شیر حساس به زلزله

انواع شیر زلزله از نظر مکانیسم عملگر

شیر های حساس به زلزله با توجه مکانیسم عمل به سه دسته اصلی تقسیم میشوند:

1. شیر زلزله مکانیکی
2. شیر زلزله الکترومکانیکی
3. شیر زلزله پنوماتیک- مکانیک

از سه دسته فوق، دسته مکانیکی مهمترین هستند. این تفاوت اهمیت در حدی است که به جرات میتوان گفت دو دسته دیگر فقط استثنایی هستند. در تمام کشورهایی که زلزله خیز هستند و الزام نصب شیر حساس به زلزله را دارند شیر مکانیکی قطع کن برای زلزله نصب میشود.

شیر زلزله الکترومکانیکی معمولا در جایی مورد استفاده قرار میگیرد که یک سیستم ایمنی چند منظوره مد نظر است. برای مثال در صورتی که همزمان نیاز به قطع جریان گاز در موارد متعدد وجود دارد ممکن است طراح سیستم از یک شیر عملگر شات آف برقی استفاده نماید.

سنسور نشتی گاز، سنسور منواکسید کربن و سنسور تشخیص زلزله همزمان میتوانند به شیر شات آف برقی فرمان قطع جریان گاز بدهند. شیر خودکار قطع جریان گاز در زمان زلزله در صورتی که از مکانیسم پنوماتیک یا پنوماتیک استفاده کند، تشخیص به همان روش مکانیکی است ولی قطع جریان با اکچویتر پنوماتیک یا هیدرولیک انجام میگردد. دسته اخیر معمولا در ایستگاه های تقلیل فشار TBS مورد استفاده قرار میگیرند.

مکانیسم عمل شیر زلزله مکانیکی

با توجه به اینکه به جز موارد استثنایی شیرهای حساس به زلزله مکانیکی هستند مکانیسم داخلی آنها نیز شایان بررسی بیشتر است. نحوه کار کردن شیر حساس به زلزله مکانیکی با توجه به نوع سنسور قابل بررسی است. قسمت سنسور یا حسگر زلزله در شیر مکانیکی جرمی است که با گرفتن نوسان از امواج زلزله مرتعش میگردد. این جرم در بیشتر موارد یک گوی غلتان است. برند های مختلف شیرهای حساس به زلزله از همان مکانیسم گوی استفاده میکنند. استفاده از جرم پاندول شکل نیز در بعضی برند ها مورد استفاده قرار گرفته است.  برای مثال در سری AVG برند لیتل فایرفایتر little firefighter از سنسور پاندولی استفاده شده است.

مکانیسم عمل شیر زلزله کالیفرنیا ولو

مکانیسم عمل شیر زلزله کالیفرنیا ولو دارای سنسور گوی غلتان است. امواج زلزله گوی قرار گرفته در یک مقر را به حرکت در می آوردند. در صورت اینکه شتاب زلزله به حد کافی بالا باشد گوی در دامنه بیشتری به نوسان درمی آید. یک استوانه عمودی مقر را احاطه کرده است. گوی در مسیر غلطش ناشی از زمین لرزه به استوانه بر خورد میکند. استوانه به واسطه اهرمی تبدیل به یک ضامن برای ساقه شیر شده است. برخورد گوی به استوانه ضامن مذکور را رها کرده و ساقه شیر که با فنری شارژ شده است، آزاد میگردد. در نتیجه این مکانیسم، پلاگ که به ساقه شیر متصل است مسیر گاز را مسدود مینماید. برای مطالعه بیشتر برندهای مختلف شیرهای حساس به زلزله اینجا کلیک کنید.

 

 

نحوه عمل شیر زلزله نورث ریج

روش عمل کردن شیر قطع کن گاز نورث ریج بسیار ساده است. این مکانسیم عبارت است از یک حسگر گوی غلطان که در مقری واقع شده است. در زمانی که شیر زلزله فعال است، گوی در مقر باقی میماند و معبر گاز باز است. به محض اینکه حرکات ناشی از امواج زلزله باعث حرکت گوی میشوند و شتاب لازم را به گوی میدهند گوی در معبر گاز سقوط میکند. خود گوی با این وضعیت جریان گاز را قطع میکند. در برند شیر نورثریج فعال سازی مجدد با یک صفحه آهنربایی انجام میشود. یک ولوم که روی بدنه شیر نصب شده است یه یک مگنت متصل است که گوی را مجدد به مقر خود بازمیگرداند. برای آشنایی بیشتر با شیر نورثریج اینجا کلیک کنید.

نحوه عمل شیر زلزله فایرفایتر

مکانیسم عمل کردن شیر زلزله فایرفایتر همان مکانیسم شیر نورثریج است. تنها تفاوت در نحوه فعال کردن یا بازنشانی شیر است. طراح شیر فایرفایتر درون این شیر یک بازو یا اهرم تعبیه کرده است. این بازرو قادر است که گوی را از مجرای گاز به مقر باز گرداند. این بازو بر خلاف شیر نورثریج آهنربایی نیست. ساقه شیر بازوی مذکور را چرخش میدهد. با استفاده از این مکانیسم، اپراتور با استفاده از یک پیچ گوشتی بازوی مذکور را می چرخاند و گوی را به مقر باز میگرداند.

مکانیسم و ساختار عملکرد شیر حساس به زلزله طنین

شرکت طنین توسعه پارس با مطالعه وسیع دستگاه هایی که قبلا در جهان عرضه شده اند سری شیرهای زلزله طنین را طراحی و به بازار عرضه نموده است. سنسور یا حسگر زلزله شیر طنین ترکیبی از گوی غلتان و پاندول است. اینکه چرا این شیر از دو سنسور زلزله به صورت همزمان استفاده نموده است بحثی مهندسی و کاملا آکادمیک است. به همین دلیل در جای دیگری به صورت مفصل به آن خواهیم پرداخت.

آنچه در اینجا مهم است آشنایی اجمالی با ساختار داخلی شیر حساس به زلزله طنین است. امواج زلزله گوی و پاندول ترکیبی را به نوسان در می آورند. در صورتی که شتاب زمین لرزه منطبق با آستانه فعال شدن در جدول استاندارد isiri 10942 باشد به یک قطعه قیف شکل ضربه می زند. قیف به صورت مستقیم یک قطعه میله ای عمودی را به حرکت در می آورد. قطع میله ای در واقع ضامن ساقه شیر است.

میله مذکور پایین می رود و ساقه شیر شارژ شده با یک فنر را آزاد مینماید. پلاگ به ساقه شیر متصل است و مسیر گاز را مسدود مینماید. عمل بازنشانی یا فعال سازی مجدد شیر به دو تایپ شیر زلزله طنین بستگی دارد. این دو تایپ عبارتند از شیرهای طنین با مکانیسم سوپاپی و شیرهای طنین بامکانیسم دیافراگم چرخشی. در سری شیر زلزله با مکانیسم سوپاپی، اپراتور سوپاپ را می کشد و بعد از یک مکث کوتاه آن را رها میسازد.

در سری شیر زلزله با مکانیسم دیافراگم چرخشی، اپراتور ساقه شیر را با یک پیچ گوشتی یا یک میله باریک به صورت نود درجه در جهت خلاف عقربه های ساخت میچرخاند. با اینکار قطعه میله ای شکل و گوی به جای اول خود بازمیگردند و شیر فعال و آماده به کار مجدد است.

 

مکانیسم عمل شیرهای حساس به زلزله الکترومکانیکی

شیر حساس به زلزله الکترونیکی عبارت است از دستگاهی مرکب از یک تابلو تشخیص و کنترل و یک شیر شات آف برقی. تابلو که خود دارای یک حسگر زلزله است نوسانات شتاب را به یک بورد الکترونیکی انتقال میدهد.

تابلو با انتقال فرمانی الکتریکی به شیر شات آف برقی جریان گاز را قطع مینماید. شیر زلزله الکترومکانیکی از نظر حسگر می تواند بسیار متنوع باشد. در بیشتر مواقع سنسور خود دارای یک گوی غلتان است که در مسیر غلتش و حرکت ناشی از امواج زلزله با ضربه زدن به یک احاطه کننده حلقوی یک کنتاکت الکتریکی ایجاد میکند. در بعضی نمونه ها نیز به جای گوی ازسنسورهای ممز MEMS استفاده میشود.

سنسور ممز یا micro electromechanical sensor یک جرم مرتعش بسیار کوچک است که نوسانات را با یک کریستال نیم رسانا تشخیص میدهد. این سنسورهای به صورت وسیع مورد استفاده در صنعت هستند. برای مثال تقریبا تمامی گوشی های همراه مورد استفاده ما دارای یک یا چند سنسور MEMS هستند.

شیرهای زلزله الکترومکانیکی:

شیرهای زلزله الکترومکانیکی به علت اینکه هم برای عمل تشخیص و هم برای عمل قطع نیاز به برق دارند در سطح جهان به صورت بسیار استثنایی مورد استفاده قرار میگیرند. در زمان زلزله بسیار محتمل است که برق شهری قطع شده باشد.

عرضه کننده معمولا یک باتری در قسمت تابلو نصب کرده که برق شهر آن را به صورت خودکار شارژ مینماید. زمانی که برق شهر قطع است این باتری باید همزمان هم بورد الکترونیکی را روشن نگهدارد و هم توان تحریک بوبین روی شیر شات آف برقی را تامین نماید. باتری ها به مرور زمان ظرفیت و توان خود را از دست میدهند. روشن نگه داشتن بورد کنترل خیلی دشوار نیست ولی بوبین جریان نسبتا بالایی برای عمل نیاز دارد.

در صورت افت جریان ممکن است خروجی باتری نتواند شیر شات آف مذکور را قطع کند. به دلیل این مشخصات معمولا سیستم گاز ضد زلزله الکترونیکی باید به صورت مداوم تحت نظر بوده و باتری آن در دوره های مشخصی تعویض گردد. با توجه به اینکه تحت نظر بودن و آزمایش نمی تواند روی خود شیر اجرا گردد (عمل قطع گاز خطرناک و با پیامدهای مراقبتی زیاد امکانپذیر است) آزمایش خود شیر و توان باتری نیز متضمن کارهای پیچیده ای است.