Marine Innovations'ın Kahaluu Su Geliştirme Kuyusu projesi, Büyük Ada'nın su ihtiyacının yarısını karşılayan yeraltı pompalarına hızlı ve güvenilir erişim sağlamak için 40 yılı aşkın süredir kullanılan eğimli asansörün yerini aldı. Mühendisler, 25 beygir gücünde bir Elektrim motoru, Winsmith dişli kutusu, özel tahrik mili, üç tahrik kablosu, yeni taşıyıcı ve 3,775 lb'lik karşı ağırlık ile ray frenli bir aşırı hız regülatörü kullanarak hızı 100'den 125 ft/dak'ya ve kapasiteyi 4,000'den 5,000 lb'ye çıkardı. Toz boyalı korozyona dayanıklı bileşenler Minnesota'da test edildi, Hawaii'ye sevk edildi ve 2020 ortalarında kablosuz kontroller, PLC ve VFD entegrasyonu ile kuruldu. Bu yükseltme, adanın tatlı su tedarikinin güvenliğini, bakım kolaylığını ve sürekliliğini iyileştiriyor.
Marine Innovations tarafından gerçekleştirilen Kahaluu Su Geliştirme Kuyu Projesi hayati kaynaklara erişim sağlıyor.
Deniz İnovasyonları için VIP-Concepts, Angy Chesler'in Fotoğrafları
Çoğunlukla Büyük Ada olarak anılan Hawai adası, ABD’nin Hawai eyaletindeki en büyük ada olup XNUMX bin kişiye ev sahipliği yapmaktadır. Okyanusla çevrili olan Hawai’de tatlı su ihtiyacının yaklaşık yüzde XNUMX’si yeraltı suyu kaynaklarından gelmektedir.
Hawai adalarının volkanik yapısı yağmur sularını toplayarak adaların altındaki akiferlerde hapseder. Tatlı su, tuzlu sudan daha az yoğun olduğu için süzülerek tuzlu suyun üzerinde mercek olarak adlandırılan yüzen bir kabarcık oluşturur. Bu tatlı su, adadaki yaşam için gereken değerli bir emtia olup konutlarda, ticaret ve tarım alanlarında, tatil yerlerinde ve endüstriyel uygulamalarda kullanılır.
Doğal bir biçimde akiferlere taşınan su, adanın bir yanından diğer yanına yerleştirilmiş devasa pompalar ile yüzeye taşınarak insan kullanımına sunuluyor. Pompalardan bazıları yüzeyde bulunurken bazıları toprağın derinliklerinde yer alıyor. Dört pompa Hawai’nin LailuaKona bölgesinde yer alırken Kahaluu tüneline erişimi sağlayan eğimli asansör ise içme suyu sisteminin ana parçalarından biri. Pompalar için düzenli bakım ve erişime ihtiyaç duyuluyor. Aletleri ve malzemeleri pompa basma yüksekliğine çıkarma kapasitesinin yanı sıra, 1,000m’lik tünelden inilerek ulaşılan bu pompalara personel hızlı ve kolay bir biçimde ulaşabilmelidir.
40 yıldan daha uzun bir süre önce pompa erişim tüneline eğimli bir asansör kurulmuştu fakat Su Temin Dairesi kumanda sorunlarını ile parça aşınması sorunlarını gidermek ve seyahat hızı ile sistem kapasitesini artırmak için bir yenilik zorunluluk arzetmişti.
Sıradan, garaj benzeri bir binaya inşa edilen makine dairesi tünelin kendi sınırlarına bağlı kısıtlamaları vardı. Marine Innovations şirketinden Mike Botzet, yeni eğimli asansör sistemini tasarlamak ve inşa etmek için Heide & Cook Elevator tarafından davet edildi. İşe 2016’da şantiyeyi ziyaret ederek başlayan Botzet başlangıç noktasını belirlemek üzere eski sistemin fotoğrafları ve çizimleriyle döndü.
Hesaplamalara, fotoğraflara ve eski sistemin çizimlerine bakan Marine Innovations tasarım mühendisi Brent Thompson 1,000 metrelik eğimli asansörün hızını 100 m/sn’den 125 m/sn’ye ve kapasitesini de 4000kg’dan 5000kg’a güvenli bir şekilde artırmak için dişlili tahrik motoru ve ve fren kapasitelerini hesaplamak üzere inceleme sürecini başlattı. 25 hp, 460 V gücünde bir elektrik motoruna ihtiyaç duyulduğu belirlendikten sonra, bu sistemin elektrik santrali için Elektrim’in 3 fazlı AC fren motoru seçildi. Sistemi hareketsizken tutmak için motorda ayrı bir fren sistemi bulunuyor. Motor hızını azaltmak için ise bir Winsmith 50:1 sonsuz dişli redüktörü belirlendi.
5cm’lik Dodge Imperial rulmanlar gücü dişli redüktörden 20cm’lik tahrik kasnaklarına transfer eden 5cm’lik tahrik milini desteklemektedir. Ayrı bir 1cm’lik mil de tali kasnakları destekliyor. Üç adet 2cm’lik güç kablosu gücü kasnaklardan kabine ve karşı ağırlığa taşımaktadır. Kabloların 1,000m’lik seyir mesafesine maruz kaldığında aşırı derecede gevşemesini önlemek için çekme makaraları monte edilmiştir.
5000kg’a çıkarılan kapasiteye uyacak şekilde yeni kabin ve karşı ağırlık monte edildi. Kabin, tünel içerisinde en fazla alanı kullanabilecek şekilde tasarlandı. Kapalı bir personel kompartımanı ve çıkarılabilir korkulukları olan bir malzeme taşıma bölümü bulunmaktadır. Kutu profil, kaymaz çelik ve paslanmaz çelik tel örgüden yapılan kabin dayanıklı olması ve paslanmaması için toz boya ile kaplanmıştır. Zemin, basamaklar ve acil durum merdiveni özel bir kaymaz kaplama ile kaplanmıştır.
Kumanda panoları üst ve alt duraklarda yer almaktadır. Üst ve alt istasyonlar için çağırma düğmeleri, rampa sonu düğmesi ve acil durdurma devre kesici bulunmaktadır. kabin kumanda paneli de buna benzer olup manuel çalıştırma modundayken yukarı ve aşağı hareket kabiliyeti söz konusudur. Üç kumanda panosunda da uzun menzilli iletişim için tasarlanan bir Ritron kablosuz iletişim sistemi kullanılmıştır.
Kabin Karkası 8cm x 2cm ölçüsünde dikdörtgen çelik borudan yapılmıştır ve kabine uyacak şekilde toz boya ile boyanan kabin, poliüretan kaplı lastik yüzlü yekpare demir tekerlekler üzerinde ilerliyor. Kılavuz tekerlekleri kabinin ray üzerinde kalmasını sağlıyor. Marine Innovations’ın hız regülatörü kabinin istenen hızı olan 125 m/sn’yi aşması durumunda dört emniyet freni balatasını devreye sokarak tahrik sistemini durdurmak için kapatma şalterini çalıştırıyor. Emniyet sorunu giderildiğinde bu fren sistemi kumanda istasyonundan kolaylıkla devre dışı bırakılabiliyor.
Karşı ağırlık karkası rayların içinde yer alıyor ve 3775 kg.lık denge ağırlığı ile yüklü olması asansörün daha verimli olmasını, bu uzun mesafede ağır yük taşırken enerji tasarrufu yapmasını sağlıyor. Bu çelik yapı da kabine uyacak ve paslanmaya karşı koruyacak şekilde toz boya ile boyanmıştır.
Makine şasesi, kabin karkası, kabin ve karşı ağırlığın bütün tasarımı, imalatı ve kaynak işleri Marine Innovations’ın Minnesota’nın Frazee kentinde bulunan tesisinde yapıldı. Galvanizleme ve tozla örtülme işleminden önce, bütün komponentler monte edilerek uygunlukları teyit edildi. Hawai tünelindeki rayla aynı açıda bir ray oluşturmak ve bütün komponentlerin tasarlandığı gibi çalıştığından emin olmak tahrik ve fren sistemlerini test etmek için bir test istasyonu inşa edildi. Testin başarıyla sonuçlanmasının ardından yapılan bütün kurulumlar sökülerek ve parçalar tozla örtülerek gerektiği biçimde kaplanmıştır. Makine şasesinin çinko ile galvanizlenmesi Kuzey Dakota’da Fargo’nun Galvanizers Inc. şirketinde yapıldı. Tozla örtülme ve sarı çinko ile kaplama işlemleri ise Minnesota’daki Douglas Finishing of Alexandria’da yapıldı. Kaymaz kaplamalar da Fargo’nun Rhino Linings şirketi tarafından uygulandı.
Marine Innovations, kabin ile kumanda panelleri arasında net bir iletişim sağlayan yenilikçi bir entegre kablosuz iletişim ve kontrol sistemi geliştirmiştir. Bu sistemde fiziksel bağlantı veya kablolu sistemler kullanmaya gerek kalmadan çalışan kabin kumandaları bulunuyor.
Mevcut kiriş hattı beton bir bordüre monte edilmişti. Hat incelenip küçük bir kısımda onarımlar yapıldıktan sonra yeni kabin ile karşı ağırlığın sürekli kullanımı için kabul edilebilir olduğu belirlendi. Böylelikle, Su Temin Dairesi 1,000m’lik rayın sökülüp yeniden takılması masrafından ve bunun doğuracağı zaman kaybından tasarruf edilmiş oldu.
Bu projeyle üstesinden gelinmesi gereken en büyük zorluk sistemin aşırı uzun olması ve güvenli bir biçimde montajı ile yaklaşık 5000 kg kapasitelik sistemde ray frenlerinin bırakılmasına yönelik mühendislik çalışmalarıydı. Bu sistemler sevkiyattan önce test edilebildi. Bir diğer zorluk ise tünelin sınırları içerisinde artan ağırlık kapasitesinin verimli kullanımıydı. Marine Innovations’ın CAD-CAM tasarım yazılımı ve basınçlı su ile son derece hassas bir kesim çözümü daha hızlı parça üretimine olanak sağlamıştır.
Bütün parçaların Fraze’ye gönderilmesinin ardından komponentler monte edildi. Montaj için bütün parçalar Hawai’deki Heide & Cook Elevator’a gönderilmek üzere bir nakliye konteynerine yüklendi. Heide & Cook Elevator, sipariş değişiklikleri ve COVID-2020 seyahat kısıtlamalarından kaynaklanan gecikmeler nedeniyle Kahaluu Su Geliştirme Kuyusu Projesi’nin montajını Temmuz 19’de tamamlayabildi. 7 Ağustos 2020’de yapılan son muayenenin ardından eğimli asansör Su Temin Dairesine teslim edilmiştir.
Sistem Özellikleri
Eğimli asansör 1,000 derece açı ile adanın 31 m derinine iniyor. Yani sistem yatay düzlemde yaklaşık 515m’lik bir mesafe kat ederken dikey düzlemde de 857m’lik bir iniş/çıkış yapıyor. Eğimli asansör yüzeyden çalışma alanına ve oradan da geriye ulaşımı 8 m/sn’lik hızı ile 125 dakikada tamamlıyor.
Eğimli asansör birçok tümleşik parçadan oluşmaktadır: Kumanda panosu, makine dairesi, kabin, karkas ve karşı ağırlık
Kumanda sistemi olarak Primex kumanda panosu kullanıldı. Schneider Altivar değişken frekanslı tahrik (VFD) 480-V, 100-A gücü ile kabinin sarsıntıyla çalışmaya başlamasını ve durmasını önleyerek yumuşak bir biçimde hızlanmasını ve yavaşlamasını sağlıyor. Unitronics programlanabilir lojik kontrolör (PLC) kumandaların ve emniyet sistemlerinin entegrasyonunu sağlıyor. PLC ayrıca asansörün uzaktan izlenmesini ve gözetimine de imkan tanıyor.
Özel olarak yapılan kumanda panelleri üst durağa, alt durağa ve kabin’e yerleştirilmiştir. Bu da operatörlerin Ritron kablosuz iletişim sistemi sayesinde kabin’i herhangi bir istasyona çağırmasını, acil durdurma düğmesiyle kabin’i durdurmasına ve istasyonlar arasında iletişim kurmasını sağlamaktadır. Ayrıca, kabin kumanda paneli sistemin manuel modda olduğu durumlarda aşağı ve yukarı gidip gelmesini sağlamaktadır. Her iki istasyonda da bulunan Honeywell emniyet şalterleri istasyonlarda pürüzsüz ve hatasız inişi sağlamak için yavaşlama, durma ve nihai sınırı belirlemek üzere kumanda sistemi ile fiziksel olarak bağlantılıdır.
Makine şasesinin tertibatının tasarımı Marine Innovations tarafından yapışmıştır. Bu kasada 460-V ve 25hp gücünde üç fazlı Elektrim fren motoru bulunmaktadır. Motor, motor hızını azaltmak ve torku artırmak için doğrudan Winsmith 981 50:1 dişli kutusuna monte edilmiştir. Dişli kutusunun dönüş gücü özel yapım ve çinko kaplı 5 cm’lik tahrik miliyle 20 cm’lik çinko kaplı çelik kasnaklara taşınıyor. Uygun tali kasnaklar da 5cm’lik çinko kaplı özel bir mil üzerinde ilerliyor. Her iki mil de Dodge’un E tipi rulmanları ile sağlamlaştırılmıştır.
Güç, makine şasesinden kabine ve karşı ağırlığa üç adet 6 cm x 19 cm’lik ve her biri 1-lbs ağırlığındaki EIPS halatları ile taşınıyor. Kablolar kabin şasesine ve karşı ağırlıklara Emco kama yuvaları ile başlandı.
Kabin’in eşsiz bir personel kabini ve malzeme taşıma alanı vardır. kabin kasası 2 cm x 3 cm x 3 cm’lik çeper ölçüsünde dikdörtgen şeklinde çelik borulardan yapılmıştır. Personel kabini tünelin şekline uyacak şekilde tasarlanmıştır ve 16 1/1 inç x 2 1/1 inç x 2/3 inç çeper ölçüsünde kare çelik borudan yapılmıştır. Kabin paslanmaz çelik tellerle çevrelenmiş olup zemin kaplaması 16cm’lik kaymaz kaplamalı çelik levhadan oluşmaktadır. Taşıma yatağında çıkarılabilir çitler bulunmaktadır. Kumanda ve iletişim sisteminin pili ve ilgili şarj cihazı için entegre bir depolama alanı vardır. Personeli kabin’in hareketi konusunda uyarmak için uyarı lambaları öne ve arkaya monte edilmiştir. Kurulumun bütün parçaları paslanmaya karşı korunma amacıyla ya paslanmaz çeliktir, toz boyalıdır ya da kaymaz astar ile kaplanmıştır.
Kabin karkası 8 cm x 2 cm x 1cm çeper ölçüsünde çelik borulardan yapılmıştır. kabin’e uyacak şekilde paslanmaya karşı beyaz toz boya ile kaplanmıştır. Karkas, poliüretan kauçuk kaplı dört adet 4cm x 6cm ebatında demir tekerlek üzerinde ilerliyor. Karkas, poliüretan lastik yüzlü 3cm x 8cm ebatında alüminyum tekerlekle merkezlenmiştir. Marine Innovations hız regülatörünü ön aks çalıştırmaktadır. Regülatör, aşırı hız durumunda rayla temas eden ve tahrik sistemini durdurmak için emniyet kapatma anahtarını tetikleyen dört özel fren balatasını çalıştırır. Operatör, güvenlik sorunu giderildiğinde kumanda istasyonundaki frenleri devre dışı bırakabiliyor.
Karşı ağırlık karkası 8 cm x 2 cm x 1cm çeper ölçüsünde çelik borulardan yapılmıştır. kabine ve karkasa uyacak şekilde paslanmaya karşı beyaz toz boya ile kaplanmıştır. Poliüretan lastik yüzlü sekiz adet 4cm x 4cm dökme demir tekerlek ray hattında 2kg’a karşı ağırlığı taşımaktadır.
Kahaluu tüneline erişim sağlayan eğimli asansör bu toplumun tatlı su kaynağına erişiminin sağlanmasında ayrılmaz bir parçadır. Bu erişim, asansör sisteminin teknolojisine, mühendisliğine ve üretimine bağlıdır. Bu asansör sisteminin sürekli çalışmasının anahtarı kalitesi ve güvenilirliğidir. Kablosuz iletişim ve kontroller, personelin güvenli ve emniyetli bir şekilde taşınmasını, sürtünme tahrik sistemi ise daha yüksek hızda daha fazla taşıma kapasitesi sağlıyor. Yeni eğimli asansör sayesinde Hawai adasındaki insanlar servis personelinin içme suyu kaynaklarını hızlı ve güvenilir bir şekilde çalışır durumda tutabileceğinden emin olabilirler.
Kahaluu Tüneli Erişim Eğimli Asansör Özellikleri
Bina Sahibi: Hawaii Su Temini Departmanı
Tasarım mühendisi: Mühendislik Ortakları, Inc.
Genel yüklenici: Jas W. Glover Ltd.
Asansör Yüklenicisi: Heide & Cook Asansörü
Eğimli Asansör Tasarım Mühendisi: Brent Thompson, Denizcilik Yenilikleri
Ekipman Üreticileri:
- Denizcilik Yenilikleri: güç çerçevesi, taşıyıcı, el arabası, karşı ağırlık
- Elektrik: motorlar
- Winsmith: dişli redüktörü
- Dodge: rulmanlar
- Primex: kontrol paneli
- Honeywell: limit anahtarları
- Emco: asansör kama soketleri
- Ritron: iletişim sistemi
Referans
[1] Su Kaynakları Yönetimi Komisyonu, https://dlnr.hawaii.gov/cwrm/groundwater/
KATEGORİDEN DAHA FAZLASI
GÜNLÜK HABERLER