Лифт на воздушной подушке
«Внутри прозрачной цилиндрической колонны с верхнего уровня бесшумно скользнул вниз лифт, прозрачная кабина которого освещала внутри мягким флуоресцирующим светом фигуру капитана звездолета. Причем у лифта отсутствовали какие-либо подъемные тросы, блоки, шкивы и другие механизмы. На нашем уровне лифт мягко остановился. Капитан вышел и приветствовал нас».
Еще недавно уважаемый читатель нисколько не сомневался бы, что имеет дело с описанием фантастического устройства из далекого будущего. Однако сегодняшний прогресс науки, прежде всего в области создания новых материалов, делает такие вещи обыденными с такой скоростью, что изобретатели не успевают патентовать «фантастические» идеи. Оказывается, описанный лифт изобретен и воплощен в реальность совсем недавно. В 1999 году первые модели вакуумных лифтов начала устанавливать в Аргентине фирма Daytona Elevator из Флориды, США. В Северной Америке они получили распространение в 2003 году. Модели этой же фирмы послужили прототипом для разработки собственной конструкции пневматического лифта на воздушной подушке украинского изобретателя Юрия Березовского, идеями которого заинтересовалась редакция «УТГ». Однако обо всем по порядку.
Тенденция последних лет — расширение информационного поля для контактов изобретателей друг с другом, с инвесторами, выставочными менеджерами, учеными. «Украинская техническая газета» оказывает партнерскую информационную поддержку Международному салону изобретений в Севастополе, а также ежегодному всеукраинскому конкурсу техники и технологий «Отечественные прикладные научно-технические разработки для малого и среднего бизнеса», генеральным медиа-спонсором которого является журнал «Винахідник і раціоналізатор». Материалы, присланные изобретателями, размещаются для открытого доступа на сайте в сети Интернет по адресу http://www.ukrsmb.info в специальных каталогах. О наиболее интересных изобретениях «УТГ» рассказывает на своих страницах, популяризируя инновационные идеи и привлекая внимание общества, инвесторов и спонсоров к ним.
Сегодня мы представляем одного из участников конкурса, изобретателя из Симферополя Юрия Викторовича Березовского (на фото) и его разработку «Лифт пневматический, компактный», которая показалась нам весьма полезной и экономичной. Чтобы разобраться в принципе работы и преимуществах этого устройства, наш корреспондент обратился к самому изобретателю, на некоторые вопросы нашел ответ самостоятельно, проанализировав информацию о данном лифте и его прототипах.
Главное — идея
— Работает лифт следующим образом, — рассказывает Юрий Березовский. — В нижнюю часть шахты цилиндрической или другой формы (под кабину лифта) при помощи вентилятора нагнетается воздух под давлением, в то время как в самой кабине и над ней — нормальное атмосферное давление (фото 1). Кабина лифта выполнена из легких алюминиевых сплавов, а пол имеет специальное уплотнение, позволяющее ему плотно прилегать к внутренним стенкам шахты. Двери шахты герметичны, за исключением двери на верхнем этаже. Зона шахты лифта, находящаяся под кабиной, должна быть герметичной. Облицовка шахты может быть выполнена из поликарбоната или другого листового пластика, придающего всей конструкции прочность и привлекательный внешний вид. Если нужно ехать вверх, кнопкой на панели кабины включается вентилятор. Давление в шахте под кабиной начинает расти, и лифт движется вверх. Для нагнетания воздуха используются вентиляторы высокого давления от 5900 Па до 15000 Па. Нижнее значение указанных параметров обеспечит грузоподъемность пневмолифта до 200 кг. Таким давлением обладает обычный бытовой пылесос, однако скорость подъема в этом случае будет невысокой. Чтобы лифт перемещался быстрее, необходимо в зависимости от диаметра шахты подобрать вентилятор нужной производительности. При движении вниз нагнетатель воздуха отключается, давление под кабиной падает, и она опускается. Скорость движения вниз регулируется величиной открытия выпускного клапана. Таким образом, спуск не требует энергии. Дойдя до нужного этажа, кабина стопорится специальными механическими фиксаторами, тем самым обеспечивая безопасный вход и выход пассажиров. Двери на разных этажах могут открываться как в одну сторону, так и в противоположные.
В декабре 2007 года Юрий Березовский получил патент Украины на изобретение «Пневматический лифт (варианты)». Кроме описанной выше базовой конструкции им предложены также упрощенные варианты пневмолифтов: 1 — с опорным рукавом, который крепится одним концом к дну шахты, а другим — к нижней части кабины. В опорный рукав, который имеет возможность складываться в «гармошку» под лифтом, нагнетается воздух насосом, и рукав, как пружина, толкает лифт вверх. В этом случае строительство герметичной шахты вообще не обязательно. Достаточно поставить вертикальные направляющие, которые могут располагаться либо равномерно по периметру (по окружности) лифта, либо вообще (по варианту 2) находиться только с одной стороны лифта.
В 2006 году автор изготовил рабочий макет пневмомодульного варианта для конструктивной проработки опорного рукава и подбора силового агрегата (вентилятора).
Прототипом идеи пневмоопорного лифта на воздушной подушке послужил вакуумный лифт, разработанный фирмой Daytona Elevator. Фирма представила его как приятное разнообразие для ленивых владельцев частных двух-, трех- и четырехэтажных домов. Простота устройства, прекрасный дизайн, относительная дешевизна и безопасность обусловили устойчивый спрос на такой лифт прежде всего в США с ростом продаж на уровне 15—25% среди владельцев индивидуальных домов (фото 3).
Принцип его устройства (фото 5) «зеркален» лифту на воздушной подушке Юрия Березовского. При включении вакуумный насос создает зону разрежения над кабиной лифта, которая сверху снабжена специальным уплотнительным кольцом, играющим роль поршня, и кабина лифта под действием разницы давлений под и над ней начинает двигаться вверх. Выключая насос, можно за счет уменьшения разницы давлений опускать кабину вниз.
Ни одного лишнего шага!
Таким образом, мы видим, что новаторская идея Юрия Березовского замечательно сочетается с уже технологически проработанной идеей вакуумного лифта фирмы Dayton Elevator. Следовательно, запустить его в производство — относительно несложная задача для инвестора. Но об этом подробнее скажем чуть позже. В первую очередь следует разобраться в потребительских, экономических и технических преимуществах пока еще диковинного для нас устройства.
Интернет-приложение к Wall Street Journal — Real Eastate Journal.com («Путеводитель по недвижимости») так описывает прелести американских вакуумных лифтов: «Утренний ритуал Роны Файн, как правило, начинается таким образом: вылезает из постели, надевает трикотажную рубашку, будит своего пса на прогулку. Это прелестное стандартное занятие не вынуждает ее сделать ни одного лишнего шага: она нажимает кнопку в спальне на третьем этаже, чтобы лифт спустил ее вместе с псом на первый этаж». (Обратите внимание, читатель, что практически все потребительские преимущества вакуумных лифтов легко могут быть перенесены и на украинский лифт на воздушной подушке. — В.Г.). «И это полезно не только для весьма пожилых или богатых людей, — продолжает Real Eastate Journal. — Это не является и узкой прерогативой для больших домов. Наоборот, дилеры, продающие лифты, отмечают растущий спрос на них и среди владельцев обычных двухэтажных домов. В некоторой мере это происходит и оттого, что фирма внедрила относительно компактные и недорогие базовые модели лифтов для одиноких людей или небольших семей».
В Украине и СНГ спрос на такие лифты будет определяться не столько потребностями представителей среднего класса, как на Западе (поскольку у нас средний класс только нарождается), сколько сервисом мини-гостиниц и небольших санаториев. Еще лет десять назад автору статьи довелось беседовать с владельцем частной мини-гостиницы. Тогда он сетовал, что получить класс «пять звездочек» для своей гостиницы не сможет, несмотря на полное соответствие по всем параметрам (сервис, фирменная мебель, белье, Интернет, компьютеры, охраняемый периметр, гараж). Максимум, на что он может рассчитывать, — четыре звездочки. И все только потому, что нет лифта. А проект мини-гостиницы этого не предусматривал. Таким образом, минимум одну звездочку на погоны украинских гостиниц могут прибавить пневматические лифты, немаловажными преимуществами которых являются компактность и отсутствие необходимости в специальной перепланировке помещений.
Кроме того, нельзя не отметить важнейшее преимущество нового лифта — его высокую безопасность. Такой лифт практически невозможно «уронить». Во-первых, он представляет собой некое подобие поршня, который покоится на воздушной подушке с зоной повышенного давления. «Подушка» не позволяет лифту упасть даже в случае исчезновения питания в сети из-за наличия смягчающего столба воздуха, не имеющего мгновенного выхода, и герметичной шахты, в которой движется кабина. Во-вторых, лифт снабжается специальными фиксаторами и тормозом. Надежность и долговечность лифта объясняется также отсутствием различных тросов, блоков, шкивов, подъемных механизмов, специального помещения для размещения системы управления гидравликой или электроприводом. Соответственно, это может стать источником удешевления лифтов. Наконец, энерго- и материалоемкость таких лифтов также намного ниже, чем у лифтов традиционной конструкции. Так, для работы прототипа (вакуумного лифта) требуется электросеть, обеспечивающая напряжение 220 В и силу тока 30 А — как для обычной сушилки одежды. Скорость такого лифта около 9 метров в минуту. Очевидно, эти параметры могут служить ориентиром для пневматических лифтов Березовского.
Сколько это стоит?
В России единственный дилер фирмы Daytona Elevator — ООО «Аэролифт» — предлагает двухуровневый (на 2 этажа) лифт базовой конструкции с внешним диаметром шахты 95 см за $34,4 тыс. Трехуровневый лифт стоит $43,9 тыс. Для внешнего диаметра 134 см цена с установкой, соответственно, $44,9 тыс. и $54 тыс.
В то же время в США, по данным Real Eastate Journal, дилеры фирмы Daytona Elevator предлагают лифты по ценам в пределах $20—28 тыс. для диаметра 95 см. Если учесть, что в условиях Украины и СНГ можно сэкономить на стоимости рабочей силы и материалов, то наверняка прибыльная стоимость таких лифтов может быть еще ниже минимум на 30%, то есть в пределах $14—20 тыс. Такие суммы уже вполне по плечу украинскому рынку. Кроме того, возможны неплохие экспортные перспективы.
Учитывая опыт внедрения и эксплуатации вакуумных лифтов в США, следует отметить еще одно их преимущество — отсутствие необходимости специального лицензирования и получения разрешений инспекции по лифтам, которые тоже стоят денег. Не требуются также обязательный архитектурный проект и специальные разрешения на эксплуатацию — достаточно наличия лицензии и гарантий у самой фирмы-изготовителя лифтов.
Дело за инвестором…
Какая судьба ждет перспективную отечественную разработку? Не будем описывать тернистый путь украинского изобретателя — об этом написано уже немало, в том числе и на страницах «УТГ». Скажем лишь, что в настоящее время Юрий Березовский ищет партнеров и инвесторов для совместной доработки и внедрения изобретения. Внедрение разработки могло бы пройти по схеме, типичной для изобретений с высокой степенью технологической готовности. Вначале создается опытно-исследовательская лаборатория, которая занимается изготовлением и испытанием опытных образцов, разработкой технологии производства и выработкой рекомендаций по приобретению соответствующего оборудования и набора персонала. На втором этапе развертывается производство либо на основе аренды чужих мощностей и размещения там основных заказов, либо строительства собственной базы производства. Лаборатория потом становится структурной единицей производства для доработки последующих изобретений, моделей и инноваций. А уж их своевременное появление украинские изобретатели обеспечат.
