Пожарные насосы

Из всего многообразия пожарного оборудования насосы представляют наиболее важный и сложный их вид. В пожарных автомобилях различного назначения используется разнообразная номенклатура насосов, работающих по различным принципам. Насосы, прежде всего, обеспечивают подачу воды на тушение пожаров, работу таких сложных механизмов, как автолестницы и коленчатые подъемники. Насосы применяются во многих вспомогательных системах: вакуумных системах, гидроэлеваторах и др. Широкое применение насосов обусловлено особенностями их рабочих характеристик, что обеспечивает эффективное применение их для выполнения различных функций.

Классификация пожарных насосов

Насосами называются гидравлические машины, предназначенные для перемещения жидкости и сообщения ей механической энергии. По принципу действия насосы разделяются на три группы: объемные, струйные и лопастные (рис. 1.). Действие объемных насосов основано на применении потенциальной энергии перекачиваемой жидкости, а струйных и лопастных – на применении кинетической энергии.

Насосы могут классифицироваться по назначению, конструктивному исполнению, величинам подачи перекачиваемой жидкости и напора и т. д. На оперативных машинах пожарной и аварийно-спасательной службы применяются насосы всех трех видов (область А, обозначенная на рис. 1.). Насосы, устанавливаемые на пожарных автомобилях, выполняют различные функции. Они прежде всего обеспечивают подачу воды из автоцистерн на тушение пожаров. Ряд из них выполняют вспомогательные функции: обеспечивают забор воды центробежными насосами из естественных и искусственных водоисточников, на специальных ПА они используются в качестве приводов механизма в гидравлических системах управления, например, автолестниц и автоколенчатых подъемников (рис.2.).

Работа всех насосов с механическим приводом характеризуется двумя процессами: всасывания и нагнетания перекачиваемой жидкости. При этом насос любого типа характеризуется величиной подачи жидкости, развиваемым напором, высотой всасывания, величиной коэффициента полезного действия и эффективной мощности.

Подачей насоса называется объем жидкости, перекачиваемой в единицу времени, Q, л/с. Напором насоса называется разность удельных энергий жидкости после и до насоса. Его величину измеряют в метрах водяного столба Н, м. Напор Н, развиваемый насосом, должен преодолеть подъем воды на высоту Нг и сопротивление перемещению во всасываемых рукавах hвс и напорных рукавах hн, а также обеспечить требуемый напор на стволе Нств (рис. 3.3). Учитывая незначительное расстояние между z1 и z2, принимают z2 – z1 = 0, тогда высоту всасывания по рукавной линии, м, принимают равной расстоянию от поверхности воды до центра насоса. Можно записать:

Потери во всасывающей и напорной линиях определяют по формуле:

где Sвс и Sн – коэффициенты сопротивления рукавов линий всасывания и нагнетания. Эффективная мощность насоса, Вт, расходуется на совершение работы по перемещению определенного объема жидкости Q плотностью ρ c напором Н, м:

Мощность, потребляемая насосом, равна:

Полный КПД η насоса определяют по формуле:

где ηо, ηг и ηм – КПД объемный, гидравлический и механический.

Объемные насосы

Объемные насосы – насосы, в которых перемещение жидкости (или газа) осуществляется в результате периодического изменения объема рабочей камеры. К ним относятся: поршневые насосы, пластинчатые, шестеренчатые, водокольцевые.

Поршневые насосы (рис. 3). В поршневых насосах рабочий орган (поршень) совершает в цилиндре возвратно-поступательное движение, сообщая перекачиваемой жидкости энергию.

Подача Q, м 3 /с, насоса определяется по формуле:

где d – диаметр поршня, м; S – ход поршня, м; n – частота перемещения поршня, с–1 . Поршневые насосы перекачивают различные жидкости, создавая большие напоры (до 15 МПа), обладают хорошей всасывающей способностью (до 7 м) и высоким КПД (η = 0,75–0,85). Их недостатками являются: тихоходность, неравномерность подачи жидкости и невозможность ее регулировать. Поршневые насосы применяют для заполнения огнетушителей, газовых баллонов, их испытаний и т. д.

Аксиально-поршневые насосы (рис. 4.). Несколько поршневых насосов 2 размещены в одном барабане 3, вращающемся на оси распределительного диска 1. Штоки поршней 4 шарнирно закреплены на диске, вращающемся на оси 5. При вращении вала 6 поршни перемещаются в осевом направлении и одновременно вращаются с барабаном.

В распределительном диске 1 выполнены два серповидных окна. Одно из них соединено с масляным баком, а второе с магистралью, в которую подается масло. За один оборот вала барабана каждый поршень совершает ход вперед и назад (всасывание и нагнетание). Подача насоса определяется по формуле:

где Dб – диаметр барабана, м; d – диаметр поршня, м; i – число поршней; n – скорость вращения вала, об/мин. Достоинством насосов является равномерность подачи жидкости, высокое развиваемое давление (40–50 МПа) и КПД (η = 0,85–0,9). В системах управления автолестниц и подъемников насосы используются и как гидромоторы и как гидронасосы.

Шестеренчатый насос (рис. 5.) состоит их корпуса 2 и зубчатых колес 1. Одно из них приводится в движение, второе в зацеплении с первым свободно вращается на оси. При вращении шестерен жидкость, находящаяся во впадинах 3 зубьев, перемещается по окружности корпуса.

Они характеризуются постоянной подачей жидкости и работают в диапазоне 500–2500 об/мин. Их КПД в зависимости от частоты вращения и давления достигает 0,65–0,85. Они обеспечивают глубину всасывания до 8 м и могут развивать напор более 10 МПа. Используемый в пожарной технике насос НШН-600 обеспечивает подачу Q = 600 л/мин и развивает напор Н до 80 м при n = 1 500 об/мин. Подача насоса определяется по формуле:

где R и r – радиусы шестерен по высоте и впадинам зубьев, см; b – ширина шестерен, см; n – частота вращения вала, об/мин; η – КПД. В этих насосах предусматривается перепускной клапан. При избыточном давлении через него перетекает жидкость из полости нагнетания во всасывающую полость.

Пластинчатый (шиберный) насос (рис. 6.) состоит из корпуса с запрессованной в него гильзой 1. В роторе 2 размещены стальные пластины 3. Приводной шкив закреплен на роторе 2. Ротор 2 размещен в гильзе 1 эксцентрично. При его вращении пластины 3 под действием центробежной силы прижимаются к внутренней поверхности гильзы, образуя замкнутые полости. Всасывание происходит за счет изменения объема каждой полости при ее перемещении от всасывающего отверстия к выпускному.

Подача, см3 /мин, пластинчатых насосов определяется по формуле:

где n – частота вращения ротора, об/мин; rc2 rp2 – радиусы статора и ротора, см; b – ширина пластины. Пластинчатые насосы могут создавать напоры 16–18 МПа, обеспечивают забор воды с глубины до 8,5 м при КПД, равном 0,8–0,85. Смазка вакуумного насоса осуществляется маслом, которое подается в его всасывающую полость из масляного бака вследствие разрежения, создаваемого самим насосом.

Струйные насосы

Струйные насосы используются как водоструйные, так и газоструйные.

Водоструйный насос – гидроэлеватор пожарный входит в комплект ПО каждого пожарного автомобиля. Он используется для забора воды из водоисточников с уровнем воды, превышающим высоту всасывания пожарных насосов. С его помощью можно забирать воду из открытых водоисточников с заболоченными берегами, к которым затруднен подъезд пожарных машин. Он может быть использован как эжектор для удаления из помещений воды, пролитой при тушении пожаров. Пожарный гидроэлеватор (рис. 7) представляет собой устройство эжекторного типа. Вода (рабочая жидкость) от пожарного насоса поступает по рукаву, подсоединенному к головке 7, в колено 1 и далее в сопло 4. В камере смешения 2 создается разрежение, чем обеспечивается всасывание подаваемой жидкости. Затем в диффузоре давление смеси рабочей и транспортируемой жидкостей значительно повышается в результате снижения скорости движения. Это позволяет осуществлять нагнетание воды.

Струйные насосы просты по устройству, надежны и долговечны в эксплуатации. Существенным их недостатком является низкий коэффициент полезного действия, его величина не превышает 30 %. Газоструйный эжекторный насос используется в газоструйных вакуумных аппаратах (рис. 8.). С их помощью обеспечивается заполнение всасывающих рукавов и центробежных насосов водой.

Рис. 8. Газоструйный эжектор: 1 – диффузор; 2 – камера смешения; 3 – камера разрежения; 4 – корпус насоса; 5 – сопло высокого давления

Рабочим телом этого насоса являются отработавшие газы двигателя внутреннего сгорания АЦ. Они поступают в сопло 5 высокого давления, затем в камеру 3 корпуса насоса 4, в камеру смешения 2 и диффузор 1. Как и в жидкостном эжекторе, в камере 3 создается разрежение. Эжектируемый из пожарного насоса воздух обеспечивает создание в нем вакуума и, следовательно, заполнение всасывающих рукавов и пожарного насоса водой. Газовые струйные насосы на АЦ используются также для проверки создаваемого вакуума в пожарных насосах. Газовые струйные насосы обеспечивают заполнение систем всасывания и центробежных насосов при заборе воды с глубины до 7 м в течение 30–60 с. Наиболее часто из открытых водоисточников производят забор воды при геометрических высотах всасывания до 5 м. Высота всасывания 6 и 7 м встречается крайне редко и составляет около 1 % от общего числа случаев.

Пожарные центробежные насосы серии ПН

Центробежные насосы обладают рядом достоинств. При постоянной скорости вала насоса nном, об/мин, изменяя подачу Q, л/с, в широких пределах (до 10 раз), напор Н, м, развиваемый им, изменяется на 10–15 %. Следовательно, напор при изменении подачи всегда будет достаточно высоким. Центробежные насосы подают жидкость равномерно без пульсаций. Важным является и то, что они способны работать «на себя». При перекрытии ствола, засорении его или заломе напорных рукавов насос не выключается. Центробежные насосы не требуют сложного привода от двигателя, надежны в работе и просты в управлении. Существенным их недостатком является то, что они не могут забирать воду из открытых водоисточников. Поэтому их оборудуют специальными вакуумными системами с ручным или автоматическим включением. К центробежным насосам для целей пожаротушения предъявляется ряд специфических требований. Они должны обеспечивать подачу воды и водных растворов пенообразователя с водородным показателем рН от 7 до 10 плотностью 1 010 кг/м3 и массовой концентрацией твердых частиц до 0,5 % при их максимальном размере 3 мм. Насос может потреблять не более 70 % мощности, развиваемой двигателем, расположенным на шасси, и обеспечивать работу непрерывно в течение 6 ч при любых температурах окружающей среды. Насосы серии ПН устанавливают на автоцистернах и автонасосах. Они обозначаются так: ПН-40УВ (ПН – пожарный насос; 40 – максимальная подача насоса 40 л/с; У – универсальный и В – особенность выпускаемой серии). Геометрически подобны этой серии пожарные насос ПН-60 и ПН-110. Они применяются на пожарных аэродромных автомобилях и пожарных насосных станциях, соответственно. Все эти насосы имеют одинаковую номенклатуру основных деталей, идентичны по конструкции, но имеют различные габариты и массу.

Пожарный центробежный насос ПН-40УВ (рис.10) состоит из корпуса 1, двух напорных патрубков 2, двух напорных задвижек 3, пеносмесителя 4 и задвижки коллектора 6, установленных на коллекторе 5. Продольный разрез представлен на рис. 3.11. В корпусе 1, закрытом крышкой 2, на подшипниках 8 и 16 установлен вал 9 насоса. В корпусе на конической части вала размещено рабочее колесо 5. Оно сопряжено с валом шпонкой и закреплено гайкой со шплинтом. На насосах ПН-40У и ПН-40УА рабочее колесо размещено на цилиндрическом шипе вала.

В осевом направлении оно закреплено гайкой и стопорится стопорной шайбой. От проворачивания оно крепится одной и двумя шпонками, соответственно, на ПН-40У и ПН-40УА. В ПН-40У корпус насоса 1 и масляная ванна 10 выполнены в виде одной детали. Все корпусные детали насосов, рабочие колеса изготовлены из алюминиевого сплава АЛ9В. Валы насосов изготовлены из стали 45Х и термически обработаны.

Важным элементом в насосе является крепление вала. Это обусловлено особенностями конструкции рабочего колеса. Оно выполнено из двух дисков – ведущего и покрывающего. Между ними расположены лопасти, загнутые в сторону, противоположную вращению. Размеры дисков колеса различны. Это обусловливает возникновение осевой силы, которая направлена по оси в сторону всасывающего патрубка и стремится сместить колесо по оси. Величину этой силы приближенно вычисляют по формуле:

где S – коэффициент сопротивления щелевого уплотнения (S = 0,6); Р – давление на насосе, Па; R1 – радиус входного отверстия, м; Rв – радиус вала, м.

Герметизация внутренней полости насоса от внешней среды осуществлена двумя способами. Все стенки соединяемых корпусных деталей герметизируют резиновыми прокладками.

Изнашивание манжет и вала ухудшает герметизацию насоса. При этом затрудняется забор воды и увеличиваются ее утечки.

Пожарные насосы ПН40УВ устанавливают на ряде автоцистерн и автонасосов, выпускаемых промышленностью. Пожарные насосы ПН-60 и ПН-110 заменяются новыми моделями ПН-70 и ПН-110, устанавливаемыми на пожарных аэродромных автомобилях и пожарных насосных станциях. Пожарные насосы центробежные надежны в эксплуатации. Поддержание их работоспособности обеспечивается выполнением ряда мер при технических обслуживаниях (ТО).

Техническое обслуживание – это комплекс операций по поддержанию работоспособности или исправности насосов при их использовании по назначению. В ГПС проводят ряд ТО насосов, включающих: ежедневное ТО (ЕТО), ТО-1 и ТО-2 после общего пробега пожарного автомобиля, равного, соответственно, 1 500 и 7 000 км. Кроме того, их обслуживание производят и на пожаре, и после пожара.

ТО на пожаре. Периодически контролировать герметичность насосной установки по утечке воды через соединения и сальники. На насосах ПМ каждый час работы подается смазка в сальники через колпачковую масленку. Поддерживать положительную температуру в насосном отсеке.

ТО после поажара. Слить воду из насоса. Зимой – из трубки, соединяющей ПН с газоструйным вакуум-аппаратом, удалить воду кратковременным его включением. После тушения пожара пеной промыть водой систему подачи пенообразователя и насос. Работы по регламентированному техническому обслуживанию при ТО-1 и ТО-2 приводятся в таблице.

Насосы центробежные пожарные (НЦП)

Пожарные насосы серии ПН обладают хорошими техническими возможностями. Но, к сожалению, подача ими воды по высоте струй ограничивалась 30 м. Появилась необходимость создавать пожарные насосы с величинами напоров более 100 м. На насосах необходимо ежедневно проверять работоспособность вакуумных систем. Это связано со значительными расходами топлива и моторесурса двигателей. Вакуумные струйные насосы характеризуются невысокой надежностью. Это и ряд других причин (например, ограничение расхода пенообразователя) потребовало создания более совершенных пожарных насосов. Промышленностью была создана серия пожарных центробежных насосов с различными техническими возможностями. Для пожарных автоцистерн и автонасосов стали производить насосы четырех типов в исполнениях нормального (Н) давления, высокого (В) давления и комбинированных (К). Насосы центробежные пожарные (НЦП) обозначаются НЦПН, НЦПВ и НЦПК, соответственно. Насос НЦПН и первая ступень (нормального давления) насоса НЦПК идентичны. Различие только в том, что на ступени нормального давления насоса НЦПК имеется муфта включения второй ступени. Поэтому изложение устройства начнется с комбинированного насоса.

Насосы центробежные пожарные комбинированные (НЦПК)

Насосы этого класса состоят из двух ступеней: нормального и высокого давления. Ступень нормального давления по конструкции и техническим характеристикам идентична конструкции центробежного пожарного насоса нормального давления (НЦПН-40/100). Насос имеет несколько конструктивных исполнений. Они различаются по составу и, следовательно, по функциональным возможностям. Обозначение насоса: НЦПК-40/100-4/400. Подача и соответствующий ему напор ступени нормального давления 40 л/с и 100 м, соответственно. В ступени высокого давления – 4 л/с и 400 м. Максимальная глубина всасывания 7,5 м. Указанные выше параметры получены при глубине всасывания 3,5 м и частоте вращения вала насоса 2 700 об/мин. В серийном исполнении насос имеет еще и буквенные индексы. Так, буква Т указывает, что в насосе имеется встроенный тахометр, показывающий частоту вращения приводного насоса. Буква В указывает на наличие в насосе встроенной вакуумной системы. При этом установлены следующие различия насосов. В случае обозначения 1В указывается, что насос имеет встроенную вакуумную систему с полуавтоматическим управлением привода вакуумного насоса с возможностью работы в разном режиме управления вакуумным насосом с защитой электропривода от нештатных ситуаций. Обозначение 2В характеризует, что насос оборудован вакуумной системой с электроприводом только с ручным управлением. Обозначение 3В указывает, что насос оборудован автоматической системой забора воды вакуумным насосом с приводом от вала центробежного насоса. Ступень нормального давления. Продольный разрез этой ступени представлен на рис. 11. Конструкция этой ступени принципиально идентична конструкции насоса ПН-40УВ. Однако имеется ряд отличий.

В специальном держателе закреплено уплотнительное кольцо 1, выполненное из силицированного графита. Пружиной 8 в стакане 7 оно прижимается ко второму кольцу из этого же материала, закрепленному на колесе насоса. Их контакт торцами обеспечивает требуемую герметизацию насоса. Манжета 5 служит для предотвращения поступления воды в корпус насоса (поз. 15 рис. 11). Наиболее важным в рассматриваемой конструкции (см. рис. 11) является привод ступени вала насоса высокого давления. Он обеспечивается фрикционной муфтой 5б. Ведущие диски фрикционной муфты размещены на ее ведущей части б, которая шпонкой зафиксирована на валу насоса. Ведомые фрикционные диски размещаются в верхней части ведомой муфты 5. Она установлена на двух подшипниках качения на валу насоса. На левой части этой муфты нарезано зубчатое колесо. При разобщенных ведущих и ведомых фрикционных дисках зубчатое колесо на муфте 5 при вращении вала насоса будет неподвижным. На валу насоса в осевом направлении вилкой 8 перемещается нажимная втулка 17. При ее включении (перемещение влево направляется штифтом В в пазу вала насоса) скосом ее внутренней поверхности будет поворачиваться большое плечо рычага а и сжимать фрикционные диски. При этом зубчатое колесо муфты 5 приведет во вращение вал ступени насоса высокого давления. Включение ступени высокого давления осуществляется вилкой 8, указанной на рис. 21. Ступень высокого давления. Продольный ее разрез представлен на рис. 12. В корпусной детали 5 на подшипниках 1 серии 308 установлен полый вал-шестерня 4. Концевой подшипник 1 вмонтирован в специальный корпус 3. В осевом направлении он фиксируется крышкой 35, отделяющей внутреннюю полость вала-шестерни 4 от внутренней полости корпуса насоса 5.

Ступень насоса высокого давления состоит из двух рабочих колес. Оба колеса одинаковых размеров. Изоляция колес от корпуса насоса осуществлена щелевыми уплотнениями 9 (как в насосе ПН-40УВ), уплотнительный блок 26 торцового типа (как в ступени нормального давления, см. поз. 15 на рис. 11). У щелевого уплотнения корпусной части 15 установлено проставочное колесо 16. Им обеспечивается изменение направления потока воды из щелевого уплотнения во всасывающую полость рабочего колеса 18. Ступень насоса высокого давления представляет собой центробежный двухступенчатый насос консольного типа со встречно расположенными рабочими колесами. Рабочие колеса 20 и 18 установлены задними дисками друг к другу. Этим осуществляется разгрузка подшипников от осевых усилий. В конструкции ступени высокого давления предусмотрено уменьшение влияния на вал действующих моментов. Это обеспечивается тем, что закручивание лопаток рабочих колес 18 и 20 происходит в противоположных направлениях. Так, если смотреть на колесо 18 со стороны входа жидкости, то его лопатки закручены направо, а в колесе 20 – налево. В корпусной детали 5 установлено промежуточное зубчатое колесо 28, обеспечивающее передачу мощности от вала ступени нормального давления на вал 4 секции высокого давления. Передаточное отношение рассматриваемого редуктора равно 2,33. Следовательно, при частоте вращения вала ступени нормального давления, равной 2 700 об/мин, вал ступени высокого давления будет вращаться с частотой более 6 000 об/мин. При такой частоте вращения подшипники качения сильно нагреваются, что сокращает установленный для них ресурс работы. Поэтому в конструкции ступени высокого давления предусмотрено охлаждение подшипников и вала. Оно осуществляется двумя способами, образуя два контура охлаждения. По первому контуру вода из напорной части у рабочего колеса 20, поступая во всасывающую полость рабочего колеса 18, под большим напором через калиброванное отверстие втулки 13 будет протекать внутрь трубки 24, закрепленной на валу 4. Выходя из кольца трубки 24, она будет перетекать между внутренней полостью вала 4 и наружной поверхностью трубки 24 и далее по отверстию во всасывающую полость рабочего колеса 20. Этим обеспечивается охлаждение вала 4 и подшипников 1. По второму контуру вода будет поступать из напорного коллектора ступени нормального давления в камеру охлаждения ступени высокого давления, а потом отводиться во всасывающую полость ступени нормального давления. Ступени нормального и высокого давления объединены в один общий агрегат – насос центробежный пожарный комбинированного тушения – НЦПК-40/100-4/400-В1-Т

Общее устройство насоса.

В конструкции насоса применяется ряд элементов, раньше не использовавшихся в насосах. Поэтому следует описать их назначение и устройство.

Падающий клапан тарельчатого типа устанавливается в коллекторе на входе в него воды из ступени нормального давления. На рассматриваемом насосе отсутствуют напорные задвижки. Поэтому обратный клапан предназначен для предотвращения обратного тока воды при остановке насоса, когда рукава проложены в верхние этажи зданий, а также для герметизации полости насоса при работе вакуумной системы. В некоторых насосах с его помощью осуществляется индикация подачи воды. Устройство клапана показано на рис. 13.

На штоке 7 клапана установлен постоянный магнит 3, необходимый для индуцирования нулевой подачи насоса, которая осуществляется магнитно-электрическим контактом 4, установленным на направляющей 2. При работе насоса поток воды переместит клапан в верхнее положение. При прекращении подачи воды под тяжестью собственного веса он опустится вниз и перекроет путь воде из насоса в коллектор.

Напорный вентиль предназначен для перекрытия трубопроводов в водопенных коммуникациях насоса. Устройство напорного вентиля показано на рис. 14. На винте 8 размещен клапан 3. При вращении маховика 12 винт 8 ввинчивается во втулку 10, открывая путь воде из коллектора в рукавную линию. Пресс-масленка 9 предназначена для введения смазочного материала внутрь корпуса вентиля при техническом обслуживании насоса.

Фильтр. Ступени нормального и высокого давления включены последовательно. Вода из напорного коллектора ступени нормального давления поступает во всасывающий патрубок ступени высокого давления через специальный фильтр.

Клапан перепускной. Устройство клапана показано на рис. 15. Усилие пружины 4 обеспечивает открытие клапана при давлении свыше 20 кг/см2 . Поэтому при работе ступени низкого давления клапан закрыт. Он открывается при включении в работу ступени высокого давления только в случае, когда закрыты стволы-распылители или вентили. При этом вода, частично, через штуцер 1 перетекает по трубопроводу, соединяющему его с цистерной. Этим предотвращается перегрев насоса при нулевой подаче воды.

Общее устройство насоса представлено на рис. 16. Для облегчения его изучения на рис. 17 представлена принципиальная схема размещения на нем аппаратуры, механического привода и водопенных коммуникаций. На этом рисунке цифровые обозначения приняты такими же, как и на рис. 16. На коллекторе 2 насоса ступени нормального давления 14 имеется три вентиля. Вентиль 1 – для соединения с прокладываемыми рукавными линиями, вентиль 10 – для заполнения цистерны водой из водоисточников. Вместо заглушки 26 может быть установлен вентиль для подачи огнетушащих веществ в лафетный ствол. Вентили нормального давления аналогичны по конструкции, представленной на рис. 14. Внутри коллектора размещен падающий клапан (см. рис. 13). На коллекторе установлен вакуумный шаровой кран 25 с патрубком 24 для соединения с вакуумным насосом. На коллекторе установлен также пеносмеситель 6 (см. рис. 17), к которому из пенобака подводится пенообразователь. Во всасывающую полость рабочего колеса 14 он подается по трубе б (см. рис. 17). В ступень насоса 17 высокого давления вода подводится из коллектора 2 через фильтр 30 (см. рис. 16). Пройдя оба рабочих колеса под высоким напором, она поступает в коллектор высокого давления 22. На коллекторе установлен клапан перепускной 21 и шаровой кран высокого давления 23, к его патрубку присоединен рукав (на рукавной катушке), на конце которого закрепляется ствол-распылитель. Заполнение цистерны водой из водоисточников производится включением вентиля 10. Из анализа рис. 16 и 17 следует, что подача воды из ступени нормального давления осуществляется при открытых вентилях 1 и 26, если включен лафетный ствол. Включение в работу ступени 17 высокого давления осуществляется механизмом включения а (см. рис. 17), показанным также на рис. 11 (поз. а, б, 5 и 8). При этом вода из коллектора 2 ступени нормального давления поступает через фильтр 30 к колесам ступени 17 высокого давления, как показано на рис. 16 и рис. 17. Пенообразователь после пеносмесителя 6 поступает во всасывающую полость по трубе б (см. рис. 17), а затем в смеси с водой подается в рукавные линии. На панели 3 управления размещены: рукоятка включения эжектора 4, показывающий прибор тахометра 5, рукоятка дозатора пенообразователя 7 и счетчик времени наработки 8. Кроме того, на насосе установлен мановакуумметр 19 и два манометра 12 и 18 в ступенях нормального и высокого давления.

Комбинированный пожарный насос может подавать на тушение огнетушащие вещества в режимах: – нормального давления, когда подача осуществляется только ступенью низкого давления; – высокого давления, когда подача производится только ступенью высокого давления; – совместной работы, когда подача осуществляется двумя ступенями. При работе в указанных режимах, естественно, будут различными показатели технических характеристик ступеней насоса. Основные их значения при номинальных частотах вращения приводного вала насоса приводятся в таблице.

Примечание. В графе совместная работа приводятся данные ступени нормального и высокого давления. Рабочие характеристики различных ступеней насоса получены при частоте вращения приводного вала (вала насоса ступени низкого давления) 2 700 об/мин и глубине всасывания 3,5 м. Наибольшая геометрическая высота всасывания равна 7,5 м. При этой глубине всасывания подача воды при напоре первой ступени должна быть не менее 20 л/с.

Конструкция ступени высокого давления является аналогом пожарного насоса НЦПВ-4/400. В нем только не имеется привода ступени высокого давления и, естественно, элементов, связывающих обе ступени. Параметры технической характеристики и рабочая характеристика соответствуют данным таблицы.

Техническое обслуживание насосов.

Во избежание преждевременного выхода насоса из строя необходимо при эксплуатации и техническом обслуживании насоса учитывать следующие требования: – исключить возможность попадания посторонних предметов во внутренние полости насоса; – не оставлять насос, залитый водой (тем более зимой в неотапливаемом помещении); – следить за уровнем масла в картере ступени нормального давления и своевременно заменять его. Для обеспечения постоянной технической готовности насоса предусматриваются следующие виды технического обслуживания: ежедневное техническое обслуживание (ЕТО), техническое обслуживание ТО-1 и техническое обслуживание ТО-2. Сроки проведения технического обслуживания ТО-1 и ТО-2 насоса должны совпадать со сроками проведения ТО-1 и ТО-2, соответственно, пожарного автомобиля. ТО на пожаре сводится к контролю показаний приборов, а зимой – к поддержанию положительной температуры в отсеке. ТО после пожара. Необходимо слить воду из насоса, открыв краны слива воды. После тушения пожара пеной промыть водой систему подачи пенообразователя и насос. Перечень работ для указанных видов технического обслуживания приведен в таблице.

Возможные неисправности, возникающие при нарушении правил эксплуатации насосов, устраняются в соответствии с рекомендациями, указанными в технической документации насосов.

Насос центробежный пожарный высокого давления НЦПВ-20/200

Пожарный насос (рис. 18) представляет собой агрегат, продольный разрез которого показан на рис. 31, состоящий из коллектора 4 и рукоятки дисковой заслонки 1. На насосе установлены: манометр 6, мановакуумметр 17 и тахометр. Блок индикации 11 тахометра и времени наработки закреплен на 98 панели 10. На этой же панели закреплен блок управления 12 вакуумной системы.

На насосе установлен пеносмеситель 13 с ручным управлением. Эжектор пеносмесителя, выключаемый рукояткой 7, обеспечивает забор воды от третьей ступени насоса к дозатору 19. К его левой части на двух шпильках подсоединяется шланг с обратным лепестковым клапаном, подводящий пенообразователь от пенобака. Для дозирования пенобака в дозаторе вырезано отверстие с переменным сечением (вместо пяти отверстий в пеносмесителе типа ПС-5). При повороте маховика пеносмесителя изменяется сечение проходного отверстия для перетока пенообразователя. Этим обеспечивается его дозирование от 1 до 6 %. Разрешается одновременная работа двух пеногенераторов типа ГПС-600. На шкале дозатора 19 указывается положение маховика при его выключенном положении.

На пеносмесителе у эжектора имеется кран соединения полости насоса с атмосферой (см. рис. 18, поз. 5). На кронштейне 14 установлена масломерная стеклянная трубка с двумя рисками, указывающими уровень масла для смазывания подшипника 5-309, установленного в задней крышке насоса. Она соединена с полостью задней крышки насоса трубкой, соединенной с масломерной трубкой на кронштейне. На насосе в коллекторе устанавливают дисковые заслонки с ручным приводом. Принципиальная схема такой заслонки представлена на рис. 19. Внутренняя поверхность корпуса 2 заслонки покрыта слоем материала уплотнения 4. Это может быть резина или пластмасса. Заслонка 5 поворачивается на неподвижной оси 3. Подвижная ось 7 прочно соединена с заслонкой 5. На оси 7 закрепляют элемент рукоятки ручного (см. рис. 18, поз. 1) или пневматического привода зубчатого колеса (см. рис. 19, поз. 8). Корпус 2 заслонки на прокладках (на схеме не показаны) зажимается болтами 9, стягивающими фланцы трубопроводов 1. В положении, указанном на рисунке, заслонка 5 плотно перекрывает трубопровод. При повороте заслонки 5 вокруг осей 3 и 7 на 90° он займет положение, указанное цифрой 6. При этом соединяемые трубы почти полностью свободны для протекания жидкости. Независимо от привода в конструкции предусмотрено плавное регулирование положения заслонки 5, т. е. можно регулировать подачу воды. Описанные заслонки характеризуются значительно меньшей массой по сравнению с другими типами заслонок, применяемых на пожарных автомобилях. Их ряд включает размеры по диаметру от 45 до 200 мм. Они характеризуются высокой надежностью.

Центробежный насос трехступенчатый с осевым подводом воды. Продольный его разрез представлен на рис. 20.

Оболочку насоса образуют корпус 1, крышки направляющих аппаратов 6 и крышка насоса 7. Внутри ее на шариковых подшипниках 14 (подшипник 5- 309) и подшипнике 5-303 внутри переднего уплотнения 9 вала установлен ротор. В его состав входят вал 16, три рабочих колеса 8 с двоякой кривизной лопастей. В качестве отводящего устройства на первой и второй ступенях используются направляющие аппараты 4. На третьей ступени направляющий аппарат 2 образует с корпусом 1 кольцевую камеру. На ее двух шпильках устанавливают падающий клапан. Направляющие аппараты 4 закреплены в их крышках 6.

Техническое обслуживание насоса. Техническая готовность насоса обеспечивается выполнением ряда работ после тушения пожаров и технического обслуживания. При подаче воды в насос не допускается работа при напоре на выходе более 300 м (давление 30 кгс/см2 ) и частоте вращения вала более 3 200 об/мин, а также при полностью перекрытой напорной магистрали. При необходимости временной подачи воды следует снизить частоту вращения вала двигателя до минимально возможной. Это обусловлено тем, что работа насоса при нулевой подаче может привести к аварийному перегреву насоса. Необходимо оценивать наличие течи воды (каплеобразование). Допускается утечка воды из дренажных отверстий насоса в виде капель в количестве не более 60 капель в минуту. Во избежание короткого замыкания или случайного включения вакуумного насоса при техническом обслуживании необходимо отключить аккумуляторную батарею от «массы». После остановки насоса необходимо слить воду из его полости и осуществить смазку внутренней полости вакуумного насоса. Открыв сливной кран на насосе и кран на пеносмесителе, слить воду. Кран эжектора устанавливают в положение «Откр.». После стока воды на 3–5 с включают в работу вакуумный кран для удаления из него случайно попавшей воды. Смазывание внутренней полости вакуумного насоса производят маслом из масляного бачка насоса. Для этого закрывают заслонки и вакуумный кран, в ручном режиме включают в работу вакуумный насос. Масло из бачка будет поступать по прозрачной трубке до штуцера жиклера. В этом положении вакуумный насос должен работать 3–5 с. Выключив насос, установить все краны и ручки крана эжектора и дозатора в положение «Закр.». Промывку пожарного насоса по окончании работы с пенообразователем осуществляют водой из ведра по шлангу, подсоединяемому к магистрали подачи пенообразователя. Для промывки насос включают в работу на 3–5 мин, поддерживая давление на выходе в пределах 5–10 кгс/см2 . При промывке следует несколько раз повернуть ручку крана эжектора в пределах «Откр.» – «Закр.», а также вращать ручку дозатора. Этим обеспечивается промывка подвижных соединений. При работе в условиях низкой температуры воздуха необходимо полностью слить воду из насоса, удалить ее из вакуумного насоса и смазать его внутренние поверхности. Кроме того, следует слить воду из всех полостей кранов, оставив их в полуоткрытом положении. Плановые технические обслуживания (ЕТО, ТО-1 и ТО-2) проводят в объеме, указанном для НЦПК-40/100-4/400 (см. таблицу). Однако в некоторых из них имеются дополнительные работы. ЕТО. Производится проверка уровня масла в центральном насосе. Уровень должен находиться между рисками на кронштейне. При необходимости долить масло. ТО-1. Прочистить жиклер маслопровода вакуумного насоса капроновой леской сечением 0,4–0,5 мм. ТО-2. Подтянуть сальниковые уплотнения вала центробежного насоса (см. Руководство по эксплуатации КШИН. 062542.002.РЭ).

Насос центробежный пожарный высокого давления НЦПВ-4/400

Насос НЦПВ-4/400 предназначен для тушения пожаров водой или пеной, при этом забор воды производится только из цистерны или от гидранта. Компоновка рабочих колес насоса четырехступенчатого со встречно расположенными колесами третьей и четвертой ступени по отношению к первым двум колесам показана на рисунке

Рабочие колеса насоса выполнены с полуоткрытыми цилиндрическими лопатками без переднего покрывающего диска. Рабочие колеса разделены направляющими аппаратами. К выходному патрубку насоса крепится напорный коллектор. Внутри его расположен обратный (падающий) клапан, как в ранее описанных насосах. На коллекторе установлены два вентиля тарельчатого типа, пеносмеситель и перепускной клапан. Для слива воды из коллектора предусмотрены два шаровых крана. Такой же кран установлен для слива воды из коллектора. Пеносмеситель по конструкции аналогичен ПС-5. Однако его дозатор рассчитан на подачу пенообразователя для работы одного или двух стволов с концентрацией пенообразователя, равной 3 или 6 %. Уровень дозирования пенообразователя при работе с одним стволом-распылителем СРВД 2/300 (3±0,6) и (6±1,2) %. На приборной панели насоса установлены: два манометра, счетчик времени наработки и показывающий прибор тахометра. Счетчик времени наработки включается автоматически одновременно с началом вращения вала насоса. Он показывает время в часах, отработанное насосом с начала эксплуатации. Автоматическое включение и выключение счетчика осуществляется его блоком управления. Информация о вращении вала насоса поступает в него от первичного преобразователя тахометра. На блоке управления имеются клеммы для подключения насоса к источнику электроэнергии пожарного автомобиля напряжением 12 В постоянного тока.

Параметры технической характеристики насоса представлены в таблице.

Техническая характеристика насоса при номинальной частоте вращения вала насоса представлена на рисунках

Насос обеспечивает подачу воды из цистерны пожарного автомобиля или водоисточника с подпором до 6 кгс/см2 на один или два высоконапорных ствола-распылителя. Использование насоса со стволами-распылителями высокого давления позволяет тушить пожары мелкораспыленными струями воды. Работа насоса позволяет уменьшать расход воды за счет повышения огнегасящих свойств распыленной воды, эффективно осаждать дым и охлаждать воздух в замкнутых объемах, защищать ствольщика водяной завесой. Использование насоса позволяет тушить пожары в зданиях повышенной этажности.

Техническое обслуживание насоса. Содержание работ по техническому обслуживанию и методы проведения представлены в таблице.

При обслуживании пожарных насосов серии НЦП (новое поколение) рекомендуется использовать смазочные материалы, перечень которых приводится в таблице.

* Допускается использовать трансмиссионные и моторные масла тех марок, которые применяются в пожарном автомобиле. Пожарные насосы нового поколения на основании их эксплуатации непрерывно совершенствуются. Поэтому конструкции некоторых их элементов, описанные в учебнике, могут не соответствовать конструкциям насосов, используемых в пожарных частях.

Добавить комментарий Отменить ответ

Для отправки комментария вам необходимо авторизоваться.

https://myfireshop.ru/%D0%BF%D0%BE%D0%B6%D0%B0%D1%80%D0%BD%D1%8B%D0%B5-%D0%BD%D0%B0%D1%81%D0%BE%D1%81%D1%8B/