في القرن الثامن عشر، ظهرت ثورة تكنولوجيا جديدة في العالم تختص في طرق حديثة لتصنيع أعمدة الحديد و الفولاذ، واستخدامها في أغراض البناء لتشييد البنايات الشاهقة الارتفاع وناطحات السحاب التي تمتد لمئات الأقدام في الهواء.
ولكن هذه التطور الرهيب في العمران كان من الممكن أن يكون عديم القيمة لولا ظهور تكنولوجيا ميكانيكية جديدة في نفس الحقبة من الزمن، هذه التكنولوجيا التي جعلت أمر استخدام هذه البنايات الشاهقة عملياً وغير شاقاً، مما يتيح للقاطنين في تلك المساكن الوصول لشققهم أياً كان ارتفاعها وبدون أذنى مجهود بدني قد يبذلوه من خلال السلالم الاعتيادية.
المصاعد الحديثة كانت المفتاح الحقيقي لنجاح هذا التطور المهول في هندستي الإنشاء والعمارة الحديثتين، حيث أنها وعلى مستوى البنايات المنخفضة (مكونة من عدة طوابق فقط) قد أتاحت فرصة الاستخدام للمعوقين حركياً، مما جعل الكثير من المدن المشهورة بالبنايات الشاهقة كنيويورك مثلاً، تهتم بالمصاعد كأحد مقومات الحياة فيها.
هكذا وجدنا ان اختراع المصعد الحديث يعود إلى المخترع الأمريكي أليشا أوتيس ، والذي نشأ معتل الصحة ومعدما ويفتقر إلى التعليم الأكاديمي الجيد ، هذا علما بأن فكرة وجود المصاعد في الأبنية تعود إلى أكثر من 2400 سنة قبل الميلاد ، من قبل الفراعنة في الأهرامات ، والتي كانت تعمل على الطاقة البشرية أو الطاقة الحيوانية .
إن ما ابتكره أليشا أوتيس كان عبارة عن نظام جديد وآمن للمصاعد يعتمد على ما يعرف بالكابح والذي يوفر أقصى درجات السلامة والأمان لمن هم في داخل هذه المصاعد .
ويجمع الكثير من المتخصصين ، على أن اختراع المصاعد كان السبب المباشر في توسع المدن والأبنية فيها بشكل عامودي ، ولتظهر لاحقا ناطحات السحاب والتي تحتوي على العديد من المصاعد المتطورة والمريحة للغاية.
تعتبر سيرة حياة المخترع الأمريكي أليشا أوتيس مثيرة للإعجاب والاحترام ، فقد ولد في عام 1811 في منطقة فيرمونت في الولايات المتحدة الأمريكية ، وهو الأخ الأصغر لستة أخوة ، كان فقير الحال ويعاني من إعتلالات صحية دفعته لترك المدرسة والهجرة إلى نيويورك حيث عمل هناك لمدة خمس سنوات ثم عاد إلى بلدته فيرمونت وأنشأ مطحنة قمح والتي حولها لاحقا إلى مصنع صغير لنشر الأخشاب ، وبسبب الركود الاقتصادي الذي شهدته البلاد في تلك الفترة الزمنية وتدهور حالته الصحية ، اضطر إلى غلق مصنعه المتواضع والانتقال إلى مدينة نيويورك حيث عمل في عام 1852 كموظف في معمل .
أثناء عمله في ذلك المعمل لاحظ أنه يلزم رفع ألآت كبيرة إلى الطوابق العلوية ، فأخذ بتصميم مصعده الأول وقبل أن ينتهي من ذلك توقف العمل في المعمل بسبب تدهور الأوضاع الاقتصادية في البلاد ، فأضطر إلى ترك عمله كموظف في ذلك المعمل واستدان بعض المال وأسس أول معمل لصنع المصاعد ، وفي عام 1853 عرض أول مصعد للبيع بمبلغ 300 دولار أمريكي ، ومع الأسف لم يقدم أحد على شراء أي منها .
إن الفكرة الأساسية في مبدأ عمل المصاعد بشكل عام تتلخص في نظام يتكون من مقصورة مزودة بنظام رفع لإيصال المستخدم إلى الطابق المطلوب. ولكن بالطبع فإن الناحية العملية والتصميم الهندسي لهذه المصاعد ليس بهذا القدر من البساطة، بل وإنما يحتوى على منظومة من الأجهزة والمعدات الحديثة لتتعامل مع الأوزان المتغيرة أثناء التشغيل ولضمان الدقة في الأداء والسلامة في الاستخدام.
تنقسم المصاعد من ناحية التصميم والمبدأ إلى نوعين هما الأكثر شيوعاً واستخداما في أيامنا هذه، هما:
-المصاعد الهيدروليكية.
-المصاعد المربوطة أو ذات الحبل.
::::: المصاعد الهيدروليكية :::::
تعمل المصاعد الهيدروليكية بنظام رفع المقصورة باستخدام الذراع الهيدروليكية (عبارة عن مكبس هيدروليكي موجود داخل اسطوانة) و تتلخص فكرة أو مبدأ العمل في :
اسطوانة (1) تحتوي على مكبس هيدروليكي (2) موصلين بخزان لسائل غير قابل للانضغاط (6) يقوم هذا السائل بنقل الضغط من مضخة هيدروليكية (4) و تحويله لقوة تقوم بدفع المكبس من قاعدته مما يجعل المقصورة المتصلة به تصعد لأعلى, و في حالة الهبوط فإنه يوجد صمام كهرومغناطيسي (5) يسمح بعودة السائل المضغوط تحت المكبس للخزان بالاتجاه المعاكس.
أثناء عملية الصعود: عند وصول الكابينة للدور المطلوب فإن المجس الموجود في ذلك الدور يعطي إشارة للمضخة بالتوقف.
أثناء عملية الهبوط: عند وصول الكابينة للدور المطلوب فإن المجس الموجود في ذلك الدور يعطي إشارة للصمام بالإغلاق.
نلاحظ أنه في حال عمل المضخة فإن الصمام يبقى مغلقاٌ، وهذا بديهي لجعل كل السائل يتجه لرفع المكبس، أما في حالة فتح الصمام فإن المضخة تتوقف عن العمل.
مميزات المصاعد الهيدروليكية:
تتلخص مميزات المصاعد الهيدروليكية في قدرتها على التعامل من الأحمال والثقيلة، حيث أنها تعمل بمبدأ تساوي الضغط الهيدروليكي (الضغط يساوي القوة على المساحة)، كما أنه لا يلزم لزيادة قدرة المصعد الهيدروليكي على رفع الأوزان سوى استبدال مضخته بمضخة أكبر ذات ضغط أعلى.
مساوئ المصاعد الهيدروليكية:
تتلخص المساوئ في هذا النوع من المصاعد في نقطتين اثنتين، الأولى و هي أنها تحتاج لمساحات وأحجام فراغ كبيرة لمعداتها، حيث أنه يلزمها اسطوانة تكبر في الطول كلما زاد عدد الطوابق في المبنى، وفي نفس الوقت فإنه يجب أن تزرع هذه الاسطوانة على منسوب أقل من أدنى منسوب طابق يدخل في نطاق خدمتها مما يتطلب الحفر على أعماك كبيرة. الموقع التالي يحتوي على معلومات بهذا الخصوص.
المشكلة الثانية لهذا النوع من المصاعد تتعلق في الطاقة، حيث أنها تهدر مقدار عالي من الطاقة لرفع المقصورة في كل مرة، تتحول هذه الطاقة إلى طاقة وضع للكابينة لا يمكن إعادة استغلالها سوى في إعادة السائل المضغوط إلى الخزان.
لذلك لجأ المصممون إلى تصميم نوع آخر من المصاعد (المصاعد المشدودة أو ذات الحبل) والتي لا توجد بها هاتين المشكلتين.
::::: المصاعد المشدودة أو ذات الحبل :::::
تعد هذه المصاعد الأشهر والأكثر استخداماً وشيوعاً، وتستخدم فيها الحبال المعدنية والمصنعة من أنواع خاصة من الحديد والفولاذ لرفع وخفض مقصورة الركاب.
يتكون النظام من حبال خاصة(3) ملفوفة على بكرة متصلة بموتور كهربائي(2) متعدد السرعات ومزود بنظام متعدد التروس، تتحكم بالموتور دائرة تحكم متطورة(1) تحتوي على معالج لبيانات مختلفة تتعلق بالحمل في المقصورة والطابق المتواجدة فيه وخط سيرها المطلوب, ويربط على طرفي الحبال الخاصة المقصورة من ناحية وقطعة معدنية(4) ذات حمل ثقيل تسمى بالحمل العكسي يعمل على تخفيف الحمل الواقع على الموتور (توفير الطاقة اللازمة للتشغيل عن طريق استغلال طاقة الوضع – عكس المصاعد الهيدروليكية) ومعادلة جزء منه يساوي 40% من حمل المقصورة الكامل، أي أنه في حالة كون المقصورة محملة بنسبة 40% من حملها الكلي تكون الأحمال على طرفي الحبال في حالة توازن تام. كما أنه تستخدم سكك خاصة (5) تشبه إلى حد بعيد السكك الحديدية الخاصة بالقطارات لضمان سير المقصورة عليها باستقامة.
::::: نظم السلامة :::::
الكثير منا شاهد في الأفلام الأجنبية مشاهداً مختلفة يقوم فيها أحد الأشخاص بقطع الحبل المتصل بالمقصورة، فتسقط هاوية لترتطم بالأرض، ولا يسعني إلا أن أقول أن هذه العملية لا تتجاوز كونها درباً من دروب الخيال التي تضاف إلى أفلام هوليوود، فجميع المصاعد بصورتها الحديثة تحتوي على أكثر من نظام للسلامة تمنع وقوع مثل هذه الكوارث التي تودي بحياة الركاب.
يكمن خط السلامة الأول في كون الحبل الرابط بين المقصورة وقطعة الوزن العكسي مكوناً من عدة حبال بأطوال مختلفة، كل حبل فيها قادر على حمل المقصورة منفرداً، لذلك فبمجرد انقطاع أو اهتراء الحبل الحامل للمقصورة وهبوطها يدخل الحبل الثاني قيد العمل، و نفس العملية تتم مع بقية الحبال.
من ناحية أخرى فإن الموتورات نفسها مزودة بنظام كوابح موجود عند البكرة تعتمد هذه الكوابح في مبدأ عملها على مبدأ الطرد المركزي نتيجة ازدياد سرعة دورانها حول المركز.
أما في حالة فشل النظامين السابقين فإن الكابينة مزودة بنظام كوابح أخرى موجودة عند نقاط ارتباطها مع السكك الحديدية وهي تعمل أوتوماتيكيا عند ازدياد سرعة هبوط المقصورة.
لاحظ أن جميع نظم السلامة الأساسية والمذكورة سابقاً تعمل بنظم ميكانيكية بحته دون الحاجة للكهرباء.
بقي ان نشيد انه في عام 1854 عرض أوتيس مصعده ضمن فعاليات المعرض العالمي الذي أقيم في كريستال بالاس في نيويورك ، وقد انبهر الجمهور بهذا الاختراع ، وخصوصا عندما ركب أليشا في داخله وارتفع لمسافة 40 قدما ثم طلب من مساعده أن يقطع الحبال ، وبالفعل تم قطع الحبال وبقي المصعد في مكانه ولم يسقط على الأرض ، وبذلك حاز اختراعه على ثقة الجمهور وتم التأكد من انه آمن ويمكن الاعتماد عليه للتنقل بين الطوابق المختلفة ضمن البناء الواحد.
تسابقت كبريات الصحف والمجلات على نشر تفاصيل هذا الاختراع الهام ، وانهالت على معمله طلبات الشراء وتوسعت الشركة التي أسسها أوتيس لتصنيع المصاعد لتشمل كافة قارات العالم ولتفتتح فروعا لها في أكثر من 200 دولة حول العالم.
والصور الاخيرة شاهدة عيان على هذه الاختراعات المذهلة وتطوراتها عبر اخر التقنيات العلمية .
عرض موفق وتوضيح جد رائع جوهرتنا المتألقة
فعلا معلومات جد مهمة واغلبنا يعرفها لاول مرة
فشكرا عزيزتي جوهرة على هذا التميز في العطاء
وهذا التجديد في تقديم الاجمل والاهم . فمزيدا من
ابحاثك واجتهادك وهذا دليل حسن تعاونك وفي
انتظار المزيد
المصعد اصبح من اساسيات المبناني الحديثة
شكرا على هذا الموضوع العلمي الذي عرض بطريقة
هائلة و توضيح رائع جوهرة المنتدى و شكرا على هذا
التالق و التجديد. فمزيدا من تجديدك و تميزك
وانشاء الله سوف نصنع مصعد خاص لمنتدانا ليصعد الى القمة
~*¤ô§ô¤*~تاريخ وابتكار المصعد ~*¤ô§ô¤*~
العرض العادي
