Thang máy nguyên thủy có cấu tạo cực kỳ đơn giản gồm: một cái thùng gắn liền với một hệ thống nâng lên và hạ xuống. Hệ thống này có thể là dạng tời kéo dùng sức động vật, sức nước, hay vật nặng có tải trọng lớn.
Ngày nay, Thang máy hiện đại và thang máy vận chuyển hàng hóa có cấu tạo rất phức tạp so với khái niệm thang máy nguyên thủy. Nó cần hệ thống cơ khí tiên tiến để xử lý khối lượng đáng kể của cabin thang máy và hàng hóa. Ngoài ra, nó cần có cơ chế kiểm soát hành khách có thể vận hành thang máy, và các thiết bị an toàn để giữ cho mọi thứ hoạt động trơn tru.
Có hai thiết kế thang máy chủ yếu được sử dụng phổ biến hiện nay: thang máy thủy lực và thang máy chạy bằng máy kéo qua hệ thống dây cáp. Trong bài này chúng ta chỉ nghiên cứu phần nguyên lý hoạt động của thang máy thủy lực. Phân tích một số ưu, nhược điểm của hệ thống kiểu này.
Hệ thống thang máy thủy lực sử dụng một piston thủy lực để nâng cabin thang máy. Bạn có thể thấy hệ thống này hoạt động trong sơ đồ dưới đây.
*Nguyên lý hoạt động:
Hệ thống thủy lực gồm: 1 – xilanh thủy lực tác động đơn; 2 – piston; 4 – bơm thủy lực dẫn động bằng động cơ điện; 5 – valve; 6 – Bể chứa dầu.
Máy bơm ép dầu từ bể vào một đường ống dẫn đến xi lanh để nâng cabin thang máy lên, khi đó valve 5 đóng. Quá trình hạ cabin thang máy valve 5 được mở ra, tải trọng cabin ép chất lỏng theo ống dẫn qua valve 5 trở về bể chứa làm cabin hạ xuống.
Khi cabin thang máy bằng tầng, hệ thống điều khiển sẽ gửi một tín hiệu đến tủ điện để tắt máy bơm. Khi đó dầu thủy lực không tiếp tục được nén vào xi-lanh, lượng chất lỏng trong xilanh được giữ nguyên trong lòng xilanh làm cho thang máy dừng lại (Ở đây các hệ thống valve cần được khóa sau khi nhận tín hiệu điện để dầu thủy lực không chảy ngược qua máy bơm về bể chứa). Piston đứng yên, và cabin cũng đứng yên theo.
Quá trình hạ xuống cũng cần có tín hiệu điện điều khiển mở valve 5, tải trọng cabin tự ép chất lỏng về bể chứa và cabin được hạ xuống. Tín hiệu điện mở valve sẽ dừng lại ở tầng được yêu cầu.
*Ưu điểm và khuyết điểm của thang thủy lực
Ưu điểm chính của hệ thống thang máy thủy lực là có thể dễ dàng dùng một lực tương đối nhỏ của động cơ máy bơm để tạo ra lực tương đối mạnh cần thiết để nâng cabin thang máy.
Nhưng các hệ thống này có hai nhược điểm lớn. Vấn đề chính là kích thước của thiết bị. Để cho cabin thang máy có thể tiếp cận với các tầng cao hơn, bạn phải thực hiện các piston dài hơn. Nhưng vẫn phải đảm bảo xi lanh dài hơn một chút so với piston để khi cabin thang máy ở tầng thấp nhất vẫn đảm bảo piston không kịch xi lanh.
Vấn đề là toàn bộ cấu trúc xi lanh phải được ở dưới đáy thang máy khi thang ở tầng thấp nhất. Điều này có nghĩa là bạn phải đào sâu hố PIT hơn khi bạn xây dựng cao hơn. Đây là một dự án tốn kém với các tòa nhà cao tầng. Để lắp đặt một thang máy thủy lực trong một tòa nhà 10 tầng, ví dụ, bạn sẽ cần phải đào sâu hố PIT tương đương với độ cao của 9 tầng. (Ở đây có thể sử dụng xilanh nhiều tầng để khắc phục)
EmoticonEmoticon