بعد أن استعرضنا في مقالٍ سابق مبدأ عمل المصاعد الكهربائية ومكوناتها الأساسية، ننتقل الآن إلى نظام آخر لا يقل أهمية في البنية التحتية للعديد من المنشآت: السلالم الكهربائية (Escalators). فرغم بساطتها الظاهرة مقارنة بالمصاعد، إلا أن خلفها منظومة كهروميكانيكية متقدمة تضمن نقل الأفراد بشكل آمن ومستمر بين الطوابق، خاصة في المرافق ذات الكثافة العالية مثل المجمعات التجارية، المطارات، ومحطات النقل الجماعي.

ما هو السلم الكهربائي؟

السلم الكهربائي هو منظومة نقل مائلة تجمع بين الأنظمة الكهربائية والميكانيكية، وتتكوّن من درجات متحركة مرتبطة ببعضها على شكل حلقة مغلقة تدور باستمرار ضمن مسار محدد كما يوضح الشكل 1، مما يسمح بنقل الأفراد بين مستويات مختلفة دون الحاجة إلى التشغيل اليدوي أو الانتظار.

مكونات السلم الكهربائي

يتكون السلم الكهربائي من عدة أنظمة مترابطة تتكامل لتحقيق تشغيل آمن وسلس، ومن أبرز هذه المكونات:

• الدرجات المتحركة (Escalator Step): متشابكة ميكانيكيًا لتشكّل سطحًا مستمرًا، ومصممة لمنع الانزلاق.

• سلسلة القيادة (Step Chain): تربط الدرجات ببعضها وتنقل الحركة ضمن حلقة مغلقة.

• المحرك الكهربائي (Electric Motor): يُزوّد السلم بالعزم اللازم لتحريك السلسلة والدرجات، وغالبًا ما يكون من النوع الحثي ثلاثي الأطوار.

• مخفّض التروس (Gear Reducer): يقلل من سرعة دوران المحرك ويزيد من عزمه لمواءمة الأحمال الكبيرة.
• الدرابزين المتحرك (Handrail): يتحرك بشكل متزامن مع الدرجات لتوفير التوازن للمستخدمين.
• الحاجز الجانبي/الدرابزين الثابت (Balustrade): يفصل بين الركاب والآليات الداخلية ويُضيف حماية هيكلية، وغالبًا ما يكون مصنوعًا من الزجاج.
• اللوحات النهائية (Landing Plate): تقع في بداية ونهاية السلم، وتُغطّي النقطة التي تختفي فيها الدرجات.

• آلية تدوير الدرجات (Step Turnaround): تغيّر اتجاه الدرجات في نهاية كل دورة، لتُعيدها إلى نقطة البداية في الحلقة المغلقة.

أنظمة الأمان

تُصمّم السلالم الكهربائية لتوفير أقصى درجات السلامة وذلك عبر:

• مستشعرات العوائق (Obstruction Sensors): تُوقف النظام فور اكتشاف جسم غريب بين الدرجات.
• مفتاح إيقاف الطوارئ (Emergency Stop Switch): يُستخدم لإيقاف السلم فورًا عند الحاجة، ويوضع غالبًا في أعلى وأسفل السلم.
• الحافة الجانبية (Skirt): تمنع دخول الأجسام الصغيرة أو الأحذية بين الدرجات والجوانب.
• اللوحة المسننة (Comb Plate): تمنع سقوط الأجسام الصغيرة في الفجوة بين الدرج والأرضية عند نقطتي الدخول والخروج.
• مفاتيح الأمان (Safety Switches): تقطع التيار الكهربائي فورًا عند حدوث أي خلل، مثل الزيادة غير الطبيعية في السرعة.

مبدأ عمل السلم الكهربائي

تعمل السلالم الكهربائية عبر سلسلة من العمليات المتزامنة:

1. تشغيل المحرك: يتم تفعيله إما بشكل مستمر أو تلقائي عند استشعار وجود مستخدم.

2. نقل العزم: ينتقل من المحرك إلى وحدة التروس، ثم إلى السلسلة لتحريك الدرجات.

3. الحركة المتزامنة: تتحرك الدرجات والدرابزين بشكل متزامن لتأمين راحة المستخدمين.

4. التوقف التلقائي: في بعض الأنظمة الحديثة، يتم إيقاف السلم تلقائيًا عند عدم الاستخدام لتقليل استهلاك الطاقة.

الفروقات الفنية بين المصاعد والسلالم الكهربائية:

• آلية التشغيل: المصاعد تعمل عند الطلب وتحتاج للانتظار، بينما السلالم تعمل باستمرار أو عند استشعار الحركة. مما يجعلها مثالية للمباني ذات الطابقين أو الثلاثة.
• نظام القيادة: المصاعد تعتمد على محرك وأحبال جر يتحكم بها عاكس (VVVF)، بينما السلالم تعتمد على سلسلة ميكانيكية ومحرك ذات سرعة ثابتة.
• التحكم في التوقف: أساسي جدًا في المصاعد لتحديد الطابق بدقة، بينما في السلالم غير ضروري.
• التيار الكهربائي: يتغير في المصاعد حسب الحمل، لكنه ثابت نسبيًا في السلالم.
• السعة والمساحة: السلالم الكهربائية تتميز بقدرتها العالية على استيعاب الأفراد وتوفير انسيابية في حركة الزوار، لكنها تتطلب مساحات كبيرة لتركيبها.
• ملاءمة الاستخدام: المصاعد مناسبة للجميع بما فيهم ذوي الاحتياجات الخاصة ومستخدمي العربات، بينما السلالم لا تلبي احتياجات تلك الفئات.

الخلاصة

السلم الكهربائي يُعد من أكثر الحلول فاعلية في نقل الأفراد في البيئات المزدحمة، حيث يجمع بين بساطة التصميم وسلاسة الأداء. ومع ذلك، فإن هذه البساطة الظاهرة تقوم على أسس هندسية دقيقة، تشمل اختيار المحركات المناسبة، تطوير أنظمة التشغيل والحماية، وربطها بأنظمة إدارة المبنى (BMS)، بما يحقق الكفاءة التشغيلية مع ضمان أعلى معايير السلامة للمستخدمين.

المراجع:

• How does an Escalator work? Youtube.com/watch?v=1jfNIBtfWDY–
• Olson, D. W. (2014). Escalator anatomy for lawyers—Expert witness perspective. Robson Forensic. https://www.robsonforensic.com/articles/forensic-escalator-expert.
• KOYO Elevator Co., Ltd. (n.d.). from https://www.koyocn.com/elegant-quiet-comfortable-safety-product