создавая таким образом тягу цилиндра снизу вверх и одновременно создавая давление внутри равномерный цилиндр на протяжении всей гонки.
Поскольку при подъеме поршня вода циркулирует из верхней части в нижнюю только в том случае, если не превышено гидростатическое давление, ход поршня необходимо ограничить 10,33 м, за пределами этой высоты вода в силу своего веса он больше не может циркулировать из верхней части цилиндра в нижнюю, и кабина больше не может опускаться.
Поэтому в конструкции были эксперименты между высотой отсека и соотношением размеров, чтобы ход поршня никогда не превышал 10,33м.
Рабочие клапаны трех описанных машин были по существу одинаковыми и состояли из поршневых клапанов с чугунными корпусами с латунной облицовкой и кожаными уплотнениями и были изготовлены с возможностью плавного упора.
Эти клапаны приводились в действие реечным механизмом, на валу которого находился шкив, в котором вращался бесконечный канат, проходивший из кабины и головки и затем возвращавшийся к шестерне. Для систем с очень высоким давлением для активации клапанов требовались большие усилия, поэтому, чтобы облегчить задачу операторов и обеспечить больший контроль скорости движения кабины, был установлен пилотный клапан, действовавший как «усилитель руля».
С увеличением высоты и размера лифтов, а также благодаря технологическим усовершенствованиям, уже в конце 1898 года стали обычным явлением гидравлические лифты, в которых вместо давления в акведуке использовались сдвоенные паровые насосы прямого действия с расположенными в основании компрессионными баками. верхняя часть здания. В обоих случаях выбор был обусловлен тем положением, при котором можно было обеспечить подачу сжатого воздуха в резервуары для противодействия потерям давления из-за мгновенных изменений мощности насосов.
Там, где здания были достаточно высокими, резервуары, размещенные на крыше, имели большое преимущество в виде более низких колебаний давления благодаря использованию гидростатического давления, что обеспечивало большую стабильность работы насосов и соответствующую экономию потребления пара.
Развитие технологии привело к переходу от старой мобильной рамы шкива, подвешенной в воздухе без направляющих, к жесткой раме, перемещающейся по металлическим направляющим. Легкие чугунные цилиндры были улучшены и усилены, а поршневые кольца стали бронзовыми.
До появления электродвигателя производители гидроподъемников не обращали внимания на экономичность эксплуатации.
Первым шагом было компенсировать изменение мощности из-за изменения положения тросов во время поездки, что даже для лифтов средней высоты составляло большой процент работы, которую необходимо было выполнить.
Метод гидравлической компенсации изменения веса кабеля был применен в здании Сент-Пол в Нью-Йорке в 1895 году и с тех пор использовался во многих других зданиях; Хотя метод более элегантен, чем цепочки, устраняя их недостатки-преимущества, он требует дополнительного пространства, которое зачастую невозможно получить.
Эта система состоит из вертикальной трубы, соединенной с нижней частью цилиндра, объем которой пропорционален объему цилиндра, где
вода поднимается при сливе из цилиндра. Труба открыта сверху на необходимой высоте и оборудована сборником и дренажным резервуаром; поэтому вся лишняя вода выводится.
Другие оптимизации были сделаны в отношении эффективности гидравлических двигателей, уменьшения трения цилиндров о поршень и различных шкивов, а также были улучшены подвесные тросы. Также были усовершенствованы методы снижения гидравлических потерь в трубах и арматуре.
Снижение гидравлических потерь также было достигнуто за счет использования более высоких давлений. Использование смешанных систем высокого и низкого давления с автоматическими клапанами для перехода от одного давления к другому позволило объединить преимущества больших мощностей и скоростей, обеспечиваемые системами высокого давления, и преимущества низкого давления с кабинами, которые они путешествовали с небольшим грузом.
Примерно в 1899 году лифт прямого поршневого типа, машина, которая много лет использовалась в Европе, стала широко использоваться и в Америке.
Этот тип лифта использовался для тяжелых грузов и коротких поездок или для перевозки пассажиров в малоэтажных зданиях.
Развитие этого типа подъемников также связано с совершенствованием техники бурения скважин в земле, разработанной нефтяной промышленностью, и усовершенствованиями, внесенными производителями стальных труб.
Преимуществ у этой машины по сравнению с другими не так много, кроме того, что она занимает меньше места в здании.
Большим преимуществом является психологическое, поскольку в глазах общественности такая машина кажется более безопасной, поскольку кабина поддерживается снизу, а не подвешивается на веревках. На самом деле это преимущество было фиктивным, поскольку некоторые машины с прямым поршнем не имели устройства, предотвращающего падение кабины.
Последние разработки этого типа подъемника связаны с использованием электродвигателей для привода насосов и внедрением электромагнитов для управления гидравлическими клапанами и управления, вместе с другими электромеханическими системами, движением кабины без необходимости использования веревки бесконечные. Сегодня нередко можно встретить установленные гидромоторы гидронасосы.
Система управления с бесконечными тросами представляла собой громоздкую систему с рядом недостатков, первым из которых было удлинение тросов, делающее рычаг управления неэффективным.
При использовании электрического привода клапана оператору требуется гораздо меньше места, а в случае небольших кабин разница была очевидна.
Добавление электромеханических систем затем настолько автоматизировало прибытие на этаж, что оператор стал просто человеком, который закрывал двери и нажимал кнопку этажа прибытия.
|
