(495) 766-86-01603-971-803
Мы работаем по выходным - тел. 8-926-197-21-13
 

Как работает элеваторный узел отопления


схема, принцип работы, устройство, расчет

При централизованном теплоснабжении горячая вода, прежде чем попасть в радиаторы отопления многоквартирных домов, проходит через тепловой пункт. Там она доводится до необходимой температуры с помощью специального оборудования. С этой целью в подавляющем большинстве домовых тепловых пунктов, построенных во времена СССР, установлен такой элемент, как элеватор отопления. Рассказать, что он собой представляет и какие задачи выполняет, призвана данная статья.

Назначение элеватора в системе отопления

Теплоноситель, выходящий из котельной или ТЭЦ, имеет высокую температуру – от 105 до 150 °С. Естественно, что подавать в систему отопления воду с такой температурой недопустимо.

Нормативными документами эта температура ограничена пределом 95 °С и вот почему:

  • в   целях безопасности: можно получить ожоги от прикосновения к батареям;
  • не всякие радиаторы могут функционировать при высоких температурных режимах, не говоря уже о полимерных трубах.

Снизить температуру сетевой воды до нормируемого уровня позволяет работа элеватора отопления. Вы спросите – а почему нельзя сразу направить в дома воду с требуемыми параметрами? Ответ лежит в плоскости экономической целесообразности, подача перегретого теплоносителя позволяет передать с одним и тем же объемом воды гораздо большее количество тепла. Если температуру снизить, то придется увеличить расход теплоносителя, а следом существенно вырастут диаметры трубопроводов тепловых сетей.

Итак, работа элеваторного узла, установленного в тепловом пункте, состоит в снижении температуры воды путем подмешивания в подающий трубопровод остывший теплоноситель из обратки. Следует отметить, что данный элемент считается устаревшим, хотя до сих пор повсеместно используется. Сейчас при устройстве тепловых пунктов применяются смешивающие узлы с трехходовыми клапанами либо пластинчатые теплообменники.

Как функционирует элеватор?

Если говорить простыми словами, то элеватор в системе отопления – это водяной насос, не требующий подведения энергии извне. Благодаря этому, да еще простой конструкции и низкой стоимости, элемент нашел свое место практически во всех тепловых пунктах, что строились в советское время. Но для его надежной работы нужны определенные условия, о чем будет сказано ниже.

Чтобы понять устройство элеватора системы отопления, следует изучить схему, представленную выше на рисунке. Агрегат чем-то напоминает обычный тройник и устанавливается на подающем трубопроводе, своим боковым отводом он присоединяется к обратной магистрали. Только через простой тройник вода из сети проходила бы сразу в обратный трубопровод и прямо в систему отопления без снижения температуры, что недопустимо.

Стандартный элеватор состоит из подающей трубы (предкамеры) со встроенным соплом расчетного диаметра и смесительной камеры, куда подводится остывший теплоноситель из обратки. На выходе из узла патрубок расширяется, образуя диффузор. Агрегат действует следующим образом:

  • теплоноситель из сети с высокой температурой направляется в сопло;
  • при прохождении через отверстие малого диаметра скорость потока возрастает, из-за чего за соплом возникает зона разрежения;
  • разрежение вызывает подсасывание воды из обратного трубопровода;
  • потоки смешиваются в камере и выходят в систему отопления через диффузор.

Как происходит описанный процесс, наглядно показывает схема элеваторного узла, где все потоки обозначены разными цветами:

Непременное условие устойчивой работы узла заключается в том, чтобы величина перепада давления между подающей и обратной магистралью сети теплоснабжения было больше, чем гидравлическое сопротивление отопительной системы.

Наряду с явными преимуществами данный смесительный узел обладает одним существенным недостатком. Дело в том, что принцип работы элеватора отопления не позволяет регулировать температуру смеси на выходе. Ведь что для этого нужно? Изменять при необходимости количество перегретого теплоносителя из сети и подсасываемой воды из обратки. Например, чтобы температуру снизить, надо уменьшить расход на подаче и увеличить поступление теплоносителя через перемычку. Этого можно добиться только уменьшением диаметра сопла, что невозможно.

Проблему качественного регулирования помогают решить элеваторы с электроприводом. В них посредством механического привода, вращаемого электродвигателем, увеличивается или уменьшается диаметр сопла. Это реализовано за счет дроссельной иглы конусной формы, входящей в сопло изнутри на определенное расстояние. Ниже изображена схема элеватора отопления с возможностью управления температурой смеси:

1 – сопло; 2 – дроссельная игла; 3 – корпус исполнительного механизма с направляющими; 4 – вал с зубчатым приводом.

Примечание. Вал привода может снабжаться как рукояткой для управления вручную, так и электродвигателем, включаемым дистанционно.

Появившийся относительно недавно регулируемый элеватор отопления позволяет производить модернизацию тепловых пунктов без кардинальной замены оборудования. Учитывая, сколько еще подобных узлов функционирует на просторах СНГ, подобные агрегаты приобретают все большую актуальность.

Расчет элеватора отопления

Следует отметить, что расчет водоструйного насоса, коим является элеватор, считается довольно громоздким, мы постараемся подать его в доступной форме. Итак, для подбора агрегата нам важны две главных характеристики элеваторов – внутренний размер смесительной камеры и проходной диаметр сопла. Размер камеры определяется по формуле:

Здесь:

  • dr – искомый диаметр, см;
  • Gпр – приведенное количество смешанной воды, т/ч.

В свою очередь, приведенный расход вычисляется таким образом:

В этой формуле:

  • τсм – температура смеси, идущей на отопление, °С;
  • τ20 – температура остывшего теплоносителя в обратке, °С;
  • h3 – сопротивление отопительной системы, м. вод. ст.;
  • Q – потребный расход тепла, ккал/ч.

Чтобы подобрать элеваторный узел системы отопления по размеру сопла, надо его рассчитать по формуле:

Здесь:

  • dr – диаметр смесительной камеры, см;
  • Gпр – приведенный расход смешанной воды, т/ч;
  • u – безразмерный коэффициент инжекции (смешивания).

Первые 2 параметра уже известны, остается только отыскать значение коэффициента смешивания:

В этой формуле:

  • τ1 – температура перегретого теплоносителя на входе в элеватор;
  • τсм, τ20 – то же, что и в предыдущих формулах.

Примечание. Для расчета сопла надо взять коэффициент u, равный 1.15u’.

Опираясь на полученные результаты, осуществляется подбор агрегата по двум основным характеристикам. Стандартные размеры элеваторов обозначены номерами от 1 до 7, принимать надо тот, что ближе всего к расчетным параметрам.

Заключение

Поскольку реконструкции всех тепловых пунктов произойдут нескоро, элеваторы еще долго будут служить там в качестве смесителей. Поэтому знание их устройства и принципа действия будет полезным определенному кругу людей.

Как работают лифты и подъемники?

Реклама

Криса Вудфорда. Последнее изменение: 16 августа 2020 г.

Нажмите верхнюю кнопку лифта и приготовьтесь к долгой поездке: всего через несколько дней вы будете махать назад из космоса! Лифты с возможностью увеличения за пределами Земли определенно захватили воображение людей за десятилетие или около того с тех пор, как космические ученые впервые предложили их - и это неудивительно.Но в свое время обычные офисные лифты, вероятно, казались почти столь же радикальными. Это было не просто блестящие строительные материалы, такие как сталь и бетон, который позволил современные небоскребы, чтобы парить в облаках: это было изобретение, в 1861 г., о безопасном и надежном лифте, написанном человеком по имени Элиша Грейвс. Отис Йонкерс, Нью-Йорк. Отис буквально изменил лицо Земля, создав машину, которую он скромно назвал "улучшением в подъемный механизм », который позволил городам расширяться по вертикали, а также по горизонтали.Вот почему его изобретение по праву может быть описывается как одна из самых важных машин всех времен. Давайте присмотритесь к лифтам и узнайте, как они работают!

Фото: Как далеко уйдет верхняя кнопка? Всю дорогу в космос? НАСА уже работает на лифте, который может транспортировать материалы с поверхности Земли на геостационарную околоземную орбиту на высоту 35 786 км (22 241 миль). Иллюстрация художника Пэта Роулинга любезно предоставлена ​​Центром космических полетов NASA Marshall (NASA-MSFC).

Что такое лифт?

Художественные работы: За исключением электронных систем управления, основной механизм тяговых лифтов (тех, которые поднимаются и опускаются тросами) не сильно изменился за более чем столетие.Эта диаграмма взята из исторической брошюры Отис. датируется примерно 1900 годом. Интернет-архив.

В лифтах (если вы пытаетесь их понять) раздражает то, что они рабочие части обычно прикрыты. С точки зрения кого-то поднимаясь из вестибюля на 18 этаж, лифт - это просто металлический ящик с дверцами, которые закрываются на одном этаже, а затем снова открываются на другой. Для тех из нас, кто более любопытен, ключевыми частями лифта являются:

  1. Одна или несколько вагонов (металлических ящиков), поднимающихся вверх и вниз.
  2. Противовесы, уравновешивающие автомобили.
  3. Электродвигатель, который поднимает и опускает автомобили, включая система торможения. (В некоторых лифтах вместо них используются гидравлические механизмы.)
  4. Система прочных металлических тросов и шкивов, идущих между автомобилями и двигателями.
  5. Различные системы безопасности для защиты пассажиров при обрыве троса.
  6. В больших зданиях - электронная система управления, которая направляет автомобили на нужный этаж с помощью так называемый «алгоритм лифта» (сложный математический логика), чтобы обеспечить перемещение большого количества людей вверх и вниз в самый быстрый и эффективный способ (особенно важно в больших, оживленные небоскребы в час пик).Интеллектуальные системы запрограммированы нести гораздо больше людей вверх, чем вниз в начале день и наоборот в конце дня.

На фото: типичный современный лифт с электронным управлением. Если вы ждете, пока машины не уедут с дороги, вы часто можете увидеть некоторые из них и выяснить, какие части что делают.

Как лифты используют энергию

С научной точки зрения лифты - это энергия. Чтобы попасть с земли на 18-е поднимаясь по лестнице по полу, вы должны переносить вес вашего тела против тянущей вниз силы тяжести.Энергия, которую вы тратите в процессе (в основном) превращается в потенциальную энергию, поэтому подъем по лестнице дает увеличение вашей потенциальной энергии (подъем) или снижение вашей потенциальной энергии (снижение). Это пример действия закона сохранения энергии. На самом деле у вас действительно больше потенциальной энергии наверху здания, чем внизу, даже если это не ощущается.

Для ученого лифт - это просто устройство, которое увеличивает или уменьшает человеческое потенциальная энергия без необходимости поставлять эту энергию сами: лифт дает вам потенциальную энергию, когда вы поднимаетесь и он забирает у вас потенциальную энергию, когда вы спускаетесь.В теории, это звучит достаточно просто: лифту не нужно много энергии вообще, потому что она всегда будет возвращать столько же (когда она идет вниз), как он выдает (когда идет вверх). К сожалению, это не так совсем так просто. Если бы в лифте был простой подъемник с клетка, проходящая через шкив, потребовала бы значительного количества энергии поднимать людей, но у него не было бы возможности вернуть эту энергию: энергия просто теряется из-за трения в тросах и тормозах (исчезает в воздух как отработанное тепло), когда люди спустились вниз.

Сколько энергии потребляет лифт?

Фото: Лифты не просто свешиваются на одном тросе: есть несколько прочных тросов, поддерживающих машину на случай, если один из них сломается. Если все же произойдет худшее, вы обнаружите, что в кабине лифта часто есть телефон для экстренной связи, который можно использовать для вызова помощи.

Если лифт должен поднять слона (допустим, весом 2500 кг) на расстояние около 20 м. в воздух, он должен доставить слона 500000 джоулей дополнительная потенциальная энергия.Если он поднимается за 10 секунд, он должен работают со скоростью 50 000 джоулей в секунду или 50 000 ватт, что является примерно в 20 раз больше мощности, чем у обычного электрического тостера.

Предположим, лифт везет слонов целый день (10 часов или 10 × 60 = 600 минут или 10 × 60 × 60 = 36000 секунд) и подъем за половину этого времени (18000 секунд). Всего потребуется 18 000 × 50 000 = 900. миллиона джоулей (900 мегаджоулей) энергии, что равно 250 киловатт-часы в более привычных терминах.

Фактически, лифт не был бы эффективен на 100 процентов: вся энергия, которую он потреблял от электроснабжение не будет полностью преобразовано в потенциальную энергию в поднимающиеся слоны. Некоторые будут потеряны из-за трения, звука, тепла, сопротивление воздуха (лобовое сопротивление) и другие потери в механизме. Таким образом, реальное потребление энергии будет быть несколько больше.

Звучит как огромное количество энергии - и это так. Но многое из этого можно спасти, используя противовес.

Противовес

Фото: Противовес движется вверх и вниз на колесах, следующих по направляющим рельсам сбоку. шахта лифта.Кабина лифта находится в верхней части этой шахты (вне поля зрения), поэтому противовес находится внизу. Когда кабина движется вниз по валу, противовес движется вверх - и наоборот. Каждая машина имеет свой противовес, поэтому машины могут работать независимо друг от друга. На этом снимке вы также можете увидеть двери на каждом этаже, которые открываются и закрываются только тогда, когда кабина лифта совмещена с ними.

На практике лифты работают немного иначе, чем простые подъемники. Лифтовая кабина уравновешивается тяжелым противовесом, который весит примерно столько же как автомобиль, когда он загружен наполовину (другими словами, вес веса самого автомобиля плюс 40–50 процентов от общего веса, который он может нести).Когда лифт идет вверх, противовес опускается - и наоборот, что помогает нам в четыре пути:

  1. Противовес облегчает двигателю подъем и опускание автомобиля - просто поскольку сидение на качелях значительно упрощает подъем чьего-либо вес по сравнению с поднятием их на руках. Благодаря противовес, двигателю требуется гораздо меньше усилий для перемещения машина либо вверх, либо вниз. Если предположить, что автомобиль и его содержимое весят больше, чем противовес, все двигатель должен поднимать разницу в весе между двумя и поставлять немного лишнего сила для преодоления трения в шкивах и так далее.
  2. Поскольку прилагается меньшее усилие, меньше нагрузка на кабели, что делает лифт немного безопаснее.
  3. Противовес снижает количество энергии, которое необходимо использовать двигателю. Это интуитивно очевидно для любого, кто когда-либо сидел на качелях: качели правильно сбалансированы, вы можете качать вверх и вниз любое количество раз, когда по-настоящему не устаешь - совсем иначе, чем поднимать кого-то на руки, что очень быстро утомляет. это Пункт также следует из первого: если двигатель использует меньше сил, чтобы переместить машину на такое же расстояние, она делает меньше работы против силы тяжести.
  4. Противовес снижает количество торможений, которые необходимо использовать лифту. Представьте себе, если противовеса не было: тяжеловесная кабина-лифт действительно сложно подняться вверх, но на обратном пути мчаться на землю в одиночку, если бы не было прочный тормоз, чтобы остановить это. Противовес значительно упрощает управление лифт кабина.

В другой конструкции, известной как дуплексный лифт без противовеса, две кабины соединены между собой. к противоположным концам того же кабеля и эффективно сбалансировать каждый другое, устранение необходимости в противовесе.

Предохранительный тормоз

У всех, кто когда-либо путешествовал на эскалаторе, была одна и та же мысль: а что, если кабель держит эту штуку вдруг щелкает? Будьте уверены, здесь не к чему беспокоюсь о. В случае обрыва кабеля различные системы безопасности предотвращают кабина лифта от падения на пол. Это было здорово инновация, которую Элиша Грейвс Отис сделал еще в 1860-х годах. Его лифты не просто поддерживались веревками: у них также был храповая система в качестве резервной. Каждая машина пробегала между двумя вертикальные направляющие с прочными металлическими зубьями, заделанными до упора их.Вверху каждой машины был подпружиненный механизм. с прикрепленными крючками. Если трос порвался, крючки подпрыгнули наружу и застрял в металлических зубьях направляющих, надежно зафиксируйте автомобиль на месте.

Как работал оригинальный лифт Отис

Работа: Лифт Отис. Благодаря чудесам Интернета действительно легко взглянуть на оригинальные патентные документы и узнать, о чем именно думали изобретатели. Здесь любезно предоставлено патентом и товарным знаком США. Office, является одним из рисунков, которые Элиша Грейвс Отис представил вместе с его патентом на «Подъемное устройство» от 15 января 1861 года.Я немного раскрасил его, чтобы было легче понять.

Сильно упрощено, вот как это работает:

  1. Отсек лифта (1, зеленый) поднимается и опускается с помощью подъемно-шкивной системы (2) и движущегося противовеса (не виден в этой картине). Вы видите, как лифт плавно движется между вертикальными направляющими: он не просто тупо болтается на веревке.
  2. Трос, который выполняет все подъемы (3, красный), наматывается на несколько шкивов и основной намоточный барабан.Не забывайте, что этот лифт был изобретен до того, как кто-то стал использовать электричество: его поднимали и опускали вручную.
  3. В верхней части кабины лифта находится простой механизм, состоящий из подпружиненных рычагов и шарниров (4). При обрыве основного троса (3) пружины выталкивают две прочные планки, называемые «собачки» (5), так что они фиксируются в вертикальных стойках с направленными вверх зубьями (6) с обеих сторон. Это храповое устройство надежно фиксирует подъемник на месте.

Фото: Современный лифт имеет много общего с оригинальным дизайном Отиса.Здесь вы можете увидеть маленькие колесики по краям кабины лифта, которые помогают ей плавно перемещаться вверх и вниз по направляющим стержням.

Согласно Отису, ключевой частью изобретения было: «собачки и зубцы крюка стойки сформированы, по существу, как показано, так что вес платформы в случае разрыва веревки вызовет собачки и зубья, чтобы сцепиться вместе и предотвратить случайное разделение одного и того же ".

Если вам нужны более подробные объяснения, взгляните на оригинальный патент Otis, патент США № 31 128: Улучшение подъемного устройства.Здесь более подробно объясняется, как лебедка и шкивы работают с противовесом.

Отис изобрел лифт?

Нет. Он изобрел безопасный лифт: он заметил, что обычные лифты могут выходить из строя, и придумал лучший дизайн, который сделал их более безопасными. Лифт Отис датируется серединой 19 века, а обычные лифты датируются временем. гораздо дальше - до греческих и римских времен. Мы можем проследить их связь с более общими видами подъемного оборудования, такими как краны, лебедки и кабестаны; Древние водоподъемные устройства, такие как шадуф (иногда пишется шадуф), основанные на конструкции качелей, вполне могли вдохновить на использование противовесов в ранних лифтах и ​​подъемниках.

Регуляторы скорости

Большинство лифтов имеют полностью отдельную систему регулирования скорости, которая называется губернатор, который является тяжелым маховик с внутри были встроены массивные механические руки. Обычно руки удерживаются внутри маховик на массивных пружинах, но если лифт движется слишком быстро, они лететь наружу, нажимая на рычажный механизм, который приводит в действие одну или несколько тормозных систем. Во-первых, они могут отключить двигатель подъемника. Если это не удается и лифт продолжает ускоряться, рычаги вылетят еще дальше и приведут в действие второй механизм, задействовав тормоза.Некоторые регуляторы полностью механические; другие - электромагнитные; третьи используют смесь механических и электронных компонентов.

Работа: Как работает губернатор. Подъемный двигатель (1) приводит в движение шестерни (2), которые вращают шкив (3) - колесо с канавками, которое направляет основной кабель. Трос поддерживает как противовес (4), так и подъемную тележку (5). Отдельный трос регулятора (6) прикреплен к кабине подъемника и механизму регулятора справа. Регулятор состоит из маховика с центробежными рычагами внутри (7).Если подъемник движется слишком быстро, рычаги вылетают наружу, срабатывая предохранительный механизм, который тормозит трос регулятора (8) и замедляет его. Поскольку трос регулятора теперь движется медленнее, чем основной трос и сама кабина, он активирует другой механизм, который заставляет фрикционные тормоза вылетать из кабины лифта на ее внешние направляющие, обеспечивая плавную и безопасную остановку (аналогично путь к оригинальному предохранительному механизму Отис).

Изображение: Пример полностью механического механизма регулятора, разработанного инженерами Otis в 1960-х годах.Вы можете увидеть маховик (серый) с центробежными рычагами внутри (голубой) и пружины, удерживающие их (желтые). Когда колесо вращается слишком быстро, рычаги вылетают наружу, срабатывая тормозное устройство, которое прикрепляет пару подпружиненных рычагов (темно-синий) к тросу регулятора (коричневый). Из патента США 3 327 811: губернатор Джозефа Мастроберте, Otis Elevator Company, запатентовано 27 июня 1967 года. Изображение предоставлено Управлением по патентам и товарным знакам США (с добавленными цветами для облегчения понимания).

Прочие системы безопасности

Современные лифты имеют несколько систем безопасности.Как тросы на подвеске мост, трос в лифте сделан из множества металлических жил стального троса, скрученного вместе, чтобы не допустить небольшого повреждения одной части кабеля, первоначально при по крайней мере, вызовет какие-либо проблемы. В большинстве лифтов также есть несколько отдельных кабелей, поддерживающих каждую машину, поэтому полный отказ одного кабеля оставляет другие функционируют на его месте. Даже если все кабели порвутся, эта система все равно удержит автомобиль на месте.

Наконец, если вы когда-нибудь смотрели на прозрачный стеклянный лифт, вы заметили гигантский гидравлическая или газовая пружина амортизатор внизу для защиты от ударов если аварийный тормоз должен каким-то образом выйти из строя.Благодаря Элише Грейвсу Отису и многие талантливые инженеры пошли по его стопам, вы в лифте намного безопаснее, чем в машине.

Как работает гидравлический лифт?

Рисунок: Гидравлический лифт с энергосберегающим противовесом. В этой конструкции легковой автомобиль (1) поддерживается гидроцилиндром прямого действия (2), подключенным через гидравлический насос (3), управляемый двигателем (4), соединенным со вторым гидроцилиндром (5), который приводит в движение противовес (6).Когда кабина лифта падает, насос передает гидравлическую жидкость от одного гидроцилиндра (2) к другому (5), что устраняет необходимость в резервуаре для жидкости. Мой рисунок основан на конструкции Отиса, описанной в патенте США 5 975 246: Гидравлически сбалансированный лифт Ренцо Тоски, Otis Elevator Company, запатентованный 2 ноября 1999 г.

Лифты, работающие с тросами и колесами, иногда называют тяговыми лифтами , потому что они задействовать двигатель, тянущий за автомобиль и противовес. Однако не все лифты работают таким образом.В небольших зданиях довольно часто можно встретить гидравлические лифты , которые поднимают и опускают одиночный автомобиль, использующий гидроцилиндр (поршень, заполненный жидкостью, аналогичный тем, которые используются в строительных машинах, таких как бульдозеры и краны). Гидравлические лифты механически проще и, следовательно, дешевле в установке, но, поскольку в них обычно не используются противовесы, они потребляют больше энергии для подъема и опускания кабины. Иногда гидроцилиндр устанавливается непосредственно под автомобилем и толкает его вверх и вниз (конструкция известна как прямого действия ).В качестве альтернативы, если для этого нет места, гидроцилиндр можно установить сбоку от шахты лифта, управляя кабиной с помощью системы канатов и шкивов (в конструкции, известной как непрямого действия ). Более сложные лифты, такие как показанный здесь, используют несколько гидроцилиндров и противовесы.

Узнать больше

На этом сайте

Другие полезные сайты

  • Elevator World: отраслевой журнал, содержащий множество интересных материалов о последних событиях в мире «движения людей».«

Статьи

  • В новых предлагаемых лифтах метро некоторые видят опасность терроризма. Автор Сара Маслин Нирджан. The New York Times, 22 января 2018 г. Некоторые жители Манхэттена выступают против лифтов, которые могут сделать метро более доступными, как потенциальных угроз безопасности.
  • Поездка в капсулу времени в квартиру 8G, Энди Ньюман. The New York Times, 15 декабря 2017 года. Праздник старомодного вручную. управляемые лифты.
  • Лифтов Maglev доставят вас вверх, вниз и в сторону к 2016 году, автор Эван Акерман.IEEE Spectrum. 2 декабря 2014 года. Как линейные двигатели устраняют необходимость в традиционных лифтовых кабелях.
  • «К лифтам, а затем в яму» Джули Безонен. Нью-Йорк Таймс. 22 августа 2014 г. Увлекательное знакомство с Историческим музеем Лифта.
  • Самый быстрый лифт: испытательная башня Hyundai Elevator, автор - Элиза Стрикленд. IEEE Spectrum. 1 июня 2011 г. Современным небоскребам нужны современные лифты, способные двигаться со скоростью 64 км / ч (40 миль в час).
  • Нет предела: краны и подъемные устройства с приводом от человека. Крис Де Декер, Low-Tech Magazine, 25 марта 2010 г.Более общий взгляд на историю механического подъема.
  • На подъеме, Шон Куглан, BBC News, 6 апреля 2007 г. Краткий исторический обзор лифтовой техники от Отиса до Тайбэя 101.
  • Smart Elevators от Клайва Томпсона. The New York Times, 10 декабря 2006 г. Miconic 10 быстрее доставляет людей к месту назначения, направляя пассажиров к разным кабинам лифта в холле.
  • Быстрые подъемники попадают в книги рекордов: BBC News, 16 декабря 2004 г. Как быстро могут двигаться подъемники?

Книги

Лифты
  • Справочник движения лифтов: теория и практика Джины Барни и Лютфи Аль-Шариф.Routledge, 2016. Исследует теорию проектирования лифтов (и других транспортных систем) для наиболее эффективного передвижения большого количества людей.
  • «Справочник по вертикальной транспортировке» Джорджа Р. Стракоша и Роберта С. Капорале. John Wiley, 2010. Актуальный справочник о современных лифтовых системах, созданных с помощью журнала Elevator World.
История
  • Поднятый: Культурная история лифта Андреаса Бернара. NYU Press, 2014. Архитектура, инженерия, политика и психология - вот некоторые из тем, затронутых в этом широкомасштабном исследовании.
  • «От восходящих комнат к экспресс-лифтам: история пассажирского лифта в XIX веке» Ли Э. Грей. Elevator World, 2002. Эта увлекательная книга охватывает период 1850–1900 годов, начиная с первых грузовых лифтов, рассматривая роль лифтов в развитии небоскребов и заканчивая современными безопасными лифтами примерно 1900 года.
  • [PDF] История американской лифтовой индустрии: 1850–2001 гг. Патрика Карраджата. Lir Group, 2009. [Архивировано через Wayback Machine.]
  • Брошюра по лифтам Otis c.1900 Эта брошюра показывает нам, что электрические и гидравлические лифты были довольно сложными в начале 20 века, хотя их максимальная скорость составляла всего около 11 миль в час (1000 футов / мин).
  • «История инженерии в классические и средневековые времена» Дональда Р. Хилла. Routledge, 1984. Хотя в этой книге не рассматриваются лифты (насколько я помню), в ней очень подробно рассказывается о древних водоподъемных машинах, используемых для орошения, которые были одними из первых механических подъемных устройств.
Для младших читателей
  • Лифты Трейси Маурер. Rourke Educational, 2017. 48-страничное введение для детей 8–11 лет.

Пожалуйста, НЕ копируйте наши статьи в блоги и другие сайты

статей с этого сайта зарегистрированы в Бюро регистрации авторских прав США. Копирование или иное использование зарегистрированных работ без разрешения, удаление этого или других уведомлений об авторских правах и / или нарушение смежных прав может привести к серьезным гражданским или уголовным санкциям.

Авторские права на текст © Крис Вудфорд 2009, 2016. Все права защищены. Полное уведомление об авторских правах и условиях использования.

Следуйте за нами

Поделиться страницей

Нажмите CTRL + D, чтобы добавить эту страницу в закладки на будущее, или расскажите об этом друзьям с помощью:

Цитировать эту страницу

Вудфорд, Крис. (2009/2016) Лифты. Получено с https://www.explainthatstuff.com/how-elevators-work.html. [Доступ (укажите дату здесь)]

Подробнее на нашем сайте...

.

2.972 Как работает лифт


ОСНОВНЫЕ ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ: Перемещайте людей и тяжелые предметы из одного места в другое выше или ниже, расположение.

ПАРАМЕТР ДИЗАЙНА: An лифт может быть использован для удовлетворения этих требований.


СПРАВОЧНАЯ ИНФОРМАЦИЯ:

Для этого элеватор включает электрическое питание. в механическую (вращательную) мощность.Тормоз лифта должен быть сконструирован таким образом, чтобы гарантировать безопасность при нормальном использовании в течение дня. Тормоз также должен иметь возможность срабатывать в экстремальных условиях. случаи обрыва лифтового троса или другие возникают непредвиденные обстоятельства. Кроме того, лифт должен подниматься и опускаться. пассажиров максимально эффективно. Если используется набор лифтов, комплекс обычно ими управляет контроллер.

Лифт должен соответствовать требованиям к площади здания.Это должно быть сделан достаточно большим, чтобы справляться с обычным ежедневным движением и перемещать необходимые объекты внутри здания. Его нельзя делать слишком большим и, следовательно, влиять на структуру само здание. Возможные ограничения веса, перевозимого в лифте, могут определяться по размеру двигателя и других компонентов лифта. система. Этот предел веса должен быть достаточно большим, чтобы выдерживать ежедневное использование.


ГЕОМЕТРИЯ / СТРУКТУРА И ОБЪЯСНЕНИЕ, КАК ЭТО РАБОТАЕТ / ИСПОЛЬЗУЕТСЯ:

Тяговый привод / канатная система

Тросовая система используется для крепления двигателя / шестеренчатого редуктора, кабины лифта и противовес.Можно использовать множество различных аранжировок. В одном возможное расположение, такое как показано на рисунке 2, оба конца лифта крепится к потолочной балке. Кабина лифта и противовес прикреплены освободить движущиеся шкивы. Тяговый привод прикреплен к неподвижному шкиву.

Тяговый привод - это способ преобразования входной механической мощности (в данном случае вращение вала) в полезную механическую мощность в системе (вертикальное движение лифта).Трение между канатами и канавками шкива, нарезанными на шкив, инициирует силу тяги между тяговым приводом и канатом.

При вращении тягового привода мощность передается от тягового привода к кабина лифта и противовес. Мощность необходима только для перемещения несбалансированной нагрузки между лифт и противовес.

Шестерни

Функция лифта - преобразовывать начальную электрическую мощность, которая запускает двигатель, в механическую мощность, которая может использоваться системой.Лифт состоит из двигатель и, чаще всего, система редуктора червячной передачи. Система червячной передачи состоит из червячная передача, обычно называемая червяком, и более крупная круглая передача, обычно называемая червяком передача. Эти две шестерни, оси вращения которых перпендикулярны друг другу, не только уменьшить скорость вращения тягового шкива (1), но также изменить плоскость вращение. Уменьшая скорость вращения с помощью шестеренчатого редуктора, мы также увеличивая выходной крутящий момент, следовательно, имея возможность поднимать более крупные объекты на данный диаметр шкива.Червячная передача предпочтительнее других типов передач. благодаря своей компактности и способности выдерживать более высокие ударные нагрузки. Это также легко крепится к валу двигателя, иногда с помощью муфты. Шестерня коэффициенты уменьшения обычно варьируются от 12: 1 до 30: 1.

Двигатель лифта может быть двигателем постоянного или переменного тока. А Двигатель постоянного тока обладал хорошим пусковым моментом и простотой регулирования скорости. Двигатель переменного тока больше регулярно используется из-за своей прочности и простоты.Мотор выбирается в зависимости от конструкторский замысел лифта. Мощность, необходимая для запуска автомобиля, равна способность преодолевать статическое или стационарное трение и ускорять массу от состояния покоя до максимальная скорость. При выборе подходящего двигателя необходимо учитывать следующие факторы: хорошее регулирование скорости и хороший пусковой момент. Кроме того, нагрев различные электрические компоненты в непрерывной эксплуатации не должны быть чрезмерными.

Тормоза

Самый распространенный тормоз лифта состоит из сжимающей пружины в сборе, тормозных колодок. с накладками и соленоидом в сборе.Когда соленоид не запитан, пружина заставляет тормозные колодки захватывать тормозной барабан и создавать тормозной момент. Магнит может приложите горизонтальную силу для размыкания тормоза. Это можно сделать прямо на одном из управляющие руки или через систему тяг. В любом случае результат один и тот же. В тормоз отрывается от шахты, и скорость лифта возобновляется.

Для улучшения тормозящей способности материал с высоким коэффициентом в разрывах используется трение, такое как асбест, связанный цинком.Материал со слишком высоким коэффициент трения может привести к резкому движению автомобиля. Этот материал должен быть выбран тщательно.

Обычно КПД редукторной машины составляет 60 процентов для двигателя и коробки передач. сборка. Эта эффективность была оценена для нагрузки в 2500 фунтов, что соответствует обычному жилой лифт размером 1,75 м / с.


ДОМИНАНТНАЯ ФИЗИКА:

Электроэнергия передается по всей лифтовой системе.Электроэнергия вводится двигатель равен:

(для двигатель переменного тока)

Где V - напряжение, а I / 2 - источник переменного тока. Эта мощность затем передается через выход вала двигателя,

.

.

Где T - крутящий момент, а w - вращательное скорость. Как только мощность передается через редуктор, выходная скорость будет уменьшится и крутящий момент будет больше.Общая мощность будет немного ниже, так как система не на 100% эффективна. Натяжение троса от шкива лифта равно вес лифта, Вт и . Натяжение троса от противовеса составляет W c .

Рис. 1. Схема свободного тела шкив

Следующий анализ был проведен для работы в установившемся режиме (без ускорения).В сила на ведущем шкиве равна разности двух приложенных к каждому сторона. С одной стороны эта сила равна W e , а с другой - W c. Следовательно, результирующая сила, действующая на шкив 1 (привод шкив) составляет:

Чтобы найти мощность, необходимую для движения лифта, либо скорость вращения ведущего вала (прикрепленного к шкиву 1) или должна быть известна скорость подъемника.Выходная мощность (при 100% КПД)


где r - радиус шкива (шкив 1).

Рис. 2. Поток мощности через типовой лифт

ОГРАНИЧИТЕЛЬНАЯ ФИЗИКА:

Как объяснялось выше, тормоз удерживается в закрытом состоянии пружиной и отпускается с помощью магнита.На приведенной ниже диаграмме свободного тела показано, как эти силы распределяются. Сила со стороны пружина находится намного ближе к шарнирному соединению и, следовательно, легко преодолевается сила магнитного притяжения из-за его более длинного плеча момента (большое расстояние от точки вращения).

Рисунок 3. Схема разрыва система

Рисунок 4.Схема свободного тела система прерывания

УЧАСТКИ / ГРАФИКИ / ТАБЛИЦЫ:

Отсутствуют


ГДЕ НАЙТИ ЛИФТЫ:

Лифты есть во многих жилых и деловых зданиях. Они не используются только для перевозки людей, но также и тяжелых предметов, которые в других случаях было бы трудно транспорт.


ССЫЛКИ / ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯ:

Любомир Яновск. Механическая конструкция лифта: принципы и концепции .

Англия: Ellis Horwood Limited, 1987.

Джордж Р. Сракош. Справочник по вертикальной транспортировке

Третье издание. John Wiley & Sons, Inc., 1998.


.

Как работает лифт, принципиальная электрическая схема и типы лифтов

Благодаря улучшенным структурам управления, аппаратному обеспечению и другим системам автоматизации в тяговых лифтовых системах большинство производителей выпускают энергоэффективные лифты. Система рекуперативного привода в лифте - замечательное достижение в этих энергоэффективных лифтах. Для средних и высотных зданий идеально подходят тяговые или тросовые лифты по сравнению с лифтами на основе электромеханических реле и гидравлическими лифтами.Эта статья не предназначена для того, чтобы дать расширенное представление об этой теме, но дает представление о том, «как работают лифты».

Типы лифтов

Лифт - это вертикальная транспортная система, которая безопасно и эффективно перевозит людей или товары между этажами здания. Существуют разные типы лифтов:

  1. Гидравлические лифты
  2. Пневматические лифты
  3. Тяговые или тросовые лифты

Типы лифтов

В лифте автомобиль поднимается или опускается на нескольких этажах коммерческого и жилого здания.В зависимости от нагрузки и области применения эти лифты устанавливаются с номинальной грузоподъемностью. Гидравлические лифты просты и эффективны, в них сила, необходимая для перемещения кабины, мала по сравнению с другими лифтами, но все же их использование ограничено для определенных этажей высотных зданий, таких как 4-5, из-за работоспособности этих лифтов.

По сравнению с традиционными лифтами пневмовакуумные лифты безопасны для окружающей среды, просты в обслуживании, установке и эксплуатации.И, по сравнению с гидравлическими лифтами, пневматические вакуумные лифты требуют высокого давления для перемещения вагона, и, кроме того, их использование также ограничено для ограниченного количества этажных зданий. Эти лифты, работающие на основе давления воздуха, безопасны и популярны в последние несколько лет для двух-трехэтажных зданий.

В настоящее время здания возводятся на большей высоте, а с изобретением тяговых электрических лифтов они широко используются в таких зданиях. Максимальная скорость, плавность хода и лучший подъем - основные характеристики этих лифтов.Давайте посмотрим вкратце, «как работает лифт».

Как работают гидравлические лифты?

На рисунке ниже показана работа гидравлического лифта, в котором гидравлическая жидкость с насосной системой перемещает кабину лифта вверх и вниз. В лифте этого типа бак или резервуар для жидкости подает гидравлическое масло, и насос проталкивает это масло по пути наименьшего сопротивления и возвращает его в резервуар при открытии клапана. Таким образом, когда клапан закрыт, масло под давлением, создаваемое насосом, толкает поршень вверх, так что автомобиль движется вверх.А когда клапан открывается, жидкость возвращается обратно в резервуар, и, следовательно, поршень движется вниз.

Гидравлические лифты

Если лифт достигает нужного этажа, система управления лифтом посылает сигналы водителю мотора, который останавливает мотор, а затем перекачка жидкости останавливается в этом положении. Во время опускания автомобиль остается на ровном полу, управляя сигналами, подаваемым на клапанный механизм, чтобы открыть или закрыть клапан. Так работает гидравлическая система подъема и опускания кабины лифта.

Благодаря особому типу жидкости в этой системе, сила, необходимая для толкания поршня, очень меньше. Это его преимущество, но для того, чтобы поднять автомобиль, необходимая длина поршня должна быть больше. Другими словами, если высота здания больше, требуемая длина поршня также должна быть больше. Для этого требуется глубокая заглубленная конструкция для многоэтажных зданий, поэтому их использование ограничено для многоэтажных зданий. На рисунке ниже показаны различные типы гидравлических лифтов.

Различные типы гидравлических лифтов

Как работают пневматические лифты?

Пневматические лифты

Этот тип лифта состоит из внешнего цилиндра, который представляет собой прозрачную самонесущую трубу, состоящую из модульных секций, которые легко вставляются друг в друга. Крыша этой трубы сделана из стали, что обеспечивает герметичное закрытие всасывающих патрубков и клапанов. Внутри этого цилиндра движется кабина лифта, а головной блок на верхнем цилиндре содержит турбины, клапаны и контроллеры для управления движениями этого лифта.

Вакуумный насос лифта создает повышенное и пониженное атмосферное давление над или под кабиной лифта, что приводит к перемещению лифта вверх и вниз. Как показано на рисунке ниже, автомобиль поднимается высоко за счет более высокого атмосферного давления под автомобилем и пониженного давления воздуха над автомобилем.

Когда клапаны в камере низкого давления пропускают в нее воздух - это вызывает опускание автомобиля. Эти клапаны также участвуют в управлении скоростью автомобиля на желаемом уровне.Но лифт этого типа не может создать достаточное давление, чтобы поднять машину на более чем 3-4-этажное здание. Вот почему эти лифты находят ограниченное применение.

Как работает канатный или тяговый лифт?

Канатный или тяговый лифт

Это типичный и самый популярный тип лифта, состоящий из небольшого количества подъемных тросов или стальных тросов, которые проходят через шкив, соединенный с электродвигателем. Этот лифт может быть редукторным или безредукторным тяговым лифтом.В лифте этого типа пять-восемь тросов или подъемных тросов прикреплены к верхней части кабины лифта, обернутой вокруг нее на шкивах с одного конца, а другой конец прикреплен к противовесу, который перемещается вверх и вниз по своей кабине. направляющие. Этот противовес равен весу автомобиля плюс половина максимальной пассажирской нагрузки в этом автомобиле. Это означает, что во время подъема ему требуется мощность для дополнительных пассажиров в автомобиле, а остальная часть веса уравновешивается противовесом.

Всякий раз, когда система управления, прикрепленная к лифту, приводит в движение двигатель в прямом направлении, шкивы также поворачиваются, заставляя автомобильный лифт двигаться вверх, а затем останавливаются на желаемом этаже, где кабина уравновешивается противовесом. При движении автомобиля вниз происходит обратное движение посредством вращающегося двигателя и механизма управления. В некоторых лифтах используются двигатели с четырехквадрантным режимом работы для экономии энергии в рекуперативном режиме. Благодаря высокой скорости и высотным возможностям лифты этих типов используются во многих лифтах и ​​эскалаторах.

Принципиальная схема лифта

Для лучшего понимания работы лифта здесь проиллюстрирована простая практическая схема с использованием микроконтроллера для читателей, которые заинтересованы в разработке проектов микроконтроллеров. В приведенной ниже схеме переключатели подключены к различным портам микроконтроллера на трех этажах, а также в автомобильном лифте. Дисплей каждого этажа представлен семисегментными дисплеями, подключенными к блоку микроконтроллера.

Принципиальная схема лифта

Показания лифта вверх и вниз указываются с помощью светоизлучающих диодов.Для перемещения лифта двигатель приводится в действие транзистором, который не указан в схеме. Микроконтроллер логически запрограммирован таким образом, что для соответствующего входного переключателя он вращает двигатель, а также управляет семисегментным дисплеем и светодиодным дисплеем.

Так работают лифты на гидравлических, пневматических и тягово-электрических принципах. Спасибо за ваше пристальное внимание к чтению этой статьи, и мы полагаем, что данный контент мог предложить вам некоторые интересные идеи во время его чтения.Вы также можете написать нам в разделе комментариев, если у вас возникнут какие-либо сомнения по этой теме, особенно в показанной наконец схеме.

Фото:

.

Рекуперативные приводы лифтов - как они работают

В этом видео показано, как работают рекуперативные приводы лифта и как они могут улавливать энергию лифта и возвращать ее в электроснабжение здания.


Приводы регенерации лифтов - как они работают

При подъеме полностью загруженного автомобиля на тяговом лифте электроэнергия передается от инженерных сетей здания к лифтовой системе.Однако при спуске та же полностью загруженная машина будет регенерировать энергию. Другими словами, энергия, запасенная в механической системе, преобразуется обратно в электрическую.

Исторически сложилось так, что для приложений VFD эта энергия шунтировалась через тормозной резистор и рассеивалась в виде тепла. Это привело к двум проблемам: во-первых, тепло представляло собой потерянную энергию. Затраты для владельца здания могут быть значительными в зависимости от размера, нагрузки и количества лифтов в здании.Во-вторых, дополнительное тепло в машинном отделении часто приводило к дополнительным расходам на охлаждение.

Есть более экологичная альтернатива. Рекуперативный привод R6 Line компании KEB заменяет традиционный тормозной резистор и может использоваться вместе с приводом лифта. Когда возникает ситуация капитального ремонта, блок рекуперации R6 становится активным и коммутирует энергию обратно в здание для потребления другими нагрузками, такими как освещение или HVAC.

R6 очень компактен и доступен с мощностью до 500 ампер.Меньшие блоки могут использоваться как в установках на 208 В, так и на 460 В и автоматически определяют сетевое напряжение и частоту. Блоки R6 требуют небольшой настройки и просты в использовании. Они оснащены внутренними предохранителями постоянного тока и программируемыми входами / выходами.

Для приложений, которые должны соответствовать стандартам качества электроэнергии IEEE 519, могут использоваться пассивные фильтры гармоник KEB для соответствия самым строгим требованиям.

Регенераторы линии R6 не только экономят энергию, но и экономят деньги.Для эффективных безредукторных систем окупаемость инвестиций может составлять менее 2 лет. KEB предлагает онлайн-калькулятор, который можно использовать для оценки экономии, которую может получить владелец здания.

Используйте рекуператор R6 Line от KEB.

Чтобы узнать больше о приводе регенерации лифта KEB R6, свяжитесь с нами через нашу страницу «Контакты» или позвоните нам. Будем рады ответить на ваши вопросы.

Дополнительная информация:

Калькулятор регенерации лифта

Имеет ли смысл регенерация лифта для моего здания?

.

Смотрите также