Dù xác suất rơi thang máy rất thấp song không ít người vẫn lo sợ vì sự cố này dễ dẫn đến thương vong. Để đảm bảo an toàn, các loại thang máy đều có những thiết bị dừng khẩn cấp (phanh cơ hoặc phanh điện), chặn buồng thang máy lại khi chạy vượt quá tốc độ quy định. “Thông thường, thiết bị dừng khẩn cấp sẽ vận hành nhờ sử dụng máy điều tốc. Khi nhận được tín hiệu từ máy điều tốc, buồng thang máy có thể được dừng ngay hoặc trượt một khoảng xác định trước khi dừng”, anh Ninh Đức Thanh, một người thợ cơ khí ở Thanh Hóa chuyên lắp đặt thang máy, giải thích.
Phần lớn thang máy ở Việt Nam hiện nay là loại kéo cáp, hoạt động dựa trên hệ thống truyền động gồm động cơ điện, ròng rọc, cáp kéo nối với cabin thang máy và đối trọng. Động cơ điện hoạt động sẽ xoay ròng rọc theo chiều thuận hoặc ngược chiều kim đồng hồ, nhờ đó cabin đi lên, đối trọng đi xuống và ngược lại. Hầu hết các loại thang máy ở Việt Nam đều được nhập khẩu, có trang bị các loại phanh khẩn cấp do các doanh nghiệp nước ngoài phát triển.
Làm thế nào để đảm bảo an toàn cho người dùng thang máy luôn là điều mà anh Thanh suy nghĩ trong quá trình hành nghề. Do vậy, anh đã tìm hiểu sâu hơn và nhận thấy một số công nghệ phanh thang máy hiện nay vẫn còn hạn chế. Chẳng hạn như giải pháp thiết bị dừng khẩn cấp thang máy của Hàn Quốc được công bố vào năm 2010, khi buồng thang máy dịch chuyển xuống dưới với vận tốc cao hơn bình thường, máy điều tốc sẽ khiến dây cáp ngừng chuyển động. “Trong trường hợp này, buồng thang máy được treo bởi cáp. Nếu vì lý do nào mà tời cáp bị đứt, có thể trực tiếp dẫn đến tai nạn”, anh cho biết. Một thiết bị khác được công bố vào năm 2018, gồm hệ thống phanh tay bố trí ở hai bên cabin thang máy và các kẹp ray dẫn hướng nối với bộ phanh. “Thiết bị này sử dụng các má phanh và bộ điều khiển cơ học đơn thuần để buộc các má phanh tỳ lên ray dẫn hướng buồng thang nên lực kẹp giữ khi cần dừng khẩn cấp là không đều, dẫn tới độ tin cậy dừng buồng thang là không cao”.
Sự lo ngại càng tăng lên với những loại thang máy chuyên dùng chở hàng, không được trang bị đầy đủ như thang chở người. “Khi lắp đặt thang chở hàng, tôi đã khuyến cáo là không nên dùng để di chuyển vì thang không có khóa phanh an toàn, nếu có sự cố sẽ rất nguy hiểm. Tuy nhiên, rất nhiều người không chú ý đến điều này, nhiều khi thấy thuận tiện là dùng cả thang máy chở hàng để di chuyển người”, anh Thanh kể lại.
Những quan sát thực tế trên đã thúc đẩy anh Ninh Đức Thanh chế tạo ra cụm khóa phanh an toàn có thể chặn lại thang máy ngay khi xảy ra sự cố, chẳng hạn như đứt cáp treo. “Mục tiêu của tôi là tìm ra giải pháp có hiệu quả, độ tin cậy cao mà vẫn có chi phí thấp đáng kể so với thiết bị nhập khẩu, lắp đặt đơn giản để dễ dàng ứng dụng trong thực tế”, anh nói.
Chặn những cú rơi thang máy
Con đường đi từ ý tưởng đến sản phẩm thực tế của anh Ninh Đức Thanh kéo dài gần 10 năm. Rào cản đầu tiên chính là “độ mạo hiểm” của lĩnh vực này: “Tôi nảy ra ý tưởng cách đây chục năm, nhưng khi đó chưa dám làm vì cái này liên quan đến tính mạng con người, nếu không may xảy ra sự cố thì sẽ rất nguy hiểm”, anh bày tỏ. Hơn nữa, thị trường thang máy ở Việt Nam vốn là sân chơi của các “ông lớn” nước ngoài, việc chế tạo phụ kiện đảm bảo an toàn cho các loại thang máy trên là bài toán đầy thách thức với các đơn vị cơ khí nhỏ như của anh Thanh. Kể cả khi thành công, liệu một sản phẩm nội địa ít tên tuổi có đủ sức cạnh tranh trên thị trường? Những trở ngại này có thể khiến hành trình chậm lại phần nào, song chưa bao giờ khiến anh Thanh ngừng suy nghĩ về giải pháp cụm khóa phanh an toàn cho thang máy. “Trong nhiều năm, lúc nào tôi cũng nung nấu về ý tưởng này, cứ lúc nào rảnh là lại tư duy, mày mò để tìm ra phương án”, anh nói.
Dưới khả năng quan sát tỉ mỉ và sự theo đuổi bền bỉ của anh Thanh, thiết bị phanh thang máy hiệu quả, chi phí thấp đã dần hình thành dựa trên nguyên lý của chiếc kéo thông thường. “Cụm khóa phanh an toàn gồm khung cụm khóa gắn cố định trên cabin thang máy, cụ thể là các thanh định hình được gắn có định với nhau gần giống hình hộp chữ nhật. Ngoài ra, mặt trên khung cụm khóa có các phương tiện tỳ và đòn khóa được lắp xoay, ở giữa là phương tiện dẫn hướng, các đầu đòn khóa có gắn phương tiện đàn hồi (lò xo). Cái này tôi ứng dụng dựa trên cái kéo cắt may thôi, tách làm hai vế chuyển động xập xòe”, anh Ninh Đức Thanh giải thích. “Với kết cấu trên, khi cáp treo thang máy bị đứt, phần đòn thứ hai của đòn khóa bị xoay xuống nhờ lò xo, khiến cho đầu xa của phần đòn thứ hai tỳ vào phương tiện tỳ, khi đó, đầu gần của phần đòn thứ nhất nhô ra, giữ lò xo của nó tiếp xúc với phương tiện chặn trên khung dẫn, giữ cho buồng thang không rơi xuống”.
Quá trình thử nghiệm để tìm ra giải pháp tối ưu là lẽ thường với bất kì sản phẩm nào. Nếu những đơn vị nghiên cứu, phát triển sản phẩm chuyên nghiệp như doanh nghiệp, viện trường có ngân sách đầu tư thì với những cá nhân như anh Thanh, toàn bộ đều phải “tự lực cánh sinh”. “Tôi đã đục thông căn nhà 3 tầng của mình để làm một thang máy thử nghiệm, cắt đứt cáp và lắp cụm khóa phanh này, ban đầu thử với hàng hóa, sau đó trực tiếp lấy thân mình thử nghiệm, đứng trong thang luôn. Tuy hơi lo nhưng cuối cùng cũng thành công, thang rơi nhưng vẫn đảm bảo an toàn. Sau hàng trăm lần thử nghiệm, cải tiến như thế, tôi mới rút ra công thức chế tạo ưu việt nhất”, anh kể lại.
Với tính mới và khả năng ứng dụng cao, cụm khóa phanh an toàn dùng cho thang máy của anh Ninh Đức Thanh đã được Cục Sở hữu trí tuệ (Bộ KH&CN) cấp bằng độc quyền giải pháp hữu ích vào tháng 1/2022. Anh cho biết đã đăng ký hai loại phanh, một là phanh đơn, chỉ có một vế dùng cho thang một trụ đứng thường dùng trong xây dựng. Thứ hai là phanh kép dùng cho các loại thang máy thông thường.
Mở rộng cơ hội ứng dụng
Việc đăng ký bảo hộ sở hữu trí tuệ có phải là bước chuẩn bị để thương mại hóa sản phẩm trên thị trường? “Thực ra tôi mới đăng ký thôi chứ chưa ứng dụng được nhiều lắm đâu. Tuy nhiên, việc đăng ký sớm là rất quan trọng, nếu đợi sau này phổ biến rồi mới đăng ký thì đã muộn”, anh Thanh nhận xét.
Cụm khóa phanh an toàn cho thang máy này có thể ứng dụng cho thang máy cáp treo ở nhiều mức tải trọng khác nhau. “Thiết bị có thể điều chỉnh tùy theo tải trọng, nếu tải trọng lớn thì gia công khóa phanh chịu tải lớn hơn”, theo anh Ninh Đức Thanh. Nhờ tính an toàn, hiệu quả về mặt kỹ thuật và kinh tế, một số cá nhân, doanh nghiệp trên địa bàn tỉnh Thanh Hóa đặt hàng thiết bị này để lắp đặt trong thang máy. “Hiện nay tôi đang lắp cụm khóa phanh này cho thang máy của một công trình xây dựng, dùng để chở hàng lẫn chở người. Những người thợ xây ở đó rất thích vì nó rất nhanh gọn, dễ lắp đặt, lại đảm bảo an toàn, yên tâm cho người dùng”, anh cho biết.
Một ưu điểm của cụm khóa phanh này là quy trình sản xuất đơn giản, nguyên vật liệu sẵn có nên rất thuận tiện cho việc triển khai sản xuất hàng loạt. “Mong muốn của tôi là thiết bị có giá trị ứng dụng trong thực tế, nên phải tính đến hiệu quả cũng như chi phí. Thiết bị này có giá rẻ hơn so với thị trường, lại tự động hoàn toàn chứ không cần dùng tay”, anh cho biết. “Tôi cũng mong có cơ hội mở rộng sản xuất hoặc chuyển giao cho bên nào phát triển hoàn thiện thêm, bởi hiện nay tôi vẫn làm thủ công thôi, nếu mở rộng sản xuất hàng loạt thì chắc chắn giá thành sẽ giảm một nửa, thậm chí còn hơn nữa”.