基于可移動(dòng)干式自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)教學(xué)裝置的設(shè)計(jì)與實(shí)踐

孫俊龍

摘要：本文基于干式自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)中氣壓罐的構(gòu)造組成和工作原理設(shè)計(jì)了一套可用于教學(xué)的實(shí)物演示模型，闡明了其工作原理、設(shè)計(jì)和實(shí)施過程以及需注意的事項(xiàng)，并對(duì)其應(yīng)用的效果及優(yōu)勢(shì)進(jìn)行了簡(jiǎn)要分析。

關(guān)鍵詞：干式;自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng);教學(xué)裝置

中圖分類號(hào)：TU998.13? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ?文章編號(hào)：2096-1227（2021）03-0008-02

自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)是目前人們?cè)谏a(chǎn)、生活和社會(huì)活動(dòng)的各個(gè)主要場(chǎng)所中最普遍采用的一種固定滅火設(shè)施，由于其具有滅火效率高、不污染環(huán)境、壽命長(zhǎng)、經(jīng)濟(jì)適用、維護(hù)簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)，被認(rèn)為是最有效的自救滅火設(shè)施之一，因而被廣泛應(yīng)用。

自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)依照采用的噴頭主要分為兩類：采用閉式灑水噴頭的為閉式系統(tǒng)和采用開式灑水噴頭的為開式系統(tǒng)。而其中閉式系統(tǒng)基本類型又包括濕式、干式、預(yù)作用及重復(fù)啟閉預(yù)作用系統(tǒng)等。根據(jù)設(shè)置建筑特征、環(huán)境條件和火災(zāi)特點(diǎn)等等不同選用不同的系統(tǒng)選型，一般環(huán)境溫度不低于4℃且不高于70℃的場(chǎng)所采用濕式系統(tǒng)，而環(huán)境溫度低于4℃或高于70℃的場(chǎng)所采用干式系統(tǒng)。

在消防專業(yè)實(shí)踐課中，依據(jù)“攻防并舉，固移結(jié)合”的滅火戰(zhàn)術(shù)原則，指戰(zhàn)員除了要發(fā)揮移動(dòng)滅火技術(shù)裝備靈活機(jī)動(dòng)的作戰(zhàn)特點(diǎn)，還要充分發(fā)揮火場(chǎng)已有固定消防設(shè)施的有效作用，保證滅火戰(zhàn)斗的順利實(shí)施。因此，熟悉和了解建筑防火設(shè)施、自動(dòng)報(bào)警控制系統(tǒng)、自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)、防排煙設(shè)施等固定消防設(shè)施具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。但是由于干式自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)次存在專業(yè)性強(qiáng)、復(fù)雜度高、不便于組織實(shí)地觀察等特點(diǎn)，在現(xiàn)有教育培訓(xùn)條件下，對(duì)該系統(tǒng)知識(shí)和技術(shù)的主要學(xué)習(xí)方式是通過學(xué)習(xí)書面原理知識(shí)和圖形或是PPT動(dòng)畫演示來掌握。這種教育培訓(xùn)模式的理論性、靜態(tài)性、不直觀性，使學(xué)習(xí)者難以理解干式自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理及操作使用方法，導(dǎo)致學(xué)習(xí)使用效果很不理想，也制約了學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際以及綜合分析、解決問題能力的培養(yǎng)。為此，筆者研究開發(fā)了一套可視化程度高的干式滅火系統(tǒng)的教學(xué)裝置，通過直觀的教學(xué)裝置演示試驗(yàn)，便于學(xué)習(xí)者進(jìn)行演示和模擬，以克服學(xué)習(xí)方式上的不足。

一、工作原理

（一）干式自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)的工作原理

干式系統(tǒng)主要由閉式噴頭、管網(wǎng)、報(bào)警閥、充氣設(shè)備和供水設(shè)備等組成。平時(shí)報(bào)警閥后管網(wǎng)充有壓力氣體，水源至報(bào)警閥前端的管段內(nèi)充有壓力水。在火災(zāi)發(fā)生時(shí)，火源處溫度上升，使火源上方噴頭開啟，首先排出管網(wǎng)中的壓縮空氣，于是報(bào)警閥后管網(wǎng)壓力下降，干式報(bào)警閥閥前壓力大于閥后壓力，干式報(bào)警閥開啟，水流向配水管網(wǎng)，并通過已開啟的噴頭噴水滅火，如圖1。

（二）教學(xué)裝置設(shè)計(jì)

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，設(shè)計(jì)了一種可移動(dòng)干式自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)的教學(xué)裝置，且使用方便，安全可靠，可視化程度高。其技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：可移動(dòng)干式自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)的教學(xué)裝置包括由管道依次連接的充氣泵、氣壓罐、干式報(bào)警閥和閉式噴頭，其中干式報(bào)警閥一端通過小型水泵連接有水箱;氣壓罐包括罐體，罐體前端設(shè)有壓力表和減壓閥，罐體后端與干式報(bào)警閥充氣管連接;閉式噴頭旁設(shè)有若干火災(zāi)探測(cè)器;氣壓罐上設(shè)有控制器，控制器分別與火災(zāi)探測(cè)器、報(bào)警裝置和干式報(bào)警閥電性連接;可移動(dòng)干式自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)的教學(xué)裝置固定在小車上，該小車底部設(shè)有滾輪。

裝置所用火災(zāi)探測(cè)器為感煙探測(cè)器、感溫探測(cè)器和火焰探測(cè)器。氣壓罐外壁上設(shè)有安全閥。小型水泵為220V小型水泵，小型水泵的進(jìn)水管與水箱連接，出水管與干式報(bào)警閥連接。報(bào)警裝置為水力警鈴。氣壓罐外徑90～120mm，長(zhǎng)度380～430mm，所述充氣泵長(zhǎng)260～310mm，高度160～220mm。干式報(bào)警閥和閉式噴頭之間管道上設(shè)有水流指示器。管道和水箱由透明塑料制成。

（三）附圖說明

如圖所示的一種可移動(dòng)干式自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)的教學(xué)裝置，包括由管道依次連接的充氣泵2、氣壓罐3、干式報(bào)警閥6和閉式噴頭7，干式報(bào)警閥6一端通過小型水泵5連接有水箱4;氣壓罐3包括罐體31，罐體31前端設(shè)有壓力表34和減壓閥35，罐體31后端與干式報(bào)警閥6充氣管連接;閉式噴頭7旁設(shè)有若干火災(zāi)探測(cè)器10;氣壓罐3上設(shè)有控制器9，控制器9分別與火災(zāi)探測(cè)器10、報(bào)警裝置8和干式報(bào)警閥6電性連接;可移動(dòng)干式自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)的教學(xué)裝置固定在小車1上，該小車1底部設(shè)有滾輪。火災(zāi)探測(cè)器10為感煙探測(cè)器、感溫探測(cè)器和/或火焰探測(cè)器。小型水泵5為220V小型水泵，小型水泵5的進(jìn)水管與水箱4連接，出水管與干式報(bào)警閥6連接。氣壓罐3外壁上設(shè)有安全閥32。報(bào)警裝置8為水力警鈴。氣壓罐3外徑90～120mm，長(zhǎng)度380～430mm，充氣泵2長(zhǎng)260～310mm，高度160～220mm。為了加強(qiáng)演示效果，干式報(bào)警閥6和閉式噴頭7之間管道上設(shè)有水流指示器，管道和水箱由透明塑料制成，水箱內(nèi)水用紅色顏料染紅?？刂破?為常規(guī)的PLC控制器或單片機(jī)。

二、實(shí)施過程

（一）實(shí)施原理

演示火災(zāi)發(fā)生時(shí)，火災(zāi)探測(cè)器10探測(cè)出煙霧、溫度或火焰，發(fā)出火警信號(hào)并傳送給控制器9，控制器9指令閉式噴頭7開啟，首先排出管網(wǎng)中的壓縮空氣，于是干式報(bào)警閥6后管網(wǎng)壓力下降，干式報(bào)警閥6由于前后管道的壓力差，開啟，小型水泵5將水箱4內(nèi)的水加壓泵入管道，并通過已開啟的閉式噴頭7進(jìn)行噴水滅火。由于干式自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)的管網(wǎng)平時(shí)的氣壓應(yīng)保持在一定的范圍，當(dāng)氣壓下降到一定值時(shí)，充氣泵2能檢測(cè)壓力變化，當(dāng)管道由于輕微漏氣，壓力緩慢下降到一定值時(shí)，充氣泵2啟動(dòng)對(duì)氣壓罐3和管道充氣加壓，維持系統(tǒng)的壓力平衡。通過設(shè)置壓力表33和減壓閥34，使壓力維持在一定范圍內(nèi)。

（二）實(shí)施步驟

實(shí)施時(shí)，先調(diào)試好干式自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)的教學(xué)裝置，觀察裝置各部分罐體有無明顯破損，閉式噴頭是否處于關(guān)閉狀態(tài)，減壓閥34是否處于關(guān)閉狀態(tài)，壓力表33是否處于正常壓力范圍。當(dāng)罐體31壓力超過規(guī)定值時(shí)，安全閥打開，將罐體31中一部分氣體排出，使氣壓罐壓力不超過允許值，從而保證不因壓力過高而發(fā)生事故。檢查完畢后，在水箱中注入混有紅色染料的水適量，不超過水箱指示線;開始試驗(yàn)演示時(shí)，根據(jù)火災(zāi)探測(cè)器10的類型（感煙探測(cè)器、感溫探測(cè)器或火焰探測(cè)器），利用噴煙器或是酒精燈在探測(cè)器10周圍進(jìn)行感應(yīng)啟動(dòng);報(bào)警裝置8啟動(dòng)后，注意觀察閉式噴頭將在控制器9的作用下開啟，并進(jìn)行排氣;最后，由于壓力差，小型水泵5啟動(dòng)，并將水箱4中的水加壓泵入管道，由于管道選用透明材質(zhì)，其中的水被紅色染料染色，可明顯觀察其流動(dòng)，亦可通過干式報(bào)警閥6和閉式噴頭7之間管道設(shè)置的水流指示器觀察。

（三）注意事項(xiàng)

每次試驗(yàn)演示以班組為單位安排10名左右指戰(zhàn)員參加，注意維持現(xiàn)場(chǎng)秩序，保證演示效果;使用噴煙器或是酒精燈時(shí)，要注意操作安全，防止造成人員傷害和環(huán)境設(shè)備損壞;在對(duì)火災(zāi)探測(cè)器10進(jìn)行啟動(dòng)時(shí)，噴煙器和酒精燈外焰不應(yīng)離探測(cè)器太近，以免造成損壞;設(shè)置的安全閥32在能起到安全保護(hù)氣壓罐作用，當(dāng)罐體31壓力超過規(guī)定值時(shí)，安全閥打開，將罐體31中一部分氣體排出，使氣壓罐壓力不超過允許值，從而保證不因壓力過高而發(fā)生事故，安全可靠;教學(xué)裝置使用完畢后，要檢查減壓閥、安全閥、閉市噴頭是否處于關(guān)閉狀態(tài)，還要及時(shí)清理水箱4中的水，防止設(shè)備生銹、腐蝕。

三、應(yīng)用的效果及優(yōu)勢(shì)

本文所述的可移動(dòng)干式自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)的教學(xué)裝置是可用于教學(xué)的實(shí)物演示模型，其根據(jù)相似性理論將建筑中復(fù)雜、龐大的系統(tǒng)裝置縮小在一輛小車上，裝置體積小，質(zhì)量輕，安全可靠，使用方便，便于集中演示，解決了不便于組織指戰(zhàn)員實(shí)地參觀學(xué)習(xí)系統(tǒng)的實(shí)際問題。通過課堂演示試驗(yàn)，立體、直觀、透明地展現(xiàn)了干式自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)中氣壓罐的構(gòu)造組成和工作原理，將晦澀難懂的知識(shí)直觀生動(dòng)地展現(xiàn)出來，把抽象的事物具體化，增強(qiáng)了指戰(zhàn)員對(duì)理論知識(shí)的理解，提高了對(duì)系統(tǒng)組成的認(rèn)識(shí)，提升了工作中使用該系統(tǒng)的實(shí)踐操作能力，達(dá)到符合專業(yè)特色培養(yǎng)的目的。

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