专利名称：消防教学演示系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种消防教学演示系统，该系统可以用于各大专院校给水排水专业进 行教学实验，也可作为消防模拟演示培训设施。
背景技术：
随着科学技术的发展与人民生活水平的提高，建筑灭火(消防)系统作为给排水 专业的重要组成部分，日益体现出其特殊性与重要性，受到社会的普遍关注。但目前我们真正学习建筑灭火(消防)系统的时间少得可怜，消防教学不够广泛， 不够深入，只重视理论知识教学活动，而忽视实际操作能力的培养。因此，学生对于消防灭 火技术及设备相关知识的了解还不够，实践能力也比较弱，出现了学习内容与实际工作严 重脱节的现状，人才匮乏，难以满足社会的需求。据了解，到目前为止，我国没有一所大学设有专门的建筑灭火(消防)系统的教学 实验室。因此缺乏一套完整的开设这一门实验技术所需的教学模拟系统。
发明内容
本发明的目的在于提供了一种消防教学演示系统，该系统可以为学生的实践教学 甚至是消防专业技术人员的培训提供实验演示平台，具有重要的实际应用价值。为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案。本消防教学演示系统将消火栓 系统与自动喷水灭火系统巧妙地结合。具体包括供水部分、消火栓系统、自动喷水灭火系统 和电气控制部分。其中所述供水部分包括水箱1、第一水泵2-1、第二水泵2-2、稳压泵3、 安全回水管段4、消防给水管5、稳压泵供水管6、消防供水干管7和消防水泵接合器8，第一 水泵2-1、第二水泵2-2和稳压泵3的入水口均与水箱1相连通，从水箱1内取水，第一水泵 2-1和第二水泵2-2的出水口均通过消防给水管段5与消防供水干管7相连通，稳压泵3的 出水口通过稳压泵供水管段6与消防供水干管7相连通，消防水泵接合器8与消防供水干 管7相连通；安全回水管段4的一端与消防给水管段5相连通，另一端与水箱1相连通，在 回水管段4上安装有压力表与安全阀，水箱内装有浮球。所述的消火栓系统包括消火栓给水管段9和消火栓10，消火栓10通过消火栓给水 管段9与消防供水干管7相连通。所述的自动喷水灭火系统包括自动喷水灭火系统给水总管11、雨淋报警阀12、预 作用报警阀13、干式报警阀14、湿式报警阀15、配水干管、配水管18、水流指示器20、闭式喷 头21、电动排气阀22、末端试水装置23、演示用喷头前电磁阀24、演示用喷头25、与预作用 报警阀组13相连接的手动火灾报警按钮29、以及布置在待检测火灾现场用于探测火灾信 号的火灾探测器30、感温式火灾探测器31和感烟式火灾探测器32。其中自动喷水灭火系 统给水总管11与消防供水干管7相连通，雨淋报警阀12、预作用报警阀13、干式报警阀14 和湿式报警阀15的一端均通过管道与自动喷水灭火系统给水总管11相连通，另一端均通 过配水干管17与配水管18相连通，配水干管17上安装有水流指示器20，闭式喷头21、末端试水装置23、演示用喷头25分别通过各自的配水支管与配水管18相连通，配水管网末 端演示用喷头前设有电磁阀24，通过电磁阀控制开关34可以手动打开或关闭，在配水管18 的末端连接有电动排气阀22。所述的电气控制部分包括火灾报警控制器、消防气压给水设备控制箱27和与供 水系统中水箱内的浮球相连接的浮球式液位控制器33，其中自动喷水灭火系统中的第一 水泵2-1、第二水泵2-2和稳压泵3均通过消防气压给水设备控制箱27与火灾报警控制器 相连，消防栓按钮28、浮球式液位控制器33、以及自动喷水灭火系统中的的雨淋报警阀12、 预作用报警阀13、干式报警阀14、湿式报警阀15、水流指示器20、电动排气阀22、电磁阀 24、手动火灾报警按钮29、火灾探测器30、感温式火灾探测器31和感烟式火灾探测器32均 与火灾报警控制器相联动。本发明通过真实设备的实际展示，生动形象地反应了消防系统的结构组成，实现 了实验设备的系统控制与实际工程场景的信息交互。可进行水泵供水、喷头喷水、消防报 警、自控等消防全过程演示。为消防灭火系统的教学提供了真实的实景教学场所，帮助学生 快速全面认识、理解、掌握消防灭火系统的理论知识，具有现场感、真实感。
图1本发明系统整体结构示意图；图2本发明系统立面图；图3本发明系统电气控制平面图；图中1_水箱，2-水泵，3-稳压泵，4-安全回水管，5-消防给水管，6-稳压泵供水 管段，7-消防供水干管，8-消防水泵接合器，9-消火栓给水管段，10-消火栓箱，11-自动喷 水灭火系统给水管，12-雨淋报警阀组，13-预作用报警阀组，14-干式报警阀组，15-湿式 报警阀组，16-配水立管，17-配水干管，18-配水管，19-配水支管，20-水流指示器，21-闭 式喷头，22-电动排气阀，23-末端试水装置，24-演示用喷头前电磁阀，25-演示用喷头， 26-火灾报警控制器，27-消防气压给水设备控制箱，28-消防栓按钮，29-手动火灾报警按 钮，30-火灾探测器，31-感温式探测器，32-感烟探测器，33-浮球式液位控制器，34-电磁阀 控制开关。
具体实施例方式下面结合附图对本发明作进一步说明本实施例的整体结构如图1所示，可以分为两大部分，一是消火栓系统，二是自动 喷水灭火系统。其中自动喷水灭火系统又包括四种，分别为湿式、干式、预作用及雨淋系统。 本实施例将上述的四种自动喷水灭火系统和相对独立的消火栓系统巧妙地结合。如图2所示，本系统的消火栓系统与自动喷水灭火系统共用供水部分。供水部分 包括水箱1、第一水泵2-1、第二水泵2-2、稳压泵3、安全回水管段4、消防给水管段5、稳压 泵供水管段6和消防供水干管7。其中第一水泵2-1和第二水泵2-2的入水口均与水箱 1相连通，出水口均通过消防给水管段5与消防供水干管7相连通，第一水泵2-1和第二水 泵2-2从消防水箱1底部取水，通过消防给水管5向系统提供持续的水量。稳压泵3的入 水口与水箱1相连通，稳压泵3的出水口通过稳压泵供水管段6与消防供水干管7相连通，
4稳压泵3可从水箱取水通过稳压泵供水管段6向供水干管7供水，这样可以保证供水管网 压力的稳定。安全回水管段4的一端与消防给水管段5相连通，另一端与水箱1相连通，当 供水侧压力过高时，可以将管道内的水回水至水箱1，启到安全减压的作用。在安全回水管 段4上安装有压力表与安全阀。消火栓系统包括消火栓给水管段9和消火栓10，消火栓10通过消火栓给水管段 9与消防供水干管7相连通，消火栓箱内含有消火栓、消防水喉、消火栓阀门、接口水枪和水
市o自动喷水灭火系统包括给水管11、雨淋报警阀组12、预作用报警阀组13、干式报 警阀组14、湿式报警阀组15、配水立管16、配水干管17、配水管18、配水支管19、水流指示 器20、闭式喷头21、电动排气阀22、末端试水装置23、演示用喷头前电磁阀24、演示用喷头 25，其中自动喷水灭火系统给水管11与消防供水干管7相连通，雨淋报警阀组12、预作 用报警阀组13、干式报警阀组14和湿式报警阀组15的一端均通过管道与自动喷水灭火系 统给水管11相连接，另一端连接配水管网，配水干管17上安装有水流指示器20，闭式喷头 21、末端试水装置23、演示用喷头25分别通过各自的配水支管与配水管18相连接，在演示 用喷头25前安装有电磁阀24，在配水管18的末端连接有电动排气阀22。演示用喷头25 用来模仿闭式喷头开启。电气控制部分包括火灾报警控制器、消防气压给水设备控制箱27和浮球式液位 控制器33，电气控制部分的中心枢纽是火灾报警控制器26。系统中的第一水泵2-1、第二 水泵2-2和稳压泵3均通过消防气压给水设备控制箱27与火灾报警控制器相连，浮球式 液位控制器33、消火栓系统中的消火栓按钮28、以及自动喷水灭火系统中的的雨淋报警阀 12、预作用报警阀13、干式报警阀14、湿式报警阀15、水流指示器20、电动排气阀22、电磁阀 24、手动火灾报警按钮29、火灾探测器30、感温式火灾探测器31和感烟式火灾探测器32均 与火灾报警控制器相连，浮球式液位控制器33安装在水箱内用于监测水箱水位的变化，把 水位信号变成相应的电控制信号，反馈到火灾报警控制器。配水管网末端演示用喷头前设有电磁阀24，通过电磁阀控制开关34可以手动打 开或关闭。使用该系统可以进行如下实验雨淋系统、预作用系统、干式系统、湿式系统的供水设施、报警阀后的喷水管网共用。a湿式系统包含供水部分、湿式报警阀组、喷水管网、闭式喷头、水流指示器、末 端试水装置、演示用喷头。b干式系统包含供水部分、干式报警阀组、喷水管网、闭式喷头、水流指示器、末 端试水装置、演示用喷头、充气设备(空气压缩机)。c预作用系统包含供水部分、预作用报警阀组、喷水管网、闭式喷头、水流指示 器、电动排气阀、末端试水装置、演示用喷头、充气设备(空气压缩机)、预作用控制柜。d雨淋系统包含供水部分、雨淋报警阀组、喷水管网、水流指示器、演示用喷头。本实施例系统中的消火栓系统的给水管道中充满有压力的水，如系统有微量泄 露，可以靠稳压泵3来保持系统的水和压力。当火灾时，首先打开消火栓箱，按要求接好接 口、水带，将水枪对准火源，打开消火栓阀门，水枪立即有水喷出。在火灾报警控制器处于巡检状态，且气压给水设备箱上第一水泵2-1，第二水泵2-2的转换开关处于自动档位时，按 下消火栓按钮时，通过消火栓启动消防泵向管道中供水。本实施例系统中的自动喷水灭火系统包含的湿式、干式、预作用及雨淋系统的组 成有各自的特点，都必须调到准工作状态后，才可以进行相应的演示操作。对当要具体演示 某一套独立的系统时，只需打开相应报警阀组前的阀前供水控制阀(即总控阀门)，阀后供 水控制阀，在消防系统的电气控制部分(包括消防气压给水设备控制箱、联动型火灾报警 控制器、火灾探测部件等)开启的情况下即可进行独立的演示。a对于湿式、干式系统来说，只需手动打开配水管网末端演示用喷头前的电磁阀 24，以模仿闭式洒水喷头的开启，灭火管网内的水或气的排出，湿式报警阀或干式报警阀在 阀前与阀后的压力差作用下开启。b对于预作用系统与雨淋系统而言，可通过向感烟式火灾探测器吹烟，以模仿火 情。感烟式火灾探测器把火灾信号转为电信号，反馈到火灾报警控制器，火灾报警控制器发 出控制指令，以实现雨淋报警阀、预作用报警阀的电动开启。当然，在紧急状况也可以手动 打开雨淋报警阀和预作用报警阀。c雨淋喷水灭火系统区别于湿式、干式、预作用系统，属于开式喷水灭火系统的一 种，在进行演示时，要保持管网末端演示用喷头处于常开状态。在湿式、干式、预作用或雨淋报警阀联动开启后，稳压泵便会自动开启，大量水经 报警阀流向灭火管网，水流指示器20动作，指示火灾区域，同时部分水流经报警阀的报警 管路使安装在报警阀组上的水力警铃机械报警、压力开关动作，压力开关将压力信号转换 为电信号，反馈到火灾报警控制器26，火灾报警控制器26发出控制指令并最终启动水泵从 水箱取水，向整个消防系统提供持续的水量与水压。另外，本套消防系统配有一台空气压缩机用作干式喷水灭火系统的充气。而预作 用系统充气、补气主要靠空气压缩机和预作用控制柜一齐来完成。当按下消火栓按钮28时，火灾报警控制器26接收信号，发出水泵开启指令，联动 启动第一水泵2-1、第二水泵2-2，从水箱内取水，为消火栓系统提供持续的水量。当按下手动火灾报警按钮29时，火灾报警控制器26接收信号，发出控制指令，电 动开启预作用报警阀13、电动排气阀22，预作用报警阀13开启后，将报警信号反馈到火灾 报警控制器26，发出水泵开启指令，联动启动第一水泵2-1，第二水泵2-2，从水箱内取水， 为系统提供持续的水量。本发明系统的供水系统、喷水管网、消火栓与报警阀的连接关系、火灾报警系统、 自控系统等均按照国家规范安装，以保证系统符合国家规范的要求，保证技术上准确，以达 到实际模拟演示的作用。本着占地小，经济实用且能达到预期目的的要求，本系统的供水管网自左向右设 置，消火栓和自动喷水灭火系统共用部分供水管段，并在自动喷水灭火系统的报警阀前分 开，之后分别连接消火栓箱和自动喷水灭火系统的四个报警阀组。而接报警阀出水的消防 灭火管网(依次包括配水立管、配水干管、配水管、配水支管)由自右向左布置，将灭火管网 末端的演示用喷头安装在水箱上方，这样即节省了空间，又充分节约利用了水源。供水设 施为两台扬程50米的泵，从水箱内取水。由于两台潜水泵可同时工作，整套消防系统管路 在同一层，属于低层建筑的消防系统，消防管网较小，水头损失较少，两台水泵能满足供水
6时一定的水量、水压的要求，因此，可以用于整套消防系统的演示试验。另外也提供了稳压 泵一台，当消防系统报警阀开启而水泵尚未启动前，系统管道内压力不足时，稳压泵自动开 启，维持消防供水管网内压力的稳定，并保证有足够的水量。其作用类似于高位水箱。消防 供水干管7上连接了一墙壁式消水泵接合器作为供水设施。此外，也分别陈列展示了地上 式水泵接合器、地下式水泵接合器、室外地上式消火栓、室外地下式消火栓。同时，消防灭火 管网上安装展示了多种类型、不同动作温度的闭式喷头，如直立型、下垂型、边墙型喷头。
该装置可以让学生直观的观察消防设备及相关管道、配件，提供了与教室理论教 学完全不同的教学、演示环境，事半功倍。因此，本发明达到了预期的目的，能够很好的巩固 学生在课堂上学到的理论知识，同时也能够加强学生在课堂上所学不到的实际动手能力和 工程分析能力，培养了工程意识，开拓了思维，达到了理论与实践相结合的教学目的。
权利要求
消防教学演示系统，其特征在于包括供水部分、消火栓系统、自动喷水灭火系统和电气控制部分；其中所述供水部分包括水箱(1)、第一水泵(2-1)、第二水泵(2-2)、稳压泵(3)、安全回水管段(4)、消防给水管(5)、稳压泵供水管(6)、消防供水干管(7)和消防水泵接合器(8)，第一水泵(2-1)、第二水泵(2-2)和稳压泵(3)的入水口均与水箱(1)相连通，从水箱(1)内取水，第一水泵(2-1)和第二水泵(2-2)的出水口均通过消防给水管段(5)与消防供水干管(7)相连通，稳压泵(3)的出水口通过稳压泵供水管段(6)与消防供水干管(7)相连通，消防水泵接合器(8)与消防供水干管(7)相连通；安全回水管段(4)的一端与消防给水管段(5)相连通，另一端与水箱(1)相连通，在回水管段(4)上安装有压力表与安全阀，水箱内装有浮球式液位控制器；所述的消火栓系统包括消火栓给水管段(9)和消火栓(10)，消火栓(10)通过消火栓给水管段(9)与消防供水干管(7)相连通；所述的自动喷水灭火系统包括自动喷水灭火系统给水总管(11)、雨淋报警阀(12)、预作用报警阀(13)、干式报警阀(14)、湿式报警阀(15)、配水干管、配水管(18)、水流指示器(20)、闭式喷头(21)、电动排气阀(22)、末端试水装置(23)、演示用喷头前电磁阀(24)、演示用喷头(25)、与预作用报警阀组(13)相连接的手动火灾报警按钮(29)、以及用于探测火灾信号的火灾探测器(30)、感温式火灾探测器(31)和感烟式火灾探测器(32)，其中自动喷水灭火系统给水总管(11)与消防供水干管(7)相连通，雨淋报警阀组(12)、预作用报警阀组(13)、干式报警阀组(14)和湿式报警阀组(15)的一端均通过管道与自动喷水灭火系统给水总管(11)相连通，另一端均通过配水干管(17)与配水管(18)相连通，配水干管(17)上安装有水流指示器(20)，闭式喷头(21)、末端试水装置(23)、演示用喷头(25)分别通过各自的配水支管与配水管(18)相连通，在演示用喷头(25)与配水管(18)的连通支管上安装有电磁阀(24)，在配水管(18)的末端连接有电动排气阀(22)；所述的电气控制部分包括火灾报警控制器和消防气压给水设备控制箱(27)，其中系统中的第一水泵(2-1)、第二水泵(2-2)和稳压泵(3)均通过消防气压给水设备控制箱(27)与火灾报警控制器相连，浮球式液位控制器(33)、消火栓系统中的消防栓按钮(28)、以及自动喷水灭火系统中的雨淋报警阀(12)、预作用报警阀(13)、干式报警阀(14)、湿式报警阀(15)、水流指示器(20)、电动排气阀(22)、电磁阀(24)、手动火灾报警按钮(29)、火灾探测器(30)、感温式火灾探测器(31)和感烟式火灾探测器(32)均与火灾报警控制器相连。
全文摘要
本发明涉及一种消防教学演示系统，该系统可以用于各大专院校给水排水专业进行教学实验，也可用作消防演示模拟培训设施。本系统所包含的消火栓系统与自动喷水灭火系统共用供水设施，其消防供水干管(7)在自动喷水灭火系统的报警阀之前分开。消防供水干管(7)一端通过消火栓给水管(9)与消火栓箱(10)连通，另一端通过自动喷水灭火系统供水管(11)分别与雨淋、预作用、干式、湿式报警阀组连通，为自动喷水灭火系统供水，报警阀出水后接自动喷水灭火系统的配水管网。本系统可以为学生的实践教学甚至是消防专业技术人员的培训提供实验演示平台，加强学者对于消防灭火技术及设备的认识了解，具有重要的实际应用价值。
文档编号G09B19/00GK101833883SQ20101016678
公开日2010年9月15日 申请日期2010年4月30日 优先权日2010年4月30日
发明者卜晓明, 吕鑑, 吕青, 张英, 焦双吉, 赵昕, 赵锂, 马晓红 申请人:北京工业大学