Виды пожарных насосов и их характеристики. Работа на пожарных насосах: подготовка, проверка, забор и подача воды с помощью гидроэлеватора. Режим и продолжительность обкатки пожарных мотопомп

Оценка: 3.4

Оценили: 5 человек

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:

• Пожарная техника третье издание, переработанное и дополненное. Под редакцией заслуженного деятеля науки РФ доктора технических наук, профессора М.Д. Безбородько Москва г. 2004

Определение, классификация, общее устройство, принцип действия и применение в пожарной охране

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.

• где е2 и е1 – энергия на входе и выходе из насоса;
• Р2 и Р1 – давление жидкости в напорной и всасывающей полости, Па;
• ρ – плотность жидкости, кг/м3;
• v2 и v1 – скорость жидкости на выходе и входе в насос, м/с;
• g – ускорение свободного падения, м/с.

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

• где S вс и S н – коэффициенты сопротивления линий всасывания и нагнетания.

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.

Объемные, струйные, центробежные насосы

Объёмные насосы

Объемные насосы – насосы, в которых перемещение жидкости (или газа) осуществляется в результате периодического изменения объема рабочей камеры.

К ним относятся насосы:

• поршневые
• пластичные
• шестеренчатые
• водокольцевые

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:

• где d – диаметр цилиндра, м;
• е – эксцентриситет, м;
• n – частота вращения валика, об/мин.

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

Струйный насос

Струйные насосы деляться на:

• Газоструйные;
• водоструйные.

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).

Классификация центробежных насосов

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 пожарных насосов

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

Технические характеристики насосов применяемых в пожарной охране

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.

Варианты исполнения насоса НЦПН-100/100:

• М1 – оснащён двумя боковыми напорными затворами;
• М2 -дополнительно оснащён центральным запорным устройством

Общий вид насосного агрегата НЦПВ-4/400-РТ и технические характеристики

• – подача насоса в номинальном режиме – 0,004 м3/с (4л/с);
• – напор насоса в номинальном режиме – 400 м.вод.ст.;
• – потребляемая мощность в номинальном режиме – 35 кВт (48 л/с);
• – номинальная частота вращения вала насоса – 6400 об/мин;
• – коэффициент полезного действия насоса – 0,4;
• – кавитационный (критический) запас насоса – 5 м;
• – габаритные размеры – 420мм. х 315мм. х 400мм.;
• – масса (сухая) – 35 кг.;
• – максимальный размер твёрдых частиц в рабочей жидкости – 3 мм;
• – уровень дозирования пенообразователя при работе с одним
• – стволом – распылителем типа СРВД 2/300 – 3, 6, 12%.

Общий вид насосного агрегата НЦПК-40/100-4/400В1Т и технические характеристики НЦПВ-4/400

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;

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.

• ПН40-УВ.01 – насос с автономной системой забора воды.
• ПН40-УВ.02 – насос с автономной системой забора воды, по техническим характеристикам аналогичен насосу ПН-60

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

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, признаки, причины и способы устранения

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:

• во-первых, они могут появиться вследствие неправильных действий водителей при включении водопенных коммуникаций. Вероятность отказов по этой причине тем меньше, чем выше уровень квалификации боевых расчетов;
• во-вторых, они появляются из-за износа рабочих поверхностей деталей. Отказы по этим причинам неизбежны (их необходимо знать, своевременно уметь оценивать);
• в-третьих, нарушения плотности соединений и связанные с ними утечки жидкости из систем, невозможности создания разрежения во всасывающей полости насоса (необходимо знать причины этих отказов и уметь устранять их).

Неисправности насосных установок ПН.

Признаки возможных неисправностей, приводящих к отказам, их причины и способы устранения приводятся в таблице.

Неисправности насосных установок ПЦН.

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:

Порядок работы с насосами

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.

Отличие НЦПВ от ПН

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:

• в 1,5 раза увеличена производительность (до 60 л/с при работе от гидрантов и до 50 л/с – от водоемов);
• на 20% увеличен напор и на 10% коэффициент полезного действия;
• соответственно производительности увеличена мощность пеносмесителя, который обеспечивает теперь одновременную работу 8-ми пеногенераторов;
• усовершенствована конструкция дозатора (ПО), за счет встроенного редуктора теперь имеется возможность плавно регулировать концентрацию и обеспечивать экономный расход ПО любых типов;
• принципиально переделан сальниковый узел, он не требует никакого обслуживания и расходных материалов, а по износостойкости и надежности не имеет аналогов;
• насос оснащается полным пакетом современных контрольно-измери­тельных приборов и встроенной вакуумной системой типа “АВС” (о преимуществах этой вакуумной системы подробно рассказывается далее).

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.

• Ежедневные проверки готовности (т.н. “сухой вакуум”) при смене караула. ГВА – требуется запустить и прогреть двигатель (зачастую для этого приходится выгонять машину из бокса), создать требуемый уровень разрежения в полости пожарного насоса, работая двигателем на высоких оборотах. Процедура настолько хлопотная, что иногда ею пренебрегают, в нарушение установленных норм. АВС-01Э – нажатием кнопки на пульте управления запустить вакуумный насос и через 5-7 сек. требуемый уровень разрежения достигнут. Двигатель автоцистерны при этом не задействуется.
• . ГВА – необходимо в четкой последовательности произвести 11 операций, манипулируя органами управления двигателя и насоса. Неопытному водителю не всегда удается это с первого раза. Требуются хорошие навыки. А при больших высотах всасывания ГВА зачастую вообще оказывается неспособным создать требуемый вакуум. АВС-01Э – запускается нажатием кнопки и отключается автоматически по окончании забора воды. Скорость вакуумирования такова, что подъем воды с максимальной высоты всасывания происходит за 20-25 сек., а при небольших высотах даже наличие неплотностей во всасывающей магистрали не является помехой.
• Надежность и долговечность . ГВА – работает в исключительно агрессивной среде, чем и обуславливается сравнительно небольшой срок службы. АВС-01Э выпускается серийно в больших количествах с 2001 года. Результаты подконтрольной эксплуатации показывают очень высокий уровень безотказности. Кроме того, изделие оснащено электронной защитой от перегрузок и всяческих нештатных ситуаций.

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.

Насосы для пожаротушения являются наиболее важными и сложными устройствами для ликвидации очага возгорания. Они перекачивают воду из цистерны или водоема прямо к горящему объекту.

Существует много видов противопожарных насосов, что отличаются конструкцией, принципом действия и давлением, что они создают. Большое разнообразие связано с тем, что их производством занимались многие инженеры с разных стран на протяжении многих лет. Данное оборудование постоянно усовершенствуется.

1 Основные характеристики

Пожарные центробежные насосы всасывают воду с помощью инерционной силы. Они незаменимы в тушении огня. Назначение центробежных агрегатов- подача жидкости или пены для тушения, создание вакуума и прокачка воды в трубопроводах.

Не смотря на разное устройство таких насосов, все они имеют общие характеристики, а именно:

1. Объем жидкости, что подается, или других веществ для тушения огня за единицу времени (подача измеряется в литрах за секунду или кубических метрах за секунду).
2. Высота подъема струи или напор, измеряется в метрах. Определяется по показаниям манометра или вакууметра.
3. Высота всасывания- расстояние между поверхностью воды и горизонтальной осью, м.
4. Частота вращения вала, об/мин.
5. Коэффициент полезного действия.

Пожарные насосы высокого давления по нормам должны создавать напор 200 или 400 метров. КПД с нормальным давлением достигает более 60%, при высоком- не меньше 40%.

1.1 Устройство центробежных агрегатов

Основным рабочим элементом данного оборудования является колесо с лопастями, что загребают воду. Жидкость движется по кругу, ускоряется с помощью центробежной силы, далее прижимается к стенкам и засасывается. Поток движется по спирали к конусному диффузору, что расширяет и замедляет его.

Во избежание закручивания потока воды на выходе, устанавливается разделитель. Чтобы скорость увеличивалась, большее сечение переходит в меньшее. Данное устройство называется конфузер.

Центробежные повысители имеют ряд достоинств: равномерность, подача без пульсаций средств для тушения, простое управление, обслуживание, эксплуатация. К тому же, если пожарный ствол перекрывается, засоряется или заломливается рукав, давление в системе чрезмерно не повышается. Оборудование не нуждается в сложном приводе от двигателя, имеет небольшую массу, компактные габариты, что важно для пожарных автомобилей.

Есть недостатки – всасывающую линию и насос необходимо предварительно заполнять водой. Для компенсации такого недостатка существуют устройства, что заполняют полости агрегата жидкостью из цистерн. На машинах устанавливаются также вспомогательные насосы, что работают кратковременно для заполнения рукава и насоса.

Если забор воды происходит из водоема, сначала включается вакуумный аппарат для откачивания воздуха. После заполнения системы водой и достижения избыточного давления, открываются клапаны, происходит пуск воды в рукав.

На пожарный насос устанавливаются водопенные коммуникации. Смешивая воду и пенообразователь, они создают пену. На автоцистернах водопенные коммуникации управляются с помощью вентилей. Более распространена воздушно-механическая пена, поскольку водопенные коммуникации более компактны и удобнее хранение илидоставка пенообразователя к смесителям.

Повысительный агрегат, что устанавливается на пожарном автомобиле, состоит из насоса, коллектора, затворной арматуры, приборов для создания вакуума и подачи вещества для образования пены.

1.2 Проверка герметичности

Все агрегаты, повышающие давление, проходят проверку на сухой вакуум. Для этого краны и задвижки закрываются и включается мотор. С помощью вакуумной системы давление 75-80 кПа создается за 15 секунд. В норме воздух в насосе должен разрядиться до 13 кПа или меньше на протяжении 2,5 секунд. Места протечки воздуха проверяются мыльным раствором при опрессовке водой с давлением до 0,6 Мпа.

Существует 6 видов периодических и типовых испытаний пожарных насосов, которые проводятся на предприятиях с наличием нужного оборудования.

2 Виды и классификация пожарных помп

С целью тушения пожара используются разные виды насосов. В зависимости от принципа действия, пожарный насос ПН может быть:

Объемным:

• поршневой;
• шестеренный;
• пластинчатый;
• водокольцевой.

Динамическим:

Насос объемного гидравлического действия перемещает жидкость путем поочередного уменьшения и увеличения объема камеры. Из одного в другой объем жидкость перетекает и выталкивается.

Самым известным подвидом объемного насоса является поршневой. Для ликвидации небольшого очага возгорания применяется ручной пожарный агрегат с поршневым принципом работы.

Динамические устройства всасывают жидкость с помощью сил инерции. Динамический насос может перекачивать грязную воду. Поскольку происходит непрерывное всасывание жидкости, шума создается меньше, чем при использовании объемных механизмов.

По давлению противопожарный насос бывает трех видов:

• нормального давления (давление на выходе равно или меньше 2 Мпа);
• высокого давления (2-5 Мпа);
• комбинированные устройства (два предыдущих типа соединены).

2.1 Пожарный агрегат ПН-40 У и НЦПН-40/100

Самым распространенным типом пожарных насосных установок еще с времен СССР считается пожарный насос ПН-40 У. Такие насосы для систем пожаротушения были практически на всех пожарных машинах. В обозначении указано, что данные агрегаты выдают 40 литров за секунду жидкости, а буква У обозначает «универсальный».

Емкость для масла и корпус выполняются единой деталью. В конструкции есть задвижки, коллектор, два напорных патрубка, водопенные коммуникации со смесителем пены. Рабочее колесо размещено на прочном стальном валу. Детали корпуса и колесо изготавливается из нержавеющего алюминиевого сплава.

Аэродромный пожарный автотранспорт комплектируется моделями ПН-60. Насосные станции оборудуют моделями ПН-110. Они похожи по устройству и принципу действия, но больше по размеру и массе, поскольку корпус делается из чугуна.

Усовершенствовав проточную часть ПН-40, производители создали более продуктивные насосы пожарные НЦПН-40/100. Такие устройства создают распыляющие тонкие струи. Этим они экономят тушащее средство, при чем имеют повышенный уровень тушащих характеристик.

Современный пожарный насос НЦПН и его модификации устанавливаются на противопожарном транспорте.

2.2 Судовые пожарные установки

Пожарная насосная система на судне проектируется с учетом всех потенциальных угроз возгорания. Основные системы пожаротушения:

• водопожарные;
• автоматические и ручные спринклерные;
• водораспылительные;
• водяные завесы;
• водяное орошение;
• пенотушение (водопенные коммуникации);
• углекислотные;
• системы инертных газов;
• порошковые.

2.3 Повысители для пожарного водопровода

Насосы повысители применяются в системах пожарного водопровода многоэтажных зданий, а также для обеспечения водоснабжения или повышения давления в централизованной сети. Повысители бывают одноступенчатыми или многоступенчатыми.

Производительность одноступенчатых помп 6-200 кубических метров в час, напор 14-98 метров. Многоступенчатые агрегаты имеют производительность 34 – 290 м3/час, напор до 600 м, это идеально для обеспечения противопожарного водопровода высотного здания.

2.4 Пожарная станция

Самым эффективным и традиционным методом ликвидации очагов возгорания является тушение водой. Станция пожаротушения — это установка, что состоит из:

• смонтированной на опоре группы центробежных насосов;
• запорной арматуры;
• напорного и всасывающего коллектора;
• контрольно-измерительных приборов (тахометр ТС);
• шкафа управления.

Большим спросом пользуются насосные станции Иртыш, что выпускаются в России. Серия ЦНК Иртыш работает с морской водой. Электрический шкаф управления станцией Иртыш компактный, имеет надежные приборы для контроля, а также автоматику. Любая емкость с водой или водопровод, а также открытые водоемы могут служить источником для станций Иртыш.

2.5 УПРАВЛЕНИЕ УСТАНОВКОЙ, ОСНАЩЕННОЙ АГРЕГАТОМ НЦПН-40/100 М-П3 (ВИДЕО)

Вакуумная система центробежного пожарного насоса предназначена для предварительного заполнения водой всасывающей линии и насоса при заборе воды из открытого водоисточника (водоёма). Кроме того, с помощью вакуумной системы можно создать в корпусе центробежного пожарного насоса разряжение (вакуум) для проверки герметичности пожарного насоса.

В настоящее время на отечественных пожарных автомобилях применяется два типа вакуумных систем. В основе вакуумной системы первого типа лежит газоструйный вакуумный аппарат (ГВА) с насосом струйного типа, а в основе второго типа – шиберный вакуумный насос (объёмного типа).

Вывод по вопросу: на современных марках пожарных автомобилей используют различные вакуумные системы.

Газоструйные вакуумные системы

Данная вакуумная система состоит из следующих основных элементов: вакуумного клапана (затвора), установленного на коллекторе пожарного насоса, газоструйного вакуумного аппарата, установленного в выпускном тракте двигателя пожарного автомобиля, перед глушителем, механизма управления ГВА, рычаг управления которым размещён в насосном отсеке, и трубопровода, соединяющего газоструйный вакуумный аппарат и вакуумный клапан (затвор). Принципиальная схема вакуумной системы показана на рис. 1.

Рис. 1 Схема вакуумной системы центробежного пожарного насоса

1 – корпус газоструйного вакуумного аппарата; 2 – заслонка; 3 – струйный насос; 4 – трубопровод; 5 – оверстие к полости пожарного насоса; 6 – пружина; 7 – клапан; 8 – эксцентрик; 9 – ось эксцентрика; 10 – рукоятка эксцентрика; 11 – корпус вакуумного клапана; 12 – отверстие; 13 – выпускная труба, 14 – седло клапана.

Корпус газоструйного вакуумного аппарата 1 имеет заслонку 2, которая изменяет направление движения отработавших газов двигателя пожарного автомобиля либо к струйному насосу 3, либо в выпускную трубу 13. Струйный насос 3 соединён трубопроводом 4 с вакуумным клапаном 11. Вакуумный клапан установлен на насосе и сообщается с ним через отверстие 5. Внутри корпуса вакуумного клапана пружинами 6 к сёдлам 14 прижимаются два клапана 7. При перемещении рукоятки 10 с осью 9 эксцентрик 8 отжимает клапаны 7 от сёдел. Работа системы происходит следующим образом.

В транспортном положении (см. рис. 1 «А») заслонка 2 находится в горизонтальном положении. Клапаны 7 пружинами 6 прижаты к сёдлам. Отработавшие газы двигателя проходят через корпус 1, выпускную трубу 13 и выбрасываются в атмосферу через глушитель.

При заборе воды из открытого водоисточника (см. рис. 1 «Б») после присоединения к насосу всасывающей линии, рукояткой вакуумного клапана отжимают нижний клапан вниз. При этом полость насоса через полость вакуумного клапана и трубопровод 4 соединяется с полостью струйного насоса. Заслонку 2 переводят в вертикальное положение. Отработавшие газы будут направлены в струйный насос. Во всасывающей полости насоса будет создаваться разрежение, и насос будет заполнен водой под атмосферным давлением.

Выключение вакуумной системы происходит после заполнения насоса водой (см. рис. 1 «В»). Перемещая рукоятку, отжимают от седла верхний клапан. При этом нижний клапан будет прижат к седлу. Всасывающая полость насоса отключается от атмосферы. Но теперь с атмосферой через отверстие 12 будет соединен трубопровод 4, и струйный насос удалит воду из вакуумного клапана и соединительных трубопроводов. Это особенно необходимо проделать на зимний период для предотвращения замерзания воды в трубопроводах. Затем рукоятку 10 и заслонку 2 ставят в исходное положение.

Рис. 2 Вакуумный клапан

(см. рис. 2) предназначен для соединения всасывающей полости насоса с газоструйным вакуум-аппаратом при заборе воды из открытых водоемов и удаления воды из трубопроводов после заполнения насоса. В корпусе 6 клапана, отливаемого из чугуна или алюминиевого сплава, размещены два клапана 8 и 13 . Они прижимаются пружинами 14 к седлам. При положении рукоятки 9 «от себя», эксцентрик на валике 11 отжимает от седла верхний клапан. В этом положении насос отсоединен от струйного насоса. Перемещая рукоятку «на себя», отжимаем от седла нижний клапан 13, и всасывающая полость насоса соединяется со струйным насосом. При вертикальном положении рукоятки оба клапана будут прижаты к своим седлам.

В средней части корпуса выполнен платик 2 с отверстием для присоединения фланца соединительного трубопровода. В нижней части расположены два отверстия, закрытые глазками 1 из органического стекла. К одному из них прикрепляется корпус 4 электролампочки. Через глазок контролируют заполнение насоса водой.

На современных пожарных автомобилях в вакуумных системах пожарных насосов вместо вакуумного клапана (затвора) зачастую для соединения (разъединения) всасывающей полости пожарного насоса со струйным насосом устанавливают пробковые водопроводные краны в обыкновенном исполнении.

Затвор вакуумный

Газоструйный вакуумный аппарат предназначен для создания разрежения в полости пожарного насоса и всасывающей линии при предварительном заполнении их водой из открытого водоисточника. На пожарных автомобилях с бензиновыми двигателями устанавливают одноступенчатые газоструйные вакуумные аппараты, конструкция одного из которых представлена на рис. 3

Корпус 5 (распределительная камера) предназначен для распределения потока отработавших газов и изготавливается из серого чугуна. Внутри распределительной камеры предусмотрены приливы, обработанные под сёдла поворотной заслонки 14. Корпус имеет фланцы для крепления к выпускному тракту двигателя и для крепления вакуумного струйного насоса. Заслонка 14 изготавливается из жаропрочной легированной стали или ковкого чугуна и с помощью рычага 13 закреплена на оси 12. Ось заслонки 12 собирается на графитной смазке.

Посредством рычага 7 ось 12 поворачивается, закрывая либо отверстие корпуса 5, либо полость струйного насоса заслонкой 14. Струйный вакуумный насос состоит из чугунного или стального диффузора 1 и стального сопла 3. На струйном вакуумном насосе имеется фланец для присоединения трубопровода 9, который соединяет вакуумную камеру струйного насоса с полостью пожарного насоса через вакуумный клапан. При вертикальном положении заслонки 14 отработавшие газы проходят в струйный насос, как показано стрелкой на рис. 3.25. Вследствие разрежения в вакуумной камере 2 по трубопроводу 9 отсасывается воздух из пожарного насоса при открытом вакуумном клапане. Причём, чем больше скорость прохождения отработавших газов через сопло 3, тем больше создаётся разрежение в вакуумной камере 2, трубопроводе 9, пожарном насосе и всасывающей линии, если она присоединена к насосу.

Поэтому на практике при работе вакуумного струйного насоса (при заборе воды в пожарный насос или проверке его на герметичность) устанавливают максимальные обороты двигателя пожарного автомобиля. Если заслонка 14 перекрывает отверстие в вакуумный струйный насос, отработавшие газы проходят через корпус 5 газоструйного вакуумного аппарата в глушитель и далее в атмосферу.

На пожарных автомобилях с дизельным двигателем в вакуумных системах устанавливают двухступенчатые газоструйные вакуумные аппараты, которые по устройству и принципу работы напоминают одноступенчатые. Конструкция данных аппаратов способна обеспечивать кратковременную работу дизеля при возникновении противодавления в его выпускном тракте. Двухступенчатый газоструйный вакуумный аппарат показан на рис. 4. Вакуумный струйный насос аппарата прифланцован к корпусу 1 распределительной камеры и состоит из сопла 8, промежуточного сопла 3, приёмного сопла 4, диффузора 2, промежуточной камеры 5, вакуумной камеры 7, соединяющейся с атмосферой, через сопло 8, а через промежуточное сопло – с приёмным соплом и диффузором. В вакуумной камере 7 предусмотрено отверстие 9 для соединения её с полостью центробежного пожарного насоса.

Схема работы электропневмопривода включения ГВА

1 – газоструйный вакуумный аппарат; 2 – пневмоцилиндр привода ГВА; 3 – приводной рычаг; 4 – ЭПК включения ГВА; 5 – ЭПК выключения ГВА; 6 – ресивер; 7 – клапан ограничения давления; 8 – тумблер; 9 – атмосферный выход.

Для включения вакуумного струйного насоса необходимо заслонку в распределительной камере 1 повернуть на 90 0 . При этом заслонка перекроет выход отработавших газов дизеля через глушитель в атмосферу. Отработавшие газы поступают в промежуточную камеру 5 и, проходя через приёмное сопло 4, создают разрежение в промежуточном сопле 3. Под действием разрежения в промежуточном сопле 3 атмосферный воздух проходит через сопло 8 и повышает вакуум в вакуумной камере 7. Данная конструкция газоструйного вакуумного аппарата позволяет эффективно работать струйному насосу даже при невысоком давлении (скорости) потока отработавших газов.

На многих современных пожарных автомобилях применяется электропневматическая система привода ГВА, состав, конструкция, принцип действия и особенности эксплуатации которой изложены в главе.

Рис. 4 Двухступенчатый газоструйный вакуумный аппарат

Порядок работы с вакуумной системой на основе ГВА приведён на примере автоцистерн модели 63Б (137А). Для заполнения пожарного насоса водой от открытого водоисточника или проверке пожарного насоса на герметичность необходимо:

• убедиться в герметичности пожарного насоса (проверить плотность закрытия всех кранов, вентилей и задвижек пожарного насоса);
• открыть нижний клапан вакуумного затвора (рукоятку вакуумного клапана повернуть «на себя»);
• включить газоструйный вакуумный аппарат (соответствующим рычагом управления с помощью заслонки в распределительной камере перекрыть выпуск отработавших газов через глушитель в атмосферу);
• увеличить обороты холостого хода двигателя до максимальных;
• наблюдать за появлением воды в смотровом глазке вакуумного клапана или за показанием мановакууметра на пожарном насосе;
• при появлении воды в смотровом глазке вакуумного клапана или при показаниях мановакууметра разрежения в насосе не менее 73 кПа (0,73 кгс/см 2), закрыть нижний клапан вакуумного затвора (рукоятку вакуумного клапана установить в вертикальное положение или повернуть «от себя»), уменьшить обороты двигателя до минимальных холостого хода и выключить газоструйный вакуумный аппарат (соответствующим рычагом управления с помощью заслонки в распределительной камере перекрыть поступление отработавших газов в струйный насос).

Время заполнения пожарного насоса водой при геометрической высоте всасывания 7 м должно быть не более 35 с. Вакуум (при проверке пожарного насоса на герметичность) в пределах 73…76 кПа должен достигаться за время не более 20 с.

Система управления газоструйным вакуумным аппаратом так же может иметь ручной или электропневматический привод.

Ручной привод включения (поворота заслонки) осуществляется рычагом 8 (см. рис. 5) из насосного отсека, соединенным через систему тяг 10 и 12 с рычагом оси заслонки газоструйного вакуумного аппарата. Для обеспечения плотного прилегания заслонки к седлам распределительной камеры газоструйного вакуумного аппарата в процессе эксплуатации пожарного автомобиля требуется периодическая регулировка длины тяг с помощью соответствующих регулировочных узлов. Плотность прилегания заслонки в ее вертикальном положении (при включении газоструйного вакуумного аппарата) оценивается по отсутствию прохождения отработавших газов через глушитель в атмосферу (при целостности самой заслонки и исправности её привода).

Вывод по вопросу:

Электрический шиберный вакуумный насос

В настоящее время в вакуумных системах центробежных пожарных насосов с целью повышения технических и эксплуатационных характеристик устанавливают шиберные вакуумные насосы, в т.ч. АВС-01Э и АВС-02Э.

По своему составу и функциональным характеристикам вакуумный насос АВС-01Э является автономной вакуумной системой водозаполнения центробежного пожарного насоса. АВС-01Э включает в себя следующие элементы: вакуумный агрегат 9, блок (пульт) управления 1 с электрокабелями, вакуумный клапан 4, трос управления вакуумным клапаном 2, датчик заполнения 6, два гибких воздухопровода 3 и 10.

Рис. 4 Комплект вакуумной системы АВС-01Э

Вакуумный агрегат (см. рис. 4) предназначен для создания необходимого при водозаполнении разрежения в полости пожарного насоса и всасывающих рукавах. Он представляет собой вакуумный насос 3 шиберного типа с электроприводом 10. Собственно вакуумный насос состоит из корпусной части, образованной корпусом 16 с гильзой 24 и крышками 1 и 15, ротора 23 с четырьмя лопатками 22, установленного на двух шарикоподшипниках 18, системы смазки (включающей масляный бачок 26, трубку 25 и жиклёр 2) и двух патрубков 20 и 21 для присоединения воздухопроводов.

Принцип работы вакуумного насоса

Вакуумный насос работает следующим образом. При вращении ротора 23 лопатки 22 под действием центробежных сил прижимаются к гильзе 24 и образует, таким образом, замкнутые рабочие полости. Рабочие полости за счёт вращения ротора, происходящего против часовой стрелки, перемещаются от всасывающего окна, сообщающегося с входным патрубком 20, к выходному окну, сообщающемуся с выходным патрубком 21. При прохождении через область всасывающего окна каждая рабочая полость захватывает порцию воздуха и перемещает её к выхлопному окну, через которое воздух по воздухопроводу выбрасывается в атмосферу. Движение воздуха из всасывающего окна в рабочие полости и из рабочих полостей в выхлопное окно происходит за счёт перепадов давлений, которые образуются из-за наличия эксцентриситета между ротором и гильзой, приводящего к сжатию (расширению) объёма рабочих полостей.

Смазка трущихся поверхностей вакуумного насоса осуществляется моторным маслом, которое подаётся в его всасывающую полость из масляного бачка 26 за счёт разрежения, создаваемого самим вакуумным насосом во входном патрубке 20. Заданный расход масла обеспечивается калиброванным отверстием в жиклёре 2. Электропривод вакуумного насоса состоит из электродвигателя 10 и тягового реле 7. Электродвигатель 10, рассчитан на напряжение 12 В постоянного тока. Ротор 11 электродвигателя одним своим концом опирается на втулку 9, а второй конец через центрирующую втулку 12 опирается на выступающий вал ротора вакуумного насоса. Поэтому включение электродвигателя после отстыковки его от вакуумного насоса не допускается.

Крутящий момент от двигателя к ротору вакуумного насоса передаётся через штифт 13 и паз на конце ротора. Тяговое реле 7 обеспечивает коммутирование контактов силовой цепи «+12 В» при включении электродвигателя, а также осуществляет перемещение жилы троса 2, приводящее к открытию вакуумного клапана 4, в системах где он предусмотрен. Кожух 5 защищает открытые контакты электродвигателя от случайного замыкания и от попадания на них воды при эксплуатации.

Вакуумный клапан предназначен для автоматического перекрывания полости пожарного насоса от вакуумного агрегата по окончании процесса водозаполнения и установлен в дополнение к вакуумному затвору 5. 2, закреплённая на тяге 7 соединяется с жилой троса от тягового реле вакуумного агрегата. При этом оплётка троса фиксируется втулкой 4, имеющей продольный паз для установки троса. При включении тягового реле жила троса тянет шток 6 за серьгу 2, и проточная полость вакуумного клапана открывается. При отключении тягового реле (т.е. при отключении вакуумного агрегата), шток 6 под действием пружины 9 возвращается в исходное (закрытое) положение. При таком положении штока проточная полость вакуумного клапана остаётся перекрытой, а полости центробежного пожарного насоса и шиберного насоса – разобщёнными. Для смазки трущихся поверхностей клапана предусмотрено смазочное кольцо 8, в которое при эксплуатации вакуумной системы через отверстие «А» необходимо добавлять масло.

Датчик заполнения предназначен для подачи сигналов в блок управления о завершении процесса водозаполнения. Датчик представляет собой электрод, установленный в изоляторе в верхней точке внутренней полости центробежного пожарного насоса. При заполнении датчика водой, изменяется электрическое сопротивление между электродом и корпусом («массой»). Изменение сопротивления датчика фиксируется блоком управления, в котором формируется сигнал на отключение электродвигателя вакуумного агрегата. Одновременно на пульте (блоке) управления включается индикатор «Насос заполнен».

Блок (пульт) управления предназначен для обеспечения работы вакуумной системы в ручном и автоматическом режимах.

Тумблер 1 «Питание» служит для подачи питания к цепям управления вакуумным агрегатом и для задействования световых индикаторов о состоянии вакуумной системы. Тумблер 2 «Режим» предназначен для изменения режима работы системы – автоматического («Авт.») или ручного («Ручн.»). Кнопка 8 «Пуск» используется для включения двигателя вакуумного агрегата. Кнопка 6 «Стоп» служит для выключения двигателя вакуумного агрегата и для снятия блокировки после загорания индикатора «Не норма». Кабели 4 и 5 предназначены для соединения блока управления, соответственно, с двигателем вакуумного агрегата и датчиком заполнения. На пульте имеются следующие световые индикаторы 7, служащие для визуального контроля за состоянием вакуумной системы:

1. Индикатор «Питание» загорается при включении тумблера 1 «Питание»;

2. Вакуумирование – сигнализирует о включении вакуумного насоса при нажатии кнопки 8 «Пуск»;

1. Насос заполнен – загорается при срабатывании датчика заполнения, когда пожарный насос полностью заполнен водой;
2. Не норма – фиксирует следующие неисправности вакуумной системы:
   • превышено максимальное время непрерывной работы вакуумного насоса (45…55 секунд) вследствие недостаточной герметичности всасывающей магистрали или пожарного насоса;
   • плохой или отсутствующий контакт в цепи тягового реле вакуумного агрегата из-за подгорания контактов реле или обрыва проводов;
   • электродвигатель вакуумного насоса перегружен вследствие засорения шиберного вакуумного насоса или других причин.

На модели АВС-02Э и последних моделях АВС-01Э вакуумный клапан (поз 4 на рис. 3.28) не устанавливается.

Вакуумный насос АВС-02Э обеспечивает работу вакуумной системы только в ручном режиме.

В зависимости от комбинации положения тумблеров «Питание» и «Режим» вакуумная система может находится в четырёх возможных состояниях:

1. В нерабочем состоянии тумблер «Питание» должен находиться в положении «Откл», а тумблер «Режим» — в положении «Авт». Данное положение тумблеров является единственным, при котором нажатие на кнопку «Пуск» не приводит к включению электродвигателя вакуумного агрегата. Индикация отключена.
2. В автоматическом режиме (основной режим) тумблер «Питание» должен находится в положении «Вкл», а тумблер «Режим» — в положении «Авт». При этом электродвигатель включается кратковременным нажатием кнопки «Пуск». Отключение производится либо автоматически (при срабатывании датчика заполнения или одного из видов защиты электропривода), либо принудительно – нажатием кнопки «Стоп». Индикация включена и отражает состояние вакуумной системы.
3. В ручном режиме тумблер «Питание» должен находиться в положении «Вкл», а тумблер «Режим» — в положении «Ручн». Двигатель включается нажатием кнопки «Пуск» и работает до тех пор, пока кнопка «Пуск» удерживается в нажатом состоянии. В данном режиме электронная защита привода отключена, а показания световых индикаторов только визуально отражают лишь процесс водозаполнения. Ручной режим предназначен для возможности работы в случае сбоев в системе автоматики, при ложных срабатываниях блокировок. Контроль момента окончания процесса водозаполнения и отключения двигателя вакуумного насоса в ручном режиме осуществляется визуально по индикатору «Насос заполнен».
4. Для обеспечения выполнения боевой задачи на пожаре в случае отказа электронного блока, когда в автоматическом режиме система не работает, а в ручном режиме световые индикаторы не отражают реально происходящих процессов, существует аварийный режим, при котором тумблер «Питание» необходимо выключить, а тумблер «Режим» перевести в положение «Ручн». При этом режиме электродвигатель управляется так же, как и в ручном режиме, но индикация при этом отключена, и контроль момента окончания процесса водозаполнения и отключения двигателя вакуумного насоса осуществляется по факту появления воды из выхлопного патрубка. Систематическая работа в этом режиме недопустима, т.к. может привести к серьезным поломкам элементов вакуумной системы. Поэтому сразу же по возвращению в пожарную часть следует выявить и устранить причину неисправности блока управления.

Воздуховоды 3 и 10 (см. рис. 3.28) предназначены соответственно для соединения полости центробежного пожарного насоса с вакуумным агрегатом и для направления выхлопа из вакуумного агрегата.

Эксплуатация вакуумной системы с шиберным насосом

Порядок работы вакуумной системы:

1. Проверка пожарного насоса на герметичность («сухой вакуум»):

а) подготовить пожарный насос к проверке: установить на всасывающий патрубок заглушку, закрыть все краны и вентили;

б) открыть вакуумный затвор;

в) включить тумблер «Питание» на блоке (пульте) управления;

г) запустить вакуумный насос: в автоматическом режиме запуск производится кратковременным нажатием кнопки «Пуск», в ручном режиме – кнопку «Пуск» нужно нажать и удерживать в нажатом положении;

д) произвести вакуумирование пожарного насоса до уровня разряжения – 0,8 кгс/см 2 (при нормальном состоянии вакуумного насоса, пожарного насоса и его коммуникаций эта операция занимает не более 10 сек);

е) остановить вакуумный насос: в автоматическом режиме останов производится принудительно – нажатием кнопки «Стоп», в ручном режиме – нужно отпустить кнопку «Пуск»;

ж) закрыть вакуумный затвор и при помощи секундомера проверить скорость падения разрежения в полости пожарного насоса;

з) выключить тумблер «Питание» на блоке (пульте) управления, а тумблер «Режим» установить в положение «Авт».

1. Забор воды в автоматическом режиме:

б) открыть вакуумный затвор;

в) установить тумблер «Режим» в положение «Авт» и включить тумблер «Питание»;

г) запустить вакуумный насос – нажать и отпустить кнопку «Пуск»: при этом одновременно с включением привода вакуумного агрегата загорается индикатор «Вакуумирование»;

д) после окончания водозаполнения привод вакуумного агрегата отключается автоматически: при этом загорается индикатор «Насос заполнен» и гаснет индикатор «Вакуумирование». В случае негерметичности пожарного насоса через 45…55 секунд должно произойти автоматическое отключение привода вакуумного насоса и загореться индикатор «Не норма», после чего необходимо нажать кнопку «Стоп»;

ж) выключить тумблер «Питание» на блоке (пульте) управления.

В результате отказа работоспособности датчика заполнения (это может произойти, например, при обрыве провода) автоматическое отключение вакуумного насоса не срабатывает, и индикатор «Насос заполнен» не загорается. Данная ситуация является критической, т.к. после заполнения пожарного насоса вакуумный насос не отключается и начинает «захлебываться» водой. Такой режим сразу же обнаруживается по характерному звуку, вызванному выбросом воды из выхлопного патрубка. В этом случае рекомендуется, не дожидаясь срабатывания защиты, закрыть вакуумный затвор и отключить вакуумный насос принудительно (кнопкой «Стоп»), а по окончании работы обнаружить и устранить неисправность.

1. Забор воды в ручном режиме:

а) подготовить пожарный насос к забору воды: закрыть все вентили и краны пожарного насоса и его коммуникаций, присоединить всасывающие рукава с сеткой и погрузить конец всасывающей линии в водоем;

б) открыть вакуумный затвор;

в) установить тумблер «Режим» в положение «Ручн» и включить тумблер «Питание»;

г) запустить вакуумный насос – нажать кнопку «Пуск» и удерживать ее в нажатом положении до тех пор, пока не загорится индикатор «Насос заполнен»;

д) после окончания водозаполнения (как только загорится индикатор «Насос заполнен») остановить вакуумный насос – отпустить кнопку «Пуск»;

е) закрыть вакуумный затвор и начать работу с пожарным насосом в соответствии с инструкцией по его эксплуатации;

ж) выключить тумблер «Питание» на блоке (пульте) управления, а тумблер «Режим» установить в положение «Авт».

В случае срыва напора необходимо остановить пожарный насос и повторить операции «в» – «е».

1. Особенности работы в зимнее время:

а) После каждого использования насосной установки необходимо продуть воздухопроводы вакуумного насоса, даже в тех случаях, когда подача воды пожарным насосом производилась из цистерны или гидранта (вода может попадать в вакуумный насос, например, через неплотно закрытый или неисправный вакуумный затвор). Продувку следует производить путем кратковременного (на 3÷5 сек.) включения вакуумного насоса. При этом с всасывающего патрубка пожарного насоса необходимо снять заглушку и открыть вакуумный затвор.

б) Перед началом работы следует проверять вакуумный клапан на отсутствие примерзания его подвижной части. Для проверки необходимо убедиться в подвижности его штока, потянув за серьгу 2 (см. рис. 3.30), к которой присоединена жила троса. При отсутствии примерзания серьга вместе со штоком вакуумного клапана и жилой троса должна перемещаться от усилия примерно 3÷5 кгс.

в) Для заправки масляного бачка вакуумного насоса применять зимние марки моторных масел (с пониженной вязкостью).

Вывод по вопросу: в вакуумных системах центробежных пожарных насосов с целью повышения технических и эксплуатационных характеристик устанавливают шиберные вакуумные насосы.

Техническое обслуживание

При одновременно с проверкой пожарного насоса на герметичность проверяют работоспособность газоструйного вакуумного аппарата, вакуумного клапана и осуществляют (при необходимости) регулировку тяг привода газоструйного вакуумного аппарата.

ТО-1 включает операции ежедневного технического обслуживания. Кроме того, при необходимости, производится демонтаж, полная разборка, смазка, замена изношенных деталей и монтаж газоструйного вакуумного аппарата и вакуумного клапана. Для смазки оси заслонки в распределительной камере газоструйного вакуумного аппарата применяется графитная смазка.

При ТО-2 , помимо операций ТО-1, проверяется работоспособность вакуумной системы на специальных стендах станции (поста) технической диагностики.

Для обеспечения постоянной технической готовности вакуумной системы предусматриваются следующие виды технического обслуживания : ежедневное техническое обслуживание (ЕТО) и первое техническое обслуживание (ТО-1). Перечень работ и технические требования для проведения указанных видов технического обслуживания приведены в табл.

Перечень работ при проведении технических обслуживания вакуумной системы АВС-01Э.

Вывод по вопросу: проведение ТО необходимо для поддержания вакуумных систем в работоспособном состоянии.

Неисправности вакуумных систем

При эксплуатации вакуумной системы в составе насосной установки наиболее характерна следующая неисправность вакуумной системы: насос не заполняется водой (или не создаётся требуемый вакуум) при включённой вакуумной системе. Данная неисправность, при исправном двигателе пожарного автомобиля, может быть вызвана следующими причинами:

1. Не полностью перекрыт заслонкой выход отработавших газов через глушитель в атмосферу. Причинами могут быть наличие нагара на заслонке и в корпусе ГВА, нарушение регулировки привода тяги его управления, износа оси заслонки.
2. Засорён диффузор или сопло вакуумного струйного насоса.
3. Имеются неплотности в соединениях вакуумного клапана и пожарного насоса, трубопровода вакуумной системы или трещин в ней.
4. Имеются деформации или трещины корпуса ГВА.
5. Имеются неплотности в выпускном тракте двигателя пожарного автомобиля (происходят, как правило, из-за прогара выпускных труб).
6. Засорение трубопровода вакуумной системы или замерзание в нём воды.

Возможные неисправности вакуумной системы АВС-01Э и методы их устранения

Вывод по вопросу: Зная устройство и возможные неисправности вакуумных систем, водитель может быстро найти и устранить неисправность.

Вывод по занятию: Вакуумная система центробежного пожарного насоса предназначена для предварительного заполнения водой всасывающей линии и насоса при заборе воды из открытого водоисточника (водоёма), кроме того, с помощью вакуумной системы можно создать в корпусе центробежного пожарного насоса разряжение (вакуум) для проверки герметичности пожарного насоса.