Un motor de elevador hidráulico horizontal Houser, primera parte

El tema de este artículo fue presentado a ELEVATOR WORLD por Gary Ritch de Syracuse, Nueva York. Ritch es el propietario y operador de la Central Variety Store, ubicada en el corazón de la ciudad. Hace unos años, trasladó su negocio a su ubicación actual, un edificio de cinco pisos en South Salina Street, que, hasta donde sabía el agente inmobiliario, no tenía ascensor. Como es habitual cuando se muda a un edificio nuevo, Ritch llevó a cabo una serie de proyectos de renovación. Uno de ellos implicó demoler una pared del sótano, detrás de la cual encontró un motor de ascensor que había sido construido a principios de la década de 1890 por Houser Elevator Co. de Syracuse (Figura 1). La demolición posterior reveló la cabina del ascensor y su hueco amurallado que se extendía desde el sótano hasta un ático en la azotea. Después de quitar una pila de escombros que rodeaba el motor, Ritch lo limpió y construyó un muro bajo que lo separaba del espacio adyacente, colocando esencialmente el motor en exhibición. Este abril, tuve el placer de ver este extraordinario motor y estoy encantado de tener la oportunidad de presentarlo ahora a los lectores de EW.

Mi placer al escribir el artículo de este mes derivó en parte de tener la oportunidad de explorar un tipo de motor de ascensor que antes solo había visto en fotografías y de intentar resolver el rompecabezas que presentaba el motor en términos de su funcionamiento real. Por un lado, el motor es un ejemplo clásico de motor hidráulico horizontal. Estos motores empleaban un cilindro horizontal, un vástago (o vástagos) de pistón y una serie de poleas multiplicadoras. Un motor de empuje presentaba poleas fijas en la parte trasera del cilindro (adyacente al eje), mientras que los pistones estaban unidos a un conjunto de poleas móviles en la parte delantera del cilindro. Los cables de elevación se unieron al cilindro y se enrollaron alrededor de los dos juegos de poleas, y el automóvil se movió hacia arriba y hacia abajo por el eje a medida que el pistón separaba las poleas o las juntaba. La "acción multiplicadora" de las poleas significaba que el pistón solo tenía que moverse una distancia relativamente corta para subir o bajar el automóvil varios pies. La Figura 2 muestra un tipo de motor similar construido en la década de 1880 por LS Graves & Son de Rochester, Nueva York.

Sin embargo, si bien es posible encontrar numerosos dibujos y fotografías de motores de empuje del siglo XIX, muy pocas imágenes publicadas ilustran las tuberías asociadas con estas máquinas. Los que representan una instalación completa no se parecen a este sistema. La única excepción encontrada hasta ahora es una imagen publicada a principios de la década de 19 por Crane Brothers Manufacturing Co. de Chicago, que muestra una configuración similar de tuberías de suministro y descarga verticales y en forma de U (Figura 1880). Desafortunadamente, el texto que acompaña a esta imagen no explica el plano de las tuberías.

 Sin embargo, es posible ofrecer una explicación del sistema de tuberías del elevador Houser basada en información obtenida de fuentes como Elevators de John Jallings: un tratado práctico sobre el desarrollo y diseño de elevadores manuales, de correa, de vapor, hidráulicos y eléctricos. Las líneas de suministro y descarga de agua son tuberías de acero de 5 pulgadas de diámetro. La válvula de cierre primaria (fabricada por Crane Brothers) es visible en la esquina inferior derecha de la Figura 1. Las dos tuberías verticales, una ubicada inmediatamente adyacente a la válvula de cierre y la otra adyacente a la válvula de control del motor, se usaron para reducir la Impacto del aire en el motor. No era inusual que los suministros de agua de la ciudad incluyeran una cantidad sustancial de aire. Los tubos verticales, que estaban equipados con grifos de aire, se utilizaron para capturar y liberar este aire.

La configuración de la tubería en forma de U se conocía como un "alivio de sifón" y era una característica de seguridad que a menudo se agregaba a los elevadores hidráulicos horizontales (Figura 4). Si el automóvil fuera detenido por una obstrucción que se extendiera hacia el eje, las válvulas permanecerían en una posición abierta y sería posible que el agua en el cilindro drene lentamente. Por lo tanto, cuando se eliminó la obstrucción, el automóvil podría caer al fondo del hueco. El alivio del sifón evitó que esto sucediera, ya que literalmente funcionó como un "sifón", que era:

“. . . colocado en la tubería de descarga entre la válvula y la alcantarilla. . . . El extremo superior o la curva del cual estaba por encima del lado superior del cilindro. En esta curva superior se insertaba una pequeña válvula de retención que se abría hacia adentro, y cuando cualquier obstrucción del automóvil liberaba el agua en el cilindro de la presión que la estaba forzando a salir, la admisión de aire a través de la válvula de retención, que se producía de inmediato, se disparaba. permitir que el agua en esa pierna del sifón se drene, mientras que el agua que queda en la otra pierna equilibraría lo que quedaba y evitaría cualquier otra salida ".

Por lo tanto, aunque quedan varias preguntas, como por qué se necesitaban dos tuberías verticales de liberación de aire, el sistema básico de tuberías parece ajustarse a un método normativo de suministro y descarga de agua hacia y desde este tipo de motor.

La válvula de control del motor es otro asunto: no se parece a ninguna de las imágenes publicadas de las válvulas de control del motor hidráulico horizontal (Figura 5). Sin embargo, se parece mucho a un tipo de válvula de control que se utiliza en los motores hidráulicos verticales, en particular los fabricados por Otis (Figura 6). La válvula de control es curiosa porque el tipo usado, que emplea una válvula piloto para controlar la válvula principal, se usó más comúnmente en sistemas hidráulicos de alta velocidad que se encuentran en edificios mucho más altos. La pequeña polea ubicada detrás de la válvula piloto (que controlaba su movimiento) se operaba desde el automóvil a través de una palanca que movía una cuerda de transporte. El tipo de válvula principal empleada se conocía como "válvula diferencial", porque el pistón superior tiene un área más grande que el pistón inferior. Esto resultó en una presión constante contra la parte inferior del pistón superior, que dependía de la diferencia entre las áreas de los pistones superior e inferior.

Sin embargo, la comparación de las válvulas Otis y Houser que se ven en la Figura 5 también revela algunas diferencias, como la tubería diagonal que conecta la válvula piloto a la parte inferior de la válvula diferencial. Esta característica, conocida como tubería de derivación, probablemente esté presente debido al uso de un "acelerador" entre los pistones superior e inferior. El acelerador fue diseñado para lograr tres objetivos:

“(1) Sirve, si se ajusta cuidadosamente, para amortiguar el ruido ocasionado por el agua en circulación. (2) Sirve como freno durante el descenso, en caso de carga extra en el coche, evitando que alcance una velocidad indebida. . . . (3) Si alguna tubería o conexión entre el suministro y la válvula se rompe, el agua no puede retroceder desde la tubería de circulación a través del puerto de suministro más rápido de lo que puede filtrarse por el exterior del acelerador ".

La Figura 7 ilustra una válvula de mariposa típica diseñada para una máquina hidráulica vertical Otis. (Observe el tubo diagonal punteado que se muestra en el centro del dibujo). Este dibujo también hace referencia a otra característica que se encuentra en el motor Houser: una “válvula de cierre” (Figura 8). Este dispositivo de seguridad es visible a la izquierda de la válvula de control, y su presencia está indicada por el engranaje recto grande con el peso adjunto colgando. El engranaje recto giraba mediante un engranaje de piñón, que estaba conectado a una pequeña polea unida por una cuerda a la parte delantera de la armadura de la polea móvil. Si las poleas de desplazamiento se empujaran demasiado a lo largo de los rieles, el piñón se engancharía y haría girar el engranaje recto, lo que, a su vez, interrumpiría el flujo de agua hacia el cilindro y detendría el elevador. Cuando las poleas móviles comenzaban a moverse hacia el cilindro, el piñón giraba en la dirección opuesta y el peso se balanceaba hacia abajo y devolvía la válvula a una posición abierta. (El lecho de grava actual debajo del motor evita que la válvula de cierre gire hacia abajo).

Una característica final, ubicada debajo de la válvula de cierre, es una pequeña válvula de alivio. La colocación de esta válvula (entre el cilindro horizontal y la válvula de control) tenía la intención de aliviar la posibilidad de que ocurriera un "golpe de ariete" (también conocido como "ariete de agua") si la válvula de control se cerraba demasiado rápido cuando el automóvil estaba ascendiendo y el pistón se estaba moviendo hacia el cilindro.

Esta amplia descripción general del funcionamiento de este motor se basa, por supuesto, en algunas suposiciones informadas y se basa parcialmente en la suposición de que, debido a que algo se parece a otra cosa, debe ser lo mismo (es decir, la válvula de control Houser y su semejanza con las válvulas Otis). A la dificultad de este proceso de evaluación se suma la evidencia de que las tuberías se cambiaron con el tiempo y que el sistema puede haber sido modificado durante sus años de operación. (Por ejemplo, la tubería de cobre que suministró agua a la válvula piloto probablemente no sea la tubería de suministro original).

Una inspección cuidadosa del ascensor también plantea otras preguntas. El ascensor carece de una "marca" manifiesta en el sentido de que el nombre completo de la empresa no aparece en ninguna parte del motor o sus componentes. Aunque las piezas seleccionadas de la válvula de control y las poleas móviles tienen las iniciales “EWH” (para “Edgar W. Houser”), el nombre real de la empresa está notoriamente ausente. Muchos (pero no todos) de los componentes del motor tienen números de pieza grabados o estampados en ellos. (Por ejemplo, todos los componentes de la válvula de control se identifican con números de tres dígitos que comienzan con "7", lo que parecería indicar un sistema ordenado de producción basado en la fabricación de varias piezas a la vez). Finalmente, el ascensor también emplea componentes fabricados por otros fabricantes, incluidos Crosby Steam Gage & Valve Co. de Boston (válvula de alivio y otros accesorios de tubería de latón), Jarecki Manufacturing Co. de Erie, Pennsylvania (tuberías de agua de 5 pulgadas) y Carnegie Steel Co. -Rieles de la polea).

Otras preguntas se refieren al fundador de la empresa (Edgar W. Houser) y la historia y la importancia de la empresa en los mercados de ascensores locales y regionales. La segunda parte de este artículo trazará la historia de Houser Elevator desde sus orígenes en la década de 1880 hasta la muerte de su fundador en la década de 1920. Una parte clave de esta historia será colocar la construcción del ascensor hidráulico examinado anteriormente en esta historia. Me gustaría extender mi más sincero agradecimiento a Ritch por su disposición a compartir esta extraordinaria máquina conmigo y con EW. También les pediría a los lectores de EW que se pongan en contacto con nosotros y nos informen si hay máquinas similares todavía en funcionamiento (o escondidas) que merezcan nuestra atención. Estoy listo para planificar mi próximo "viaje por carretera" para explorar y documentar interesantes ascensores antiguos.