Λύσεις — Κεφάλαιο 6: Μονάδα Ισχύος Υδραυλικού Ανελκυστήρα (σελ. 136-138) – ΑΝΕΛΚΥΣΤΗΡΕΣ Γ΄ ΕΠΑΛ

Λύσεις — Κεφάλαιο 6: Μονάδα Ισχύος Υδραυλικού Ανελκυστήρα

Λύσεις στις 12 ερωτήσεις του κεφαλαίου 6: τα βασικά στοιχεία της μονάδας ισχύος του υδραυλικού ανελκυστήρα (δεξαμενή λαδιού, συγκρότημα κινητήρα-αντλίας, μπλοκ βαλβίδων, σιγαστήρας), τα κατασκευαστικά χαρακτηριστικά και τη λειτουργία τους — χωρητικότητα ηχομόνωσης της δεξαμενής, τεχνικά στοιχεία κινητήρα και αντλίας, περιεχόμενο και τύπο του μπλοκ βαλβίδων BLAIN, αρχή λειτουργίας του σιγαστήρα ροής και ανάγκη συγκροτήματος ψύξης λαδιού — καθώς και τέσσερις ερωτήσεις ανάπτυξης που συνθέτουν τον ορισμό της μονάδας ισχύος, την κατασκευή/ηχομόνωση της δεξαμενής, το συγκρότημα κινητήρα-αντλίας και τη λειτουργία του μπλοκ βαλβίδων μέσα από το διάγραμμα ταχυτήτων ανόδου-καθόδου.

Στοιχεία της μονάδας ισχύος

Ερώτηση: Στη μονάδα ισχύος ανήκει I. Ο κύλινδρος II. Το έμβολο III. Ο κινητήρας IV. Η τροχαλία

Απάντηση:

• §6.1. «Τα βασικά στοιχεία που αποτελούν τη μονάδα ισχύος είναι: 1. Η δεξαμενή λαδιού. 2. Το συγκρότημα κινητήρα - αντλίας. 3. Το μπλοκ των βαλβίδων. 4. Ο σιγαστήρας.»

Σύνοψη: Σωστή επιλογή: III. Ο κινητήρας. Ο κινητήρας ανήκει στο συγκρότημα κινητήρα - αντλίας, που είναι ένα από τα τέσσερα βασικά στοιχεία της μονάδας ισχύος. Ο κύλινδρος (Ι) και το έμβολο (ΙΙ) ανήκουν στο συγκρότημα εμβόλου - κυλίνδρου (κεφάλαιο 7), όχι στη μονάδα ισχύος, ενώ η τροχαλία (IV) αφορά τους ανελκυστήρες με τροχαλία τριβής και δεν υπάρχει στους υδραυλικούς.

Κριτήρια αξιολόγησης:

• Μονάδα ισχύος: δεξαμενή λαδιού, συγκρότημα κινητήρα-αντλίας, μπλοκ βαλβίδων, σιγαστήρας

Ρόλος αναδιπλώσεων δεξαμενής λαδιού

Ερώτηση: Οι πολλές επιφάνειες και αναδιπλώσεις στη δεξαμενή λαδιού βοηθούν στην I. Αύξηση της πίεσης. II. Μείωση της θερμότητας. III. Μείωση του θορύβου IV. Αύξηση της ταχύτητας

Απάντηση:

• §6.2. «Οι πολλαπλές επιφάνειες και οι ενισχυμένες αναδιπλώσεις βοηθούν στην απαγωγή της θερμότητας και στην απορρόφηση των κραδασμών από την ιδιοσυχνότητα.»

Σύνοψη: Σωστή επιλογή: II. Μείωση της θερμότητας. Το βιβλίο αναφέρει ρητά ότι οι πολλαπλές επιφάνειες και οι ενισχυμένες αναδιπλώσεις της δεξαμενής βοηθούν στην απαγωγή (άρα μείωση) της θερμότητας, καθώς και στην απορρόφηση των κραδασμών· δεν σχετίζονται με αύξηση πίεσης (Ι) ή ταχύτητας (IV). Η απορρόφηση κραδασμών γίνεται μέσω των αναδιπλώσεων και των αντικραδασμικών παρεμβυσμάτων, ενώ η μείωση του θορύβου (ΙΙΙ) οφείλεται κυρίως στο ίδιο το λάδι ως ηχομονωτικό στοιχείο, όχι στη γεωμετρία των αναδιπλώσεων.

Κριτήρια αξιολόγησης:

• Αναδιπλώσεις δεξαμενής: απαγωγή θερμότητας + απορρόφηση κραδασμών

Εξαρτήματα πάνω στη δεξαμενή λαδιού

Ερώτηση: Πάνω στη δεξαμενή τοποθετείται I. Ο διακόπτης χαμηλής πίεσης. II. Ο διακόπτης υψηλής πίεσης. III. Το μανόμετρο. IV. Όλα τα παραπάνω.

Απάντηση:

• §6.2. «Πάνω στη δεξαμενή του λαδιού βρίσκονται το μπλοκ των βαλβίδων, ο διακόπτης χαμηλής και υψηλής πίεσης, το μανόμετρο και το κουτί των ηλεκτρολογικών συνδέσεων.»

Σύνοψη: Σωστή επιλογή: IV. Όλα τα παραπάνω. Ο διακόπτης χαμηλής πίεσης (Ι), ο διακόπτης υψηλής πίεσης (ΙΙ) και το μανόμετρο (ΙΙΙ) βρίσκονται όλα τοποθετημένα πάνω στη δεξαμενή λαδιού, μαζί με το μπλοκ των βαλβίδων και το κουτί των ηλεκτρολογικών συνδέσεων.

Κριτήρια αξιολόγησης:

• Πάνω στη δεξαμενή: μπλοκ βαλβίδων, διακόπτης χαμηλής/υψηλής πίεσης, μανόμετρο, κιβώτιο ακροδεκτών

Μέλημα κατασκευαστών του συγκροτήματος κινητήρα-αντλίας

Ερώτηση: Κύριο μέλημα των κατασκευαστών του συγκροτήματος κινητήρα - αντλίας είναι η I. Αύξηση της ισχύος του κινητήρα. II. Αύξηση της παροχής της αντλίας. III. Μείωση του όγκου του κινητήρα. IV. Μείωση του θορύβου.

Απάντηση:

• §6.3. «Βασικό μέλημα των κατασκευαστών είναι η μονάδα ισχύος να παρέχει την απαραίτητη ισχύ, διατηρώντας σε χαμηλά επίπεδα τη στάθμη θορύβου... Η πηγή βέβαια του θορύβου εντοπίζεται στο ζεύγος αντλίας - κινητήρα, που απαιτεί ιδιαίτερη κατασκευή.»

Σύνοψη: Σωστή επιλογή: IV. Μείωση του θορύβου. Το βιβλίο τονίζει ότι το βασικό μέλημα είναι η μονάδα ισχύος να παρέχει την απαραίτητη ισχύ διατηρώντας χαμηλή τη στάθμη θορύβου, αφού η πηγή του θορύβου εντοπίζεται στο ζεύγος αντλίας-κινητήρα. Δεν αναφέρεται στόχος αύξησης ισχύος (Ι), αύξησης παροχής (ΙΙ) ή μείωσης όγκου (ΙΙΙ) ως κύριο μέλημα.

Κριτήρια αξιολόγησης:

• Κύριο μέλημα κατασκευαστών: ικανή ισχύς με χαμηλή στάθμη θορύβου

Ροπή εκκίνησης κινητήρα υδραυλικού ανελκυστήρα

Ερώτηση: Οι κινητήρες που χρησιμοποιούνται στους υδραυλικούς ανελκυστήρες παρουσιάζουν ροπή εκκίνησης I. Διπλάσια της ονομαστικής. II. Τριπλάσια της ονομαστικής. III. Ίση με την ονομαστική. IV. Το μισό της ονομαστικής.

Απάντηση:

• §6.3.1. «Οι κινητήρες που χρησιμοποιούνται στους υδραυλικούς ανελκυστήρες διαθέτουν ένα ζεύγος πόλων και ταχύτητα 2750 στρ/min, και παρουσιάζουν ροπή εκκίνησης διπλάσια της ονομαστικής.»

Σύνοψη: Σωστή επιλογή: I. Διπλάσια της ονομαστικής. Το βιβλίο αναφέρει ρητά ότι οι κινητήρες αυτοί έχουν ζεύγος πόλων, ταχύτητα 2750 στρ/min και ροπή εκκίνησης διπλάσια (όχι τριπλάσια, ίση ή μισή) της ονομαστικής τους ροπής.

Κριτήρια αξιολόγησης:

• Κινητήρας: τριφασικός 380V/50Hz βραχυκυκλωμένου δρομέα, 2750 στρ/min, ροπή εκκίνησης = 2× ονομαστική

Περιεχόμενο μπλοκ βαλβίδων

Ερώτηση: Στο μπλοκ των βαλβίδων περιέχονται I. Βαλβίδες για την άνοδο. II. Βαλβίδες για την κάθοδο. III. Ηλεκτρομαγνήτες ελέγχου των βαλβίδων. IV. Όλα τα παραπάνω.

Απάντηση:

• §6.4. «Περιέχει βαλβίδες για την κίνηση ανόδου και καθόδου του ανελκυστήρα, καθώς και τους απαραίτητους ηλεκτρομαγνήτες για τον έλεγχο των βαλβίδων.»

Σύνοψη: Σωστή επιλογή: IV. Όλα τα παραπάνω. Το μπλοκ των βαλβίδων περιέχει τόσο βαλβίδες ανόδου (Ι) όσο και βαλβίδες καθόδου (ΙΙ), καθώς και τους ηλεκτρομαγνήτες που ελέγχουν τις βαλβίδες αυτές (ΙΙΙ).

Κριτήρια αξιολόγησης:

• Μπλοκ βαλβίδων: βαλβίδες ανόδου + καθόδου + ηλεκτρομαγνήτες ελέγχου (π.χ. τύπος BLAIN)

Αρχή λειτουργίας σιγαστήρα

Ερώτηση: Ο σιγαστήρας στηρίζει τη λειτουργία του I. Στην απότομη αλλαγή των συνθηκών ροής του λαδιού. II. Στον τρόπο τροφοδότησής του με ηλεκτρικό ρεύμα. III. Σε ειδικές ηλεκτρονικές διατάξεις. IV. Κανένα από τα παραπάνω.

Απάντηση:

• §6.5. «Ο σιγαστήρας ροής στηρίζει τη λειτουργία του στην απότομη αλλαγή των συνθηκών ροής του λαδιού.»

Σύνοψη: Σωστή επιλογή: I. Στην απότομη αλλαγή των συνθηκών ροής του λαδιού. Ο σιγαστήρας (τύπου ροής) αποσβένει τους παλμούς της αντλίας βασιζόμενος στην απότομη αλλαγή των συνθηκών ροής του λαδιού μέσα στον σωλήνα τροφοδοσίας· δεν έχει καμία σχέση με ηλεκτρική τροφοδότηση (ΙΙ) ή ηλεκτρονικές διατάξεις (ΙΙΙ), αφού πρόκειται για καθαρά υδραυλική/μηχανική διάταξη.

Κριτήρια αξιολόγησης:

• Σιγαστήρας ροής: απόσβεση παλμών αντλίας μέσω απότομης αλλαγής συνθηκών ροής λαδιού

Πότε επιβάλλεται συγκρότημα ψύξης λαδιού

Ερώτηση: Η χρησιμοποίηση συγκροτήματος ψύξης λαδιού επιβάλλεται όταν I. Ο ανελκυστήρας λειτουργεί σε πολύ θερμό περιβάλλον. II. Ο ανελκυστήρας υποχρεώνεται σε πολλές ζεύξεις την ώρα. III. Όλα τα παραπάνω. IV. Κανένα από τα παραπάνω.

Απάντηση:

• §6.6. «Όταν οι υδραυλικοί ανελκυστήρες λειτουργούν σε κτίρια με μεγάλη κίνηση, τότε υποχρεώνονται σε πολλές ζεύξεις την ώρα με αποτέλεσμα την υπερθέρμανση του κινητήρα.»

Σύνοψη: Σωστή επιλογή: II. Ο ανελκυστήρας υποχρεώνεται σε πολλές ζεύξεις την ώρα. Το βιβλίο συνδέει ρητά την ανάγκη συγκροτήματος ψύξης με τη μεγάλη κίνηση του κτιρίου, η οποία επιβάλλει πολλές ζεύξεις την ώρα και έτσι προκαλεί υπερθέρμανση του κινητήρα (που ψύχεται μέσα στο λάδι). Δεν αναφέρεται πουθενά ως αιτία το θερμό περιβάλλον (Ι) αυτό καθαυτό, οπότε δεν ισχύει το «όλα τα παραπάνω» (ΙΙΙ).

Κριτήρια αξιολόγησης:

• Ψύξη λαδιού απαιτείται όταν: μεγάλη κίνηση κτιρίου → πολλές ζεύξεις/ώρα → υπερθέρμανση κινητήρα

Ορισμός και βασικά μέρη της μονάδας ισχύος

Ερώτηση: Τι είναι η μονάδα ισχύος ενός υδραυλικού ανελκυστήρα και ποια τα βασικά μέρη από τα οποία αποτελείται.

Απάντηση:

• §6.1, §6.7. «Ονομάζουμε μονάδα ισχύος το σύνολο των στοιχείων που εξασφαλίζουν την παροχή πίεσης στο συγκρότημα εμβόλου - κυλίνδρου... Τα βασικά στοιχεία που αποτελούν τη μονάδα ισχύος είναι: 1. Η δεξαμενή λαδιού. 2. Το συγκρότημα κινητήρα - αντλίας. 3. Το μπλοκ των βαλβίδων. 4. Ο σιγαστήρας.»

Σύνοψη: (ενδεικτική) Μονάδα ισχύος ενός υδραυλικού ανελκυστήρα είναι το σύνολο των στοιχείων που εξασφαλίζουν την παροχή πίεσης στο συγκρότημα εμβόλου - κυλίνδρου, δηλαδή αυτά που παράγουν και μεταφέρουν την υδραυλική πίεση που ανεβάζει τον θάλαμο. Τα βασικά της μέρη είναι τέσσερα: (1) η δεξαμενή λαδιού, μέσα στην οποία είναι εμβαπτισμένο το συγκρότημα κινητήρα-αντλίας και πάνω στην οποία είναι τοποθετημένα το μπλοκ των βαλβίδων, ο διακόπτης χαμηλής/υψηλής πίεσης, το μανόμετρο και το κιβώτιο ακροδεκτών· (2) το συγκρότημα κινητήρα - αντλίας, που παράγει την πίεση του λαδιού· (3) το μπλοκ των βαλβίδων, που ρυθμίζει τη ροή του λαδιού προς και από το ανυψωτικό συγκρότημα (έμβολο-κύλινδρος)· και (4) ο σιγαστήρας, που αποσβένει τους παλμούς της αντλίας.

Κριτήρια αξιολόγησης:

• Μονάδα ισχύος = παροχή πίεσης στο έμβολο-κύλινδρο· 4 μέρη: δεξαμενή λαδιού, κινητήρας-αντλία, μπλοκ βαλβίδων, σιγαστήρας

Κατασκευή και ηχομόνωση δεξαμενής λαδιού

Ερώτηση: Ποια τα κατασκευαστικά στοιχεία της δεξαμενής λαδιού. Περιγράψτε τα μέτρα που λαμβάνονται για την ηχομόνωση της δεξαμενής.

Απάντηση:

• §6.2. «Κατασκευάζεται από χαλύβδινη λαμαρίνα που αναδιπλώνεται και ηλεκτροσυγκολλείται. Οι πολλαπλές επιφάνειες και οι ενισχυμένες αναδιπλώσεις βοηθούν στην απαγωγή της θερμότητας και στην απορρόφηση των κραδασμών από την ιδιοσυχνότητα. Επιπλέον, η δεξαμενή λαδιού εδράζεται σε αντικραδασμικά παρεμβύσματα... Το λάδι πέρα από την κύρια χρήση του λειτουργεί και σα ψύκτης αλλά και σα ηχομονωτικό στοιχείο.»

Σύνοψη: (ενδεικτική) Η δεξαμενή λαδιού κατασκευάζεται από χαλύβδινη λαμαρίνα, η οποία αναδιπλώνεται σε πολλαπλές επιφάνειες και ενισχυμένες αναδιπλώσεις και στη συνέχεια ηλεκτροσυγκολλείται. Μέσα της είναι εμβαπτισμένο στο λάδι το συγκρότημα κινητήρα-αντλίας και διαθέτει δείκτη λαδιού για τον έλεγχο της στάθμης. Για την ηχομόνωση και την απόσβεση κραδασμών λαμβάνονται τα εξής μέτρα: οι πολλαπλές επιφάνειες και οι ενισχυμένες αναδιπλώσεις της λαμαρίνας βοηθούν στην απαγωγή της θερμότητας και στην απορρόφηση των κραδασμών από την ιδιοσυχνότητα· η ίδια η δεξαμενή εδράζεται πάνω σε αντικραδασμικά παρεμβύσματα, ώστε να μην μεταφέρονται κραδασμοί στο δάπεδο του μηχανοστασίου· και το λάδι που περιέχει, πέρα από την κύρια χρήση του (μεταφορά πίεσης), λειτουργεί επιπλέον σαν ψύκτης του συγκροτήματος κινητήρα-αντλίας και σαν ηχομονωτικό στοιχείο, απορροφώντας μέρος του θορύβου λειτουργίας.

Κριτήρια αξιολόγησης:

• Δεξαμενή: χαλύβδινη λαμαρίνα με αναδιπλώσεις· ηχομόνωση: αναδιπλώσεις + αντικραδασμικά παρεμβύσματα + λάδι ως ηχομονωτικό

Το συγκρότημα κινητήρα - αντλίας

Ερώτηση: Περιγράψτε συνοπτικά το συγκρότημα κινητήρα - αντλίας.

Απάντηση:

• §6.3, §6.3.1, §6.3.2. «Βασικό μέλημα των κατασκευαστών είναι η μονάδα ισχύος να παρέχει την απαραίτητη ισχύ, διατηρώντας σε χαμηλά επίπεδα τη στάθμη θορύβου... Το ζεύγος αντλίας - κινητήρα αναρτάται μέσω αντικραδασμικών παρεμβυσμάτων... Ο κινητήρας που χρησιμοποιείται είναι τριφασικός τάσης 380 V/50 Hz βραχυκυκλωμένου δρομέα... ταχύτητα 2750 στρ/min, και παρουσιάζουν ροπή εκκίνησης διπλάσια της ονομαστικής... Η αντλία... είναι κοχλιωτή δουλεύει μέσα στο λάδι και παράγει χαμηλούς παλμούς και χαμηλό θόρυβο... σταθερά συνδεδεμένη στον κινητήρα με φλάντζα. Η μετάδοση της κίνησης στους άξονες γίνεται με σφηνωτό σύνδεσμο.»

Σύνοψη: (ενδεικτική) Το συγκρότημα κινητήρα-αντλίας παρέχει την απαραίτητη ισχύ για τη λειτουργία του ανελκυστήρα, με βασικό στόχο κατασκευής τη διατήρηση χαμηλής στάθμης θορύβου, αφού η πηγή του θορύβου εντοπίζεται ακριβώς σε αυτό το ζεύγος. Για τον λόγο αυτό αναρτάται μέσα στη δεξαμενή λαδιού μέσω αντικραδασμικών παρεμβυσμάτων, ενώ στην έξοδο του σωλήνα παροχής λαδιού προς την αντλία παρεμβάλλεται και σιγαστήρας. Ο κινητήρας είναι τριφασικός, τάσης 380V/50Hz, βραχυκυκλωμένου δρομέα, με ένα ζεύγος πόλων, ταχύτητα 2750 στρ/min και ροπή εκκίνησης διπλάσια της ονομαστικής. Η αντλία είναι κοχλιωτή, δουλεύει βυθισμένη μέσα στο λάδι και παράγει χαμηλούς παλμούς και χαμηλό θόρυβο· είναι σταθερά συνδεδεμένη με τον κινητήρα μέσω φλάντζας, ενώ η μετάδοση της κίνησης στους άξονες γίνεται με σφηνωτό σύνδεσμο.

Κριτήρια αξιολόγησης:

• Κινητήρας: τριφασικός 380V/50Hz βραχυκυκλωμένου δρομέα, 2750 στρ/min, ροπή 2× ονομαστική· Αντλία: κοχλιωτή, χαμηλός θόρυβος, σύνδεση με φλάντζα/σφηνωτό σύνδεσμο

Λειτουργία μπλοκ βαλβίδων — διάγραμμα ταχυτήτων

Ερώτηση: Περιγράψτε τη λειτουργία του συγκροτήματος των βαλβίδων με τη βοήθεια του διαγράμματος ταχυτήτων.

Απάντηση:

• §6.4.1 (διάγραμμα ταχυτήτων βαλβίδας BLAIN). «1. Ο ανελκυστήρας ανεβαίνει: Σημείο Ε: κλήση ανόδου. Διάστημα ΕF: Ο κινητήρας λειτουργεί σε αστέρα... Σημείο F: Αλλαγή του αστέρα σε τρίγωνο και ενεργοποίηση των πηνίων. Διάστημα FG: Ομαλή εκκίνηση. Σημείο Η: Απενεργοποίηση πηνίου μικρής [ταχύτητας]. Διάστημα HJ: Επιβράδυνση του θαλάμου... Σημείο J: Τελικό σταμάτημα. Διάστημα HL: Καθυστέρηση κινητήρα για ομαλό σταμάτημα. 2. Ο ανελκυστήρας κατεβαίνει: Δεν εργάζονται ο κινητήρας και η αντλία και ο θάλαμος κατεβαίνει με την επίδραση του βάρους του. Η ενεργοποίηση ή η απενεργοποίηση των πηνίων καθόδου καθορίζουν τις ταχύτητες, τις επιταχύνσεις και τις επιβραδύνσεις.»

Σύνοψη: (ενδεικτική) Το μπλοκ των βαλβίδων (π.χ. τύπου BLAIN) ελέγχει τη ροή του λαδιού μέσω πηνίων ανόδου (Α & Β) και πηνίων καθόδου (C & D), όπως φαίνεται στο διάγραμμα ταχυτήτων. Στην άνοδο: στο σημείο Ε γίνεται η κλήση ανόδου· στο διάστημα EF ο κινητήρας λειτουργεί σε συνδεσμολογία αστέρα χωρίς να ενεργοποιούνται τα πηνία, οπότε ο θάλαμος δεν κινείται ακόμη· στο σημείο F αλλάζει η συνδεσμολογία σε τρίγωνο και ενεργοποιούνται τα πηνία ανόδου, οπότε στο διάστημα FG γίνεται ομαλή εκκίνηση και ο θάλαμος φτάνει στη μεγάλη ταχύτητα ανόδου· στο σημείο Η απενεργοποιείται το πηνίο μικρής ταχύτητας, οπότε στο διάστημα HJ ο θάλαμος επιβραδύνει μέχρι το τελικό σταμάτημα στο σημείο J, ενώ στο διάστημα HL ο κινητήρας καθυστερεί να σταματήσει τελείως ώστε το σταμάτημα να είναι ομαλό. Στην κάθοδο, αντίθετα, δεν λειτουργούν ούτε ο κινητήρας ούτε η αντλία· ο θάλαμος κατεβαίνει αποκλειστικά λόγω του ίδιου βάρους του, ενώ η σειρά ενεργοποίησης/απενεργοποίησης των πηνίων καθόδου (μεγάλη ταχύτητα καθόδου, επιβράδυνση, μικρή ταχύτητα, απαλό σταμάτημα) καθορίζει τις φάσεις επιτάχυνσης και επιβράδυνσης της καθόδου.

Κριτήρια αξιολόγησης:

• Άνοδος: κινητήρας αστέρας→τρίγωνο, πηνία Α/Β ανόδου, επιτάχυνση→μεγάλη ταχύτητα→επιβράδυνση→στοπ· Κάθοδος: κινητήρας/αντλία ανενεργά, θάλαμος πέφτει με το βάρος του, πηνία C/D ρυθμίζουν φάσεις