1. Speed Governor (Overspeed Governor)
1.1 Pracovní princip
Regulátor rychlosti je spouštěcím prvkem bezpečnostního systému výtahu. Nepřetržitě monitoruje rychlost vozu prostřednictvím mechanického propojení: lano regulátoru prochází kolem kladky ve skříni regulátoru (obvykle umístěné ve strojovně nebo nad šachtou) a je ukotveno na bezpečnostním zařízení vozu. Jak se vůz pohybuje, lano regulátoru otáčí kladkou regulátoru rychlostí úměrnou rychlosti vozu.
Uvnitř regulátoru sleduje odstředivý mechanismus rychlost kladky. Když rychlost vozu překročí předem stanovenou vypínací rychlost -, obvykle 115 % jmenovité rychlosti pro překročení rychlosti směrem nahoru a 115-140 % pro překročení rychlosti směrem dolů v závislosti na požadavcích kódu – odstředivá odstředivá závaží nebo vačkový mechanismus aktivují spínač a mechanicky uchopí lano regulátoru. Tato akce současně:
Přeruší napájení motoru a brzdy pomocí elektrického bezpečnostního spínače
Uchopuje lano regulátoru a vytváří napětí, které táhne aktivační páku bezpečnostního zařízení
1.2 Typy regulátorů rychlosti
| Typ guvernéra | Vypínací mechanismus | Rozsah rychlosti | Typická aplikace |
|---|---|---|---|
| Odstředivý (muchá váha) | Spring-proti muší váhy | 0.5 – 4.0 m/s | Standardní osobní a nákladní |
| Odstředivé (Cam) | Profil vačky + váleček | 0.3 – 2.5 m/s | Nízká-rychlost, cena-citlivá |
| Elektronický | Kodér + procesor | 0.5 – 10+ m/s | Vysokorychlostní-výtahy MRL |
Elektronické regulátory jsou stále běžnější ve vysokorychlostních{0}}instalacích a instalacích MRL. Používají hřídelový kodér na kladce regulátoru a vyhrazený procesor pro výpočet rychlosti a zrychlení. Výhodou je přesná kalibrace a možnost sledovat jerk (rychlost změny zrychlení), který mechanické regulátory nedokážou detekovat. Elektronické regulátory však vyžadují redundantní systémy, aby splňovaly požadavky na úroveň integrity bezpečnosti (SIL).
1.3 Kalibrace a testování
Rychlost vypínání regulátoru otáček musí být ověřena při první instalaci a v pravidelných intervalech. EN 81-20 vyžaduje testování regulátoru nejméně každých 12 měsíců u osobních výtahů a každých 6 měsíců u nákladních výtahů s vysokými provozními cykly. Test zahrnuje otáčení kotouče regulátoru postupně se zvyšující rychlostí při měření přesného bodu vypnutí. Tolerance vypínací rychlosti je typicky ±3 % jmenovité vypínací rychlosti.
Kritický detail:Regulační lano je samostatným bezpečnostním prvkem od hlavních závěsných lan. Při každé údržbě musí být zkontrolován na opotřebení, korozi a správné napnutí. Výměna lana je obvykle vyžadována po 5-7 letech nebo když zmenšení průměru přesáhne 5%.
2. Bezpečnostní zařízení
2.1 Pracovní princip
Bezpečnostní zařízení je brzdové zařízení, které fyzicky zadrží vůz, pokud sjíždí nadměrnou rychlostí. Když se regulátor rychlosti vypne, napnuté lano regulátoru táhne klínový nebo válečkový mechanismus v bezpečnostním zařízení a tlačí brzdné prvky proti vodicím kolejnicím. Výsledné tření přeměňuje kinetickou energii vozu na teplo, čímž se vůz kontrolovaně zastaví.
Používají se výhradně moderní výtahyprogresivní bezpečnostní zařízení, které působí brzdnou silou spíše postupně než okamžitě. Tím se zabrání nebezpečným zpomalovacím špičkám (až 10 g) spojeným se staršími okamžitými pojistkami. Progresivní bezpečnostní zařízení omezují zpomalení na maximálně 1 g (9,81 m/s²) u osobních výtahů a zajišťují bezpečnost cestujících během nouzového zastavení.
2.2 Typy bezpečnostních zařízení
| Typ | Brzdný prvek | Aplikace síly | Maximální rychlost |
|---|---|---|---|
| Klínový-typ (okamžitý) | Kalené ocelové klíny | Mechanické-pomocné pružiny | Menší nebo rovno 0,63 m/s (pouze starší verze) |
| Excentrický válec (progresivní) | Excentrické válečky + pružiny | Jarní-nabitý, sebe-energizující | Až 3,0 m/s |
| Klínový-typ (progresivní) | Jarní-klíny | Hydraulické tlumení + pružiny | Až 10,0 m/s |
| Vícenásobný klín (vysoká-rychlost) | Distribuované klínové pole | Hydraulické nebo pružinové | Až 10.0+ m/s |
2.3 Testování bezpečnostních zařízení
EN 81-20 nařizuje úplnou zkoušku bezpečnostního zařízení se jmenovitým zatížením při vypínací rychlosti během typové certifikace. V terénu jsou vyžadovány roční testy s prázdným vozem (nebo minimálním zatížením podle místních předpisů), aby se ověřilo, že bezpečnostní zařízení sevře kolejnice a zastaví vůz. Po zkoušce musí být vodicí lišty zkontrolovány, zda nejsou zdeformované nebo rýhované v kontaktních bodech bezpečnostního zařízení, a bezpečnostní zařízení musí být demontováno a zkontrolováno, zda není opotřebené.
Testovací postup zahrnuje:
Před testem bezpečnostního zařízení ověřte vypínací rychlost regulátoru
Spusťte vůz dolů kontrolní rychlostí
Spusťte regulátor ručně nebo překročením rychlosti
Změřte brzdnou dráhu a rychlost zpomalení
Zkontrolujte vodicí lišty a součásti bezpečnostního zařízení, zda nejsou poškozené
Resetujte bezpečnostní zařízení a ověřte normální provoz
3. Vyrovnávací paměti
3.1 Funkce a požadavky
Nárazníky jsou posledním bezpečnostním zařízením, instalovaným v jámě výtahu, aby ztlumily náraz kabiny nebo protizávaží, pokud přejede za koncovou přistání. Nárazníky musí absorbovat kinetickou energii plně naloženého vozu klesajícího rychlostí 115 % jmenovité rychlosti nebo protizávaží při jeho maximální možné rychlosti, aniž by došlo ke zpomalení přesahujícímu 1 g.
Požadavky na vyrovnávací paměť jsou specifikovány v EN 81-20/50, oddíl 5.5 a ASME A17.1, oddíl 2.22. Mezi klíčové parametry patří:
Délka tahu:Musí být dostatečné, aby absorbovalo energii nárazu. U tlumičů akumulace energie je zdvih typicky 65-400 mm v závislosti na jmenovité rychlosti. U tlumičů rozptylu energie se zdvih pohybuje od 150 do 1500 mm.
Návrat do vysunuté polohy:Po kompresi se musí vyrovnávací paměť vrátit do své plné výšky do 120 sekund (typ ztráty energie).
Odolnost proti korozi:Komponenty pufru vystavené prostředí jímky musí odolávat korozi způsobené vlhkostí, čisticími chemikáliemi a hydraulickým olejem.
3.2 Typy vyrovnávací paměti
| Typ vyrovnávací paměti | Princip | Rychlostní limit | Rozsah zdvihu | Údržba |
|---|---|---|---|---|
| Pružina (akumulace energie) | Stlačení ocelové pružiny | Menší nebo rovna 1,0 m/s | 65 – 210 mm | Zkontrolujte korozi a praskliny |
| Polyuretan (akumulace energie) | Elastomerní komprese | Menší nebo rovna 1,0 m/s | 80 – 250 mm | Vyměňte při nastavení komprese > 15 % |
| Hydraulické (ztráta energie) | Olej protlačený otvory | Bez omezení | 150 – 1500 mm | Hladina oleje, stav těsnění, rez |
3.3 Podrobnosti hydraulického nárazníku
Hydraulické nárazníky jsou vyžadovány pro výtahy pohybující se nad 1,0 m/s. Skládají se z válce naplněného hydraulickým olejem a pístu, který při nárazu stlačuje olej přes kalibrované otvory. Konstrukce otvoru vytváří na rychlosti-závislou tlumicí sílu: vysoká počáteční rychlost se setkává s vysokým odporem, zatímco konečná část zdvihu poskytuje jemné zpomalení.
Mechanismus návratu je kritický. Po stlačení vratná pružina a jednosměrný-ventil umožňují automatické vysunutí nárazníku a připraví jej na další náraz. Pokud se vyrovnávací paměť nevrátí do 120 sekund, bezpečnostní spínač (spínač vyrovnávací paměti) zabrání normálnímu provozu výtahu, dokud nebude vyrovnávací paměť obnovena.
Údržba hydraulického nárazníku zahrnuje:
Čtvrtletní kontrola hladiny oleje a těsnosti
Roční test komprese vyrovnávací paměti a návratové funkce
Výměna oleje každých 5-7 let nebo při zjištění znečištění
Kontrola správného nastavení a elektrické kontinuity nárazníkového spínače
4. Bezpečnostní řetězec a redundance
Tři bezpečnostní zařízení -, regulátor, bezpečnostní zařízení a nárazníky -, fungují postupně v bezpečnostním řetězci. Regulátor zjistí závadu a spustí bezpečnostní zařízení, které vůz zablokuje. Pokud dojde k poruše bezpečnostního zařízení nebo k extrémnímu přejetí, tlumiče poskytují konečnou ochranu. Moderní výtahy navíc obsahují redundantní elektrické bezpečnostní obvody, které přeruší napájení pohonu a brzdy, pokud je aktivováno jakékoli bezpečnostní zařízení.
Podle EN 81-20 musí být bezpečnostní řetězec pro kritické funkce pevně zapojen (nezávislý na softwaru-) a bezpečnostní obvod musí používat kladně řízené kontakty, které nemohou selhat v uzavřené poloze. Tato redundance na úrovni hardwaru zajišťuje, že ani úplná porucha řídicího systému nemůže obejít mechanická bezpečnostní zařízení.
