一、技术要求：消防喷头布水试验装置
1.1试验空间：≥12Mx12M,高10M，
1.2吊顶调节高度：2.5M-10M，
1.3供水流量：0-230M3/h，
1.4流量检测精度：0.5﹪F.S.，
1.5供水压力：0-1.6MPa,
1.6压力检测精度：0.25﹪F.S.。
管路的布置能满足以下标准测试要求：
A.GB51.35.1自动喷水灭火系统 第1部分：洒水喷头 第7.4条款布水试验；
B. GB51.35.3自动喷水灭火系统 第3部分：水雾喷头 第6.4条款布水试验；
C. GB51.35.9自动喷水灭火系统 第9部分：早期抑制快速响应（ESFR）喷头
第7.4布水试验各7.24实际布水密度（ADD）试验；
D. GB5135.12自动喷水灭火系统 第12部分：扩大覆盖面积洒水喷头 第7.4条款布水试验；
E. GB5135.13自动喷水灭火系统 第12部分：水幕喷头第7.5条款洒水均匀性试验；
F. GB5135.15自动喷水灭火系统 第15部分：家用喷头 第7.5条款布水试验。
二、设备概述：
设备由房体建筑、吊顶升降系统、供水系统、集水系统、湿墙试验装置、控制系统组成。
2.1房体建筑：
2.1.1试验空间的设计：
汇总各标准的布水试验要求，见下表：
消防喷头布水试验要求： |
|
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| ||
标准条款 |
喷头溅水盘与吊顶距离(mm) |
试验室面积（M2） |
吊顶面积 （M2） |
吊顶离集水盒 高度（M） | |
5135.1 |
直立型 |
50 |
≥7x7 |
≥6x6 |
2.14/2.7 |
下垂型 |
275 | ||||
边墙型 |
100 | ||||
5135.3 |
|
50 |
≥7x7（7~8） |
|
2.5 |
5135.9 |
单喷头 |
180 |
9.7x8.2 |
8.5x7 |
0.9 |
多只 |
≥300 |
1.27~4.42 | |||
ADD布水 |
350 |
≥？x？ |
11.13x10.21 |
1.52~4.57 | |
5135.12 |
非边墙型 |
100 |
≥9x9 |
≥6x6 |
2.2 |
边墙型 |
100/300 |
≥9x9 |
≥6x6 |
2.2 | |
5135.13 |
洒水均匀性 |
|
|
|
2（喷头离集水盒） |
5135.15 |
非边墙型 |
100 |
≥7x7 |
≥6x6 |
2.4 |
边墙型 |
100 | ||||
墙面布水 |
100 |
设计尺寸 |
|
2 | |
以及5135.1 第7.30灭木垛火试验，确定试验室面积为196M2（14MX14M），其中活动吊顶面积为144M2（12Mx12M）,活动吊顶距地面2.5M~10M连续可调，即可满足各顶试验的要求。
墙面贴隔水的瓷砖，地面要求平整，贴防滑瓷砖，沿离内墙不远的四周设排水沟，排水沟截面为800mmX500mm,把试验积水排出室外。
房体的布局见下图：
2.2吊顶升降系统
吊顶的升降采用电梯运作的方式，用曳引机通过钢丝绳牵引驱动吊顶，别一头加配重装置以降低曳引机的功率。在吊顶的四周还设计了导向机构以确保吊顶的升降平滑顺畅。吊顶的四角及分别设置了数字激光位移传感器,实时监控吊顶的水平度，当不平度超过设定值时报警停机，避免吊顶升降时被卡住而发生安全隐患。吊顶的高度采用激光位移传感器检测，配以LED大屏幕显示高度，直接明了。
2.3供水系统设计
汇总各标准的布水试验的流量与压力要求，见下表:
消防喷头布水试验供水流量与压力： |
|
|
|
| |||||
标准条款 |
*供水流量Q（L/min） |
*小供水流量Q（L/min） |
*供水压力（MPa） |
*小供水压力（MPa） | |||||
流量(L/min) |
压力（MPa） |
流量(L/min) |
压力（MPa） |
流量(L/min) |
压力（MPa） |
流量(L/min) |
压力（MPa） | ||
5135.1 |
750 |
0.266 |
114 |
0.1/0.05 |
135 |
0.285 |
61.3 |
0.046 | |
5135.3 |
1200 |
0.35 |
|
|
|
|
|
| |
5135.9 |
单喷头 |
1323.3 |
1.2 |
|
|
|
|
|
0.34 |
多只 |
3450.7 |
0.51 |
296 |
0.34 |
|
|
|
0.059 | |
ADD布水 |
3835.2 |
0.28 |
301 |
0.35 |
|
|
|
| |
5135.12 |
146.6 |
0.336 |
|
|
|
|
|
| |
5135.13 |
72.8 |
0.1 |
|
|
|
|
|
| |
5135.15 |
76 |
/ |
28 |
/ |
|
|
|
| |
供水流量：28L/min(1.68M3)~3835.2L/min(230.1M3)；
供水压力：0.046MPa~1.2Mpa。
2.3.1供水设备布置：
供水设备布置如下图，沉淀过虑池和蓄水池相通，中间用过滤网隔开，共计100M3。过滤网上部有一隔墙，防止过虑池中的漂浮物（如油等进入蓄水池造成污染）。过虑池一边设有溢流排水沟，排漂浮污染物和多余的水排出试验室外。蓄水池内设有水位开关，保证水池正常供水。沉淀过滤池和水泵间内分别设有排污泵（见下图）
2.3.2.供水管路示意图
系统的供水由三台不同流量和压力的水泵并联组成，并联后的管路设有回水管。试验前的回水管道打开，启动泵使达到试验所须的流量或压力，然后切换至供水管道。消除了水泵启动到达到设定参数值所须的时间误差，也消除了因此段时间产生的集水，提高了试验的准确度。
2.3.3.活动吊顶供水管路：
2.3.3.1阀门的选择
对于DN100的管路来说，为了使试验供水流量和压力迅速达到试验的要求值和减少试验停止后管路余水对集水的影响，要求阀门的开启和关阀都必须迅速及时，动作可靠。
通过比较了电动球阀、电动蝶阀、电磁阀、隔膜式雨淋报警阀的性能特点。前两者动作迟缓，大口径电磁阀密封性能差且阻力损失大。后者动作迅速稳定，阻力损失小。*终确定选用雨淋报警阀作为主管路动作的阀门。
2.3.3.2试验结束后管网余水的解决方案：
为防止试验结束后管路中多余的水落入喷头下方的集水盒，在吊顶上主管道两端分别用三通连接DN50排水管，通过电磁阀控制启闭。
2.3.3.3吊顶下管路的布置：
因兼容的试验要求太多，如预先布管会发生干涉，故无法实现统一布管。做试验时要扭实际需要布置试验管路,安装喷头。
2.3.3.4.水泵机组：
为了保让供水的稳定与精确，避免大功率设备一直运作出现的耗能高，效率低，现采用三台水泵，针对不同的流量及压力范围，只启动其中一台水泵供水：
A：CDL200-20，55kW，额定供水流量200M3/h，扬程69M；
B：CDL85-60，45kW, 额定供水流量85M3/h，扬程134M；
C：CHL8-50，2.2 kW，额定供水流量8M3/h，扬程42.5M；
流量100M3以上采用A泵供水，适用于5135.9布水试验及ADD实际布水试验，
流量100M3以下采用B供水，适用于5135.1洒水喷头、5135.3水雾喷头、5135.9ESFR喷头布水试验；
流量10M3以下采用C泵供水，适用于5135.12、5135.13、5135.15试验要求。
2.3.3.5. 流量检测装置：
供水流量：28L/min(1.68M3)~3835.2L/min(230.1M3)，量程涵盖范围过大，如采用常规涡轮流量计，须3套流量计才能测试要求。且涡轮子流量计对水质的清洁度有较高要求，须过虑不能有杂质，易损坏。电磁流量计较涡轮流量计有精度高，寿命长等特点。现采用2套电磁流量计，一套通径DN25mm，量程0-18M3，另一套通径DN100M3，量程0-280M3，精度0.2级。
2.3.3.6.压力检测装置：
为监测喷头出口的压力，在主管道和喷头出口附近均设计安装了压力传感器，其测量范围是：0-1.6MPa,精度0.25级。
2.4集水系统的设计：
2.4.1集水盒的设计：
汇总各项试验的洒水密度及集水量：
标准条款 |
单喷头*流量（mm/min） |
*洒水密度（mm/min） |
集水盒面积（WxD） |
试验时间 |
集水量(L) | |
5135.1 |
非边墙型 |
187.5 |
30 |
500x500 |
3 |
22.5 |
边墙型 |
78 |
8.6 |
500x500 |
10 |
21.75 | |
5135.3 |
300 |
48 |
500x500 |
3 |
36 | |
5135.9 |
单喷头 |
1323.3 |
/ |
300x300x(300) |
3 |
/ |
多只 |
862 |
69.36(min) |
500x500 |
5 |
87.5 | |
ADD布水 |
639 |
46.1(min) |
150x1075 |
10 |
115 | |
5135.12 |
146.6 |
5.86 |
500x500 |
6 |
8.9 | |
5135.13 |
72.8 |
/ |
300x600x(500) |
≥2 |
/ | |
5135.15 |
76 |
2.1(min) |
300x300x(300) |
10 |
1.9 | |
喷头洒水密度按下面公式计算：
ρ=Q/D2
式中：
ρ—洒水密度，mm/min;
Q --单只喷头在额定工作压力压的流量，L/min;
D --喷头安装间距，M
每个集水盒的集水量按以下公式计算：
W=ρ。T.S
ρ—洒水密度，mm/min;
T—试验时间，min;
S集水盒面积，M2
5.1.1 集水盒的针对5135.1、5135.3、5135.12设计集合盒，开口500mmX500mm,底面积400mmX400mm,高度300mm,容积为60L,可以满足各项试验要求；
5.1.2 针ESFR喷头，设计集水盒，开口500mmX500mm,底面积450mmX450mm,高度600mm,容积为135L,可满足试验要求。
2.4.2集水架的设计：
为实现集盒系统的通用性和便捷性，特设计了1200MMx300MM集水架，可在上面放置5个300MMx300MM的集水盒或5个300MMx600MM的集水盒或3个500MMx500MM的集水盒。集水盒下面通过快换接头连接电磁阀，见下图：
集水盒的排水管采用DN20，排水电磁阀采用DN25，增大通径来减少电磁阀水阻偏大的特性。
分水条的设计：为避免集水盘之间的缝隙有水漏下，特在两两集水盒之间设计了分水条，规格有三种：L=295mm,L=595MM,L=495MM。
2.4.3称量桶的设计：
W1400mmXD200mmXH550mm,容积145L，能满足所有集中盒的称量范围。称量桶的两侧向中间倾斜，方便排干净槽内积水。槽底排水采用电磁阀。
挡雨片的设计：结构如图。使用时直接卡于集水盒边上，方便快捷。长度有三种规格：L=600MM，L=900MM，L=1500MM。
另外，150MMx1075MM的称量桶，须另一规格的架子及称量桶。
2.4.4各试验的集水架的排布
见下图：
5135.1：(500x500)
5135.3：(500x500)
5135.12(500x500)
5135.15 (300x300)
5135.15墙面布水
2.4.5称量系统
采用进口拉压传感器，量程75Kg,两个为一组构成称重机构。共须45组90件。
2.5湿墙试验用辅墙的设计：
按*长度7M设计，如图拼凑成所需的试验空间。
湿墙采用不锈钢板制作，下端连接引流片，引流片比湿墙板略低，保证墙面上的水被引流到集水盒。
2.6控制系统
数据处理系统：
电脑配置：消防喷头布水试验装置
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