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【教学素材】
消防用自动感温喷淋头
湖北省石首市文峰初级中学 刘涛(正高级教师)
【知识链接】消防用自动感温喷淋头是消防喷淋系统的核心喷水装置,平时密封待命,遇到火灾温度升高到设定值时,通过自动洒水实现火灾初期控制。该装置主要由喷头体、溅水盘、感温释放元件(玻璃球或易熔合金)、密封组件及释放机构构成,通过热敏元件受热动作打破密封实现自动喷水。
热敏玻璃球内充注煤油或乙醚溶液,不同颜色对应特定动作温度:红色对应68℃(生活中最常用)、黄色79℃、绿色93℃、蓝色141℃。当环境温度超过设定阈值或受到外力挤压、碰撞时,玻璃球破裂释放压力水流灭火。日常生活中最常见的红色喷淋头动作温度是68℃,水管里的水就会从溅水盘均匀洒出覆盖下方区域。产品需符合GB5135.1—2019标准,并带有3C认证标识。
消防用自动感温喷淋头主要由喷头体、溅水盘、感温释放元件(玻璃球或易熔合金)、密封组件及释放机构构成,通过热敏元件受热动作打破密封实现自动喷水。
一、核心结构组成
(1)喷头体:铜合金或不锈钢材质主体,连接供水管道并承载内部组件,含螺纹接口与水流通道。
(2)溅水盘:位于喷头出口处,负责将水流击散成特定分布形状(如伞状),覆盖保护区域。
(3)感温释放元件:核心触发部件,分为两类:
①玻璃球型:内含热膨胀液体(如丙三醇或乙醚混合液)的彩色玻璃球,受热膨胀炸裂触发;
②易熔元件型:由低熔点合金(铋、铅、锡等配比)构成的焊接片或垫片,达到熔点熔化脱落释放密封。
(4)密封组件:通常包括橡胶垫圈或密封帽,在常态下封堵出水口,防止漏水。
(4)释放机构:支撑感温元件并传递热动作力的机械结构(如玻璃球座、杠杆或弹簧卡扣),元件失效后瞬间解除对密封件的约束。
二、工作原理
(1)正常状态下,密封组件在弹簧力或水压作用下紧闭出水口;
(2)火灾导致环境温度升至设定值(如 68℃),感温元件发生物理变化(玻璃球炸裂或合金熔化);
(3)释放机构失去支撑或锁定,密封件脱落,高压水流经溅水盘雾化喷出。
三、常见类型
(1)玻璃球喷头:结构紧凑、响应快,颜色标识对应动作温度(红68℃、黄79℃、绿93℃等),应用最广;
(2)易熔合金喷头:耐机械冲击性强,多用于低温或特殊工业环境,无颜色编码,靠型号标识温度。
【同步训练设计】
1.消防用自动感温喷淋头结构如图所示。当喷淋头附近温度升高到喷淋头连接消防供水管的设定值时,丙三醇将热敏玻璃球胀破,喷淋头自动喷水灭火。下列说法不正确的是( )
A.玻璃球胀破的原因是丙三醇分子间的间隔变大
B.喷水灭火的原理是水降低了可燃物的着火点
C.日常生活中应避免热源靠近自动感温喷淋头
D.生火灾逃生时,不能乘坐电梯
2.消防用自动感温喷淋头结构如图所示。当喷淋头附近温度升高到喷淋头连接消防供水管的设定值时,液态的丙三醇(C3H8O3)将热敏玻璃球胀破,喷淋头自动喷水灭火。下列说法错误的是( )
A.丙三醇由液态变为气态时,需要吸热
B.喷水灭火的原理是水降低了可燃物的着火点
C.每9.2g丙三醇完全燃烧时,需要消耗9.6g氧气
D.温度升高使丙三醇分子间距离增大而致玻璃球胀破
3.每年的11月9日为“全国消防安全教育日”。在很多地方,我们可以看到天花板上有消防用自动感温喷淋头,其结构如图。喷淋头热敏玻璃球内的乙醚(化学式为C4H10O)等液体随温度升高会膨胀,导致热敏玻璃球胀破,使塞子失去支撑,进而开始喷水灭火。下列说法正确的是( )
A.热敏玻璃球内的乙醚属于氧化物
B.水能灭火是因为水降低了可燃物的着火点
C.玻璃球胀破的原因是乙醚分子变大了
D.黄铜材质的喷淋头具有良好的强度,属于金属材料
4.消防用自动感温喷淋头结构如图所示。当喷淋头附近温度升高到喷淋头的设定值时,丙三醇将热敏玻璃球胀破,喷淋头自动喷水灭火,下列说法正确的是( )
A.用水喷淋降低了可燃物的着火点
B.热敏玻璃球能迅速将外界的热量传递给丙三醇
C.玻璃球被胀破的原因是丙三醇分子体积变大
D.水能吸收燃烧产生的CO等有毒气
5.消防喷淋头及其结构如图。当喷淋头附近温度升高到设定值时,热敏球内的丙三醇(化学式为C3H8O3)会将外层玻璃胀破,喷淋头自动喷水灭火。
(1)阀座使用黄铜材质(铜锌合金),下列有关黄铜的说法错误的是 (填字母序号)
A.黄铜属于金属材料
B.黄铜的熔点较纯铜更高
C.黄铜受热时会变黑
D.黄铜能与稀硫酸反应
(2)玻璃球被胀破的原因是 (填字母序号)
A.分子质量变大
B.分子间隔变大
C.分子数目增多
D.分子体积变大
(3)下列有关喷淋头的说法正确的是 (填字母序号)
A.为了防止喷淋头生锈,平时可以用纱布将其包裹起来
B.喷水灭火的主要原理是降低可燃物的着火点
C.热敏玻璃球胀破的原因是受热时丙三醇分子间隔减小
D.日常生活中应避免热源靠近自动感温喷淋头
6.阅读下列科普短文,回答问题。
全国消防日是每年的11月9日在中国开展大规模社会性、群众性的消防宣传活动,加强消防宣传教育的力度,提高全民消防安全意识和抵御火灾的整体能力。
消防用自动感温喷头结构如图所示,连接消防水管。当喷头附近温度升高到喷头的设定值时,丙三醇将热敏玻璃球胀破,喷头自动喷水灭火。消防喷淋头是消防系统的关键部件,其核心工作原理是通过热敏玻璃球感温破裂触发喷水。
(1)下列关于热敏玻璃球的说法正确的是 (填字母序号)
A.热敏玻璃球内充有煤油、乙醚等膨胀液体,温度升高时液体膨胀导致玻璃球破裂
B.热敏玻璃球的颜色仅用于装饰,与触发温度无关
C.所有热敏玻璃球的破裂温度均为68摄氏度
D.热敏玻璃球破裂后,需手动更换才能恢复喷淋系统功能
(2)从分子角度解释玻璃球胀破的原因 ;
(3)喷水灭火的原理是 。
参考答案
1~4.B、、B、D、D ;
5.(1)B;(2)B;(3)D;
6.(1)A;(2)温度升高,丙三醇分子间的间隔增大,体积膨胀将玻璃球胀破;(3)水蒸发吸热,使可燃物温度降低至其着火点以下。
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