简述自动喷水的工作原理

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自动喷水灭火系统喷头专利简述

作者：袁月明

来源：《科技创新与应用》2017年第12期

摘 要：随着自动灭火系统的广泛应用及灭火效率的潜在需求，在国内专利制度的提倡与逐步完善的环境下，喷头专利的申请量逐年增加。文章通过分析专利申请量在地域、时间上的分布情况，了解世界喷头专利的发展状况，并分析喷头的主要分类号分布，有助于对喷头的改进方向、发展趋势的了解和研究。

关键词：喷头；专利；申请量；申请人；分类号

1 喷头现状

1.1 喷头分类

喷头是自动喷水灭火系统中的核心部件，自动喷水灭火系统的喷头包括洒水喷头、水雾喷头和水幕喷头。前两种具有灭火功能（机理不同）；后一种不具备灭火功能，只起防火分隔或冷却作用。

1.2 喷头的发展

有记载的最早的自动喷水灭火系统于1812年获得专利，它是在输水管上设置孔，并且系统由阀门分成多个区域，人工根据着火点的位置打开相应的区域喷水。早期的喷头相关的专利主要在于增强自身喷水系统的特性。早期的喷头通常是由易熔的塞子或插销控制，一般采用的是熔点较低的易于熔化的杜仲胶、易熔金属或易熔混合物。后来由于纺织工业的需要，刺激了自动喷水灭火系统的发展。

1864年，Major A. Stewart Harrison发明了第一个真正的自动喷水喷头。1875年Parmelee发明的喷头，是世界上第一个易熔合金喷头。之后，玻璃泡感温元件问世。并且随着住宅喷头的出现，标志着喷头设计理念发生了质的变化，从而推动了“快速响应”喷头的诞生。

我国第一只玻璃球喷头是1978年由公安部四川消防研究所等3家单位联合研制并生产。“九五”期间，公安部天津消防科学研究所自行研发出早期抑制快速响应喷头。

喷头的发展可使更有效地爆破喷水和使水均匀分布，并能有效到达或穿过火焰到达燃烧表面，淋湿燃烧物或预淋湿燃烧物周围物质，有效吸收热量，从而扑灭火灾。

标题：预作用自动喷水灭火系统组成和工作原理

预作用自动喷水系统组成

知识（一）

预作用自动喷水系统组成

►预作用系统由闭式喷头、预作用装置、水流报警装置、供水与配水管道、充气设备和供水设施等组成。

►在准工作状态时，配水管道不充水，发生火灾时，由火灾报警系统、充气管道上的压力开关联锁控制预作用装置和启动消防水泵，并转换为湿式系统。

►预作用系统与湿式系统、干式系统的不同之处在于系统采用预作用装置，并配套设置火灾自动报警系统。

知识（二）

预作用自动喷水系统示意图

1-消防水池；2-消防水泵；3-止回阀；4-闸阀；5-消防水泵接合器；6-高位消防水箱；7-预作用装置；8-配水干管；9-配水管；10-闭式洒水喷头；11-配水支管；12-排气阀；13-电动阀；14-报警控制器；15-泄水阀；16-压力开关；17-电磁阀；18-感温探测器；19-感烟探测器；20-信号阀；21-水泵控制柜；22-末端试水装置；23-流量开关；24-水流指示器

预作用自动喷水系统

知识（一）

工作原理

►系统处于准工作时。由消防水泵或稳压泵、气压给水设备等稳压设施维持雨淋阀入口前管道内的充水压力，雨淋阀后的管道内平时无水或充以有压气体。

►发生火灾时。火灾自动报警系统开启预作用报警阀的电磁阀，配水管道开始排气充水。使系统在闭式喷头动作前转换成湿式系统，系统管网的压力开关或高位消防水箱的流量开关直接启动消防水泵并在闭式喷头开启后立即喷水。

知识（二）

适用范围

►预作用系统可消除干式系统在喷头开放后延迟喷水的弊病，因此其在低温和高温环境中可替代干式系统。

►系统处于准工作状态时，严禁管道充水、严禁系统误喷的忌水场所应采用预作用系统。

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游泳池自动喷水的作用原理

游泳池自动喷水的作用原理是通过水泵将游泳池中的水吸入，然后通过喷水嘴进行喷射。一般来说，游泳池自动喷水系统包括水泵、喷水嘴和控制系统。

具体的作用原理如下：

1. 水泵：水泵负责将游泳池中的水吸入，然后通过管道输送到喷水嘴。水泵可以通过电动或机械的方式产生力量，使水流动起来。

2. 喷水嘴：喷水嘴是安装在游泳池边缘或水底的出水口，通过喷射流动的水形成喷水效果。喷水嘴的形状和设计可以根据需求来进行选择，可以是喷水柱、喷水帘等等。

3. 控制系统：控制系统用于控制水泵和喷水嘴的工作。通过控制系统，可以设置喷水时间和喷水方式。一些高级的游泳池自动喷水系统还可以提供不同的喷水模式和节能功能。

总的来说，游泳池自动喷水的作用是增加水面的氧气含量，改善水质，增加游泳池的观赏性，同时也可以起到按摩、降温和环境装饰的作用。

1 / 5 ——方案计划参考范本——

自动喷水灭火系统的工作原理与适用范围

______年______月______日

____________________部门

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不同类型的自动喷水灭火系统，其工作原理、控火效果等均有差异。因此，应根据设置场所的火灾特点、环境条件来确定自动喷水灭火系统的选型。

一、湿式系统

（一）工作原理

湿式系统在准工作状态时，由消防水箱或稳压泵、气压给水设备等稳压设施维持管道内充水的压力。发生火灾时，在火灾温度的作用下，闭式喷头的热敏元件动作，喷头开启并开始喷水。此时，管网中的水由静止变为流动，水流指示器动作送出电信号，在报警控制器上显示某一区域喷水的信息。由于持续喷水泄压造成湿式报警阀的上部水压低于下部水压，在压力差的作用下，原来处于关闭状态的湿式报警阀自动开启。此时压力水通过湿式报警阀流向管网，同时打开通向水力警铃的通道，延迟器充满水后，水力警铃发出声响警报，压力开关动作并输出启动供水泵的信号。供水泵投入运行后，完成系统的启动过程。湿式系统的工作原理如图3-3-7所示。

图3-3-7湿式系统原理图

（二）适用范围

湿式系统是应用最为广泛的自动喷水灭火系统，适合在环境温度不低于4℃并不高于70℃的环境中使用。低于4℃的场所使用湿式系统，存在系统管道和组件内充水冰冻的危险；高于70℃的场所采用湿式系统，存在系统管道和组件内充水蒸气压升高而破坏管道的危险。

二、干式系统

3 / 5 （一）工作原理

干式系统在准工作状态时，由消防水箱或稳压泵、气压给水设备等稳压设施维持干式报警阀入口前管道内充水的压力，报警阀出口后的管道内充满有压气体（通常采用压缩空气），报警阀处于关闭状态。发生火灾时，在火灾温度的作用下，闭式喷头的热敏元件动作，闭式喷头开启，使干式阀出口压力下降，加速器动作后促使干式报警阀迅速开启，管道开始排气充水，剩余压缩空气从系统最高处的排气阀和开启的喷头处喷出，此时通向水力警铃和压力开关的通道被打开，水力警铃发出声响警报，压力开关动作并输出启泵信号，启动系统供水泵；管道完成排气充水过程后，开启的喷头开始喷水。从闭式喷头开启至供水泵投入运行前，由消防水箱、气压给水设备或稳压泵等供水设施为系统的配水管道充水。干式系统的工作原理见图3-3-8。