ВИНТОВОЙ ЭСКАЛАТОР

Винтовой эскалатор, относится к эскалаторной технике, и может быть использован для перемещения пассажиров с одного уровня на другой, при больших пассажиропотоках, в метрополитенах, вокзалах, аэропортах или крупных торговых центрах.
В настоящее время для перемещения пассажиров с одного уровня на другой, в основном применяют два типа пассажирских подъемников. Это лифты и эскалаторы. Лифты относятся к подъемникам циклического действия, т.е. за один цикл лифт перемещает группу пассажиров с одного уровня на другой (1, стр.6). Обычно лифты применяют при малых пассажиропотоках, когда количество пассажиров не превышает грузоподъемность лифта или нескольких лифтов установленных вместе.
При больших пассажиропотоках, как в метрополитенах, вокзалах, аэропортах или крупных торговых центрах применяют эскалаторы, которые относятся к пассажирским подъемникам непрерывного действия, т.е. за каждую единицу времени эскалатор совершает работу по перемещению пассажиров с одного уровня на другой. Это дает возможность за относительно небольшое время переместить достаточное количество пассажиров, не создавая большого скопления народа на ограниченной территории.
Описанные выше два основных вида пассажирских подъемника имеют свои преимущества и недостатки. Так, например, у лифта скорость перемещения пассажиров (с момента посадки до момента высадки) гораздо выше, чем у эскалатора, так как лифты перевозят пассажиров в вертикальной плоскости, а эскалатор под наклоном в 30 или 35 градусов (4, стр.69) и затрачивает время на относительно горизонтальное перемещение пассажиров (1, стр.6, 11).
Эскалаторы же значительно превышают лифты по провозной способности, то есть производительности перевозок пассажиров, так как непрерывно работают, при этом пассажирам не приходиться ждать посадки. При неисправности эскалатора люди могут свободно перемещаться по эскалатору как по лестнице, а по сему нет необходимости дополнительно сооружать лестничные марши, как в случае с лифтом.
При применении эскалаторов в метрополитенах необходимо сооружать эскалаторный тоннель под землей с углом наклона к горизонту в 30, 35 градусов и высокой точностью проходки, что очень дорого. Так же эскалатор перевозит пассажиров только с одного уровня на другой, а лифт имеет возможность перемещать пассажиров на несколько уровней (этажей), что увеличивает функциональные возможности лифта, так же у лифта можно варьировать скоростью перемещения пассажиров без относительного
воздействия на организм человека (если это не обзорный лифт с прозрачными стенками кабины).
Известно аналогичное техническое решение из патента ЕРВ 415953, где эскалатор выполнен в виде простой подъемной или спускной лестницы, в виде винтового транспортера с несколькими подвижными лестничными ступенями, которые в плане имеют вид круговых секторов и перемещаются вдоль по меньшей мере одной неподвижной винтообразной направляющей, с вертикальной вращающейся колонной, расположенной в центре лестничной зоны, а холостая ветвь проходит через внутреннюю полость центральной колонны, доступ к которой при обслуживании, затруднена. Причем для зон подъема и зон спуска предусмотрены каждый раз отдельные центральные колонны. Отдельные или обе колонны приводятся во вращение посредством наружных приводов сложной конструкции.
Наиболее близким по технической сущности является изобретение по патенту 2107018 от 09.02.95, «Винтовой эскалатор», МПК6 В66В 21/06. Эскалатор выполнен с центральной вертикальной и неподвижной колонной, с, по меньшей мере одной взаимодействующей с ней первой направляющей дорожкой, спиралеобразно проходящей вдоль ее вертикальной длины, с по меньшей мере одной второй направляющей дорожкой, находящейся на заданном радиальном расстоянии от нее, с несколькими снабженными по меньшей мере одной осью ступенями, которые в зоне своих наружных концов оснащены роликами, прилегающими к направляющим дорожкам, с по меньшей мере одним приводным органом, соединяющим ступени друг с другом и движущимися в соответствующем направлении транспортировки, с верхним и нижним участком огибания, а также с зоной возврата ступеней вне транспортной зоны. Спираль проходит под заданным, в основном постоянным углом подъема между верхним и нижним участками огибания, а также, в случае необходимости, между находящимися между ними лестничными площадками. Возвратная зона ступеней предусмотрена под транспортной зоной, а ролики ступеней перекатываются по соответствующим другим направляющим дорожкам, проходящим по спирали относительно направляющих дорожек транспортной зоны. Приводной орган расположен примерно в зоне радиально наружной стороны ступеней, а в зоне радиально внутренней и/или/ радиально наружной стороны ступеней предусмотрены удерживающие и направляющие устройства для ступеней.
Задачей предлагаемого технического решения является создание эскалатора работающего на подъем и спуск пассажиров, который можно установить в ограниченном
пространстве, с возможностью преодолевать большие высоты и осуществлять плавный переход от посадочных площадок в зону подъема и спуска.
Поставленная задача решается за счет того, что винтовой эскалатор, содержит две трубы, каждая из которых выполнена в виде лифтовой шахты и фермные конструкции башенного типа, расположенные снаружи; вокруг каждой трубы расположено непрерывное лестничное полотно, с движущимися поручнями, при этом, лестничное полотно присоединено, с возможностью перемещения, к направляющим, внутренней, которая опирается на трубу, и наружной, которая опирается на фермную конструкцию; движущиеся поручни снабжены двумя нижними и двумя верхними головными блоками, совмещающими функции головного и приводного блока поручней; у входа на непрерывное лестничное полотно и схода с него устроены плавающие входные площадки; внутри каждой трубы расположен лифт.
Совокупность предлагаемых существенных признаков нова и позволяет достигнуть следующих преимуществ.
Предлагаемый винтовой эскалатор позволяет обойтись без проходки наклонного тоннеля под углом в 30 градусов, цена которого зависит от высоты подъема, сложности грунтов, проходки и местных условий.
Для предлагаемого эскалатора, вместо наклонного тоннеля, требуется вертикальный ствол, что значительно проще в строительстве, и при одинаковой высоте подъема короче в 1,732 раза. Это обстоятельство сэкономит десятки, а то и сотни миллионов рублей.
В предлагаемом винтовом эскалаторе отсутствует холостая ветвь, и примерно 90% от общего количества ступеней совершают работу по перемещению пассажиров. Рабочая ветвь традиционного эскалатора занимает всего 40% от общего количества ступеней, которые совершат работу по перемещению пассажиров, остальные совершают движение вхолостую. Если учесть, что стоимость одной ступени тоннельного эскалатора лежит в пределах 300 долларов, а эскалатора в целом от 200 тыс.долларов до 1,2 млн. долларов, то мы по стоимости одного эскалатора получаем два (подъемный и спусковой).
В предлагаемом винтовом эскалаторе применен принцип компенсации весов. При полной загрузке подъемной и спусковой ветвей, вес поднимаемых пассажиров компенсирует вес спускаемых пассажиров, что дает возможность значительно снизить потребляемую электроэнергию и уменьшить габариты приводов.
Применение в конструкции элементов трубного сечения, остов которого состоит из двух труб и двух фермных конструкций башенного типа, расположенных снаружи, и присоединение лестничного полотна, с возможностью перемещения, к направляющим,
внутренней, которая опирается на трубу, и наружной, которая опирается на фермную конструкцию, дает общую жесткость сооружения в целом, которые могут принимать на себя значительные вертикальные нагрузки. Горизонтальные нагрузки, возникающие от смещения грунтов и динамические нагрузки сведены к минимуму.
Применение двух встроенных лифтов в предлагаемой машине дает возможность пользоваться сооружением такой категории граждан как инвалиды колясочники. Так же дает возможность выбора и создает условия тем категориям граждан, которые по субъективным причинам боятся пользоваться эскалатором.
Выполнение входных площадок на непрерывное лестничное полотно плавающими, исключает врезание ступеней и защемление одежды и обуви пассажиров.
На чертежах фиг.1 и фиг.2 дана компоновка предлагаемого винтового эскалатора, где трубы 1, ступени непрерывного лестничного полотна 2, площадки входа-выхода 3, приводы 4, приводные звездочки 5, тяговая цепь 6, опора крепления 7 ступени к тяговой цепи, поручень 8, приводной (головной) блок поручня 9, лифтовая шахта 10, дверь лифта 11, фермные конструкции 12, внутренние направляющие 13, наружные направляющие 14.
Предлагаемый винтовой эскалатор выполнен следующим образом.
Винтовой эскалатор, представляет собой замкнутую равномерно распределенную систему перемещения вверх-вниз пассажиров с одного уровня на другой, закрепленную на остове, который содержит две трубы 1, каждая из которых выполнена в виде лифтовой шахты 10 с дверьми 11 и фермные конструкции 12 башенного типа, расположенные снаружи. Вокруг каждой трубы, огибая по спирали, расположено непрерывное лестничное полотно 2, которое присоединено, с возможностью перемещения, к направляющим, внутренняя опирается на трубу 1, наружная направляющая, опирается на фермную конструкцию. Ступени лестничного полотна 2, в районе входных - выходных площадок 3 расположены горизонтально, затем плавно переходят в спираль под углом вокруг окружности труб 1. Движение лестничного полотна 2 обеспечено не менее, чем двумя синхронно работающими приводами 4, расположенными вверху и внизу, между входными-выходными площадками 3. Приводные звездочки 5 приводов 4, своими зубьями входят в зацепление с тяговой цепью 6, к которой, в свою очередь, через шаровые опоры 7 своей средней точкой прикреплены ступени непрерывного лестничного полотна 2. Справа и слева обустроены движущиеся поручни 8 и головные блоки 9 поручней, два нижних и два верхних, совмещающие функции головного и приводного блока поручней. Внутри каждой трубы 1 расположен лифт, с дверьми 11.
Приводящие в движение всю замкнутую равномерно распределенную систему приводы 4, представляют собой редуктор, с одной стороны которого установлен
электродвигатель с тормозом (не показаны), а с другой приводная звездочка 5, которая своими зубьями входит в зацепление с тяговой цепью 6. На приводной цепи 6 установлены ступени 2, которые крепятся к цепи в средней точке ступени через шаровые опоры 7. Тем самым образуется непрерывное лестничное полотно, охватывающее обе трубы.
С обеих сторон непрерывного лестничного полотна 2, на высоте около 1 метра от поверхности ступенек, справа и слева обустроены движущиеся поручни 8 для удобства пассажиров, имеющие две рабочих ветви (подъемную и спусковую) и головные блоки 9 поручней 8, два нижних и два верхних, совмещающие функции головного и приводного блока поручней. Данные блоки приводят в движение, так же как и у обычного эскалатора, от тяговой цепи лестничного полотна.
Для удобства входа на непрерывное лестничное полотно 2 и схода с него устроены плавающие входные площадки 3, которые исключают врезание ступеней и защемление обуви пассажиров.
Во внутреннем пространстве трубы 1 для перемещения пассажиров, преимущественно инвалидов колясочников, с уровня нижней входной площадки до уровня верхней и обратно, расположен лифт (не показан) с дверьми 11, которые выходят на входные площадки (не показаны) в свободном пространстве от лестничного полотна 2.
Винтовой эскалатор работает следующим образом.
Пассажиры, входящие на нижней входной площадке 3 поднимаются вверх поступательно, как по винтовой лестнице и вокруг оси другой трубы 1 с верха вниз.
Непрерывное лестничное полотно 2 в районах входных (выходных) площадок 3 двигается сначала в горизонтальной плоскости, затем плавно поднимается (опускается) под углом, совершает поступательное движение вокруг окружности трубы 1 вверх или вниз (см. фиг.1).
Работающие синхронно приводы 4, двигают всю замкнутую систему через редуктор с приводной звездочкой 5, которая своими зубьями входит в зацепление с тяговой приводной цепью 6, с укрепленными на цепи через шаровые опоры 7 своей средней точкой ступенями непрерывного лестничного полотна 2.
Каждый привод 4 работает в двух направлениях. В одном направлении он тянет непрерывное лестничное полотно, в другом толкает, таким образом, распределяя усилие по каждой ветви равномерно. Этим создается замкнутая равномерно распределенная система перемещения пассажиров с одного уровня на другой. Распределение равномерной нагрузки будет существовать до определенной высоты. В случае увеличения высоты в предлагаемом устройстве предусмотрена установка (кроме двух базовых приводов)
дополнительных приводов (не показаны), равномерно симметрично по лестничному наклону.
Все привода 4 работают синхронно, и каждый привод имеет свой тормоз. Суммарная мощность приводов 4, не менее расчетной мощности, обеспечивающей соответствующие ускорения непрерывного лестничного полотна 2 при пуске и соответствующее замедление при остановке лестничного полотна при максимальной нагрузке. Каждый привод несет нагрузку на определенном участке трассы, а при неисправности одного привода останавливаются и затормаживаются все приводы, обеспечивая тем самым запас тормозного момента. С обеих сторон непрерывного лестничного полотна 2, на высоте около 1 метра от поверхности настила, справа и слева обустроены движущиеся поручни 8 для удобства пассажиров, двигающиеся равномерно и синхронно с лестничным полотном. Функции головного и приводного блока совмещены в головных блоках поручней 9, которые приводятся в движение, так же как и у обычного эскалатора, от тяговой цепи 6 лестничного полотна 2. Так как трасса поручня имеет значительное сопротивление за счет трения, вместо одного привода поручня на одну трассу, используют все четыре головных блока 9 как приводных, то есть два нижних и два верхних.
Лифт 10, обустроенный внутри трубы перевозит пассажиров, в основном колясочников, с нижнего уровня и с верхнего уровня на нижний. Входные двери 11 в кабину лифта расположены в уровнях входных площадок в свободном пространстве от лестничного полотна 2.
Конструктивно, предлагаемую машину можно выполнить унифицированной, где есть зона нижнего привода, зона верхнего привода и промежуточные зоны, которых может быть одна, две или несколько, в зависимости от высоты подъема.
Разделение на составные части дает возможность монтажа данной машины в зданиях и сооружениях даже после строительной реконструкции здания, например, под торгово-офисное помещение. Тогда как поэтажные эскалаторы поставляются, как правило, в собранном виде, что затрудняет такелажно-монтажные работы.
Сложность изготовления предлагаемой машины гораздо выше, чем любого другого подъемника. Это связано с тем, что изготовление деталей радиусной и круглой формы гораздо сложнее, чем квадратной и прямоугольной. Данный недостаток можно свести к минимуму, если применить передовой научно-технический способ производства с современными методами пооперационного контроля для изготовления высокотехнологичного оборудования.
Список использованной литературы:
1) Н.Н.Поминов «Эскалаторы метрополитена» Москва «Транспорт» 1993 г., стр.6, стр.11.
2) Информационно-аналитический журнал, «Подъемно - транспортное оборудование» №2, 2002 г., стр.4.
3) Информационно-аналитический журнал, «Подъемно - транспортное оборудование» №9, 2002 г., стр.7.
4) Правила устройства и безопасной эксплуатации эскалаторов ПБ 10-77-94, стр.69.