В центробежных насосах движение перекачиваемой жидкости осуществляется за счёт возникающей при работе насоса центробежной силы частиц жидкости, т.е. центробежные насосы работают по принципу использования центробежной силы:
Центробежный насос (рис. 1) состоит из следующих основных конструктивных элементов: вал, рабочее колесо, всасывающитй патрубок, напорный патрубок (спиральный отвод, корпус, спиральная камера.
Рис. 1. Схема центробежного насоса.
1 – вал; 2 – рабочее колесо; 3 – всасывающий патрубок; 4 – напорный патрубок; 5 – корпус; 6 – спиральная камера.
Основной частью насоса является рабочее колесо 2 с профилированными лопатками. При вращении колеса, посаженного на вал 1, вода, находящаяся в каналах колеса (корпус насоса предварительно заполняется жидкостью), также начинает вращаться, под действием центробежной силы перемещаться от центра рабочего колеса к периферии и собираться в напорном патрубке (спиральном отводе) 4.В результате перемещения воды в центре рабочего колеса создаётся разрежение, куда через всасывающий патрубок 3 под действием атмосферного давления непрерывно поступает вода. В расширяющемся напорном патрубке 4 и в расположенном за ним диффузоре скорость движения потока жидкости уменьшается, и кинетическая энергия потока преобразуется в потенциальную (энергию давления).
Характерными признаками центробежного насоса является общее направление потока жидкости от центра к периферии.
Обязательное условие работы центробежных насосов – предварительная заливка их водой перед пуском в работу. При наличии внутри корпуса и рабочего колеса воздуха центробежная сила будет недостаточной для перемещения его по каналам рабочего колеса и создания разрежения, т.к. масса воздуха в 775 раз меньше массы воды.
Работа насосов состоит из двух процессов: всасывания и нагнетания. Насос любого вида характеризуется следующими параметрами: высотой всасывания, высотой нагнетания, полным напором, подачей, мощностью и полным коэффициентом полезного действия (КПД).
Различают теоретическую, вакуумметрическую и геометрическую (практическую) высоту всасывания.
Рис. 2. Схема насосной установки.
Подъём воды во всасывающем патрубке насоса происходит под действием разности атмосферного давления и давления (разряжения) в самом насосе. Поэтому теоретическая высота всасывания насоса (Н Т) равная 1-ой атмосфере и составляющая 10,33 метра водного столба, или 760 мм ртутного столба, или 1 кгс/см 2 , или 10 5 Па практически недостижима.
Улучшая конструкцию и материалы насоса, высоту его всасывания можно приближать к значению Нт.
Вакуумметрическая высота всасывания (Нв) – это величина вакуума, создаваемая насосом, а в энергетическом смысле – это энергия, выраженная в метрах, которая необходима жидкости для подъёма на высоту всасывания. Н В зависит, как правило, от мощности насоса, создающего вакуум, и измеряется в метрах водного столба. Показания вакуумметра, установленного на насосе, соответствуют вакуумметрической высоте всасывания. Для пожарного насоса серии ПН-40 и его аналогов Н В = 8 м. вод. ст.
Геометрической (практической) высотой всасывания Н Г называется разность отметок между поверхностью воды и осью насоса. Геометрическая высота всасывания зависит от значений и величин нескольких параметров:
Таким образом, обязательным условием нормальной работы насоса является:
Рn < Рвс < Ратм
Например, при температуре воды 100 0 С Рn = Ратм = 1 кг/см 2 (10 м. вод. ст.), а при температуре воды 20 0 С Рn = 0,024 кг/см 2 (0,24 м. вод. ст.), следовательно, чем выше температура жидкости, тем сложнее забрать её насосом. С этим явлением связана кавитация – процесс образования пузырьков воздуха в жидкости.
При кавитации происходит самовскипание жидкости, пузырьки пара увлекаются движущимся потоком и, встречая твёрдые поверхности корпуса и рабочего колеса, разрушаются («схлопываются»). При этом выделятся большая энергия, из-за чего повреждаются и даже при длительном воздействии разрушаются поверхности внутренней полости насоса (явление кавитационной эрозии). Кавитация сопровож-дается шумом и треском внутри насоса. Во избежание преждевременного износа рабочих органов насоса не допускается его работа в кавитационном режиме.
Значение кавитационного запаса устанавливается таким, чтобы не было значительного снижения напора, и была ограничена скорость кавитационной эрозии. Например, для насосов серии ПН-40 кавитационный запас составляет 3 метра.
Кавитационные явления могут также возникать при больших подачах насоса, вследствие понижения давления (увеличения вакуума) во входном патрубке насоса. Поэтому при появлении кавитации необходимо уменьшить подачу насоса.
Различают геометрическую и манометрическую высоту нагнетания.
Геометрическая высота нагнетания – это расстояние в метрах по вертикали от оси насоса до наивысшей точки нагнетания Н Н.
Манометрической высотой нагнетания называется давление, создаваемое насосом Н МАН. Манометрическая высота нагнетания (показание манометра) всегда больше геометрической высоты нагнетания (реальной точки подачи жидкости) из-за возникающих потерь в напорной линии.
Н МАН = Н Н + h Н,
где: hн – потери напора в напор ной линии, hн = S·Q 2 ;
S – сопротивление напорной линии;
Q – подача насоса.
Для высоты нагнетания теоретически пределов не существует, а практически она ограничивается прочностью отдельных деталей насосов и трубопроводов, а также мощностью двигателей привода насосов.
Полный напор Н, развиваемый насосом, расходуется на подъем жидкости, преодоление сопротивлений во всасывающем и напорном трубопроводе и на создание свободного напора.
Н = Н Г + h ВС + h Н + Н СВ
где: Нг – геометрическая высота подъема воды (м);
h ВС + h Н – потери напора во всасывающей и напорной линии (м);
Н СВ – свободный напор (м).
На практике полный напор, развиваемый насосом, оценивают по показаниям манометра и вакуумметра.
Подача насоса – это количество жидкости, перекачиваемое насосом в единицу времени. Различают массовую подачу (кг/с) и объёмную подачу (м 3 /мин или л/с). Чаще всего подачу пожарных насосов указывают в объёмных единицах: м 3 /мин или л/с.
Существует соотношение между количеством жидкости, входящей в насос Q 1 и жидкости, выходящей из насоса Q 2:
Q 1 = Q 2 + Q У,
где: Q У – объёмные утечки жидкости через щелевые уплотнения.
Рабочие органы насоса во время работы предают энергию потоку жидкости. Эта энергия подводится от двигателя.
Для правильной оценки энергетических показателей мотор-насосной установки следует различать полезную (эффективную) и потребляемую мощность.
Полезная (эффективная) мощность (N е) насоса идет на совершение работы по перемещению определенного объема жидкости Q на высоту Н и определяется по формуле:
где: ρ – плотность жидкости, кг/м 3 ;
g – ускорение свободного падения, м/с 2 ;
Q – подача насоса, м 3 /с;
Н – напор насоса, м.
Мощность, потребляемая насосом, всегда больше, чем полезная, т.к. часть энергии затрачивается на механические, гидравлические и объемные потери в насосе. Потребляемой мощностью называется мощность N, подводимая к рабочим органам насоса. Она определяется по формуле:
где: М – крутящий момент на валу насоса (двигателя), Н м;
ω – угловая скорость вращения вала, с –1 .
При передаче энергии от насоса к перекачиваемой жидкости происходят объемные, гидравлические и механические потери энергии.
Известно, что фактическая подача насоса всегда меньше теоретической подачи, т.е. количество жидкости, выходящей из насоса всегда меньше количества жидкости, входящей в насос. Это происходит вследствие:
Величина объемного КПД характеризует степень герметичности насоса, и определяется по формуле:
Гидравлический КПД – это потери напора в насосе на трение и местные сопротивления. Результатом гидравлических потерь является уменьшение напора.
Значение гидравлического КПД показывает меру расхода энергии в насосе на преодоление сопротивления движения жидкости, и определяется по формуле:
Механический КПД – это потери мощности на трение в подшипниках, уплотнениях вала и т.п. Значение механического КПД характеризует качество изготовления и рациональность конструкции подшипников, сальников (манжет) и других узлов, где происходит трение деталей.
Механический КПД определяют по формуле:
Полный КПД насоса учитывает все потери, которые возникают в нем при перекачивании жидкости. Он представляет собой произведение трех частных коэффициентов и характеризует отношение полезной мощности Nе к потребляемой N:
Классификация:
В настоящее время в нашей стране широкое распространение на пожарных автомобилях имеют пожарные насосы нормального давления, обеспечивающие подачу 40 л/с с напором 1,0 М Па (100 м. вод. ст.).
АО «Ливенский машиностроительный завод» уже много лет серийно выпускает унифицированный для большинства пожарных автомобилей центробежный одноступенчатый консольный пожарный насос ПН-40УВ (рис. 4), предназначенный для подачи воды или водных растворов. Аналогичную конструкцию имеет насос НПЦ-40/100, выпускаемый ФГУП «Варгашинский завод противопожарного и специального оборудования».
Пожарный насос ПН-40УВ (НПЦ-40/100) в сборе состоит из насоса, коллектора 1 (рис. 5), пеносмесителя 2 и трех напорных задвижек 13.
Рис. 5. Пожарный насос ПН-40УВ с коллектором и пеносмесителем.
1 – коллектор; 2 – пеносмеситель ПС-5; 3 – корпус насоса; 4 – крышка насоса; 5 – вал; 6 – рабочее колесо; 7 – подшипники; 8 – червяк привода тахометра; 9 – комплект уплотнительных манжет (сальниковый стакан); 10 – муфта-фланец; 11 – шланг от колпачковой масленки; 12 – сливной краник; 13 – напорная задвижка.
Собственно насос состоит из следующих основных частей: корпуса 3, крышки 4, вала 5, рабочего колеса 6, подшипников 7, уплотнительного стакана с комплектом манжет 9 (сальниковый стакан), червячного привода тахометра 8, муфты-фланца 10. Муфта-фланец соединяется с карданным валом привода насоса.
Корпус насоса и его крышка изготовлены из алюминиевого сплава. Рабочее колесо закреплено на валу с помощью конического соединения и шпонки, а в осевом направлении удерживается гайкой. Рабочее колесо ПН-40УВ, наружный диаметр которого 289 мм, имеет семь лопаток и семь разгрузочных (перепускных) отверстий. Щелевые уплотнения между рабочим колесом и корпусом насоса выполнены в виде уплотнительных колец из серого чугуна.
Для эффективной работы насоса важно разделение напорной и всасывающей полостей насоса. Чем больше зазоры между рабочим колесом и корпусом, тем большее количество жидкости будет циркулировать в насосе. Это приведет к уменьшению подачи воды насосом и снижению его коэффициента полезного действия, поэтому в насосе устанавливаются щелевые уплотнения с очень малыми зазорами. Так, номинальный зазор между уплотнительными кольцами корпуса и рабочего колеса насоса 0,13 мм, а допустимый – 0,8 мм.
Вал насоса изготовлен из закаленной легированной стали, и установлен на двух шарикоподшипниках. Направление вращения вала по часовой стрелке, если смотреть со стороны привода насоса. Уплотнение вала насоса достигается применением трех каркасных резиновых манжет 1.1-45×65-1, расположенных в съемном стакане (рис. 6), причем две манжеты работают на давление, а одна (первая от рабочего колеса) на разряжение, т.е. манжеты располагаются таким образом, что препятствуют утечке воды из насоса и подсосу воздуха в него. С целью повышения надежности манжет на корпусе насоса установлена колпачковая масленка, с помощью которой через шланг производится подпрессовка солидола Ж ГОСТ 1033-79 в съемный стакан.
Рис. 6. Съемный стакан с комплектом уплотнительных манжет.
Для распределения смазки в съёмном стакане предусмотрено маслораспределительное кольцо 2 (рис. 6), которое соединено каналами со шлангом колпачковой масленкой и дренажным отверстием. Обильная утечка воды из этого отверстия при работе насоса указывает на износ уплотнительных манжет. Для смазки подшипников и червячной пары привода тахометра полость в корпусе насоса между уплотнительным стаканом и манжетой муфты фланца, служащая масляной ванной, заполняется трансмиссионным маслом ТАп-15В ГОСТ 23652-79 в количестве 0,5 л. Масло заливают через специальное отверстие в масляной ванне, закрываемое пробкой со щупом. Уровень масла должен быть между верхней и нижней метками на щупе. Удаление масла из масляной ванны производится через сливное отверстие с пробкой в нижней части корпуса масляной ванны.
Рабочее колесо насоса в корпусе закрывается крышкой, к которой крепится всасывающий патрубок. В крышке предусмотрено отверстие с резьбой для установки мановакуумметра и специальный прилив для присоединения диффузора пеносмесителя. Воду из насоса сливают путем открытия крана, расположенного в нижней части корпуса насоса.
Улиткообразный отвод корпуса насоса выполнен в виде диффузора и заканчивается фланцем, к которому крепится коллектор (рис. 7). Коллектор предназначен для распределения воды, подаваемой насосом, и, в какой-то мере, выполняет роль направляющего аппарата. К фланцам торцевых поверхностей коллектора крепятся две напорные задвижки и пробковый кран пеносмесителя.
Рис. 7. Коллектор пожарного насоса ПН-40УВ.
1 – напорная задвижка; 2 – корпус; 3 – отверстие для монтажа манометра.
Внутри коллектора смонтирована напорная задвижка 1 для подачи воды от насоса в цистерну пожарного автомобиля или в лафетный ствол. На корпусе 2 коллектора предусмотрены отверстия для подсоединения вакуумного клапана, трубопровода к змеевику системы дополнительного охлаждения двигателя и отверстие 3 с резьбой для установки манометра. Напорные задвижки насоса (рис. 8) снабжены шарнирными клапанами 1, удерживаемыми в закрытом положении с помощью шпинделя 4 с резьбой.
Рис. 8. Напорная задвижка коллектора насоса.
1 – клапан; 2 – корпус; 3 – втулка; 4 – шпиндель; 5 – уплотнение; 6 – гайка; 7 – маховик.
Проходное отверстие закрывается клапаном под действием его собственной массы или под давлением жидкости извне, а открывается напором воды из пожарного насоса; при этом шпиндель ограничивает ход клапана.
Применение данной конструкции позволяет при подаче воды на высоты использовать шарнирный клапан в качестве обратного и обезопасить основные элементы насоса от возможного гидравлического удара.
Сравнительные технические характеристики пожарных насосов ПН-40УВ и НПЦ-40/100 представлены в табл. 1.
Таблица 1
| Наименование показателей | Значение показателей | |
| НПЦ-40/100 | ||
| Подача насоса в номинальном режиме, л/с (м 3 /с) | 40 (0,04) | 40 (0,04) |
| Напор насоса в номинальном режиме, м.вод.ст. | 100 | 100 |
| Мощность в номинальном режиме, кВт (л.с.) | 62,2 (84,6) | 65,3 (88,9) |
| Номинальная частота вращения вала, об/мин | 2700 | 2700 |
| Коэффициент полезного действия насоса, %, не менее | 63 | 60 |
| Допускаемый кавитационный запас, м, не более | 3 | 3 |
| Максимальное рабочее давление на входе в насос, кгс/см 2 , не более | 6 | 6 |
| Максимальное рабочее давление на выходе из насоса, кгс/см 2 , не более | 15 | 15 |
| Наибольшая геометрическая высота всасывания, м | 7,5 | 7,5 |
| Подача насоса при наибольшей геометрической высоте всасывания, л/с, не менее | 20 | 20 |
| Габаритные размеры, мм, не более (длина-ширина-высота) | 700-900-650 | 700-900-700 |
| Масса (сухая), кг | 65 | 65 |
| Максимальный размер твердых частиц в рабочей жидкости, мм | 6 | 3 |
| Установочные и присоединительные размеры обоих насосов одинаковые, что позволяет беспрепятственно производить замену одного насоса на другой. | ||
Примечание.
Пожарный насос НЦПН-40/100 В1Т производства ООО «Пожгидравлика»
Рис. 9.
ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ И ОСОБЕННОСТИ:
Рис. 13. Внешний вид насоса НЦПК-40/100-4/400.
Насос НЦПК-40/100-4/400 предназначен для подачи воды и водных растворов пенообразователей температурой до 30 0С, плотностью до 1010 кг/м3 и массовой концентрацией твёрдых частиц до 0,5 % при их максимальном размере 3 мм.
Насос устанавливается в закрытых отсеках пожарных автомобилей, в которых во время работы обеспечивается положительная температура воздуха, и обеспечивает подачу воды (водных растворов пенообразователя) от цистерны пожарного автомобиля, пожарного гидранта водопроводной сети или открытого водоисточника в трех режимах:
Пожарный насос НЦПК-40/100-4/400 (рис. 14) представляет собой агрегат, состоящий из ступени (насоса) нормального давления 14, ступени (насоса) высокого давления 17 с приводным редуктором и механизмом включения, напорного коллектора нормального давления 2, напорного коллектора высокого давления 22, полуавтоматической вакуумной системы водозаполнения (см. выше), пеносмесителя 6 и контрольно-измерительных приборов.
Рис. 14. Насос центробежный пожарный комбинированный НЦПК-40/100-4/400.
1 – напорный вентиль нормального давления; 2 – коллектор нормального давления; 3 – панель управления; 4 – рукоятка включения эжектора пеносмесителя; 5 – указатель тахометра; 6 – пеносмеситель; 7 – рукоятка дозатора пеносмесителя; 8 – счетчик моточасов; 9 – дозатор пеносмесителя; 10 – напорный вентиль подачи воды в цистерну; 11 – патрубок подвода пенообразователя; 12 – манометр нормального давления; 13 – рукоятка включения привода высокого давления; 14 – ступень нормального давления; 15 – сливной кран ступени нормального давления; 16 – рукоятка управления сливными кранами ступени высокого давления; 17 – ступень высокого давления; 18 – манометр высокого давления; 19 – мановакууметр; 20 – проушина для переноски насоса; 21 – клапан перепускной; 22 – коллектор высокого давления; 23 – кран высокого давления; 24 – патрубок всасывающий; 25 – вакуумный кран; 26 – заглушка выхода на лафетный ствол; 27 – механизм управления сливными кранами ступени высокого давления; 28 – сливные краны ступени высокого давления; 29 – первичный преобразователь тахометра; 30 – фильтр.
Ступень нормального давления (рис. 15) представляет собой центробежный одно-ступенчатый насос консольного типа с осевым подводом, выполненным в крышке 12, и спиральным отводом, выполненным в корпусе 18.
Рис. 15. Ступень нормального давления насоса НЦПК-40/100-4/400.
1 – полумуфта; 2, 10, 11, 21 – кольца уплотнительные; 3 – подшипник 307 ГОСТ 8338; 4 – прокладки регулировочные; 5 – муфта фрикционная; 6 – гайка регулировочная; 7 – болт стопорный; 8 – вилка; 9 – подшипник 309 ГОСТ 8338; 12 – крышка насоса; 13 – рабочее колесо; 14 – сливной кран; 15 – блок уплотнительный; 16 – сливная пробка; 17 – втулка нажимная; 18 – корпус насоса; 19 – кольцо упорное; 20 – кольцо прижимное; 22 – червяк; 23 – корпус задней опоры; 24 – манжета 2-55х80-3 ГОСТ 8752.
По своему устройству ступень нормального давления напоминает пожарный насос ПН-40УВ (НПЦ-40/100). Принципиальным отличием является установка на валу ступени нормального давления фрикционной муфты 5 привода ступени высокого давления. В крышке 12 ступени нормального давления установлена защитная сетка для предотвращения попадания в насос посторонних предметов. Уплотнение рабочего колеса 13 щелевого типа (как и на насосах и НПЦ-40/100); уплотнение вала – торцевого типа. Торцевое уплотнение состоит из двух уплотнительных колец, одно из которых вращается вместе с рабочим колесом, а второе неподвижно и установлено в уплотнительном блоке (рис. 16). Уплотнение обеспечивается за счёт плотного прилегания рабочих поверхностей уплотнительных колец друг к другу и сжатия их между собой набором пружин 8. Уплотнительные кольца выполнены из силицированного графита, обладающего высокой износостойкостью и низким коэффициентом трения в воде. В то же время, графит является достаточно хрупким, поэтому уплотнительные кольца вклеены в металлические обоймы. Работа насоса без воды приводит к сильному нагреву узла, что влечёт за собой нарушение прочности клеевого соединения и растрескивание или даже полное разрушение колец.
Ступени нормального и высокого давления включены последовательно: вода с выхода (из напорного коллектора) ступени нормального давления через фильтр 30 поступает на вход (всасывающий патрубок) ступени высокого давления.
Ступень высокого давления (рис. 18) представляет собой центробежный двухступенчатый насос консольного типа со встречно расположенными рабочими колёсами 15, 17 и отводящими устройствами лопаточного типа (направляющими аппаратами) 14 и 16.
Уплотнение рабочих колёс и межступенное уплотнение – щелевого типа, концевое уплотнение вала – торцевого типа, конструкция которого аналогична уплотнительному блоку (рис. 16) ступени нормального давления.
Ввиду высокой частоты вращения вала ступени высокого давления (до 6300 об/мин.) подшипники и вал-шестерня могут сильно нагреваться. Для охлаждения задней опоры вала через корпус 3 подшипника (рис. 17) пропускается вода, которая через штуцеры 29 поступает по трубопроводу с выхода ступени нормального давления и сбрасывается затем на вход той же ступени. Охлаждение вала-шестерни также обеспечивается водой, которая прокачивается через полый вал за счёт разности давлений между выходом и входом первой ступени насоса высокого давления.
1 – подшипник 308 ГОСТ 8338; 2, 8, 18, 24, 26 – кольца уплотнительные; 3 – корпус подшипника; 4 – вал-шестерня; 5 – корпус насоса; 6 – шайба упорная; 7 – винт фиксирующий; 9 – шайба; 10 – гайка корончатая; 11 – шплинт; 12 – втулка; 13 – корпус насоса; 14 – направляющий аппарат; 15 – рабочее колесо с лопатками, закрученными направо; 16 – направляющий аппарат; 17 – рабочее колесо с лопатками, закрученными налево; 19 – блок уплотнительный; 20 – кольцо регулировочное; 21 – колесо зубчатое (промежуточная шестерня); 22 – подшипник 304 ГОСТ 8338; 23 – ось; 25 – прокладка регулировочная; 27, 28 – крышки; 29 – штуцеры системы охлаждения; 30, 31 – краны сливные.
К выходному патрубку ступени высокого давления присоединён напорный коллектор 22 (рис. 14), на котором установлен один запорный кран 23 шарового типа и перепускной клапан 21. Штуцер 1 (рис. 19) перепускного клапана при монтаже насоса соединяется с цистерной пожарного автомобиля.
Рис. 19. Клапан перепускной.
1 – штуцер; 2 – кольцо уплотнительное; 3 – прокладки регулировочные; 4 – пружина; 5 – клапан; 6 – прокладка уплотнительная; 7 – втулка.
Перепускной клапан обеспечивает обмен воды в насосе за счёт частичного перетока воды в цистерну пожарного автомобиля, предотвращая тем самым перегрев насоса при нулевой подаче ступени высокого давления (при закрытом запорном кране или стволе-распылителе). Усилие пружины 4 обеспечивает открытие клапана при давлении свыше 2 МПа (20 кгс/см2). Поэтому при работе только ступени нормального давления клапан закрыт, а открывается только после включения ступени высокого давления.
К напорному коллектору высокого давления присоединён патрубок для соединения с напорной линией высокого давления. Патрубок имеет отвод с обратным клапаном для продувки пожарного насоса и напорной линии высокого давления сжатым воздухом.
Механизм включения ступени высокого давления состоит из фрикционной муфты 5 (рис. 15) и механизма включения фрикционной муфты, показанного на рис. 20 в положении «Отключено» (рукоятка 1 – в верхнем положении). При переводе рукоятки 1 в нижнее положение «Включено» вилкой 8 (рис. 15) происходит перемещение втулки 17 влево.
Рис. 21. Пеносмеситель насоса НЦПК-40/100-4/400.
1 – кран эжектора; 2 – дозатор; 3 – патрубок подвода пенообразователя; 4 – клапан обратный (лепестковый); 5 – заслонка регулирующая; 6, 9, 10, 17, 18, 20 – кольца уплотнительные; 7 – патрубок; 8 – диффузор; 11 – корпус пеносмесителя; 12 – сопло; 13 – корпус крана эжектора; 14 –пробка; 15 – винт ограничительный; 16 – крышка; 19 – диск; 21 – втулка опорная; 22 – штифт; 23 – зубчатый сектор; 24 – зубчатое колесо; 25 – упор.
Для контроля параметров работы насоса на нём установлены мановакуумметр 19 (рис. 14) на входе в насос и два манометра 12 и 18 для контроля давления на выходе, соответственно, ступеней нормального и высокого давления. Измерение частоты вращения приводного вала насоса осуществляет тахометр магнитоиндукционного типа. Тахометр состоит из первичного преобразователя 29 (рис. 14) и указателя (измеритель-ного прибора) 5, соединённых между собой электрическим кабелем. Первичный преобразователь закреплён на корпусе задней опоры вала ступени нормального давления и приводится во вращение от червяка 22 (рис. 15).
Пожарный насос НЦПК-40/100-4/400 оборудуется автономной вакуумной системой водозаполнения АВС-01Э или АВС-02Э (см. выше).
Таблица 2
Техническая характеристика пожарного насоса НЦПК-40/100-4/400
| Наименование параметра | Значение |
| Параметры ступени нормального давления: | |
| 2700 об/мин | |
| Номинальная подача | 40 л/с |
| Номинальный напор на выходе ступени нормального давления | 100 м.вод.ст. |
| Номинальная потребляемая мощность в режиме ступени нормального давления | не более 60 кВт (82 л.с.) |
| Максимальное давление на входе насоса | 6 кгс/см 2 |
| Максимальное давление на выходе из насоса | 15 кгс/см 2 |
| Параметры ступени высокого давления (при последовательной работе двух ступеней): | |
| Номинальная частота вращения приводного вала насоса | 2700 об/мин |
| Номинальная подача | 4 л/с |
| Номинальный напор на выходе ступени высокого давления | 400 м.вод.ст. |
| Номинальная потребляемая мощность в режиме ступени высокого давления | не более 55 кВт (75 л.с.) |
| Параметры насоса при совместной работе двух ступеней: | |
| Номинальная подача ступени нормального давления | 15 л/с |
| Номинальная подача ступени высокого давления | 2 л/с |
| Напор в номинальном режиме ступени нормального давления | 100 м.вод.ст. |
| Напор в номинальном режиме ступени высокого давления | 400 м.вод.ст. |
| Мощность (общая) в номинальном режиме | не более 58 кВт (80 л.с.) |
| Наибольшая геометрическая высота всасывания | 7,5 метров |
| Подача насоса при наибольшей геометрической высоте всасывания и номинальном напоре | 20 л/с |
| Уровень дозирования пенообразователя | 6,0 ± 1,2 и 3,0 ± 0,6 % |
| Наибольшее число одновременно работающих стволов типа ГПС-600 или «Пурга-5» | 5 шт. |
| Габаритные размеры вакуумного агрегата | 750×750×800 мм |
| Общая масса (сухая) | не более 150 кг |
Насосы – это машины, преобразующие подводящую энергию в механическую энергию перекачиваемой жидкости или газа. В пожарной технике применяют насосы различного вида. Наибольшее применение находят механические насосы, в которых механическая энергия твердого тела, жидкости или газа преобразуются в механическую энергию жидкости. По принципу действия насосы классифицируются в зависимости от природы преобладающих сил, под действием которых происходит перемещение перекачиваемой среды в насосе. Таких сил бывает три: массовая сила (инерция), жидкостное трение (вязкость) и сила поверхностного давления. Насосы, в которых преобладает действие массовых сил и жидкостное трение (или то и другое), объединены в группу динамических насосов, а насосы, в которых преобладают силы поверхностного давления, составляют группу объемных насосов.
1. Объемные:
1.1. Поршневые
1.2. Шестеренные
1.3. Пластинчатые (шиберные)
1.4. Водокольцевые
2. Динамические:
2.1. Смешанные:
2.1.1. Струйные:
2.1.1.1. Газоструйные
2.1.1.2. Водоструйные
2.1.2. Тангенциально-дисковые:
2.1.2.1. Вихревые
2.2. Жидкостного трения
2.3. Инерционные
2.3.1. Клапанно-вибрационные
2.3.2. Лопастные:
2.3.2.1. Осевые
2.3.2.2. Центробежно-осевые
2.3.2.3. Центробежные.
Основные элементы центробежного насоса: рабочие органы, корпус, опоры вала, уплотнение.
Рабочие органы – это рабочие колесо, подводы и отводы.
Рабочие колесо насоса нормального давления выполнено из двух дисков – ведущего и покрывающего. Между дисками расположены лопасти, загнутые в сторону, противоположную направлению вращения колеса. При работе насосов на рабочее колесо действует гидронамическая осевая сила, которая направлена по оси в сторону всасывающего патрубка и стремиться сместить колесо по оси, поэтому важным элементом в насосе является крепление рабочего колеса.
Осевая сила возникает за счет разности давлений на рабочее колесо, так как со стороны всасывающего патрубка на него действует меньшая сила давления, чем справа. Для уменьшения осевых сил, действующих на рабочее колесо насоса, в ведущем диске высверлены отверстия, через которые жидкость перетекает из правой части в левую. При этом величина утечек равна утечкам через целевое уплотнение за колесом, КПД насоса снижается. С износом элементов целевых уплотнений будет увеличиваться утечка жидкости, и уменьшаться КПД насоса.
В двух- и многоступенчатых насосах рабочие колеса на одном валу могут размещаться с противоположным направлением входа – это также компенсирует или снижает действие осевых сил. В современных пожарных насосах разгрузка вала и рабочего колеса от действия радиальных сил осуществляется путем изменения конструкций отводов. Отводы в большинстве пожарных насосов спирального типа.
Проверка водоподачи насоса по упрощенной схеме после ТО-2.
Нвс.= 1-3,5 м
п = 2650 - 2750 об/мин
д/б = 8,3 - 8,5 кг/м2
ГВА предназначен для предварительного заполнения центробежного насоса водой. Применяется на пожарных автомобилях с карбюраторными двигателями.
Общее устройство:
Струйный вакуум-насос состоит из чугунного (СЧ 15-32) диффузора и стального (Х6СМ) сопла. Кроме фланца для крепления к распределительной камере на вакуум-насосе имеется фланец для присоединения трубопровода, который соединяет вакуумную камеру струйного насоса с полостью пожарного насоса через вакуумный клапан (кран). Газовая сирена состоит из распределителя выхлопных газов и резонатора, собранного из шести трубок различной длины.
При включении газоструйного вакуумного аппарата рычагом в насосном отсеке заслонка перекрывает выходное отверстие в распределительной коробке. Выхлопные газы проходят через сопло и создается разряжение в вакуумной камере, соединительном трубопроводе и в полости насоса при включенном вакуум-клапане насоса (рукоятка вакуум-клапана в положении «на себя»). Происходит подъем воды из водоема в насос. Время всасывания воды вакуумным аппаратом с высоты 7 метров – 35 … 40 секунд.
1. Поставить машину на водоисточник так, чтобы всасывающая линия была по возможности на 1 рукав, изгиб рукава был плавно направлен вниз и начинался непосредственно за всасывающим патрубком.
2. Для включения насоса при работающем двигателе необходимо, выжав сцепление, включить коробку отбора мощности в кабине водителя, а затем выключить сцепление рукояткой в насосном отсеке.
3. Погрузить всасывающую сетку в воду на глубину не менее 60 см, проследить, чтобы всасывающая сетка не касалась дна водоема.
4. Проверить перед забором воды закрытие всех задвижек и кранов на насосе и водопенных коммуникациях. 5
Забрать воду из водоема включением вакуумной системы, для чего выполнить следующие работы:
5.1. Включить подсветку, повернуть на себя рукоятку вакуумного клапана;
5.2. Включить газоструйный вакуумный аппарат;
5.3. Увеличить частоту вращения рычагом «Газ»;
5.4. При появлении воды в смотровом глазке вакуумного клапана закрыть его поворотом рукоятки;
5.5. Снизить рычагом «Газ» частоту вращения до холостого хода;
5.6. Плавно включить сцепление рычагом в насосном отсеке;
5.7. Выключить вакуумный аппарат;
5.8. Довести рычагом «Газ» напор на насосе (по манометру) до 30 м;
5.9. Плавно открыть напорные задвижки, рычагом «Газ» установить необходимое давление на насосе;
5.10. Следить за показаниями приборов и возможными неисправностями;
6. При работе от пожарных водоемов особое внимание уделить контролю за уровнем воды в водоеме и положению всасывающей сетки;
7. Через каждый час работы насоса смазать сальники поворотом крышки масленки на2 … 3 оборота;
8. После подачи пены с использованием пеносмесителя промыть насос и коммуникации водой от цистерны или водоисточника;
9. Заправлять водой цистерну после пожара от используемого водоисточника рекомендуется только в том случае, если есть уверенность, что вода не имеет примесей;
После работы слить воду из насоса, закрыть задвижки, установить заглушки на патрубки.
При использовании насосов зимой необходимо предусмотреть меры против замерзания воды в насосе и в напорных пожарных рукавах;
При температуре ниже 0 С включить систему отопления насосного отсека и выключить дополнительную систему охлаждения двигателя;
При кратковременном прекращении подачи воды не выключать привод насоса, держать малые обороты на насосе;
При работе насоса закрыть дверцу насосного отсека и следить за контрольными приборами через окно;
Для предотвращения замерзания воды в рукавах не перекрывать полностью стволы;
Разбирать рукавные линии от ствола к насосу, не прекращая подачу воды (в малом количестве);
При длительной остановке насоса слить из него воду;
Перед использованием насоса зимой после длительной стоянки провернуть заводной рукояткой вал двигателя и трансмиссию на насос, убедившись в том, что рабочее колесо не примерзло;
Замерзшую в насосе, в соединениях рукавных линий воду отогревать горячей водой, паром (от специальной техники) или выхлопными газами от двигателя.
Пеносмеситель ПС-5 находит наибольшее применение на пожарных насосах ПН-40 и относится к предвключенным пеносмесителям. Максимальная подача пенообразователя 1,8 л/с.
Пеносмеситель ПС-5 состоит из:
двух корпусов, дозатора, сопла, пробки крана, шкалы, стрелки, маховика, обратного клапана, крышки клапана и ручки.
Пробка крана и дозатора уплотнены кольцами. Пеносмеситель присоединен корпусом крана к напорному коллектору, а корпусом – к крышке насоса посредством стакана и хомута.
Во время работы насоса с пеносмесителем напор на насосе должен быть 0,7 … 0,8 Мпа (7 … 8 кгс/см2) (в зависимости от длины и диаметра рукавных линий), подбор во всасывающей полости насоса – не более 0,25 Мпа (2,5 кгс/см2).
При эксплуатации пеносмесителя необходимо следить за его герметичностью, состоянием прокладок и резиновых колец, своевременно подтягивать крепежные детали. По окончании работы пеносмеситель необходимо промыть водой.
Для проверки насоса на сухой вакуум необходимо закрыть все краны и задвижки на насосе,включить двигатель и создать разрежение в насосе при помощи вакуумной системы -0,75 -0,8 кгс/см. кв (560-630 мм.рт.ст.) за 15 сек. Падение разрежения в насосе должно быть не более 0,13 кгс/см за 2.5 мин (визуально стрелка манометра остаётся на месте). Если насос не выдерживает испытания на вакуум,необходимо произвести опрессовку насоса водой под давлением не более 6 кгс/см.кв. Перед опрессовкой места соединений целесообразно смочить мыльным раствором.
Для измерения разрежения в насосе необходимо использоватьприставной вакуумметр с соединительной головкой или резьбой для установки на всасывающий патрубок насоса или вакуумметр,установленный на насосе.В этом случае на всасывающий патрубок устанавливают заглушку.
Предназначен для забора воды из открытых водоисточников, находящихся ниже уровня насоса до 20 м и удалены от пожарного автомобиля на расстояние до 100 м. Гидроэлеватор может забирать воду из водоисточников с небольшой глубиной (5…10см). Это свойство гидроэлеваторов позволяет использовать их для откачки воды,пролитой при тушении пожара.
Гидроэлеватор Г-600А состоит из корпуса, на котором шпильками закреплены колено и диффузор со смесительной камерой. Внутри корпуса установлен конический насадок, через который проходит поток рабочей жидкости, подаваемой от центробежного насоса ПА.Эжектируемая жидкость из открытого водоисточника через всасывающую сетку поступает в вакуумную камеру и диффузор. Для соединения гидроэлеватора пожарными рукавами предусмотрены на колене гидроэлеватора и диффузора муфтовые соединительные головки.
Производительность при давлении в напорной линии перед гидроэлеватором 0.8 Мпа(8 кгс/см2) 600л/мин
Рабочий расход воды при давлении 0.8 МПа 550л/мин
Рабочее давление 0.2…1.2 МПа
Давление за гидроэлеватором при производительности 600 л/мин 0.17 МПа
Условный проход патрубка:
Входного70мм
Выходного 80мм
Габариты,не более:
Длина680мм
Ширина 290мм
Высота 160мм
Масса, не более 5.6кг
Водителям (мотористам) при работе на пожаре запрещается без команды РТП и должностных лиц перемещать пожарные автомобили, мотопомпы, производить какие-либо перестановки автолестниц и автоподъемников, а также оставлять без надзора автомобили, мотопомпы и работающие насосы.
При ТО пожарных автомобилей на пожаре водитель обязан:
не допускать резких перегибов на всасывающих рукавах, при этом всасывающая сетка должна быть полностью погружена в воду и находиться ниже уровня воды (не ниже 200 мм);
смазывать при работе насоса через каждый час его подшипники и сальники (поворотом на 2 - 3 оборота крышек колпачковых масленок при открытых краниках);
проверять, не подтекает ли вода через соединения и сальники насоса, выкидные вентили, а также из системы охлаждения двигателя (основной и дополнительной), а также масло из двигателя коробки передач и коробки отбора мощности и жидкость из узлов и систем гидравлических приводов;
следить, чтобы температура воды в системе охлаждения двигателя была 80 - 95 град. С, а также за давлением масла в двигателе. При средних оборотах последнего давление должно быть не менее 2,0 кг/см2;
промывать чистой водой в случае подачи пены все внутренние полости насоса и проходные каналы пеносмесителя;
открыть краники и выпустить воду из рабочей полости насоса, после чего краники закрыть.
ТО по возвращении с пожара (учения) проводится закрепленным за автомобилем водителем и личным составом караула под руководством начальника караула, в малочисленных частях - командиром отделения на посту технического обслуживания подразделения ГПС.
С наступлением холодов напорные патрубки и сливные краники насоса держать открытыми, закрывая их только при работе насоса и проверке его на "сухой" вакуум.
Приветствуем тебя читатель, в данной статье ты найдешь все необходимые материалы по пожарным насосам, специально было сделано меню (содержание) для быстрого поиска необходимой информации. Дополнительно мы собрали в статье ссылки на все имеющиеся данные по насосам выложенные на страницах проекта.
Руководства по эксплуатации:
Литература:
Насосы – это машины, преобразующие подводящую энергию в механическую энергию перекачиваемой жидкости или газа.
Назначение насосов
Из всего многообразия пожарно-технического вооружения 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, таких, как вакуумные системы, гидроэлеваторы и др. Широкое применение насосов обусловлено не только их устройством, но и рабочими характеристиками, особенностями режимов их работы, это обеспечивает эффективное применение их для тушения пожаров.
Первое упоминание о насосах относится к III – IV вв. до нашей эры. В это время грек Ктесибий предложил поршневой насос. Однако точно не известно использовался ли он для тушения пожаров.
Изготовление поршневых пожарных насосов с ручным приводом осуществлялось в XVIII в. Пожарные насосы с приводом от паровых машин производились в России уже в 1893 г.
Идея использовать центробежные силы для перекачки воды была высказана Леонардо да Винчи (1452 – 1519 гг.), теория же центробежного насоса была обоснована членом Российской Академии наук Леонардом Эйлером (1707 – 1783 гг.).
Создание центробежных насосов интенсивно развивалось во второй половине XIX в. В России разработкой центробежных насосов и вентиляторов занимался инженер А.А. Саблуков (1803 – 1857 гг.) и уже в 1840 г. им был разработан центробежный насос. В 1882 г. был произведен образец центробежного насоса для Всероссийской промышленной выставки. Он подавал 406 ведер воды в минуту.
В создание отечественных гидравлических машин, в том числе насосов, большой вклад внесли советские ученые И.И. Куколевский,С.С. Руднев, А.М. Караваев и др. Пожарные центробежные насосы отечественного производства устанавливались на первых пожарных автомобилях (ПМЗ-1, ПМГ-1 и др.) уже в 30-х гг. прошлого столетия. Исследования в области пожарных насосов на протяжении многих лет проводились во ВНИИПО и ВИПТШ. В настоящее время на пожарных машинах применяются насосы различных типов. Они обеспечивают подачу огнетушащих веществ, функционирование вакуумных систем, работу гидравлических систем управления.
Работа всех насосов с механическим приводом характеризуется двумя процессами: всасывания и нагнетания перекачиваемой жидкости. При этом насос любого типа характеризуется величиной подачи жидкости, развиваемой напором, высотой всасывания и величиной коэффициента полезного действия.
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.
Разность z2 и z1, также невелики, поэтому для практических расчетов ими пренебрегают.
В соответствии с рисунком напор, развиваемый насосом Н , должен обеспечить подъем воды на высоту Н г, преодолеть сопротивления во всасывающей h вс и напорной линии h н и обеспечить требуемый напор на стволе Н ств. Тогда можно записать
Н = Н г + h вс + h н + Н ств
Потери во всасывающей и напорной линиях определяют по формуле
h вс = S вс Q 2 и h н = S н Q 2
1 – насос; 2 – всасывающий патрубок; 3 – коллектор; 4 – напорная задвижка; 5 – рукавная линия; 6 – ствол
Принцип действия центробежного насоса
В корпусе насоса установлено и свободно вращается колесо. При вращении, лопатки колеса воздействуют на жидкость и сообщают ей энергию, увеличивая давление и скорость. Проточную часть корпуса насоса выполняют в виде спирали. В корпусе насоса предусмотрена плоская съемная площадка “зуб”, с помощью которой вода с колеса насоса снимается и направляется в диффузор. В результате вращения колеса насоса, на входе во всасывающем канале возникает вакуум (разряжение), а на выходе в диффузоре – манометрическое (избыточное) давление. Во всасывающей полости крышки колеса предусмотрены разделители потока препятствующие его закручиванию. Так же подводящую часть канала при входе в колесо насоса рекомендуется выполнять в виде конфузора, увеличивающего скорость потока на входе на 15-20% . Выходную часть спирального отвода корпуса выполняют в виде диффузора с углом конусности 8°.
Поперечные сечения диффузора выполняют круговыми. Можно выполнять сечения отличными от круговых, в этом случае соотношения площадей и длин выбирают по аналогии к диффузору с круговыми поперечными сечениями. Выполнение указанных рекомендаций препятствует образованию турбулентного режима движения жидкости, позволяет снизить гидравлические потери в насосах и повысить КПД. Для предотвращения перетока жидкости из напорной полости во всасывающую, между корпусом и колесом насоса предусмотрены щелевые уплотнения. Конструкция щелевых уплотнений допускает незначительный переток жидкости между полостями, в том числе и в закрытую полость между колесом и корпусом насоса со стороны подшипниковых опор. Для снятия давления, в данной закрытой полости, в колесе насоса предусмотрены сквозные отверстия, направленные в полость всасывания. Количество отверстий равно количеству лопаток колеса.
Для образования смеси воды и пены, на насосе предусмотрен пеносмеситель. Через пеносмеситель часть воды, из напорного коллектора, направляется во всасывающую полость крышки насоса, совместно с пенообразователем. Пенообразователь может подаваться в насос, как через трубопроводы из емкости пожарного автомобиля, так и из посторонней емкости через гибкий гофрированный шланг. Дозирование (пропорциональное соотношение) пены и воды производится через отверстия различного диаметра дозирующего диска пеносмесителя. Для регулирования подачи воды или пенной смеси на пожарные рукава или другие потребители, установлены запорные вентили. При необходимости, на насосе может быть установлен вентиль с пневматическим приводом для подсоединения устройств, требующих дистанционного включения, таких как: лафетный ствол, питательные гребенки пеногенераторов аэродромных пожарных автомобилей и т.д.
Объёмные насосы
Объемные насосы – насосы, в которых перемещение жидкости (или газа) осуществляется в результате периодического изменения объема рабочей камеры.
К ним относятся насосы:
Поршневые насосы
В поршневых насосах рабочий орган (поршень) совершает в цилиндре возвратно-поступательное движение, сообщая перекачиваемой жидкости энергию.
Поршневые насосы обладают рядом достоинств. Они могут перекачивать 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.
Аксиально-поршневые насосы
Аксиально-поршневой насос:
1 – распределительный диск; 2 – поршень; 3 – барабан; 4 – шток; 5 – ось; 6 – вал; 7 – распределительный диск
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. Эти насосы применяются в гидравлических системах и перекачивают масла.
В распределительном диске 7 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).
Поршневые насосы двойного действия
Насосы этого типа применяются в качестве вакуумных насосов на ряде пожарных насосов, выпускаемых иностранными фирмами. Поршни насоса 5 объединены болтовым соединением 3 в единое целое. Они перемещаются смонтированным на оси 2 эксцентриком 1 посредством ползуна 4 .
1 – эксцентрик; 2 – ось; 3 – стержень, соединяющий поршни; 4 – ползун; 5 – поршень; 6 – выпускной патрубок; 7 – большая мембрана; 8 – малая мембрана; 9 – всасывающий патрубок; 10 – корпус; 11 – крышка
Частота вращения валика эксцентрика одинакова с частотой вращения вала насоса. Вал эксцентрика приводится во вращение клиновым ремнем от коробки отбора мощности. Привращении эксцентрика 1 ползуны 4 воздействуют на поршни 5 . Они совершают возвратнопоступательное движение. В положении, указанном на рисунке, левый поршень будет сжимать воздух, ранее поступивший в камеру. Сжатый воздух преодолеет сопротивление манжеты 7 и будет удалятьсячерез патрубок 6 в атмосферу.
Синхронно с этим в правой камере будет создаваться разрежение. При этом будет преодолено сопротивление первой малой манжеты 8 . В пожарном насосе будет создаваться вакуум, он постепенно заполняется водой. При поступлении воды в вакуумный насос он отключается.
За каждую половину оборота эксцентрика поршни совершают ход, равный 2е. Тогда подача насоса, м3/мин, может быть вычислена по формуле:
При частоте вращения, равной 4200 об/мин, насос обеспечивает заполнение пожарного насоса с глубины всасывания 7,5 м за время меньше 20 с
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 перемещается впадинами 3 зубьев 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 составляет 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 = 1500 об/мин.
1 – зубчатое колесо; 2 – корпус; 3 – впадина
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
Состоит из корпуса с запрессованной с 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 лопатки 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.
1– гильза; 2 – ротор; 3 – пластина
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.
Водокольцевой насос
Может использоваться как вакуумный насос. Принцип его работы легко уяснить из рис. 2.8. При вращении ротора 1 с лопатками жидкость под влиянием центробежной силы прижимается к внутренней стенке корпуса насоса 4 . При повороте ротора от 0 до 180о рабочее пространство 2 будет увеличиваться, а затем уменьшаться. При увеличении рабочего объема образуется вакуум и через отверстие канала всасывания 3 будет всасываться воздух. При уменьшении объема он будет выталкиваться через отверстие канала нагнетания 5 в атмосферу.
Водокольцевым насосом может создаваться вакуум до 9 м вод.ст. Этот насос имеет очень низкий КПД, равный 0,2-0,27. Перед началом работы в него необходимо заливать воду – это его существенный недостаток.
1 – ротор; 2 – рабочее пространство; 3 – канал всасывания; 4 – корпус; 5 – отверстие канала
Струйные насосы деляться на:
Водоструйный насос – гидроэлеватор пожарный входит в комплект ПТВ каждого пожарного автомобиля. Он используется для забора воды из водоисточников с уровнем воды, превышающим геодезическую 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 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 . При этом потенциальная энергия рабочей жидкости преобразуется в кинетическую энергию. В камере смешения происходит обмен количества движения между частицами рабочей и всасываемой жидкости: при поступлении смешанной жидкости в диффузор 5 осуществляется переход кинетической энергии смешанной и транспортируемой жидкости в потенциальную. Благодаря этому в камере смешения создается разрежение. Этим 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.
Гидроэлеватор пожарный Г-600А
Зависимость производительности гидроэлеватора от высоты всасывания и давления на насосе: 1 – высоты всасывания; 2 – дальность всасывания воды при высоте всасывания 1,5 м
Газоструйный эжекторный насос
Используется в газоструйных вакуумных аппаратах С их помощью обеспечивается заполнение всасывающих рукавов и центробежных насосов водой.
Рабочим телом этого насоса являются отработавшие газы двигателя внутреннего сгорания АЦ. Они поступают в сопло высокого давления, затем в камеру 3 корпуса насоса 2 , в камеру смешения 4 и диффузор 5 . 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.
В насосе имеются два сопла: малое 2 и большое 4. В камеру между ними подводится трубка в, соединяющая струйный и центробежный насосы. При поступлении отработавших газов дизеля по стрелке а большое сопло создает разрежение в камере в и происходит поступление в нее воздуха из насоса по трубке 3 и дополнительное всасывание его из атмосферы (стрелка б). Этот подсос способствует стабилизации работы струйного насоса. Такие струйные насосы используются на АЦ с шасси «Урал» и двигателями ЯМЗ-236(238).
по числу рабочих колес: одно-; двух- и многостступенчатые;
по расположению вала: горизонтальные, вертикальные, наклонные;
по развиваемому напору: нормального до – 100м, высокого – 300м и более; комбинированные насосы одновременно подают воду под нормальным и высоким напором;
по расположению на пожарных автомобилях: переднее, среднее, заднее.
Принципиальные схемы поршневых насосов простого (слева), двойного (в середине) и дифференциального (справа) действия.
Схема пластинчатого (шиберного) насоса.
1 – ротор, 2 – шибер, 3 – изменяемый объём, 4 – корпус
Принципиальная схема водокольцевого насоса
1 – ротор, 2 – объём между лопатками, 3 – водяное кольцо, 4 – корпус, 5 – всасывающий патрубок, 6 – нагнетательный патрубок
1 – напорная полость, 2 – ведомая шестерня, 3 – всасывающая полость, 4 – корпус, 5 – ведущая шестерня
1 – вал, 2 – рабочее колесо, 3 – всасывающий патрубок, 4 – напорный патрубок, 5 – корпус, 6 – спиральная камера
Насос пожарный нормального давления НЦПН-100/100
Предназначен для подачи воды и водных растворов пенообразователей температурой до 303° К (30° С), с водородным показателем (pH) от 7 до 10,5 и плотностью до 1100 кг/м 3 , массовой концентрацией до 0,5%, при их максимальном размере 6 мм. Применяется для комплектации пожарных насосных станций, установки на пожарные катера и для перекачки больших объёмов воды.
|
ПОКАЗАТЕЛИ |
НАСОСЫ ПОЖАРНЫЕ НОРМАЛЬНОГО ДАВЛЕНИЯ |
|
НЦПН-100/100 М1 (М2) |
|
|
ТАКТИКО-ТЕХНИЧЕСКИЕ И ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ |
|
| Номинальная подача, л/с | 100 |
| Напор в номинальном режиме, м | 100 |
| 155 (210 л.с.) | |
| Номинальная частота вращения приводного вала, об/мин | 2000 |
| 7,5 | |
| Время заполнения насоса с наибольшей геометрической высоты всасывания, с | 40 (не более) |
| Максимальная подача насоса при наибольшей геометрической высоты всасывания, л/с | 50 (не менее) |
| 1…10 | |
| Число одновременно работающих ГПС-600, шт. | 16 (при 6% концентрации раствора пенообразователя) |
| Масса, кг | 360,0 (не более) |
| Габаритные размеры, мм | 930х840х1100 (не более) |
| Срок службы, лет | 12 (не менее) |
Варианты исполнения насоса НЦПН-100/100:
Общий вид насосного агрегата НЦПВ-4/400-РТ и технические характеристики
Общий вид насосного агрегата НЦПК-40/100-4/400В1Т и технические характеристики НЦПВ-4/400
| Наименование показателей | Значение показателей | |
| НЦПК-40/100-4/400 | НЦПВ-4/400 | |
| Подача насоса в номинальном режиме, м3/с (л/с) | 40-4-15/2* | 4 |
| Напор насоса в номинальном режиме, м. вод. ст. | 100-400-100/400* | 2 |
| Мощность в номинальном режиме, л.с. | 89-88-100* | 36 |
| Номинальная частота вращения вала, об/мин | 2700 | 6300 |
| Коэффициент полезного действия,не менее | 0,6-0,35-0,215* | 0,4 |
| Допускаемый кавитационный запас, м, не более | 3,5 | 5,0 |
| Тип вакуумной системы | автоматическая | автоматическая |
| Тип системы дозирования пенообразователя | автоматическая | ручная |
| Наибольшая геометрическая высота всасывания, м | 7,5 | – |
| Время всасывания с наибольшей геометрической высоты всасывания, с, не более | 40 | – |
| Габаритные размеры, мм, не болеедлинаширинавысота | 800800800 | 420315400 |
| Масса (сухая), кг | 150 | 50 |
| Уровень дозирования пенообразователя, % | 6,0+/- 1,23,0+/- 0,6 | 6,0+/-1,23,0+/- 0,6 |
Центробежный пожарный насос ПН-40УВ (слева) и его модификация ПН-40УВ.01 с встроенной вакуумной системой (справа)
Характеристики насосов НЦПН- 40/100, ПН-40УА, ПН-40УБ;
| Тип насоса | НЦПН- 40/100 | ПН-40УА | ПН-40УБ; |
| Подача насоса в номинальном режиме, л/с | 40 | 40 | 40 |
| Напор насоса в номинальном режиме, МПа (м,в,ст,) | 1 (100) | 1 (100) | 1 (100) |
| Номинальная частота вращения вала,мин-1 | 2700 | 2700 | 2700 |
| Потребляемая мощность в номинальном режиме, кВт | 65,4 | 68 | 65; 62 |
| Тип вакуумной системы | автоматическая | газоструйная | газоструйная |
| Геометрическая высота всасывания, м | 7,5 | 7,0 | 7,5 |
| Время всасывания, с | 40 | 45 | 40 |
| Коэффициент полезного действия | 0,6 | 0,6 | 0,6 |
| Кавитационный запас, м | 3 | 3 | 3 |
| Макс, давление на входе в насос, МПа | 0,59 | 0,4 | 0,4 |
| Тип дозирующего устройства | ручное ПС-5 | ручное ПС-5 | ручное ПС-5 |
| Количество и условный диаметр всасывающих патрубков, шт./мм | 1/125 | 1/125 | 1/125 |
Насос центробежный пожарный ПН-40УВ.01, ПН-40УВ.02 (ПН-60)
Насос ПН-40УВ предназначен для подачи воды или водных растворов пенообразователя с температурой до 30 С с водородным показателем РН от 7 до 10,5 плотностью до 1100 кг*м –3 и массовой концентрацией твёрдых частиц до 0,5% при их максимальном размере 3 мм. Насос используется для установки в закрытых отсеках пожарных автомобилей, в которых во время работы обеспечивается положительная температура.
| Наименование показателя | ПН-40УВ | ПН-40УВ-01 | ПН-40УВ-02 (ПН-60) |
| Производительность, м 3 /с (л/с) | 0,04 (40) | 0,04 (40) | 0,06 (60) |
| Напор, м | 100+5 | 100+5 | 100+5 |
| Мощность, кВт (л.с.) | 62,2 (84,9) | 77,8 (106) | 91,8 (125) |
| Наибольшая геометрическая высота всасывания, м | — | 7,5 | 7,5 |
| Время заполнения с наибольшей геометрической высоты всасывания, с | — | 40 | 40 |
| Частота вращения вала, об/мин | 2700 | 2700 | 2800 |
| Наибольшее число одновременно работающих ГПС, штук | 5 | 5 | 7 |
| Условный проход Ду присоединительных патрубков: | |||
| напорного | 70 | 70 | 70 |
| всасывающего | 125 | 125 | 125 |
| Габариты, мм | 700 х 900 х 700 | 700 х 900 х 700 | 700 х 900 х 700 |
| Вес, кг | 65 | 90 | 90 |
Насос центробежный пожарный ПН-40УВМ.01, ПН-40УВМ.Э
На пожарных насосах типа ПН-40УВМ применено уплотнение из терморасширенного графита, спроектированного и изготовленного специально для данных насосов с использованием нанотехнологий, установлены подшипники качения, не требующие смазки в течение всего срока эксплуатации насоса. Насос оснащен комплектом контрольно-измерительных приборов (электронный тахометр, счетчик моточасов, манометр, мановакууметр), установлено антикавитационное устройство, защищенное патентом на изобретение №2305798, улучшена проточная часть насоса, позволяющая иметь запас по основным выходным параметрам (подача – до 60 л/с, напор – до 120 м, КПД – до 70%).
По желанию заказчика на насосе ПН40-УВМ может быть установлен вакуумный насос с механическим приводом (ПН-40УВМ-01) или с электрическим приводом (ПН-40УВМ.Э). Пожарный насос ПН-40УВМ.Э выпускается в двух вариантах: с вакуумной системой, которая поставляется отдельно от насоса, и в моноблочном исполнении (вакуумная система установлена непосредственно на корпусе насоса).
Тактико технические характеристики ПН-60 и ПН-110
| Наименование показателей | Размерность | ПН-60 | ПН-110 |
| Напор | м | 100 | 100 |
| Подача | л/с | 60 | 110 |
| Частота вращения | об/мин | 2500 | 1350 |
| Диаметр рабочего колеса | мм | 360 | 630 |
| КПД | – | 0,6 | 0,6 |
| Потребляемая мощность | кВт | 98 | 150 |
| Максимальная высота всасывания | м | ||
| Масса | кг | 180 | 620 |
Тактико технические характеристики НЦС-20/160
Насос НЦС-20/160 предназначен для подачи воды и водных растворов пенообразователя с температурой до 303°К (30°С), плотностью до 1100кг/м 3 и массовой концентрацией взвешенных твёрдых частиц грунта до 0,5%, при их максимальном размере 3 мм.
Плакаты в технический класс доступны по кнопке “СКАЧАТЬ” в высоком разрешении.
Неисправности (отказы), возникающие в насосных установках и водопенных коммуникациях, приводят к нарушению их работоспособности, снижению эффективности тушения пожаров и увеличению убытков от них.
Отказы в работе насосных установок возникают вследствие ряда причин:
Неисправности насосных установок ПН.
Признаки возможных неисправностей, приводящих к отказам, их причины и способы устранения приводятся в таблице.
| Признаки неисправностей |
Причины неисправностей | Способы устранения |
| При включении вакуумной системы в полости пожарного насоса не создается разрежение | Подсос воздуха:1. Открыт сливной кран всасывающего патрубка, неплотная посадка клапанов на седла вентилей и задвижек, не закрыты вентили, задвижки.2. Неплотности соединений вакуумного клапана и насоса, стакана диффузора пеносмесителя, трубопроводов вакуумной системы, сальников насоса, пробкового крана | 1. Плотно закрыть все краны, вентили, задвижки. При необходимости разобрать их и устранить неисправность.2. Проверить плотность соединений, подтянуть гайки, при необходимости заменить прокладки.При изношенных сальниках насоса заменить их |
| Пожарный насос сначала подает воду, затем его производительность уменьшается. Стрелка манометра сильно колеблется | Появились неплотности во всасывающей линии, расслоение рукава, засорилась всасывающая сетка.Засорились каналы рабочего колеса.Неплотности в сальниках пожарного насоса | Найти неплотности и устранить, заменить рукав, очистить сетку.Разобрать пожарный насос, очистить каналы.Подвернуть крышку масленки, заменить сальники |
| Пожарный насос не создает необходимого напора | Частично засорены каналы рабочего колеса.Большой износ уплотнительных колец.Подсос воздуха.Повреждение лопаток рабочего колеса | Разобрать насос, очистить каналы.Разобрать насос, заменить кольца.Устранить подсос воздуха.Разобрать насос, заменить колесо |
| Пеносмеситель не подает пенообразователь | Засорен трубопровод из бака к пеносмесителю.Засорены отверстия дозатора | Разобрать, прочистить трубопровод.Разобрать дозатор, прочистить его отверстия |
| Газовая сирена работает плохо, ослаблен звук | Засорены каналы распределителя газа и резонатора.Не полностью перекрывается заслонкой выпускной трубопровод | Очистить каналы и резонатор.Отрегулировать длину тяги. Разобрать, очистить заслонку |
| Газовая сирена работает после выключения | Ослабла или сломалась пружина заслонки.Нарушена регулировка длины элементов тяги | Заменить пружину.Отрегулировать тягу |
| Распределительный клапан лафетного ствола и клапан водопенных коммуникаций не открываются при открывании кранов на колонке | Мало давление воздуха в тормозной системе.Негерметичны соединения клапанов, кранов, трубопроводов.Неисправен клапан-ограничитель | Повысить напор в системе.Подтянуть гайки штуцеров, заменить прокладки.Разобрать, исправить |
Неисправности насосных установок ПЦН.
| Признаки неисправностей |
Причины неисправностей | Способы устранения |
| 1. При работе насоса снизилась подача, давление на выходе ниже нормы | 1. Засорена всасывающая сетка.2. Засорена защитная сетка на входе в насос3. Подача насоса превышает допустимую для данной высоты всасывания.4. Засорены каналы рабочих колес | 1. Проверить всасывающую сетку.2. Проверить целостность всасывающей сетки, при необходимости очистить защитную сетку на входе в насос.3. Уменьшить подачу (число работающих стволов или частоту вращения).4. Очистить каналы |
| 2. При работе насоса наблюдаются стуки и вибрация | 1. Ослабли болты крепления насоса.2. Изношены подшипники насоса.3. В полость насоса попали посторонние предметы.4. Повреждено рабочее колесо | 1. Подтянуть болты.2.Изношенные подшипники заменить новыми.3. Удалить посторонние предметы.4. Заменить рабочее колесо |
| 4. Из дренажногоотделения насоса струйкой течет вода | 1. Нарушение герметичностиконцевого уплотнения вала | 1. Заменить изношенные детали (узлы) концевого уплотнения |
| 5. Не поворачивается рукоятка дозатора | 1. Появление на поверхностях трения кристаллических отложений и продуктов коррозии в результате плохой промывки | 1. Разобрать дозатор, очистить сопрягаемые поверхности от налета |
| 6. Большой расход масла в масляной ванне подшипников вала | 1. Износ резиновых манжет | 1. Заменить манжеты |
| 7. Вал насоса вращается, стрелка тахометра на нуле | 1. Обрыв электрических цепей тахометра | 1. Обнаружить и устранить обрыв электрических цепей |
| 8. При включенном эжекторе и открытом дозаторе пенообразователь в насос не поступает | 1. Не срабатывает отсекающий клапан дозатора вследствие засорения трубопровода, подающего воду в управляющий клапаном сильфон | 1. Прочистить трубопровод (канал) |
| 9. При работе пеносмесителя ПО в насос не подается или уровень его дозирования недостаточный | 1. Разгерметизация привода управления вакуумной системой2. Заклинивание золотника в клапане пеносмесителя или засорение его полости в результате плохой промывки | 1. Обнаружить неплотности, где вытекает жидкость, устранить неплотности, проверить диафрагму вакуумного затвора.2. Разобрать клапан пеносмесителя и очистить его полость и детали от загрязнений |
| 10. При отсутствии подачи воды индикатор «Подачи нет» не горит | 1. Обрыв цепей питания.2. Перегорел светодиод (лампа).3. Заклинивание падающего клапана в направляющей.4. Неисправен магнито-электрический контакт | 1. Обнаружить и устранить.2. Заменить светодиод (лампу).3. Выявить причины и устранить заклинивание.4. Заменить магнито-электрический контакт |
| 11. При включении АСД индикатор «АСД питание» не горит, рукоятка дозатора не двигается | 1. Обрыв в цепи электропитания «пожарный автомобиль – электронный блок».2. Недостаточное сцепление фрик- ционной муфты привода дозатора |
1. Обнаружить и устранить обрыв в цепи.2. Отрегулировать муфту |
| 12. При включении АСД рукоятка дозатора не двигается, индикатор «АСД питание» горит | 1. Обрыв в электрической цепи «электронный блок – электродвигатель» дозатора2. Недостаточное сцепление фрикционной муфты привода дозатора | 1. Обнаружить и устранить обрыв цепи2. Отрегулировать муфты |
| 13. При дозировании пенообразователя в автоматическом режиме качество пены неудовлетворительное, рукоятка дозатора не доходит до положения, соответствующего количеству работающих пеногенераторов | 1. Высокая жесткость подаваемой насосом воды | 1. При помощи корректора увеличить концентрацию пенообразователя или перейти на ручное дозирование |
| 14. Повышенный расход пенообразователя при дозировании в автоматическом режиме, рукоятка дозатора останавливается в положении, соответствующем большему количеству пеногенераторов, чем подключено в действительности | 1. Загрязнение электродов датчика концентрации пенообразователя | 1. Очистить электроды датчика концентрации |
| 15. При дозировании пенообразователя в автоматическом режиме рукоятка дозатора доходит до упора (положение «5- 6 %»), а индикатор «АСД норма» не загорается, и электродвигатель дозатора продолжает вращаться |
1. Не открывается отсекающий клапан дозатора, вследствие засорения трубопровода, подающего воду в управляющий клапаном сильфон.2. Если неисправность появляется только в случае работы с большим количеством ГПС-600 (4- 5 шт.), причина – увеличение гидравлического сопротивления магистрали пенообразователя в результате ее засорения.3. Обрыв электрической цепи «электронный блок – датчик концентрации» |
1. Прочистить трубопровод (канал).2. При очередном ТО прочистить магистраль пенообразователя, в том числе полости дозатора.
3. Обнаружить и устранить обрыв цепи |
| 16. Не работает счетчик времени наработки | 1. Обрыв цепи электропитания между первичным пенообразователем и электронным блоком или между электронным блоком и показывающим прибором на панели.2. Неисправность электронного блока3. Неисправен счетчик времени наработки | 1. Обнаружить и устранить обрыв цепи.2. Заменить или отремонтировать электронный блок.
3. Заменить счетчик |
В насосе ПЦНВ-4/400 отсутствует система всасывания, но в его конструкции имеются два клапана: перепускной и отсекающий. Неисправности в них служат нарушением нормальной работы насоса.
Их перечень приводится в таблице:
| Признаки неисправностей |
Причины неисправностей | Способы устранения |
| 1. Из дренажного отверстия насоса струйкой течет вода | 1. Нарушение герметичности концевого уплотнения | 1. Разобрать насос, заменить изношенные детали уплотнения |
| 2. При работе насоса его корпус сильно нагревается | 1. Засорены проходные отверстия в перепускном и отсекающем клапанах | 1. Снять клапаны, разобрать и устранить неисправности |
| 3. Снизилась подача воды, давление в напорном коллекторе в норме | 1. Заклинивание перепускного клапана | 1. Снять клапан, устранить неисправность |
| 4. При включенном эжекторе, открытом дозаторе и стволе-распыли- теле пенообразователь в насос не поступает |
1. Неисправен перепускной клапан.2. Заклинивание отсекающего клапана |
1. Снять клапаны, устранить обнаруженные неисправности |
| 5. Уровень дозирования пенообразователя ниже нормы | 1. Засорение магистрали пенообразователя, в частности, проточной полости отсекающего клапана | 1. Разобрать и прочистить все элементы магистрали пенообразователя |
Так как пожарный насос не является самовсасывающим, перед запуском в работу его необходимо заполнить. При работе насоса от цистерны пожарного автомобиля, в силу того, что уровень жидкости в цистерне выше уровня насоса, заполнение возможно открытием запорной арматуры, без создания вакуума. При работе насоса из открытого водоема, необходимо первоначальное заполнение с помощью дополнительного вакуумного насоса. Потому перед пуском в работу включают вакуумный насос. Вакуумный насос всасывает воду в пожарный насос, после чего вакуумный насос выключают и включают вращение пожарного насоса. При заполненном насосе, манометр насоса показывает избыточное давление.
После появления давления, на насосе медленно открывают задвижки и вода поступает в напорные пожарные рукава, до получении струи без примесей воздуха. После чего, пожарный насос готов к работе. Пожарный насос устойчиво работает, всасывая воду, с высоты до 7.5 м. Дальнейшее увеличение высоты всасывания приводит к возникновению кавитации, нестабильной работе насоса и, как правило, срыву струи. Для нормальной работы насоса важное значение имеет обеспечение герметичности внутренних рабочих полостей. При эксплуатации, насосы периодически проверяются вакуумом на герметичность. Создается максимальное значение вакуума и перекрывается кран между основным и вакуумным насосом. Считается нормой, если падение вакуума за 1 минуту не превышает 0.1 кгс/см2.
Разработчики полностью сохранили традиционную схему исполнения насоса, вплоть до расположения органов управления и всех посадочных присоединительных мест, но при этом добились значительного улучшения параметров и устранили все известные “болячки” старой конструкции.
В частности:
Какую практическую пользу могут принести эти преимущества в повседневной работе?
Повышенная производительность и напор позволяет экономить время на заправку цистерны, что при определенных обстоятельствах помогает при локализации крупных пожаров. Также появляется возможность применения более мощных лафетных стволов и пенных установок.
Коэффициент полезного действия – показатель, казалось бы, абстрактный и не имеющий явно выраженной практической важности. Однако нетрудно подсчитать, что повышение к.п.д. насоса на 10% дает экономию топлива минимум в 2 литра за час работы. А за весь срок службы насоса средства, сэкономленные на ГСМ будут измеряться десятками тысяч рублей. И это уже не абстракции.
Говоря об экономических эффектах, безусловно, следует упомянуть и о расходовании дорогостоящего пенообразователя, которое при плавном и тонком дозировании в насосе НЦПН-40/100 осуществляется более рационально, а также – об экономии на ремонтах (заменах) и обслуживании сальника. Однако не все измеряется рублем. Немаловажным преимуществом этого насоса, по мнению разработчиков, является так называемая эргономика – простота и удобство в эксплуатации . Механик-водитель, управляющий насосной установкой не должен испытывать неудобств и отвлекать свое внимание на различные дополнительные операции (прессование того же сальника, проблемы с забором воды, подклинивание пробки дозатора и т.п.). Судя по отзывам потребителей, создателям насоса удалось заметно продвинуться в этом вопросе.
Какие технические трудности могут возникнуть при монтаже этого насоса на АЦ? И как дорого обойдется описанная модернизация насосной установки?
Никаких технических трудностей. Все габаритно-присоединительные параметры насоса НЦПН-40/100 полностью совпадают с широко известным ПН-40УВ. Замена насоса может быть произведена непосредственно в пожарной части.
Оценивая же предпочтительность той или иной модели насоса с точки зрения цены, следует “привести их к общему знаменателю” по уровню комплектации и функциональным возможностям. При таком подходе можно сказать, что разница в цене насосов НЦПН-40/100 и ПН-40УВ совсем незначительна. А с учетом прямых экономических преимуществ, о которых говорилось ранее, использование НЦПН-40/100 безусловно, более выгодно.
Одним из важнейших элементов насосной установки является вакуумная система водозаполнения .
Вакуумная система используется для подъема воды из открытого водоема к пожарному насосу. К ней предъявляются очень высокие требования по надежности. Готовность ее к работе должна проверяться ежедневно. Именно поэтому данный элемент насосной установки подлежит модернизации в первоочередном порядке.
Чем же можно заменить морально устаревший и ненадежный ? Вакуумный насос АВС-01Э – лучшее решение для систем водозаполнения пожарных насосов.
Это изделие принципиально отличается от всех известных аналогов (в том числе и зарубежного производства) тем, что оно работает независимо от ходового двигателя АЦ и пожарного насоса, т.е. автономно. Отсюда и его название: “АВС” – автономная вакуумная система.
Рассмотрим преимущества вакуумного насоса АВС-01Э в сравнении с газоструйным вакуумным аппаратом (ГВА), используемым в большинстве АЦ, при выполнении конкретных рабочих операций.
Какова область применения вакуумного насоса АВС-01Э? Подойдет ли он к автоцистернам старых моделей? И что требуется для его монтажа?
Это изделие подходит для любых насосных установок, в том числе и старых автоцистерн, оборудованных насосом ПН-40УВ. Монтаж изделия весьма прост и может производиться непосредственно в частях (к изделию прилагается подробная инструкция). Все специальные детали, необходимые для монтажа АВС-0Э входят в комплект поставки.
Дает ли применение АВС-01Э экономическую выгоду?
Первоначальная цена АВС-01Э выше, чем цена ГВА. Однако, только экономия на прямых затратах (ГСМ) позволяет получить экономическую выгоду от применения АВС-01Э уже в ближайшие год-два после ввода в эксплуатацию.
Нельзя забывать и о человеческом факторе. Вполне очевидно насколько облегчается работа технического персонала при использовании вакуумного насоса АВС-01Э вместо устаревшего ГВА. Кроме того, не следует сбрасывать со счетов и косвенную выгоду, связанную с более высокой надежностью АВС-01Э. Помимо неизбежных дополнительных затрат на ремонт ГВА вполне вероятна такая ситуация, когда отказ ГВА в самый неподходящий момент может привести к увеличению ущерба от пожара.
Развивая тему модернизации пожарного автомобиля путем замены специальных агрегатов более совершенными моделями, нельзя не упомянуть о комбинированных насосах.
Пожарные насосы
Насосы — это гидравлические машины, предназначенные для перемещения капельных жидкостей.
Пожарный насос — это устройство для подачи воды и огнетушащих средств к месту тушения пожара. Пожарные насосы устанавливаются на пожарную технику — пожарные автоцистерны, мотопомпы, насосные станции и другие устройства.
Насосная установка – это пожарный насос с коммуникациями всасывания, нагнетания, забора, смешения и дозирования пенообразователя.
История их создания уходит за пределы нашей эры. Первое упоминание о существовании приспособлений для перемещения жидкостей относятся к III-II векам до нашей эры. Первый пожарный насос для пожарных целей был изобретен примерно за 120 лет до нашей эры древнегреческим механиком из Александрии Ктесибием (учеником Герона). Насос имел два деревянных цилиндра, нагнетательный и всасывающие клапаны, уравнительный воздушный колпак, т.е. практически все конструктивные элементы, которые сохранились в современных поршневых насосах.
В настоящее время на пожарных машинах применяются насосы различных типов. Они обеспечивают подачу огнетушащих веществ, функционирование вакуумных систем, работу гидравлических систем управления.
Насосы в зависимости от их конструктивных особенностей и основных параметров классифицируются на насосы нормального давления, высокого давления, комбинированные.
Насосы нормального давления - это одно- или многоступенчатые пожарные насосы, обеспечивающие подачу воды и огнетушащих растворов при давлении на выходе до 1,6 МПа.
Насосы высокого давления - это многоступенчатые пожарные насосы, обеспечивающие подачу воды и огнетушащих растворов при давлении на выходе от 1,6 до 5,0 МПа.
Насосы комбинированные - это насосы, состоящие из последовательно соединенных насосов нормального и высокого давления, имеющих общий привод.
Работа всех насосов с механическим приводом характеризуется двумя процессами: всасывания и нагнетания перекачиваемой жидкости. При этом насос любого типа характеризуется величиной подачи жидкости, развиваемой напором, высотой всасывания и величиной коэффициента полезного действия.
Классификация насосов
Насосы классифицируются по нескольким признакам
:
Наиболее общей классификацией насосов является классификация по принципу действия. Пожарные насосы делятся по данному признаку на две группы: динамические и объемные .
Динамическими называют насосы, в которых жидкость под воздействием гидродинамических сил перемещается в камере (незамкнутом объеме), постоянно сообщающиеся с входом и выходом насоса.
Объемными называют насосы, в которых жидкость перемещается путем периодического изменения объема камеры, попеременно сообщающееся со входом и выходом насоса.
Динамические насосы подразделяются на лопастные и насосы трения и инерции .
Лопастными называют насосы, в которых жидкость перемещается за счет энергии, передаваемой ей при обтекании лопастей рабочего колеса. Эти насосы объединяют две основные группы насосов: центробежные и осевые .
В насосах трения и инерции жидкость перемещается под действием сил трения и инерции. Данная группа включает насосы: дисковые, вихревые, червячные и насосы без движущихся деталей. Среди насосов этой группы выделяют насосы без движущихся частей (без учета клапанов): струйные, гидравлические тараны (гидротараны), вытеснители, эрлифты .
Группа объемных насосов включает насосы возвратно-поступательного действия, в которую входят поршневые, плунжерные, диафрагменные и роторные насосы , объединяющие шестеренные, пластинчатые, винтовые и подобные им насосы.
Конструкции насосов весьма разнообразны. В пожарной технике находят применение лишь ограниченное число представителей различных групп насосов. Поэтому приводить полную классификацию насосов по другим признакам не представляется необходимым. Наибольшее применение в пожарной технике нашли следующие насосы: центробежные, струйные, шестеренные, шиберные, шиберно-роликовые, водокольцевые, поршневые, плунжерные и диафрагменные .
Принцип работы пожарных насосов, их достоинства, недостатки и область применения в пожарной технике
Центробежный насос
Центробежный пожарный насос имеет улиткообразный корпус, внутри которого располагается рабочее колесо с лопастями. При вращении колеса поступающая в осевом направлении в корпус жидкость закручивается лопастями и под действием возникающей центробежной силы выходит в напорный патрубок насоса. Эти насосы просты по конструкции, обладают незначительным износом, т.к. количество сопряженных трущихся деталей мало. Насосы могут работать на относительно загрязненных жидкостях. Они не требуют сложного обслуживания. Могут работать при закрытом напорном патрубке, т.е. «сами на себя».
Данный фактор является весьма важным, т.к. в случае перекрытия напорного патрубка не требуется осуществлять остановку насоса. При тушении пожаров такое условие возникает достаточно часто. Особенно это ценно для зимнего периода работы на пожаре, поскольку работа насоса «на себя» при закрытом напорном патрубке снижает вероятность замерзания воды в насосе.
Наряду с этим, центробежные насосы обладают одним из таких существенных недостатков, как неспособность самостоятельного подсасывания жидкости в начальный период работы насоса без предварительного его заполнения, т.к. масса воздуха мала и его движение под действием центробежных сил практически не происходит. Вторым, существенным недостатком данных насосов является срыв подачи жидкости в случае попадания воздуха во всасывающую рукавную линию.
В пожарной технике центробежные насосы нашли наибольшее применение. Это основные насосы пожарных машин. Они устанавливаются на автонасосах и автоцистернах, мотопомпах и другой технике. Они также применяются в системах охлаждения автомобильных двигателей с жидкостными системами.
Струйный насос
Насос имеет насадок с соплом, диффузор и камеру. Рабочая жидкость подводится к насадку. На выходе из сопла жидкость, обладая запасом кинетической энергии, имеет максимальную скорость. Увеличение скорости потока рабочей жидкости приводит к уменьшению давления в струе и камере ниже атмосферного. Эжектируемая жидкость под действием атмосферного давления поступает в камеру и уносится струей рабочей жидкости в диффузор, где скорость потока уменьшается, а напор увеличивается. Это позволяет осуществлять подачу жидкостями на определенное расстояние.
Струйные насосы более просты по конструкции чем центробежные. В данных насосах полностью отсутствуют сопряженные движущиеся детали. Такие насосы долговечны, могут перекачивать загрязненные жидкости. Насосы не требуют предварительного заполнения рабочей жидкостью и могут обеспечивать подачу жидкости из небольших и неглубоких источников.
Наряду с этим, для обеспечения работы таких насосов необходим определенный запас рабочей жидкости и ее подача под давлением к струйному насосу. Струйные насосы не могут работать при закрытом напорном патрубке за диффузором. При работе со струйным насосом на пожаре это означает, что на рукавной линии за струйным насосом не должно быть заломов или резких перегибов. Насосы обеспечивают лишь ограниченную подачу, соответствующую коэффициенту эжекции конкретной конструкции струйного насоса.
В пожарной технике они нашли достаточно широкое применение в качестве вакуум-аппаратов к центробежным насосам на автонасосах, автоцистернах, прицепных мотопомпах МП-600А и переносных мотопомпах. Струйные насосы применяются в гидроэлеваторах Г-600, приспособлениях для уборки пролитой воды и т.п.
Шестеренный насос
В открытом с двух сторон корпусе располагается с минимальным торцевым зазором пара сцепленных между собой шестерен. Зубья шестерен при вращении захватывают жидкость и переносят ее со стороны всасывания в сторону нагнетания. Эти насосы достаточно просты по конструкции, не требуют предварительного заполнения перекачиваемой жидкостью. Наряду с этим они имеют большие внутренние потери из-за наличия трущихся деталей, обладают повышенным износом, требуют обязательной смазки шестерен после работы, не могут работать на загрязненных жидкостях, имеют достаточно большую металлоемкость.
Насосы не могут работать «сами на себя», т.е. при закрытом напорном патрубке. Это вызывает необходимость установки редукционного клапана между напорной и всасывающей полостями. Несмотря на наличие таких недостатков, шестеренные насосы находят применение в качестве самостоятельных пожарных насосов для подачи воды, особенно в сельской местности, как навесные на тракторах, автомобилях и другой технике, приспособленной для целей пожаротушения. Широко применяются эти насосы в системах смазывания автомобилей, тракторов и другой технике.
Шиберные и шиберно-роликовые насосы
В цилиндрическом корпусе эксцентрично расположен ротор со свободно вставленными в его пазы пластинами или роликами. Под действием центробежных сил возникающих при вращении ротора, пластины (ролики) прижимаются к внутренней поверхности корпуса и захватывают жидкость во всасывающей полости, вытесняют ее в нагнетательную полость. Обратное протекание жидкости предотвращается, благодаря минимальному зазору между корпусом и расположенным в нем ротором.
Для забора и подачи жидкости данный насос не требует предварительного заполнения перекачиваемой жидкостью, достаточно прост по конструкции. Однако в данном насосе имеются сильно изнашиваемые детали, что требует обязательной заливки моторного масла в корпус для смазывания корпуса и шиберов, насос не может работать на загрязненных жидкостях, не может работать «сам на себя».
В связи с наличием столь больших недостатков шиберные и роликовые насосы в качестве самостоятельных пожарных насосов не применяются. Они нашли применение в качестве вакуум-аппаратов к центробежным насосам на ПН-60 и мотопомпах МП-600А.
Наряду с этим они широко используются в гидроусилителях рулевого управления автомобиля и как топливноподкачивающие насосы в системах питания дизельных двигателей и т.д.
Водокольцевой насос
Ротор в водокольцевом насосе также, как и в шиберном насосе размещен эксцентрично в корпусе и имеет радиальные лопатки, жестко связанные с ротором. В одной из торцевых крышек корпуса имеются всасывающая и нагнетательные полости. Корпус насоса предварительно заполняется водой. При вращении ротора вода отбрасывается к периферии корпуса, образуя водяное кольцо равномерной толщины. Между ротором и водяным кольцом создается замкнутое пространство. В связи с этим при вращении ротора, с одной стороны, рабочий объем между лопатками ротора увеличивается, с другой - уменьшается, тем самым происходит всасывание и нагнетание.
По сравнению с шиберно-роликовыми насосами данный насос имеет меньше изнашиваемых деталей, может работать на загрязненной воде и «сам на себя».
Однако он имеет весьма существенный недостаток – нуждается в предварительной заливке перекачиваемой жидкостью. В связи с этим в пожарной технике в качестве самостоятельных пожарных насосов водокольцевые насосы применения не нашли. Есть попытки использовать их в качестве вакуум-аппаратов.
Поршневой насос
Поршневой насос состоит из рабочей камеры со всасывающим и напорными клапанами и цилиндра с поршнем, совершающим возвратно-поступательные движения. При движении поршня в одну сторону жидкость через открывшийся клапан всасывается, а при движении в другую – нагнетается.
Достоинством поршневых насосов является высокий КПД, возможность создания больших давлений и практическая независимость подачи от противодавления.
Наряду с этим, поршневые насосы обладают большим износом из-за наличия трущихся деталей, чувствительны к чистоте перекачиваемой жидкости, имеют неравномерность подачи.
В настоящее время поршневые насосы как самостоятельные пожарные насосы для подачи огнетушащих веществ не применяются. Однако в пожарной технике они находят широкое применение, особенно в автоподъемниках и автолестницах.
Диафрагменный насос
Диафрагменные насосы по принципу действия близки к поршневым насосам. Роль поршня в них выполняет гибкая мембрана. Такие насосы развивают небольшой напор и могут осуществлять дозированную подачу.
Как самостоятельные пожарные насосы для подачи огнетушащих веществ не применяются. Находят применение в системах питания карбюраторных двигателей, в насосах для водоотлива при производстве строительных работ и т.п.
Внимание!!! Если документ не открылся, обновите страницу, возможно несколько раз. Для удобного чтения разверните документ кликнув на иконку в правом верхнем углу.
