نظام مصعد مبتكر ، الجزء الثاني

المزيد عن أول تصوير أمريكي لمنشأة مصعد ركاب من القبو إلى البنتهاوس.

هذا هو استنتاج مقال من جزأين (بدأ في مجلة ELEVATOR WORLD، يناير 2017) والذي يدرس أول نشر أمريكي لمجموعة من الرسومات التي تصور تركيب مصعد ركاب من الطابق السفلي إلى البنتهاوس. ظهرت الرسومات لأول مرة في كتيب نشرته شركة Otis Brothers في عام 1870: وصف مصعد الركاب الآمن الحاصل على براءة اختراع من شركة Otis (الشكل 1). فحص الجزء الأول من هذه المقالة محرك الرفع البخاري ومكابح الأمان المرتبطة به، وسلامة حد توقف الأسطوانة الملفوفة، وجهاز الأمان الأصلي الذي يعمل بالسقاطة والمزلاج من تصميم إليشا أوتيس، وقضبان التوجيه وعتاد تشغيل السيارة. ستختتم هذه المقالة هذا التحقيق بفحص أسطوانة الأمان الحاصلة على براءة اختراع من شركة Otis ومكابح البكرة الأوتوماتيكية، وتاريخ نشر الرسم في أوائل سبعينيات القرن التاسع عشر.

تم الإعلان عن أسطوانة الأمان الخاصة بشركة Otis باعتبارها مكونًا مهمًا لمصاعد الركاب والشحن الخاصة بها خلال معظم فترة الستينيات والسبعينيات من القرن التاسع عشر. حصل تشارلز أوتيس على براءة اختراع للسلامة في فبراير 1860 ("جهاز الرفع المحسن" ، براءة الاختراع الأمريكية رقم 1870). استخدم الجهاز أسطوانة متعرجة تقع في الجزء العلوي من الرافعة التي تحمل حبل (حبال) الرفع (الشكل 1865). تم توصيل الأسطوانة بمنظم كرة الطائرة القياسي ، والذي كان بدوره متصلًا بفرامل على أسطوانة الأمان. إذا تجاوزت الأسطوانة السرعة المحددة مسبقًا ، يؤدي عمل الحاكم إلى تنشيط الفرامل. تضمن كتالوج Otis لعام 46,580 (الكتالوج الوصفي التوضيحي لآلات رفع سلامة براءات الاختراع التابعة لشركة Otis Brothers & Co. وقائمة الأسعار) نقشًا لأسطوانة الأمان (الشكل 2) ووصفًا تفصيليًا لعملها:

"تجدر الإشارة إلى أن الكبل بين السيارة وطبل الأمان في الأعلى ، والذي أطلقنا عليه بشكل موحد كبل الرفع ، يختلف عن ذلك الذي يمتد من أسطوانة الأمان إلى أسطوانة اللف بالقرب من المحرك في مستوى الأرض ، وكلاهما يصنعان سريعًا إلى أسطوانة الأمان من نهاياتهما ، حيث يلتف أحدهما بينما ينطفئ الآخر. يتم توصيل منظم المحرك البخاري العادي بهذه الأسطوانة بطريقة تجعل رفعها ، كلما تم تجاوز سرعة معتدلة معينة ، يسير بوزن ثقيل متصل بالذراع الطويل للرافعة التي تشغل فرملة بقوة كبيرة لإيقاف الهبوط من أثقل حمولة. . . . هذه المكابح الأوتوماتيكية مصنوعة من قوة وقوة إضافيتين ، تتجاوز بكثير متطلباتها المحتملة ، وفي مصاعد الركاب لدينا ، يتم مضاعفتها: أي ، يتم إرفاق فرامل ، واحدة في كل طرف من الأسطوانة ، تعمل بشكل مستقل ، وأي منهما قوي بما يكفي لإيقاف الطبل في جميع الظروف ".

يطرح هذا الحساب ، بإشارته إلى مكابح "تعمل بشكل مستقل" ، السؤال "ما الذي أدى إلى تنشيط الفرامل الثانية؟"

يكشف فحص الرسومات بوضوح عن أسطوانة الأمان (تظهر في عرض الارتفاع والخطة) (الشكل 4). تصور هذه الرسومات أيضًا جهاز أمان آخر: فرامل أوتوماتيكية أوتوماتيكية أو بكرة أمان ، والتي تم تشغيلها بواسطة الفرامل الثانية المشار إليها في كتالوج 1869. تم وصف تشغيل هذه السلامة في كتيب Otis لعام 1870 على النحو التالي:

"Thesheave S ، الذي يمر حوله أحد حبال الرفع الرئيسية من المحرك إلى السيارة ، له محامله في الإطار المنزلق T ، والذي يتم توصيله عن طريق السلسلة U بالوزن الموجود على ذراع الفرامل V. طالما وزن السيارة مدعوم بالحبل ، W ، سيتم ضغط الحزمة ، ورفع ذراع الفرامل وإبقاء الفرامل خالية من عجلة الاحتكاك الكبيرة X. ولكن ، إذا كان يجب أخذ وزن السيارة بأي وسيلة من هذا الحبل ، سيتم سحب الحزم بواسطة جاذبية الوزن V وسيتم تشغيل الفرامل R على الفور ، حيث يتم إيقاف وإمساك الأسطوانة بإحكام ومنع أي حركة أخرى بشكل فعال طالما ظل الحبل مرتخيًا. . . . يتم توصيل الحبل V من مجموعة واحدة من تركيبات الأمان في السيارة مباشرةً إلى أسطوانة الأمان ويتم تثبيتها بإحكام. يتم لف هذا الحبل على التوالي وفكه من أسطوانة الأمان ، أثناء صعود السيارة وهبوطها ، بفعل حركة السيارة والوزن Z ، يعمل الوزن أيضًا كقوة موازنة جزئية للسيارة ".

كانت هذه الميزة هي العنصر الأخير في براءة اختراع مصعد Otis لعام 1870 التي تم منحها إلى Charles R. Otis و Norton P. Otis: "تحسين جهاز الرفع" ، براءة الاختراع الأمريكية رقم 113,555،11 (1871 أبريل XNUMX). ومع ذلك ، فإن تطبيقه - كما هو موضح في الرسومات - نتج عنه مخطط شد فريد.

تظهر المقارنة بين رسومات الطابق السفلي والسقيفة بوضوح أن أسطوانة اللف موضوعة بشكل عمودي على أسطوانة الأمان ؛ لذلك ، سيكون من الصعب للغاية ، إن لم يكن من المستحيل ، تشغيل كابل من أسطوانة اللف إلى أسطوانة الأمان. في الواقع ، ما يمكن تسميته "كبل رفع الطاقة" يمتد من الأسطوانة المتعرجة ، فوق حزام الأمان وصولاً إلى السيارة. قام كبل الرفع الثاني بتوصيل السيارة بثقل الموازنة عبر أسطوانة الأمان. (يبدو أن الرسومات تظهر كبلًا واحدًا ملفوفًا حول أسطوانة الأمان). يشبه مخطط الحبال غير العادي أنظمة مبتكرة أخرى من القرن التاسع عشر تم تسجيلها ببراءة اختراع ولكن لم يتم تنفيذها مطلقًا. ومع ذلك ، في هذه الحالة ، تم بناء مصعد Otis واحد على الأقل باستخدام هذا التصميم. تم تضمين وصف تفصيلي لهذا المصعد ، الذي تم تركيبه في فندق قاعة المؤتمرات في ساراتوجا سبرينجز ، نيويورك ، في كتالوج Otis لعام 19.

احترق فندق Congress Hall الأصلي في عام 1866 ، وأعيد بناؤه وأعيد افتتاحه في عام 1869. وصف أوتيس مصعد المبنى بأنه "المثال الوحيد لدرجته التي يمكن رؤيتها في الولايات الشرقية" ، مما قد يعني أنه كان أول مصعد تم بناؤه التي وظفت حزمة الأمان الجديدة. تم وصف الرافعة على النحو التالي:

". . . حوالي 7 أقدام مربعة وارتفاع 70 قدمًا ، وتمتد من خلال خمسة طوابق ، من الطابق السفلي إلى السطح ، وتنتهي في قبة تحيط بآلات التعليق ، وطبلة الأمان ، والحزم ، وما إلى ذلك. وزن هذه الآلة ، بدلاً من الراحة على سطح المبنى أو هيكله ، يتم دعمه جزئيًا بواسطة حاجز من الطوب الذي يشكل جانبًا واحدًا من الرافعة ، وعلى الجوانب الثلاثة الأخرى بواسطة الأخشاب الثقيلة للإطار. من بين هؤلاء هناك عمودين ركنيين ، 8 بوصات مربعة ، واثنان من الدلائل ، 9 بوصات مربعة ، جميعها تمتد من الأرض إلى السقف ومثبتة في إطار المبنى في جميع النقاط. كما أن سلالم الأمان المثبتة بمسامير على الوجوه الداخلية لعمودي التوجيه ، تقف أيضًا على الأساس الذي تمتد منه ، مثل الأعمدة الحديدية ، إلى السطح. يبلغ عرض أسنانهم 2 بوصة ووزنها 16 رطلاً للقدم وأكثر من 2,000 رطل في المجموع ".

كان محرك الرفع في الطابق السفلي بارتفاع 6 أقدام ويشغل "مساحة 7 أقدام مربعة فقط". كانت السيارة مدعومة بكبلتي رفع من الصلب بقطر 1.375 بوصة ، أحدهما ملفوف حوله:

". . . أسطوانة الأمان الموجودة على السطح. يتناوب هذا الكبل في أخدود أسطوانة الأمان مع كابل آخر من نفس الحجم يحمل ثقل الموازنة ، والذي يعمل في تجويف في الحائط ، بعيدًا عن الأنظار والسمع. يمر كابل الرفع الآخر فوق شريط الأمان الموجود على السطح ، ومن ثم إلى الأسفل ، بين السيارة وغطاء الرافعة ، إلى طبلة لف المحرك ، والتي من خلالها توصل الطاقة والحركة إلى السيارة. "

تم وصف تشغيل حزام الأمان وأسطوانة الأمان على النحو التالي:

"تتحول دفاتر الحزم الآمنة إلى صناديق ، والتي تستقر عادةً على سرير ثابت ولكنها حرة في الارتفاع ، في زوج من إطارات الدليل الرأسي ، ويتم توصيلها بواسطة شماعات حديدية بحبل بكرة ، والذي يدعم بطرفه الآخر 700 -رطل. الوزن على الذراع الطويلة لرافعة الفرامل التي تنتمي إلى أسطوانة الأمان. يؤدي شد كابل الرفع على الحزم إلى رفع هذا الوزن والرافعة ؛ ولكن في حالة انقطاع هذا الشد عن طريق كسر حبل الرفع أو ارتخائه ، ينخفض ​​الوزن ، ويرفع الحزم في علبه المنزلقة ويخفض الوزن بالطن. القوة على المكابح ، مما يوقف الأسطوانة والسيارة على الفور. . . . يوجد ذراع ووزن آخران متساويان في القوة على الطرف الآخر من أسطوانة الأمان ، والتي يتم إلقاؤها موضع التنفيذ من خلال أي حدث قد يتسبب في تشغيل الماكينة بسرعة غير عادية. يتم تنفيذ ذلك عن طريق حاكم محرك بخاري عادي ، والذي يرمي كراته عند التسارع ، ويقطع وزن ذراع المكابح ، ويوقف السيارة على الفور ".

تضمن كتالوج 1869 أيضًا وصفًا تفصيليًا بنفس القدر لسيارة المصعد:

"السيارة عبارة عن حجرة فخمة ، حوالي 7 أقدام مربعة وارتفاع 11 قدمًا ، مقببة علوية ، مع مناور ، ومراوح وثريات مزودة بالغاز من خلال أنبوب مرن ؛ أدناه مغطاة بالسجاد الغني ، مع مرآة كبيرة وأرائك فاخرة حول ثلاثة جوانب. تم الانتهاء من الجوانب والقباب العلوية بالكامل من خلال الألواح والأعمدة والأقواس والمنحوتات والقوالب بألوان متنوعة غنية من خشب القيقب عين الطائر والجوز الفرنسي وخشب الزنبق وخشب الأبنوس ، مضاءة بلمسات عفيفة وملائمة من التذهيب. "

للوهلة الأولى ، يبدو أن رسومات عام 1870 توضح تركيب فندق Congress Hall: فهي تصور مصعدًا يخدم خمسة طوابق وسيارة "فخمة" مجهزة بـ "أرائك فاخرة". ومع ذلك ، يكشف الفحص الدقيق عن حاوية رافعة للبناء بالكامل (لم يكن لرافعة الفندق سوى جدار واحد فقط) ، ووجود خط فاصل في رسم المصعد الذي يشير إلى عمود أطول ، وتمتد أريكة السيارة على طول جانبين فقط. وبالتالي ، قد يكون القصد من الرسومات هو تصوير التركيب المثالي ، الذي يمثله الرافعة الحجريّة بالكامل.

كان لهذه المجموعة الفريدة من الرسومات حياة تتجاوز المظهر في كتيب Otis لعام 1870. وقد رافقتا مقالة نُشرت في عدد نوفمبر 1870 من مجلة The Technologist ، وهي مجلة وصفت نفسها بأنها "مجلة مصورة للهندسة والتصنيع والبناء". كان نص المقال في الأساس إعادة نشر لمحتويات كتيب أوتيس. في حين أن هذا المقال كان بعنوان "مصعد الركاب المُحسَّن" ، عندما عادت الرسومات للظهور مرة أخرى بعد ذلك بعامين في The American Builder (أكتوبر 1872) ، كانت مرفقة بمقال بعنوان "The Modern Elevator". على عكس سابقتها ، كانت هذه المقالة قطعة أصلية ، قدمت للقراء مقدمة واسعة عن مصعد أوتيس.

ظهرت الرسومات للمرة الثالثة في عام 1874 في المنشور البريطاني "قاموس الهندسة". ظهرت في قسم بعنوان "المصاعد والرافعات والمصاعد" ، والذي يوضح مجموعة من أنظمة المصاعد (بما في ذلك آلات أوتيس الأخرى). بينما كان النص المصاحب ، مرة أخرى ، إعادة طبع كتيب عام 1870 ، يبدو أن الرسومات أعيد رسمها لهذا المنشور (الشكل 5). من الأسهل قراءة الرسومات "الجديدة" (قارن إمكانية قراءة ثقل الموازنة كما هو موضح في الشكلين 1 و 5) ، وتحتوي على خطأ. يكشف الفحص الدقيق أن النقش البريطاني أضاف حبلًا إلى الجانب الأيمن العلوي من أسطوانة اللف ، مما يجعله يبدو كما لو أن حبلي الرفع مرّتا فوق أسطوانة الأمان (الشكل 6). قد يشير هذا الخطأ إلى أن النحات لم يفهم طريقة تشغيل مصعد أوتيس ؛ وبالتالي ، كان يحاول "تصحيح" خطأ محسوس في الرسم الأصلي.

على الرغم من أنه من المستحيل حساب تأثير نشر هذه الرسومات في الولايات المتحدة وأوروبا (والمزيد من حالات إعادة نشرها قد تكون في انتظار الاكتشاف) ، فقد يكون من الآمن افتراض أن عرضها الكامل نسبيًا لمصعد ركاب حديث لعب دورًا مهمًا. دور في إدخال هذه التكنولوجيا وبيعها للعالم بأسره.