专利名称：一种消防灭火系统监控模拟装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及建筑火灾自动探测报警及联动控制技术，特别涉及一种消防灭火系统监 控模拟装置。
背景技术：
随着城市建设的快速发展，大量新型、复杂的现代建筑迅速涌现。这些建筑在使用功能、 建筑材料、结构形式及配套设施等方面与过去传统建筑有很大差异，这给建筑防火设计提出 了新的课题，尤其是对火灾自动探测报警及联动控制系统可靠性与有效性提出了更高的要求。
为此，国家对相关标准GB50045-95《高层民用建筑设计防火规范》进行了局部修订，同 时颁布了新版国家标准GB16806-2006《消防联动控制系统》。在新颁布和修订的国家标准中， 对建筑消防灭火设施的设计和火灾自动探测报警及联动控制系统的功能都作出了详细的规定 与要求。
为了验证火灾自动探测报警及联动控制系统的功能是否满足国家标准，为了验证其联动 控制系统的有效性与可靠性，并对其联动效能进行科学评价，我们特别研制开发了消防水箱 (池)、室内消火栓系统及自动喷水灭火系统监控模拟装置及试验方法。
实用新型内容
为全面提高建筑消防系统的配置合理性、动作可靠性及控制有效性，提供科学依据和验 证手段，本实用新型提供一种消防灭火系统监控模拟装置。
本实用新型一种消防灭火系统监控模拟装置，包括单向阀、水泵、水箱、管网、球阀、 水槽、智能压力控制器、数字控制液位计、信号转换单元、中线对夹信号阀、增压泵、水流 指示器和水泵控制器；进水口通过第一球阈与水箱相连；水箱通过第一单向阀与管网相连； 水泵通过第二单向阀与管网相连；水槽通过第六球阀分别与增压泵和水泵相连；水槽通过第 七球阀与放水口相连；增压泵通过第三单向阀与管网相连；数字控制液位计一端通过第二球 阀与溢流管相连；溢流管的一端与水箱的上端相连；溢流管的另一端与放水口相连；数值控 制液位计的另一端与水箱的底部相连；中线对夹信号阀通过第四球阀和第五球阀与水流指示 器相连，且中线对夹信号阀安装在管网上，水流指示器接在管网最末端；信号转换单元分别 与智能压力控制器、数字控制液位计、中线对夹信号阀、水流指示器、水泵控制箱相连。
本实用新型的信号转换单元包括液位信息开关、压力信息开关、水流指示信息开关、信 号阀信息开关、水泵状态信息开关、水泵控制接口和电源转换变压器。信号转换单元与智能
3压力控制器、数字控制液位计、中线对夹信号阀、水流指示器和水泵控制箱之间的具体连接 关系是液位传感器通过数字控制液位计与信号转换单元的液位信息开关相连；压力传感器 通过智能压力控制器与信号转换单元的压力信息开关相连；水流指示器与信号转换单元的水 流指示信息开关相连；中线对夹信号阀与信号转换单元的信号阀信息开关相连；水泵通过水 泵控制器分别与水泵状态信息开关和水泵控制接口相连；信号转换单元的电源转换变压器分 别与数字控制液位计和智能压力控制器相连，为数字控制液位计和智能压力控制器提供相应 的电源。
本实用新型的工作原理液位传感器将水箱的水位信息实时传递给数字控制液位计，数 字控制液位计将水箱的水位信息转换为开关量信息输出到信号转换单元中的液位信息开关。 压力传感器将管网的压力信息实时传递给智能压力控制器，智能压力控制器将压力信息转换 为开关量信息输出到信号转换单元中的压力信息开关。水流指示器将水流信息输出到信号转 换单元中的水流指示信息开关。中线对夹信号阀将信号阀信息输出到信号转换单元中的信号
阀信息开关。水泵由水泵控制器控制，水泵控制器接收信号转换单元中的水泵控制接口的控 制信息，进行水泵的启停操作，同时将水泵的状态信息输出到信号转换单元中的水泵状态信 息开关，水泵控制器需要外接AC380V电源。电源转换变压器将AC220V电源转换为DC24V 电源，为数字控制液位计和智能压力控制器供电，信号转换单元需要外接AC220V电源。
本实用新型重点基于模拟消防水箱(池)水位变化及监测报警；模拟室内消火栓系统、 自动喷水灭火系统管网压力变化及监测报警；模拟消防水泵、信号阀门、水流指示器状况'变 化及监测报警。为火灾自动探测报警及联动控制系统提供了消防灭火系统的状况态变化及监 测信息，为消防联动控制系统的效能评价提供了技术条件支持。
图l为本实用新型的结构示意图； 图2为本实用新型的系统示意图； 图3为本实用新型的线路连接示意图；—
图中l第一内螺纹球阀，2第二内螺纹球阀，3第三内螺纹球阀，4第四内螺纹球阀，5 第五内螺纹球阀，6第六内螺纹球阀，7第七内螺纹球阀，8溢流管，9数字控制液位计，10 管网，ll水箱，12中线对夹信号阀，13增压泵，14第一单向阀，15第二单向阀，16第三单 向阀，17水槽，18水流指示器，19水泵，20智能压力控制器，21水泵控制器，22信号转换 单元，23信号接收单元，24火灾自动探测报警及联动控制系统，25监控模拟装置，26液位 传感器，27压力传感器，28电源转换变压器，29水泵控制接口， 30水泵状态信息开关，31信号阀信息开关，32水流指示信息开关，33压力信息开关，34液位信息开关。
具体实施方式
结合附图进一步说明本实用新型的一种消防灭火系统监控模拟装置。 如图1所示，本实用新型装置的部件包括规格为(DN15，DN25)的单向阀(14 16)、水泵 19采用型号为GDL型立式-9级的管道泵，水箱11的规格为200ramX200咖X 1500mm、容积为 0. 056 1112且水位在0 1400mm之间连续变化，管网10采用规格为①25mm, 1300mraX 1200mm且 试验压力为1.60MPa的"曰"字形管网，规格为(DN15，DN25)的内螺纹球阀(1 7)，水槽17 采用规格400ramX400mmX500咖、体积为0.08 nf的水槽，智能压力控制器20采用型号为 BPS6020K、量程0 0. 50MPa和量程0 1. OOMPa具有4 20mA和2路触点输出的压力控制器， 数字控制液位计9采用型号为BPS6020KR、量程0 1. 40m具有4 20mA和2路触点输出的控 制液位器，中线对夹信号阀12采用型号为D71X5-16ZB1的中线对夹信号阀，增压泵13采用 型号为15WG8-10、扬程为12m且流量为0.48 raV时的增压泵，水流指示器18和水泵控制器 21;其连接方式为进水口通过第一内螺纹球阀l与水箱ll相连；水箱11通过第一单向阀 14与管网10相连；水泵19通过第二单向阀15与管网10相连；水槽17通过第六内螺纹球
阀6与水泵19相连；水槽17通过第六内螺纹球阀6分别与增压泵13和水泵19相连；水槽 17通过第七内螺纹球阀7与放水口相连；增压泵13通过第三单向阀16与管网10相连；溢 流管8通过第二内螺纹球阀2与数字控制液位计9的一端相连；溢流管8的一端与水箱11的 上端相连；溢流管8的另一端与放水口相连；数字控制液位计9的另一端与水箱11的底部相 连；信号转换单元22分别与智能压力控制器20、数字控制液位计9、中线对夹信号阀12、 水流指示器18、水泵控制器21相连。
液位传感器26通过数字控制液位计9与信号转换单元22的液位信息开关34相连；压力 传感器27通过智能压力控制器20与信号转换单元22的压力信息开关33相连；水流指示器 18与信号转换单元22的水流指示信息开关32相连；中线对夹信号阀12与信号转换单元22 的信号阀信息开关31相连；水泵19通过水泵控制器21分别与水泵状态信息开关30和水泵 控制接口 29相连；信号转换单元22的电源转换变压器28分别与数字控制液位计9和智能压 力控制器20相连，为数字控制液位计9和智能压力控制器20提併相应的电源；中线对夹信 号阀12通过第四内螺纹球阀4和第五内螺纹球阀5与水流指示器18相连，中线对夹信号阀 12安装在管网10上。
如图3所示，本实用新型的工作原理是液位传感器26将水箱11的水位信息实时传递 给数字控制液位计9，数字控制液位计9将水箱11的水位信息转换为开关量信息输出到信号转换单元22中的液位信息开关34。压力传感器27将管网10的压力信息实时传递给智能压 力控制器20,智能压力控制器20将管网IO的压力信息转换为开关量信息输出到信号转换单 元22中的压力信息开关33。水流指示器18将水槽17的水流信息输出到信号转换单元22中 的水流指示信息开关32。中线对夹信号阀12将信号阀信息输出到信号转换单元22中的信号 阀信息开关31。水泵19由水泵控制器21控制，水泵控制器21接收信号转换单元22中的水 泵控制接口 39的控制信息，进行水泵19的启停操作，同时将水泵19的状态信息输出到信号 转换单元22中的水泵状态信息开关30，水泵控制器21需要外接AC380V电源。电源转换变 压器28将AC220V电源转换为DC24V电源，给数字控制液位计9和智能压力控制器20供 电，信号转换单元22需要外接AC220V电源。
如图2所示，具体说明本实用新型的一种消防灭火系统监控模拟装置在建筑水箱(池)、 室内消防栓系统以及自动喷水灭火系统中的应用。
例1消防水箱(池)水位监测模拟功能
采用如图1所示的模拟装置，通过开启第一内螺纹球阀1控制水箱11水位的上升，或开 启第二内螺纹球阀2控制水箱11水位的下降，从而模拟消防水箱(池)水位的变化情况。使 用数字控制液位计9设置高限水位报警点和低限水位报警点，并实时显示当前水位数值，然 后将水位数值转换成开关量传到信号转换单元22的液位信息开关34。
当水箱11的水位超过数字控制液位计9设定的高限水位时，或当水箱11的水位低于数 字控制液位计9设定的低限水位时，数字控制液位计9输出对应的水位离位报警触点信号。 检测的建筑消防水箱11的水位监测范围在相对高度100 mm 1300 ram之间连续有效，既绝对 监测范围达1200 mm。而通常消防水箱11'(池)水位低于正常水位300咖时，就应发出报警 信号；所以水位监测范围完全满足监控模拟要求。
如图2和图3所示，水位状态报警触点信号经过信号转换单元22的液位信息开关34输 出到被测试系统，即可实现定量测试火灾自动探测报警及联动控制系统24对消防水箱(池) 水位状态实时监控信息的准确与合理程度。 '
例2室内消火栓系统、自动喷水灭火系统管网压力监测模拟功能
采用如图1所示模拟装置，模拟过程如图2所示，通过水泵控制器21启动水泵19工作，
或电源转换变压器28单独给增压泵13供电启动增压泵13工作。如图1所示，通过手动调节
第三内螺纹球阀3、第四内螺纹球阀4和第五内螺纹球阀5控制管网IO的排水流量，从而改
变管网10的水压。当管网10的水流量变小时管网10的压力增加，反之，当管网10的水流
量变大时管网IO的压力减小。
使用智能压力控制器20设置高限管网压力报警点和低限管网压力报警点，并实时显示当前管网压力数值，将管网压力数值转换成开关量传到信号转换单元22的压力信息开关33。 当增压泵13独立工作时，管网压力变化范围在0. 001 0. 080Mpa之间，当水泵19独立工作 时，管网压力变化在0. 065Mpa 0. 985Mpa之间，即模拟装置的管网压力变化范围在0. 001 0.985Mpa之间进行连续调控，所以水压监测范围完全满足监控模拟要求。
《高规》7. 4. 6. 5条款规定消火栓栓口的静水压力不应大于1. OOMPa，当大于1. OOMPa 时应采用分区给水系统。消火栓栓口的出水压力大于O. 50MPa时，应采取减压措施。
《高规》7. 4. 7. 2条款规定高位消防水箱的设置高度应保证最不利点消火栓的静水压 力。当建筑高度不超过100M时，高层建筑最不利点消火栓静水压力不应低于0. 07MPa;当 建筑高度超过100M时，高层建筑最不利点消火栓静水压力不应低于O. 15MPa。
室内消火栓压力一般在200kPa，自动喷水灭火系统喷头处工作压力一般为100kPa，最不 利点处允许降至50kPa。
将智能压力控制器20的低限压力报警点设置为室内消火栓系统要求的最低压力 0. 07MPa，智能压力控制器20的高限压力报警点设置为消火栓栓口的出水压力0. 50MPa。 或将智能压力控制器20的低限压力报警点设置为自动喷水灭火系统喷头最不利点处工作压 力50kPa，将智能压力控制器20的高限压力报警点设置为消火栓栓口的静水压力0. 98MPa。 当管网10的压力超过设置的高限管网压力报警点，或当管网10的压力低于设置的低限管网 压力报警点时，智能压力控制器20输出管网压力报警触点信号。
如图2和图3所示，管网压力状态报警触点信号经信号转换单元22的压力信息模块33 输出到被测试系统，实现定量测试火灾自动探测报警及联动控制系统24对室内消火栓系统、 自动喷水灭火系统管网压力状态实时监控信息的准确与合理程度。
例3消防水泵、信号阀门、水流指示器工作状况监测模拟功能
如图2和图3所示，通过对水泵控制器21上的控制方式、启停和电源工作状况提取水泵 19的工作状态，并经信号转换单元22的水泵状态信息开关30输出相应激励信号，模拟测试 火灾自动探测报警及联动控制系统24对消防水泵电源工作状态、现场手动自动工作状况及启 停控制实时监控信息的准确与合理程度。
如图2和图3所示，通过对中线对夹信号阀12的阀门开闭和水流指示器9工作状况提取 对应的状态信号，并经信号转换单元22的信号阀信息开关31和水流指示信息开关32输出相 应激励信号，模拟测试火灾自动探测报警及联动控制系统24对中线对夹信号阀12和水流指 示器18的工作状态实时监控信息的准确与合理程度。
权利要求1. 一种消防灭火系统监控模拟装置，其特征在于该装置包括单向阀、水泵、水箱、管网、内螺纹球阀、水槽、智能压力控制器、数字控制液位计、信号转换单元、中线对夹信号阀、增压泵、水流指示器和水泵控制器；进水口通过第一球阀与水箱相连；水箱通过第一单向阀与管网相连；水泵通过第二单向阀与管网相连；水槽通过第六球阀分别与增压泵和水泵相连；水槽通过第七球阀与放水口相连；增压泵通过第三单向阀与管网相连；数字控制液位计一端通过第二球阀与溢流管相连；溢流管的一端与水箱的上端相连；溢流管的另一端与放水口相连；数值控制液位计的另一端与水箱的底部相连；中线对夹信号阀通过第四球阀和第五球阀与水流指示器相连，且中线对夹信号阀安装在管网上，水流指示器接在管网最末端；信号转换单元分别与智能压力控制器、数字控制液位计、中线对夹信号阀、水流指示器和水泵控制箱相连。
2. 根据权利要求1所述的一种消防灭火系统监控模拟装置，其特征在于所述的信号转换单元 包括液位信息开关、压力信息开关、水流指示信息开关、信号阀信息开关、水泵状态信息 开关、水泵控制接口和电源转换变压器。
3. 根据权利要求1或2所述的一种消防灭火系统监控模拟装置，其特征在于所述信号转换单 元与智能压力控制器、数字控制液位计、中线对夹信号阀、水流指示器和水泵控制箱之间 的具体连接关系是液位传感器通过数字控制液位计与信号转换单元的液位信息开关相 连；压力传感器通过智能压力控制器与信号转换单元的压力信息开关相连；水流指示器与 信号转换单元的水流指示信息开关相连；中线对夹信号阀与信号转换单元的信号阀信息开 关相连；水泵通过水泵控制器分别与水泵状态信息开关和水泵控制接口相连；信号转换单 元的电源转换变压器分别与数字控制液位计和智能压力控制器相连。
4. 根据权利要求2所述的一种消防灭火系统监控模拟装置，其特征在于所述电源转换变压器 是将AC220V电源转换为DC24V电源，给数字控制液位计和智能压力控制器供电。
5. 根据权利要求1所述的一种消防灭火系统监控模拟装置，其特征在于所述的管网的规格 是高025mm， 1300咖X1200咖，试验压力为1. 60MPa，形状为"曰"字形。
专利摘要本实用新型涉及的一种消防灭火系统监控模拟装置，连接关系水箱通过第一单向阀与管网相连；水泵通过第二单向阀与管网相连；水槽通过第六球阀分别与增压泵和水泵相连；水槽通过第七球阀与放水口相连；增压泵通过第三单向阀与管网相连；数字控制液位计一端通过第二球阀与溢流管相连；溢流管的一端与水箱的上端相连；溢流管的另一端与放水口相连；数值控制液位计的另一端与水箱的底部相连；信号转换单元分别与智能压力控制器、数字控制液位计、中线对夹信号阀、水流指示器、水泵控制箱相连。本实用新型为火灾自动探测报警及联动控制系统提供了消防灭火系统的状态变化及监测信息，为消防联动控制系统的效能评价提供了技术条件支持。
文档编号A62C37/00GK201304193SQ20082023144
公开日2009年9月9日 申请日期2008年12月10日 优先权日2008年12月10日
发明者珍 宋, 杜青山, 梅志斌 申请人:公安部沈阳消防研究所