Elevatorsikkerhedssystemer: Forståelse af hastighedsregulatorer, sikkerhedsudstyr og buffere

Elektroniske regulatorer er mere og mere almindelige i høj-højhastigheds- og MRL-installationer. De bruger en akselkoder på regulatorskiven og en dedikeret processor til at beregne hastighed og acceleration. Fordelen er præcis kalibrering og evnen til at overvåge ryk (hastighed af accelerationsændring), som mekaniske regulatorer ikke kan registrere. Elektroniske regulatorer kræver dog redundante systemer for at opfylde kravene til sikkerhedsintegritetsniveau (SIL).

1.3 Kalibrering og test

Hastighedsregulatorens udløsningshastighed skal verificeres under den første installation og med jævne mellemrum. EN 81-20 kræver guvernørtest mindst hver 12. måned for passagerelevatorer og hver 6. måned for godselevatorer med tunge arbejdscyklusser. Testen involverer at rotere regulatorskiven med gradvist stigende hastighed, mens det nøjagtige udløsningspunkt måles. Tolerancen for udløsningshastighed er typisk ±3 % af den nominelle udløsningshastighed.

Kritiske detaljer:Guvernørrebet er en separat sikkerhedskomponent fra de vigtigste ophængningsreb. Det skal inspiceres for slitage, korrosion og korrekt spænding ved hvert vedligeholdelsesbesøg. Udskiftning af reb er typisk påkrævet efter 5-7 år, eller når diameterreduktionen overstiger 5 %.

2. Sikkerhedsudstyr

2.1 Arbejdsprincip

Sikkerhedsudstyret er den bremseanordning, der fysisk stopper bilen, hvis den kører ned med for høj hastighed. Når hastighedsregulatoren udløser, trækker det spændte regulatorreb en kile- eller rullemekanisme i sikkerhedsudstyret, hvilket tvinger bremseelementer mod styreskinnerne. Den resulterende friktion omdanner bilens kinetiske energi til varme, hvilket bringer bilen til et kontrolleret stop.

Moderne elevatorer udelukkende brugeprogressive sikkerhedsgear, som anvender bremsekraften gradvist i stedet for øjeblikkeligt. Dette forhindrer de farlige decelerationsspidser (op til 10 g), der er forbundet med ældre øjeblikkelige sikkerhedsudstyr. Progressive sikkerhedsgear begrænser decelerationen til maksimalt 1 g (9,81 m/s²) for passagerelevatorer, hvilket sikrer passagerernes sikkerhed under et nødstop.

2.2 Sikkerhedsudstyrstyper

2.3 Test af sikkerhedsudstyr

EN 81-20 kræver en fuld sikkerhedsudstyrstest med nominel belastning ved udløsningshastighed under typecertificering. I marken kræves årlige tests med tom bil (eller minimumsbelastning i henhold til lokale forskrifter) for at verificere, at sikkerhedsudstyret griber fat i skinnerne og bringer bilen til standsning. Efter prøvning skal styreskinnerne inspiceres for deformation eller ridser ved sikkerhedsudstyrets kontaktpunkter, og sikkerhedsudstyret skal afmonteres og inspiceres for slid.

Testproceduren omfatter:

Bekræft regulatorens udløsningshastighed før sikkerhedsudstyrstesten

Kør bilen nedad med inspektionshastighed

Udløs regulatoren manuelt eller ved overhastighed

Mål bremselængde og decelerationshastighed

Efterse styreskinner og sikkerhedsudstyrskomponenter for skader

Nulstil sikkerhedsudstyret og bekræft normal drift

3. Buffere

3.1 Funktion og krav

Buffere er den sidste sikkerhedsanordning, der er installeret i elevatorgraven for at afbøde stødet fra vognen eller modvægten, hvis den kører over terminalen. Buffere skal absorbere den kinetiske energi fra en fuldt lastet bil, der sænker sig med 115 % af den nominelle hastighed, eller en modvægt ved dens maksimalt mulige hastighed, uden at forårsage en deceleration, der overstiger 1 g.

Bufferkrav er specificeret i EN 81-20/50 afsnit 5.5 og ASME A17.1 afsnit 2.22. Nøgleparametre omfatter:

Slaglængde:Skal være tilstrækkelig til at absorbere stødenergien. For energiakkumuleringsbuffere er slaglængden typisk 65-400 mm afhængig af nominel hastighed. For energitabsbuffere varierer slaglængden fra 150-1500 mm.

Vend tilbage til udvidet position:Efter kompression skal bufferen vende tilbage til sin fulde højde inden for 120 sekunder (energiafledningstype).

Korrosionsbestandighed:Bufferkomponenter, der udsættes for grubemiljøet, skal modstå korrosion fra fugt, rengøringskemikalier og hydraulikolie.

3.2 Buffertyper

3.3 Hydraulisk bufferdetaljer

Hydrauliske buffere er påkrævet til elevatorer, der kører over 1,0 m/s. De består af en cylinder fyldt med hydraulikolie og et stempel, der komprimerer olien gennem kalibrerede åbninger under stød. Åbningsdesignet skaber en hastigheds-afhængig dæmpningskraft: høj starthastighed møder høj modstand, mens den sidste del af slaget giver en blid deceleration.

Returmekanismen er kritisk. Efter sammenpresning tillader en returfjeder og en-envejsventil bufferen at forlænge automatisk, hvilket forbereder den til næste stød. Hvis bufferen ikke vender tilbage inden for 120 sekunder, forhindrer en sikkerhedsafbryder (bufferkontakt) normal elevatordrift, indtil bufferen er genoprettet.

Hydraulisk buffervedligeholdelse omfatter:

Kvartalsvis inspektion af oliestand og lækage

Årlig test af bufferkomprimering og returfunktion

Udskiftning af olie hvert 5.-7. år, eller når der konstateres forurening

Inspektion af bufferkontakten for korrekt justering og elektrisk kontinuitet

4. Sikkerhedskæde og redundans

De tre sikkerhedsanordninger - regulator, sikkerhedsudstyr og buffere - fungerer sekventielt i en sikkerhedskæde. Guvernøren opdager fejlen og udløser sikkerhedsudstyret, som stopper bilen. Hvis sikkerhedsudstyret svigter, eller overskridelsen er ekstrem, giver bufferne den endelige beskyttelse. Derudover inkluderer moderne elevatorer redundante elektriske sikkerhedskredsløb, der afbryder strømmen til drevet og bremsen, hvis en sikkerhedsanordning aktiveres.

I henhold til EN 81-20 skal sikkerhedskæden være fastkablet (ikke software-afhængig) til kritiske funktioner, og sikkerhedskredsløbet skal bruge positivt drevne kontakter, der ikke kan svigte i en lukket position. Denne redundans på hardwareniveau sikrer, at selv en komplet kontrolsystemfejl ikke kan omgå de mekaniske sikkerhedsanordninger.