Общие сведения о теоретических основах процессов всасывания и нагнетания при работе насосов. Классификация, устройство и принцип действия центробежных пожарных насосов. Их сравнительные технические характеристики. Дополнительный. Виды пожарных насосов и и
Из всего многообразия пожарного оборудования насосы представляют наиболее важный и сложный их вид. В пожарных автомобилях различного назначения используется разнообразная номенклатура насосов, работающих по различным принципам. Насосы, прежде всего, обеспечивают подачу воды на тушение пожаров, работу таких сложных механизмов, как автолестницы и коленчатые подъемники. Насосы применяются во многих вспомогательных системах, таких, как вакуумные системы, гидроэлеваторы и др. Широкое применение насосов обусловлено особенностями их рабочих характеристик, что обеспечивает эффективное применение их для выполнения различных функций.
3.1. Классификация насосов
Насосами называются гидравлические машины, предназначенные для перемещения жидкости и сообщения ей механической энергии.
По принципу действия насосы разделяются на три группы: объемные, струйные и лопастные (рис.3.1). Действие объемных насосов основано на применении потенциальной энергии перекачиваемой жидкости, а струйных и лопастных – на применении кинетической энергии.
Насосы могут классифицироваться по назначению, конструктивному исполнению, величинам подачи перекачиваемой жидкости и напора, и т.д. На оперативных машинах пожарной и аварийно-спасательной службы применяются насосы всех трех видов (обозначенная область А на рис.3.1).
Устанавливаемые на пожарных автомобилях насосы, выполняют различные функции. Они прежде всего обеспечивают подачу воды из автоцистерн на тушение пожаров. Ряд из них выполняют вспомогательные функции – обеспечивают забор воды центробежными насосами из естественных и искусственных водоисточников. На специальных ПА они используются в качестве приводов механизма в гидравлических системах управления, например, автолестниц и автоколенчатых подъемников (рис.3.2).
Рис. 3.2. Область применения насосов
Работа всех насосов с механическим приводом характеризуется двумя процессами: всасывания и нагнетания перекачиваемой жидкости. При этом насос любого типа характеризуется величиной подачи жидкости, развиваемым напором, высотой всасывания, величиной коэффициента полезного действия и эффективной мощности.
Подачей насоса называется объем жидкости, перекачиваемой в единицу времени, Q , л/с.
Напором насоса называется разность удельных энергий жидкости после и до насоса. Его величину измеряют в метрах водяного столба, Н , м.
Напор Н , развиваемый насосом, должен (рис.3.3) подъем воды на высоту Н г, преодолеть сопротивление перемещению во всасываемых рукавах h вс и напорных рукавах h н и обеспечить требуемый напор на стволе Н ств.
Учитывая незначительное расстояние между z 1 и z 2 , принимают:
z 1 - z 2 = 0, тогда, высоту всасывания по рукавной линии принимают равной расстоянию от поверхности воды до центра насоса. Можно записать
Н = Н г + h вс + h н + Н ств, м (3.1)
Потери во всасывающей и напорной линиях определяют по формуле
h вс = S вс Q 2 , м и h н = S н Q 2 , м (3.2)
где S вс и S н – коэффициенты сопротивления рукавов линий всасывания и нагнетания.
Эффективная мощность насоса расходуется на совершение работы по перемещению определенного объема жидкости Q с плотностью ρ c напором Н , м:
N e = ρgQH , Вт (3.3)
Мощность, потребляемая насосом, равна
Рис.
3.3. Схема насоса, установленного на
водо
Пожарный центробежный насос
Насос пожарный разрез.
Схема пожарного насоса нормального давления с торцовым уплотнением вала.
Пожарный центробежный насос - это устройство для подачи воды и огнетушащих средств к месту тушения. Пожарные центробежные насосы устанавливаются на пожарную технику - пожарные автоцистерны , мотопомпы, насосные станции и другие устройства.
Классификация пожарных насосов
Наибольшее распространение получили пожарные насосы консольного типа правого вращения. Пожарные центробежные насосы классифицируются по давлению:
нормального давления - пожарные насосы, создающие на выходе давление до 2,0 МПа (20 кгс/см2).
высокого давления - пожарные насосы, создающие на выходе давление свыше 2,0 МПа (20 кгс/см2) до 5,0 МПа (50 кгс/см2).
комбинированные - пожарные насосы, состоящие из последовательно соединенных насосов нормального и высокого давления, имеющих общий привод.
Основные параметры насосов
Подача (расход) насоса Q л/сек Напор насоса Н метр Мощность N кВт Наибольшая геометрическая высота всасывания h вс м. Номинальное число оборотов вращения n об/мин
На территории бывшего СССР наиболее распространенный пожарный насос нормального давления имеет следующие параметры
Напор 100 м (10 кгс/см2) Подача 40 л/с Наибольшая высота всасывания 7.5 м Номинальное число оборотов вращения 2700 об/мин
Устройство и принцип действия
Устройство
Пожарные насосы состоят из:
- рабочего колеса;
- корпуса типа улитки с выходным диффузором;
- корпуса подшипниковых опор (иногда корпус опор вала изготавливается совместно с корпусом насоса);
- крышки корпуса;
- напорного коллектора;
- пеносмесителя (устройства смешивания и дозировки пенообразователя);
- запорных вентилей;
- пневматического запорного вентиля для подключения лафетного ствола пожарного автомобиля;
- вала приводного;
- уплотняющего устройства приводного вала;
- устройства определения частоты вращения насоса;
- панели управления с органами управления и приборами (рычагами, рукоятками, мановакууметрами и другие);
- вакуумного насоса (предусмотрен не всегда).
Принцип действия
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.
Описание работы
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.
Задачи технологии изготовления
Изготовление насосов процесс сложный и трудоемкий. Большинство деталей насоса отливают с помощью сложной и дорогостоящей литейной оснастки. В большинстве случаев для изготовления деталей насоса применяют алюминий . Иногда используют другие материалы такие как чугун . Алюминий имеет не высокие литейные свойства. Лучшими способами для литья алюминия являются литье в кокиль и литье под давлением . Наружные части корпуса и колеса насоса получают с помощью кокильных форм, внутренние части - с помощью литейных стержней. Основной задачей при изготовлении насосов является обеспечение точности и взаимного расположения поверхностей внутренней проточной части корпуса насоса и колеса. Поверхности внутренней части корпуса и лопатки колеса имеют сложною криволинейную форму. Отклонение геометрических размеров приводит к изменению условий движения жидкости, дополнительным потерям мощности в процессе работы и изменению заданных параметров насоса. Так же, не симметричное расположение внутренних частей колес по отношению к центру вращения, приводит к
Несмотря на разнообразие средств тушения пожаров, довольно большой выбор огнетушащих веществ, используемых для локализации, ликвидации очагов возгораний, чаще всего борьба с открытым огнем осуществляется с использованием воды, растворов пенообразователя на ее основе, подаваемых под давлением.
Одним из эффективных средств пожаротушения, подающих воду или пену, служит пожарная мотопомпа, являющаяся насосным агрегатом с приводом от бензинового или дизельного двигателя, снабженным комплектом пожарно-технического оборудования.
Назначение пожарных мотопомп
Если в городах забор воды пожарной автотехникой, оборудованной насосами, производится из сети наружного водоснабжения, то вдали от населенных пунктов – из пожарных водоемов, резервуаров, с пирсов, построенных на реках, озерах, прудах или технологических водоемах.
При отсутствии на большинстве, удаленных от областных, краевых, районных центров, крупных промышленных объектов, территорий нашей страны специальных автотранспортных средств, стоящих на вооружении федеральных, муниципальных, корпоративных пожарных подразделений; единственным доступным средством пожаротушения, используемым добровольными, частными формированиями, созданными для борьбы с огнем, является пожарная мотопомпа – переносная, возимая вручную или на базе автомобильного прицепа.
Для собственников недвижимости, руководителей предприятий (организаций), членов садово-дачных, огородных товариществ, создавших добровольную пожарную дружину, приобретение, содержание пожарных мотопомп обходится значительно дешевле, чем покупка специальной автотехники.
Огромным преимуществом переносных мотопомп служит полная автономность, высокая мобильность, позволяющая установить их на любой твердой площадке вблизи природного или искусственно созданного запаса воды, недоступного для подъезда пожарной автотехники – автоцистерн, насосно-рукавных автомашин.
Основным назначением для использования пожарных мотопомп является:
- Забор воды из пожарных водоемов, резервуаров, со специально оборудованных пирсов, с последующей подачей под давлением на тушение очагов пожара воды или пены, полученной с использованием раствора пенообразователя.
- Подача воды от гидрантов наружной сети противопожарного водоснабжения.
- Для перекачки воды, заполнения емкостей, приспособленной для пожаротушения сельскохозяйственной техники, транспортируемых автоцистерн, пожарных вертолетов.
- Для укомплектования пожарных поездов, судов.
Полная автономность, простота эксплуатации, конструктивная надежность сделали пожарные мотопомпы незаменимым техническим средством для тушения очагов пожаров, возникающих в сельской местности, на территории заготовительных, перерабатывающих предприятий, производственных объектов, расположенных вдали от центров цивилизации.
Кроме того, пожарные мотопомпы активно, эффективно используются по следующим вариантам хозяйственного назначения, что подтверждает факт более широкого назначения таких технических устройств, нежели только противопожарное применение:
- Забор, перекачка и подача чистой воды для полива садовых, дачных участков земли, сельскохозяйственных угодий, заполнение емкостей.
- Откачка загрязненной воды из затопленных подвальных этажей зданий, колодцев различного назначения в ходе устранения аварийных ситуаций в работе коммунальных служб; осушение котлованов, траншей, трюмов речных, морских судов.
- Для откачки воды при проведении поисковых работ, археологических раскопок.
- Аварийное осушение, сброс воды из бассейнов, резервуаров, водоемов.
- При проведении ирригационных работ.
Виды и описание пожарных мотопомп
Все такие мобильные устройства для тушения пожаров можно разделить на виды по способу размещения, перемещения/транспортировки, типу двигателя привода насоса; чистоте воды, с которой они могут работать:
- Бензиновые – с приводом от карбюраторного/инжекторного двигателя, использующего в качестве топлива различные марки бензина.
- Дизельные – с приводом от дизельного двигательного агрегата, имеющими более высокий моторесурс, но работающими громче бензиновых моделей устройств.
На российском рынке известны пожарные мотопомпы Tohatsu с бензиновыми двигателями, дизельные устройства высокого давления «Вепрь» отечественного производства, мотопомпы Koshin с двигательными агрегатами, работающими на бензине, изготовленными компанией Хонда.
- Переносные, передвижные. Первые смонтированы на несущей раме, которая обеспечивает возможность: переноски вдвоем вручную, для транспортировки автотранспортом в кузове, багажнике, автомобильном прицепе; погрузки/выгрузке, установки на твердую поверхность – плотный грунт в противопожарном разрыве возле водоема, асфальтированную, бетонированную поверхность дороги, пожарного проезда.
Вторые установлены на раме одноосной тележки с колесами, что позволяет передвигать ее по ровной твердой поверхности одному человеку, но не исключает возможность переноски ее двоим и более членам ДПД, работникам из состава дежурного персонала предприятий, организаций.
Рукоятки на раме переносных, передвижных устройств обязательно защищаются теплоизоляционным материалом.
- Прицепные. Такой вид пожарных мотопомп устанавливается на раме автомобильных прицепов, сообразно их грузоподъемности, норм/правил оборудования, транспортировки грузов. Именно прицепные мотопомпы часто дополнительно оборудуются устройствами для дозированной подачи раствора пенообразователя, что позволяет использовать стволы, генераторы для тушения очага пожара пеной. Рекомендуется при необходимости использовать все имеющиеся в наличии прицепные и переносные модели устройств, т.к. это дает больше возможностей для обеспечения доступа к очагу пожара.
- Высоконапорные (высокого давления). Согласно ГОСТ 53332-2009 мотопомпы, используемые для тушения пожаров, в зависимости от конструкции, основных технических параметров подразделяются устройства нормального давления – до 2 МПа, и высокого давления – выше 2 МПа.
Если для тушения, согласно нормативных требований, включение твердых частиц в воде не должно быть больше 0,5 %, а их размер быть до 3 мм, то пожарная мотопомпа для грязной воды, приобретаемая для использования коммунальными, инженерными службами предприятий, строительными подрядными организациями для откачки, осушения подвальных этажей, колодцев, котлованов траншей, позволяет за счет выбора мембранного типа насоса устройства вести забор, перекачку воды с крупными включениями – до 25 мм и более у некоторых моделей изделий.
Устройство пожарной мотопомпы
В ее состав входят:
- Несущая рама или шасси автомобильного прицепа.
- Двигатель, работающий на жидком углеводородном топливе.
- Насос для забора, выдачи воды, растворов огнетушащих веществ.
- Бак для горючего.
- Емкость для пенообразователя, система дозирования – в зависимости от заводской комплектации.
- Комплект пожарно-технического оборудования – рукава, стволы, соединительные устройства.
Так как все элементы находятся на одной оси, то это делает пожарную мотопомпу компактной и мобильной.
Основные характеристики пожарных мотопомп
Они изложены в ГОСТ 53332-2009, так же, как и требования ко всем элементам оборудования, входящего в их состав.
К таким характеристикам относят:
- Производительность пожарной мотопомпы.
- Высоту подачи воды.
- Габариты, общую массу изделия.
- Мощность двигателя.
- Вид используемого топлива.
Кроме того, современные модели пожарных мотопомп, реализуемых на рынке пожарно-технической продукции, обязаны обеспечивать: устойчивую работу в температурном диапазоне эксплуатации – от +40 до –45℃ на протяжении не меньше 2 часов, для чего должны иметь необходимый запас топлива в баке.
Наиболее востребованы модели устройств следующих марок. Приведем их основные технические характеристики:
Пожарная мотопомпа МП 20-100 Гейзер
| Наименование показателей, единицы измерения | Значение показателей |
| Общие данные | |
| Тип мотопомпы | пожарная, переносная |
| Подача в номинальном режиме, л/с, не менее | 20 |
| Напор в номинальном режиме, м | 100±2 |
| 7,5 | |
| Время всасывания при наибольшей геометрической высоте, с, не более | 40 |
| Подача насоса при наибольшей геометрической высоте всасывания и номинальном напоре, л/с, не менее | 10 |
| Предельное давление насоса, кгс/см2, не более | 19,0 |
| Диаметр и количество присоединительных патрубков, мм: | |
| – напорного; | 2х70 |
| – всасывающего. | 1х100 |
| Габаритные размеры, мм (не более): | |
| – длина; | 1300 |
| – ширина; | 780 |
| – высота. | 930 |
| Масса (сухая), кг | 215 |
| Насос | |
| Тип насоса | НП- 20/100, центробежный, двухступенчатый, консольный |
| Вакуумная система | автоматическая |
| Тип вакуумного насоса | диафрагменный |
| Двигатель | |
| Тип | четырехтактный бензиновый, карбюраторный (инжекторный) |
| Модель | ВАЗ 2108 (ВАЗ 21114) |
| Количество цилиндров и расположение цилиндров | 4 в ряд |
| Диаметр цилиндра и ход поршня | 82х71 |
| Рабочий объем, см3 | 1500 |
| Степень сжатия | 9,9 |
| Номинальная мощность при частоте вращения коленчатого вала 5600 об/мин, кВт (л.с) | 55 (75) |
| Запуск двигателя | от электростартера |
| Система охлаждения | водяная (тосол), принудительная |
| Топливо | бензин АИ-92 (АИ-95 для ВАЗ 21114) |
| Расход топлива при работе мотопомпы в номинальном режиме, л/ч | 8,6 (6,8 – ВАЗ 21114) |
Примечание. Скачать паспорт, техническое описание и инструкцию по эксплуатации на пожарную мотопомпу МП-20/100 «Гейзер».
Пожарная мотопомпа МП 10-60 Водолей
| Наименование показателя, единицы измерения | Значение показателей | ||
| Общие данные | |||
| Номинальная подача насоса, Qном, л×с-1 (л×мин-1; м3×ч-1) | 10 (600; 36,0) | ||
| Номинальный напор насоса, Нном, м | 60 | ||
| Номинальная частота вращения, пном, об/мин | 2500 | ||
| Номинальная геометрическая высота всасывания, hном, м | 1,5 | ||
| Максимальная геометрическая высота всасывания, hmax, м | 5,0 | ||
| Подача при максимальной геометрической высоте всасывания и номинальном напоре, Q, л×с-1 (л×мин-1), не менее | 5 (300) | ||
| Напор при максимальной геометрической высоте всасывания, Н, м | 45 | ||
| Максимальное рабочее давление на входе в насос, p1max, МПа | 0,6 | ||
| Максимальное рабочее давление на выходе из насоса, P2max, МПа, не менее | 1,0 | ||
| Время всасывания (заполнения) с максимальной геометрической высоты всасывания, tвс, с, не более | 40 | ||
| Диаметр и количество присоединительных патрубков: | |||
| – напорного (мм/шт.) | 65/2 | ||
| – всасывающего (мм/шт.) | 80/1 | ||
| Габаритные размеры мотопомпы, (мм), не более | |||
| – длина | 820 | ||
| – ширина | 620 | ||
| – высота | 750 | ||
| Масса мотопомпы, сухая, кг, не более | 98 | ||
| Насос | |||
| Тип насосного узла МП 10/60.01.00.00 | центробежный, одноступенчатый, консольный | ||
| Вакуумная система | автоматическая | ||
| Тип вакуумного насоса | поршневой | ||
| Степень разряжения в полости насосного узла, кгс/см2, не менее | – 0,75 | ||
| Двигатель | |||
| Модель | Honda GX630 | Lifan 2V78F-2 | Lifan 2V78F-2A |
| Тип | четырехтактный, бензиновый, карбюраторный | ||
| Рабочий объем, см3 | 688 | 640 | |
| Номинальная мощность при частоте вращения коленчатого вала 3600 об/мин, Nном, кВт (л/с) | 15,5 (20,8) | 17,5 (24,0) | |
| Максимальный крутящий момент при частоте вращения коленчатого вала n=2500 об/мин, Н×м, | 48,3 | 43,5 | |
| Тип системы запуска двигателя | электростартер | электростартер / ручной запуск | |
| Расход топлива в номинальном режиме работы, gm, л/ч, не более | 4,2 | 4,8 | |
| Тип системы охлаждения | воздушная | ||
| Применяемое топливо – бензин автомобильный по ДСТУ 4063-2001 с октановым числом по исследовательскому методу, не менее | 91 | ||
| Объем топливного бака, л. | 10 | ||
| Продолжительность запуска двигателя, мин, не более | 2 | ||
Примечания:
Пожарная мотопомпа МП-800
| Значения показателей | |
| Общие данные | |
| Тип мотопомпы | Пожарная переносная ГОСТ 8554-69 |
| Индекс мотопомпы | МП-800Б-01 |
| Подача при номинальной частоте вращения (номинальном числе оборотов вала), л/с (л/мин), не менее | 13,3 (800) |
| Напор, м, не менее | 60 |
| Наибольшая геометрическая высота всасывания при температуре +20 °С и давлении 730-760 мм рт. ст., м | 5 |
| Максимальное время всасывания с геометрической высоты 5 м, с | 35 |
| Габаритные размеры, мм: | |
| Длина | 940 |
| Ширина | 520 |
| Высота | 725 |
| Масса мотопомпы без ППО (максимальная), кг | 85 |
| Примечание. Подача и напор приведены при высоте всасывания 1,5 м. При наибольшей геометрической высоте всасывания подача должна быть не менее 50 % номинального значения. | |
| Двигатель | |
| Тип | Двухтактный, бензиновый, карбюраторный |
| Мощность номинальная, эксплуатационная, кВт (л.с.), не менее | 14,7 (20) |
| Частота вращения, об/мин (с-1) | 3250±100 (346±10,46) |
| Количество цилиндров | 2 |
| Диаметр цилиндра, мм | 72 |
| Ход поршня, мм | 85 |
| Рабочий объем цилиндра, см3 | 346 |
| Степень сжатия | 6,9 |
| Максимальный удельный расход топлива при эксплуатационной мощности, г/л, с ч | 440 |
| Фазы газораспределения, град: | |
| продувка | 120 |
| впуск | 134 |
| выпуск | 150 |
| Система зажигания | От магнето М-135 левого вращения с муфтой опережения зажигания ТУ 37-003-212-77 |
| Угол опережения зажигания (при оборотах больше 1050), град | 30-34 |
| Зазор между контактами прерывателя магнето, мм | 0,25-0,35 |
| Свеча зажигания | А10НТ ГОСТ 2043-74 |
| Карбюратор | К-36П ОСТ 37.001.207-78 |
| Топливо | Бензин А-76 (ГОСТ 2084-77) в смеси с маслом М-8А (ГОСТ 10541-78) из расчета (по объему) 20 частей бензила, 1 часть масла |
| Вид смазки шатунного подшипника коленчатого вала | Топливная смесь |
| Охлаждение | Водяное, принудительное от насоса |
| Насос | |
| Тип | Центробежный, одноступенчатый, консольный |
| Устройство всасывающее | Вакуум-аппарат газоструйный |
| Диаметр рукава всасывающего, мм | 75 |
| Диаметр рукава напорного, мм | 66 и 51 |
Примечание. Скачать инструкцию (руководство) по эксплуатации пожарной мотопомпы МП-800.
Пожарная мотопомпа МП-1600
| Наименование показателей, единицы измерений | Значения показателей |
| Общие данные | |
| Марка мотопомпы | МП-1600 |
| Подача, л/мин | 1600 |
| Напор, м | 80 |
| Безотказная работа мотопомпы на номинальном режиме в диапазонах температур от –30 °С до +40 °С, час | не менее 6 |
| Наибольшая геометрическая высота всасывания, м | 7 |
| Диаметр всасывающего патрубка, мм | 125 |
| Диаметр напорных патрубков, мм | 70 |
| Количество напорных патрубков, шт. | 2 |
| Габаритные размеры в походном положении, мм | |
| Длина | 2800 |
| Ширина | 1740 |
| Высота | 1430 |
| Задний угол свеса, град. | 32 |
| Ширина колеи, мм | 1440 |
| Масса (без пожарного оборудования), кг | 620 |
| Масса (с пожарным оборудованием), кг | 820 |
| Двигатель | |
| Модель | ЗМЗ-24-01 |
| Тип | четырехтактный, бензиновый, карбюраторный, верхнеклапанный |
| Мощность максимальная при 4500 об/мин, кВт | 62,5 |
| Снимаемая мощность на привод насоса при 2750-2800 об/мин, кВт, не более | 40,4 |
| Применяемое топливо | бензин с октановым числом не менее 76 |
| Насос | |
| Тип | одноступенчатый, центробежный |
| Соединение с двигателем | прифланцован к картеру муфты сцепления |
| Место установки по отношению к двигателю | заднее |
| Пеносмеситель | |
| Тип | водоструйный эжектор |
| Место установки | стационарно на насосе |
| Производительность по пене, л/мин | 400-600 |
| Вакуумная система | |
| Тип | газоструйный |
| Наибольший создаваемый вакуум, мм. рт. ст. | 550 |
| Время создания вакуума 515 мм рт. ст. в объеме полости насоса и двух всасывающих рукавов Ø 125 (100 л), с | 40 |
| Шасси | |
| Тип | одноосный прицеп специальной конструкции |
| Капот | |
| Тип | металлический, с двумя боковыми и одной задней дверцами |
| Заправочные емкости | |
| Система смазки двигателя, л. | 6,5 |
| Система охлаждения двигателя, л | 14 |
| Бензиновый бак, л | 45 |
| Воздушный фильтр, л | 0,5 |
Примечание. Скачать техническое описание и инструкцию (руководство) по эксплуатации пожарной мотопомпы МП-1600.
Технические характеристики других мотопомп
- Портативные пожарные насосы (мотопомпа) «Tohatsu» VC82ASE, VC72AS, VC52AS. Руководство пользователя.
- Пожарная мотопомпа «Tohatsu» V20D2, V20D2S. Инструкция по эксплуатации.
- Мотопомпа пожарная МП-13/80 «Гейзер». Паспорт. Техническое описание. Инструкция по эксплуатации.
- Мотопомпа «Водолей» МП 20/80. Руководство по эксплуатации.
- Мотопомпа «Водолей» МП 16/80. Руководство по эксплуатации.
- Мотопомпа «Вепрь» с дизельным двигателем. Модели: МП-120 Д, МП-500 Д, МП-800 Д. Инструкция по эксплуатации.
- Мотопомпа «Водолей» МП 7/60 Д. Руководство по эксплуатации.
- Мотопомпа для тушения лесоторфяных пожаров «Ниагара». Паспорт.
- Мотопомпа Champion GTP80H для сильнозагрязненной воды. Руководство по эксплуатации.
- Мотопомпы Champion GP40, GP50, GP80, GP100 для чистой воды. Руководство по эксплуатации.
Пожарные насосы для мотопомп
Согласно ГОСТ 17398-72 насосом называется машина для создания потока жидкости. Пожарные насосы в составе мотопомп бывают двух типов:
- Центробежные, в которых жидкость перемещается колесом с лопастями от центра к стенкам рабочей камеры, что создает необходимое давление. Это основный вид насосов, используемых для установки на пожарную автотехнику, предназначенную для забора, хранения, перекачки, подачи воды для тушения, обеспечивающий высокую производительность пожарной мотопомпы.
- Диафрагменные или мембранные. Это возвратно-поступательные устройства с рабочими элементами в виде упругих мембран, изгибающихся под действием механического привода. Мотопомпы с таким видом насосов способны вести забор, подавать, откачивать как чистую, так и сильнозагрязненную воду, без значительной потери производительности, что повышает их ценность для заказчиков.
Пожарные рукава для мотопомп
В зависимости от компании изготовителя, модели изделия они комплектуются не только напорно-всасывающими, напорными рукавами, стволами, но и всасывающими фильтрами, сетками, генераторами пены и другими комплектующими, необходимыми для решения задач.
Пожарные рукава, входящие в комплектацию пожарных мотопомп, в обязательном порядке оборудуются соединительными головками.
Для переносных, передвижных мотопомп с низкой производительностью, сравнительно невысоким напором воды в комплект пожарно-технического оборудования, как правило, включают рукава, рассчитанные на давление 1 МПа, предназначенные для подключения к пожарным кранам, согласно требованиям для пожарных шкафов; а прицепные модели устройств комплектуются рукавами для пожарной автотехники с давлением 1,6 МПа.
Работа с пожарными мотопомпами
Пожарная мотопомпа, инструкция о порядке работы которой в обязательном порядке входит в комплект поставки каждого заводского изделия, довольно сложное техническое устройство. Поэтому следует неукоснительно следовать этому документу на всех этапах хранения, ввода в строй, эксплуатации, технического сервиса, что обеспечит ее надежную, безотказную работу на протяжении длительного периода.
Режим и продолжительность обкатки пожарных мотопомп
Эксплуатация пожарной мотопомпы, как устройства, снабженного двигательным агрегатом на жидком топливе, начинается с его регламентной обкатки, режим и продолжительность которой изложены в сопроводительной технической документации на изделие.
Требования к пожарным мотопомпам
Основные требования к мотопомпам изложены в ст. 110 «Технического регламента о ПБ»:
- Пожарные мотопомпы используются для подачи воды к месту возгорания, забирая ее из наружных водопроводных сетей, резервуаров или открытых источников – озер, прудов, рек, озер; обеспечивая требуемый расход, рабочее давление при подаче воды, пены, необходимые для ликвидации пожара.
- Переносные пожарные устройства по конструктивному исполнению, общей комплектной массе обязаны давать возможность для переноса вручную, установки на твердую поверхность вдвоем.
- Для прицепных устройств должен быть обеспечен жесткий стационарный крепеж на автоприцепах, конструкция которых обязана обеспечивать безопасность транспортировки, устойчивость при установке.
Требования к конструктивным элементам изделий, оборудованию, входящему в их комплектацию:
Подводя итоги, можно с уверенностью сказать, что такие мобильные, автономные устройства для тушения пожаров, особенно вдали от крупных населенных центров, в сельской местности, таежной глуши, еще десятки лет будут надежно служить людям.
fireman.club
Вопрос № 1. Назначение, область применения и классификация пожарных насосов (20 минут).
Пожарный насос – это устройство, которое предназначено для осуществления подачи огнетушащих веществ в зону горения.
Насосы используются на многих пожарных автомобилях (АЦ, АЦЛ, АНР, ПНС, АПП и др., в системах смазки, питания и охлаждения двигателей внутреннего сгорания, в мотопомпах, в системах автоматического пожаротушения. С каждым годом применение пожарных насосов становится все более разносторонним.
В настоящее время на пожарных автомобилях применяются насосы различных типов (рис. 1). Они обеспечивают подачу огнетушащих веществ, функционирование вакуумных систем, работу гидравлических систем управления.
По функциональной принадлежности их можно разделить на три типа:
1. Для подачи огнетушащих веществ;
2. Для работы вакуумных систем;
3. Для работы в гидравлических системах, где в качестве рабочей жидкости выступают различные масла.
Рисунок 1. Область применения и классификация насосов
По конструктивному исполнению и принципу действия пожарные насосы делятся на три типа (рис. 2):
1. Объемные;
2. Струйные;
3. Центробежные.
Рисунок 2. Классификация насосов по конструктивному исполнению и принципу действия.
Поршневые насосы
Поршневые насосы обладают следующими достоинствами: пригодны для перекачивания самых разнообразных жидкостей – горячих и холодных, вязких и текучих, чистых и имеющих примеси во взвешенном состоянии; подача их не зависит от развиваемого напора, что делает их пригодными для перекачивания жидкостей с меняющейся в зависимости от температуры вязкостью; обладают хорошей всасывающей способностью, высоким КПД, большой напор достигается при любых, даже незначительных подачах.
К недостаткам их относятся: тихоходность и большая масса, относительная сложность конструкции; неравномерность подачи; невозможность без специальных устройств регулировать подачу при данном числе двойных ходов.
В пожарном деле поршневые насосы применяются для заполнения огнетушителей и баллонов стационарных установок с углекислотой (зарядные станции), наполнения кислородом баллончиков кислородных изолирующих противогазов (кислородные насосы), испытания корпусов огнетушителей (гидропрессы), подачи топлива у дизельных двигателей (плунжерные насосы), обеспечения работы пневматического привода тормозов автомобиля (компрессоры) и т.д.
Роторные (шиберные) насосы
Роторные насосы обладают следующими достоинствами: компактностью, малыми габаритами и массой; быстроходностью, позволяющей использовать в качестве привода электродвигатели и двигатели внутреннего сгорания; достаточно равномерной подачей; возможностью получения высоких напоров – до 100 м; надежностью работы при высоте всасывания до 7 м; пригодных для перекачивания разнообразных жидкостей - высоковязких (ν≤0,2м2/с), с содержанием газов и значительной упругостью насыщенных паров (t≤250оС) как чистых, так и загрязненных; самовсасываемостью и отсутствием вакуумных систем.
К недостаткам относятся: сложность изготовления рабочих органов, трудности в устройстве подшипников из-за больших давлений, наличие осевых сил у винтовых и косозубых шестеренных насосов, невозможность регулирования подачи без специальных устройств, значительный износ ротора и корпуса.
В пожарном деле роторные насосы применяются: в качестве вакуум-аппаратов на пожарных машинах и мотопомпах (шиберные и в меньшей степени водокольцевые), для подачи воды на пожар (шестеренные насосы), работы гидравлического привода автолестниц (масляные насосы, гидромоторы, гидротормозы) и т.д.
Струйные насосы
Струйные насосы обладают следующими достоинствами: простотой конструкции, отсутствием движущихся и быстроизнашивающихся частей; малыми габаритами, удобством транспортирования жидкости, воздуха и твердых частиц; простотой эксплуатации (легко включаются в работу и останавливаются, не требуют смазки, допускают переноску и перестановку во время работы).
К недостаткам их относятся: малый КПД (порядка 10…26%), сложность регулирования подачи, отказы в работе при увеличении сопротивления на выходе.
Область применения струйных насосов достаточно обширна – это гидроэлеваторы, пеносмесители, дозаторы, воздушно-пенные стволы, генераторы, газоструйные вакуум-аппараты и другое оборудование, сконструированы на основе струйных насосов.
Центробежные насосы
Центробежные насосы обладают следующими достоинствами: простотой и компактностью конструкции; удобством привода; способностью перекачивать сильно загрязненные жидкости; равномерностью подачи и простотой регулирования в широких пределах; возможностью работы "на себя"; высокой подачей, надежностью в эксплуатации.
К недостаткам их относятся: отсутствие самовсасывания, необходимость устройства вакуумных или заливных систем, падение напора с увеличением подачи; резкое изменение подачи и напора при изменении частоты вращения рабочего колеса; средний КПД, подверженность кавитации при определенных режимах работы.
Центробежные насосы являются основными агрегатами, используемыми для пожаротушения. Их применяют для подачи воды, пены, огнетушащих составов от пожарных автомобилей, мотопомп и стационарных установок пожаротушения.
ВЫВОД ПО ПЕРВОМУ ВОПРОСУ:Применяемые в пожарных автомобилях и другой пожарной технике насосы имеют различное назначение, конструкцию и технические характеристики. Поэтому знание классификации и области применения различных насосов позволит Вам освоить и структурировать изучаемый в дальнейшем материал дисциплины Пожарная техника.
Вопрос № 2. Основной принцип работы и характеристики пожарных насосов (50 минут).
Работа всех насосов с механическим приводом определяется двумя процессами: всасывания и нагнетания перекачиваемой жидкости. При этом насос любого типа характеризуется величиной подачи жидкости, развиваемым напором, высотой всасывания и величиной коэффициента полезного действия (КПД).
ВСАСЫВАНИЕ.
Если из всасывающего рукава, присоединенного к насосу и опущенного одним концом в воду, удалить воздух – создать вакуум, то вода под действием атмосферного давления поднимается на некоторую высоту HS (рис. 2). Эта высота будет всегда меньше теоретической высоты всасывания А, равной 10,33 м вод. ст. или 760 мм рт. ст. при температуре 0о С.
Давление водяного столба высотой 10,33 м вод.ст., равной высоте всасывания, соответствует нормальному атмосферному давлению. За единицу давления в технике принята техническая атмосфера, равная давлению 10 м вод.ст. или 1 кг/см2.
При всасывании атмосферное давление должно не только уравновесить столб воды высотой Hs, но и преодолеть все сопротивления, встречающиеся при движении воды в насос.
Рисунок 2. Взаимосвязь теоретической и практической высот всасывания.
A – теоретическая высота всасывания, HS – практическая высота всасывания, h2 – сумма сопротивлений движению воды, h3 – сопротивление упругих паров воды.
Гидравлические сопротивления имеют место на всем следовании воды: от начала её поступления во всасывающий рукав до выхода из насоса. Наибольшее влияние из гидравлических сопротивлений оказывают:
· сопротивление воды при проходе через всасывающую сетку;
· потери напора, необходимые для открывания обратного клапана всасывающей сетки;
· трение воды о стенки всасывающего рукава и т.д.
В разряженном пространстве всасывающего рукава и насоса образуются насыщенные пары, упругость которых зависит от температуры воды. Установлено, что при температуре воды равной, 100о С, давление сил упругости водяных паров равно атмосферному давлению, и следовательно в этих условиях вода не всасывается.
Все сопротивления, встречающиеся при движении воды в насос обозначим, Н1, а упругость водяных паров при данной температуре Н2. Так как сопротивления движению воды уменьшают ее напор, то можно записать:
А=HS + Н1 + Н2 (2.1)
Из данного выражения находим геометрическую (практическую) высоту всасывания:
HS=А – Н1 – Н2 (2.2)
т.е. практическая высота всасывания всегда меньше теоретической высоты.
Атмосферное давление в различных точках земной поверхности неодинаково. Оно будет уменьшаться по мере увеличения высоты местности над уровнем моря. При одних и тех же значениях Н1 и Н2 величина HS будет тем меньше, чем выше над уровнем моря установлен пожарный насос.
Учитывается и то, что вода в природе не бывает химически чистой и удельный вес ее несколько увеличен, что также влияет на высоту всасывания. И, наконец, потери части вакуума бывают от неплотностей в соединениях всасывающей линии и насоса.
Под влиянием вышеперечисленных причин практическая высота всасывания для пожарных насосов (ПН) не превышает 7-9 м вод.ст.
НАГНЕТАНИЕ
Нагнетание в ПН происходит под действием приложенной силы к рабочим элементам насоса, величина которой характеризует собой как высоту, так и дальность подачи воды. Высоты нагнетания зависят от мощности, типа и конструкции насоса.
megalektsii.ru
9.2. Тактико-техническая характеристика пожарных насосов
Насосы нормального давления – одно- или многоступенчатые пожарные насосы, обеспечивающие подачу воды и огнетушащих растворов при давлении на выходе до 2,0 МПа.
Насосы высокого давления – многоступенчатые пожарные насосы, обеспечивающие подачу воды и огнетушащих растворов при давлении на выходе от 2,0 до 5,0 МПа.
Насосы комбинированные – насосы, состоящие из последовательно соединенных насосов нормального и высокого давления, имеющих общий привод.
Вращение привода – правое вращение - вращение привода по часовой стрелке со стороны привода, левое вращение - вращение привода против часовой стрелке со стороны привода.
Номинальный режим насоса – режим работы насоса, обеспечивающий заданные технические показатели: номинальную подачу и номинальный напор при установленной номинальной частоте вращения и номинальной геометрической высоте всасывания.
Геометрическая высота всасывания hг, м – расстояние между осью вращения рабочего колеса первой ступени насоса и уровнем воды со стороны линии всасывания.
Номинальная геометрическая высота всасывания hг..ном, м – заданное расстояние между осью вращения рабочего колеса первой ступени насоса и уровнем воды со стороны линии всасывания при номинальном значении подачи насоса Q ном.
Напор насоса Н, м: – величина, определяемая зависимостью:
Р2 и Р1– давление на выходе и на входе в насос, Па;
–плотность жидкой среды, кг·м-3;
–ускорение свободного падения, м·с-2;
–скорость жидкой среды на выходе и на входе в насос, м·с-1;
Z2 – Z1 – высота центра тяжести сечения выхода и входа в насос, м.
Номинальная частота вращения nном, об*мин -1 – заданное значение частоты вращения рабочего колеса (приводного вала насоса), определяющее номинальный режим работы насоса.
Мощность насоса в номинальном режиме Nном, кВт – мощность, потребляемая насосом при номинальных значениях частоты вращения nном, подачи Qном и геометрической высоты всасывания hг.ном.
Система водозаполнения – устройство, обеспечивающее заполнение всасывающей линии и насоса водой при работе с геометрической высоты всасывания до 7,5 м.
Система подачи и дозирования пенообразователя – устройство, обеспечивающее введение и дозирование пенообразователя в насос.
Классификация, основные параметры
Насосы в зависимости от их конструктивных особенностей и основных параметров классифицируются на насосы нормального давления, высокого давления, комбинированные.
Таблица 77
Основные технические характеристики пожарных насосов
| Наименование параметра | Значение параметра для нормального давления | Насосов типа высокого давления |
|||||
| Номинальная подача Qном, л*с-1 | |||||||
| Напор в номинальном режиме Hном, м, не менее | |||||||
| Мощность в номинальном режиме Nном, кВт, не более | |||||||
| Коэффициент полезного действия в номинальном режиме η, не менее | |||||||
| Допускаемый кавитационный запас Δh , м, не более | |||||||
| Максимальное давление на входе в наcоc P1max, МПа | |||||||
| Максимальное давление на выходе из насоса Р2mах, МПа | |||||||
| Максимальная геометрическая высота всасывания hг.max, м | |||||||
| Время всасывания с максимальной геометрической высоты tвс, с, не более | |||||||
| Подача насоса при работе с максимальной геометрической высоты Q, л с-1, не менее | |||||||
| Количество и условный диаметр патрубков, мм: | |||||||
| всасывающих | |||||||
| напорных | |||||||
| Примечания 1. Напор в номинальном режиме должен обеспечиваться при номинальной геометрической высоте всасывания 3,5 м для насоса типа 20/100, 40/100, 70/100, 100/100, 20/200 и при номинальной геометрической высоте всасывания 1,5 м для насоса типа 4/400 и 2/400. |
|||||||
Таблица 78
Основные технические характеристики пожарных насосов комбинированного тушения
| Наименование параметра | Значение параметра для насосов комбинированного типа |
|
| Номинальная подача Qном, л·с-1 при раздельной работе: | ||
| насос нормального давления | ||
| насос высокого давления | ||
| при совместной работе: насос нормального давления насос высокого давления | ||
| Напор в номинальном режиме Нном, м, не менее: при раздельной работе: Насос нормального давления Насос высокого давления | ||
| при совместной работе: Насос нормального давления Насос высокого давления | ||
| Мощность в номинальном режиме Nном, кВт, не более: при раздельной работе: Насос нормального давления Насос высокого давления При совместной работе | ||
| Коэффициент полезного действия в номинальном режиме η, не менее при раздельной работе: Насос нормального давления Насос высокого давления При совместной работе | ||
| Допускаемый кавитационный запас Δh, м, не более | ||
| Максимальное давление на входе в насос P1maх, МПа | ||
| Максимальное давление на выходе из насоса P1maх, МПа: насос нормального давления насос высокого давления | ||
| Максимальная геометрическая высота всасывания hг max, м | ||
| Время всасывания с максимальной геометрической высоты всасывания tвс, с не более | ||
| Подача насоса нормального давления при работе с максимальной геометрической высоты Q, л · с-1 не менее | ||
| Примечания 1. Напор в номинальном режиме должен обеспечиваться при номинальной геометрической высоте всасывания 3,5 м. 2. Время всасывания с максимальной геометрической высоты всасывания устанавливается для насосов, оборудованных встроенной системой водозаполнения. 3. Подача насоса при работе с максимальной геометрической высоты всасывания должна обеспечиваться при номинальном напоре. 4. На коллекторе насоса по согласованию с заказчиком допускается изменять количество и диаметр напорных патрубков. |
||
Таблица 79
ТАКТИКО-ТЕХНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА НАВЕСНЫХ НАСОСОВ
По способу управления системы водозаполнения, входящие в состав насоса, могут быть ручного, автоматического или полуавтоматического типа.
Вакуумная система автоматического типа автоматически включается при отсутствии (исчезновении) избыточного давления в напорной полости насоса и автоматически отключается при давлении, исключающем срыв напора при подаче воды.
studfiles.net
Классификация пожарных насосов | Бесплатные курсовые, рефераты и дипломные работы
Глава 3. ПОЖАРНЫЕ НАСОСЫ
Из всего многообразия пожарного оборудования насосы представляют наиболее важный и сложный их вид. В пожарных автомобилях различного назначения используется разнообразная номенклатура насосов, работающих по различным принципам. Насосы, прежде всего, обеспечивают подачу воды на тушение пожаров, работу таких сложных механизмов, как автолестницы и коленчатые подъемники. Насосы применяются во многих вспомогательных системах: вакуумных системах, гидроэлеваторах и др. Широкое применение насосов обусловлено особенностями их рабочих характеристик, что обеспечивает эффективное применение их для выполнения различных функций.
Классификация пожарных насосов
Насосами называются гидравлические машины, предназначенные для перемещения жидкости и сообщения ей механической энергии.
По принципу действия насосы разделяются … на три группы: объемные, струйные и лопастные (рис. 3.1). Действие объемных насосов основано на изменении потенциальной энергии перекачиваемой жидкости, а струйных и лопастных – на изменении кинетической энергии.
Рис. 3.1. Классификация пожарных насосов
Насосы могут классифицироваться по назначению, конструктивному исполнению, величинам подачи перекачиваемой жидкости и напора и т. д. На оперативных машинах пожарной и аварийно-спасательной службы применяются насосы всех трех видов (область А, обозначенная на рис. 3.1).
Насосы, устанавливаемые на пожарных автомобилях, выполняют различные функции. Они прежде всего обеспечивают подачу воды из автоцистерн на тушение пожаров. Ряд из них выполняют вспомогательные функции: обеспечивают забор воды центробежными насосами из естественных и искусственных водоисточников, на специальных ПА они используются в качестве приводов механизма в гидравлических системах управления, например, автолестниц и автоколенчатых подъемников (рис. 3.2).
Рис. 3.2. Область применения насосов
Работа всех насосов с механическим приводом характеризуется двумя процессами: всасывания и нагнетания перекачиваемой жидкости. При этом насос любого типа характеризуется величиной подачи жидкости, развиваемым напором, высотой всасывания, величиной коэффициента полезного действия и эффективной мощности.
Рис. 3.3. Схема насоса, установленного на водо
Основные сведения о центробежных насосах
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:
- F = m . а = m . ω2 . R,
- где: F – центробежная сила;
- m – масса жидкости;
- а – ускорение движения жидкости;
- ω – угловая скорость;
- R – радиус рабочего колеса.
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.
Основные рабочие параметры насосов
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).
Высота всасывания
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:
- прямое влияние на величину Н Г оказывает атмосферное давление, которое заметно меняется в зависимости от высоты над уровнем моря. Например, при высоте над уровнем моря 0 метров атмосферное давление равно 10,33 м. вод. ст., а на высоте над уровнем моря 2000 метров – 7,95 м. вод. ст.
- Н Г сильно зависит от давления насыщенных паров всасываемой жидкости. Давление насыщенных паров – это давление, при котором жидкость при данной температуре закипает (речь идёт о давлении жидкости ниже атмосферного). Давление насыщенных паров и, следовательно, высота всасывания в значительной степени зависят от температуры и вида перекачиваемой жидкости. Известно, что с уменьшением давления понижается температура кипения жидкости. Если давление всасывания (оно естественно ниже атмосферного) Р ВС будет ниже давления насыщенных паров всасываемой жидкости Рn, то начнется образование пара и произойдет срыв в работе насоса.
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.
Высота нагнетания
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
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
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.
Мощность насоса
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 .
Полный КПД насоса
При передаче энергии от насоса к перекачиваемой жидкости происходят объемные, гидравлические и механические потери энергии.
Объёмный КПД
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:
- просачивания жидкости через сальники, клапаны и поршни, причем степень просачивания зависит от точности изготовления и состояния указанных деталей насоса;
- запоздания открытия и закрытия клапанов;
- наличия воздуха в жидкости.
Величина объемного КПД характеризует степень герметичности насоса, и определяется по формуле:
- где: Q – количество жидкости выходящей из насоса;
- Qу – утечки жидкости в насосе;
- Q + Qу – количество жидкости входящей в насос.
Гидравлический КПД
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:
- где: Н – действительный (развиваемый) напор насоса;
- ΔН – потери напора на преодоление сопротивлений внутри насоса;
- Н + ΔН – теоретический напор насоса.
Механический КПД
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:
- где: N – мощность на рабочем колесе насоса;
- ΔN – потери мощности на трение в подшипниках и сальниках насоса;
- N + ΔN – мощность на валу насоса.
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 центробежных пожарных насосов
Классификация:
- – нормального давления
- – высокого давления
- – комбинированного давления
Насосы центробежные пожарные нормального давления
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.
- 1 – манжета 1.1-45×65-1;
- 2 – маслораспределительное кольцо;
- 3 – стакан;
- 4 – упорное кольцо;
- 5 – стопорное кольцо;
- 6 – резиновое кольцо.
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
Технические характеристики пожарных насосов нормального давления ПН 40УВ и НПЦ 40 100
| 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.
- Пожарные насосы ПН-40УВ установлены на АЦ-3,2-40(433124), АЦ-40(130)63Б, АЦ-40(131)137А, АЦ-2,5-40(433362)ПМ590.
- Пожарные насосы НПЦ-40/100 установлены на АНР-40-1500(433112)35ВР и АЦ-5,0-40(43253)22ВР.
Пожарный насос НЦПН-40/100 В1Т производства ООО «Пожгидравлика»
Рис. 9.
ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ И ОСОБЕННОСТИ:
- Общая конфигурация и габаритно-присоединительные размеры насоса НЦПН-40/100В1Т полностью соответствуют насосу старой конструкции, что позволяет применять его в пожарных автоцистернах старой конструкции.
- Путем особого профилирования рабочих органов насоса (рабочего колеса и «улитки») получены существенные запасы по напорно-энергетическим показателям .
- Имеется возможность дополнительного форсирования режимов. В частности, на частоте вращения 2800 об/мин. напор 100 м обеспечивается при подачах до 60 л/с и высокий КПД (в 1,2 раза выше, чем у насоса старой конструкции), что дает экономию ГСМ (примерно 2 литра за 1 час работы).
- Уплотнение вала насоса (сальник) выполнено на основе специальных графитосодержащих материалов, которые обеспечивают большой ресурс работы при малом трении, сохраняют работоспособность в условиях мощных механических и температурных воздействий и не требуют обслуживания при работе за все время эксплуатации насоса.
- Дозатор ПО усовершенствованной конструкции обеспечивает возможность плавной (бесступенчатой) регулировки уровня дозирования в пределах от 0 до 10 %. Управление дозатором осуществляется рукояткой со встроенным редуктором, за счет чего обеспечиваются малые усилия при управлении.
- Наличие автономного электропривода вакуумного насоса обеспечивает удобство работы и позволяет производить проверку насоса и коммуникаций на «сухой вакуум» без запуска двигателя автомобиля. Отключение вакуумного насоса по окончании процесса водозаполнения осуществляется автоматически (дополнительно предусмотрен ручной режим управления).
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:
- подача огнетушащей жидкости насосом нормального давления при отключённом насосе высокого давления;
- подача огнетушащей жидкости насосом высокого давления на один или два высоконапорных ствола-распылителя (СРВД 2/300) при нулевой подаче насоса нормального давления;
- одновременная подача огнетушащей жидкости насосами нормального и высокого давления.
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 |
Насос - это устройство, которое преобразует механическую энергию двигателя в энергию, что способствует перекачиванию жидкости, газов, а также жидкости с твердыми веществами. В машинах, что задействованы в тушении пожаров зачастую используют механические центробежные пожарные насосы , в них энергия жидкости (или сжиженного газа) переходит в энергию механическую.
Все насосы делят на три типа, в зависимости он того с помощью какой силы они перекачивают жидкость (газ, жидкости с твердыми телами):
- объемная сила;
- вязкость (жидкостное трение);
- плоское или двумерное давление (поверхностное).
Первые два типа в свою очередь объединяются в общую группу и относятся к динамическим насосам. А те, которые работают с помощью поверхностного давления относятся к объёмным насосам. Основная особенность насосов пожарных транспортных средств, что они приводятся в действие двигателем внутреннего сгорания, это стоит учитывать при изготовлении подобных устройств.
Требования, которым должны соответствовать пожарные насосы .
- Надежность. Так как в случае пожара от насосной установки зависят человеческие жизни.
- Удобность. Насос можно было просто и удобно эксплуатировать.
- Автоматизация. По возможности работа пожарного насоса автоматизирована.
- Тишина. Уровень издаваемого шума, а также вибрации должен быть минимизирован.
Устройство пожарного насоса
Конструкция пожарного насоса состоит из основного массива устройства, рабочего колеса, вала, а также устройство оснащено приспособлениями для подвода жидкости и ее вывода. Рабочее колесо состоит из двух дисков, между дисками есть лопасти. Они выполнены с загибами в сторону противоположную к вращению рабочего колеса.
Начиная с 1983-го года колёса начали изготавливать с лопастями цилиндричной формы, это увеличило напор и подачу насосав до 30%. А также сохранило КПД. До этого 83-го г. лопасти имели двойственный изгиб, что сохраняло высокую кавитацию и минимизировала гидравлическое сопротивление. Но такие лопасти колес вызывали трудности в процессе их изготовления, поэтому от них отказались. Далее рассмотрим некоторые виды центробежных пожарных насосов .
ПН-40 (ПН-40УА)
Пожарный насос ПН-40УА начали выпускать в самом начале восьмидесятых годов как аналог насоса ПН-40У . Это качественный пожарный, унифицированный насос, который и получил хорошие оценки при применении его в деле. Корпус насоса ПН-40УА в отличие от ПН-40У разделили на две части, стало намного удобней его чинить. Также модель УА имеет масляную ванну, которая расположена сзади и снимается при необходимости.
В новом ПН-40УА внедрили инновационный метод фиксации колеса на две шпонки, а не на одну как было в ПН-40У . Из-за этого крепление стало надежней. Обновленный ПН-40УА предназначен для подавляющего большинства техники, что задействована в тушении пожаров, и становиться на шасси ГАЗ, УРАЛ и ЗИЛа.
Масло добавляют через специальное технологическое отверстие, которое плотно закрывается крышкой, вместимость ванны пол литра. Внизу масляной ванный есть отверстие для слива масла, тоже предусмотрено закрывающейся крышкой. Для того, чтобы слить воду необходимо просто повернуть кран, что находится внизу насоса. Рычаг крана удлинён для удобного его использования.
ПН-60
Внешне этот насос повторяет формы модели ПН-40 , и особо не выделяется новой конструкцией. Если насос необходимо привести в действие от открытого источника воды, то на всасывающую часть насоса одевается небольшой отрезок трубы с двумя выходами, что позволяет одеть рукава диаметром не больше12,5 сантиметра. Что бы слить воду необходимо открыть кран в нижней части насоса, который направлен четко вниз. А в модели ПН-40УА этот краник находится с боку.
ПН-110
Пожарный насос, работающий при нормальном давлении, имеет одну ступень и отводы в форме спиралей. В этой модели прослеживается сходство с насосом ПН-40 , а именно похожи основные рабочие детали. ПН-110 отличается размером всасывающие трубы, она составляет 20 сантиметров, а также диаметром напорный отрезков труб, что имеют 10 сантиметров.
Комбинированные насосы для пожарной техники.
К таким насосам относят те модели, что благодаря своим техническим характеристикам имеют возможность перекачивать жидкости под высоким и средним (нормальным) давлением. При Советском Союзе, по приказу Министерства внутренних дел продумали, изготовили и выпустили серию насосов ПНК-40/2 , что были самовсасывающими и комбинированными. Вихревая ступень всасывала и перекачивала воду, когда напор был высокий, а при нормальном давлении воды это делало рабочее колесо.
Основные принципы работы пожарных насосов
Все насосы, что используют в любой технике для пушения пожаров, обслуживают и эксплуатируют согласно инструкциям, паспортов, наставлений и специализированных на этом направлении документов. Плановое и не плановое техническое обслуживание тоже проходит согласно вышеупомянутых документов. При поступлении новых автомобилей, очень важно убедиться в целостности пломбировки на всех насосах. А также перед выведением пожарной техники в готовность, важно провести протестировать насосов в активной работе с открытых источников воды. При тестировании глубина погружения рукавов для забора воды должна становить не больше 150 см. От насосной установки проходят пара рукавов по 20 метров длинной и диаметром в 6,6 см. Вода перекачивается через пожарные стволы РС-70, что создают направленную сплошную струю, их диаметр 1,9см. При тестировании насоса напор воды не превышать 50м., а время более 10 часов.
Если испытания насоса проходит возле водоема, и забор воды идет с открытой местности, стволы и напор воды запрещается направлять в водоем. Мелкий пузырьки, что образуются от напора при попадании в насос замедлит его работу, как напора воды, так и ее подачи.
Если насос поддался ремонту он тоже требует тестирования в течении 5-ти часов, при капремонте насоса обкатка проходит 10 часов.
Проверка пожарного насоса
Подключить насос, что установлен на пожарном транспортном средстве к открытому источнику водного ресурса. Привести насос в действие и качать воду соблюдая условие, что задвижки полностью открыты. Используя показатели приборов для измерения давления выяснить уровень напора, что создает насос. Сделать сравнительную оценку полученного значения напора с нормативным значением, в условиях что скорость вращения вала была номинальной.
Согласно техническим характеристикам, уменьшение давления воды в насосе в отношении номинального значения не должно быть больше пятнадцати процентов.
Неполадки пожарных насосов, а также методы их ремонта
1. Насос не качает.
Причина: Возможно в насосе ест воздух, который заполнил пространство. Потребуется еще раз накачать воду использовав вакуумную систему.
2. Насос уменьшает подачу воды или совсем прекращает, при условии, что начинает подавать воду нормально.
- нет плотности в линии что всасывает воду (проверить на наличие повреждений на линии и устранить);
- загрязнение сетки что находится в конце линии (снять и качественно очистить сетку от грязи);
- недостаточная глубина забора воду (опустить сетку на 60 см.).
3. Мановакууметр не работает при том, что насос рабочий (не разрешено заниматься его разбором и ремонтом)
4. В рабочем состоянии устройство выдает громкие звуки, а также заметно вибрирует:
- незатянуты болты крепления (проверить и затянуть);
- сильный износ сборочного узла (заменить подшипники);
- вышли со строя шейки вала (по возможности отремонтировать или заменить на новое);
- разваленное рабочее колесо (разобрать снять неисправное и заменить новым).
5. Насос не работает из-за загрязнения каналов. Необходимо хорошо прочистить каналы колеса.
6. Не крутиться вал, при условии исправности других деталей.
- летом возможное загрязнения вала песком, мулом или пылью (разобрать и почистить);
- зимой бывает, что рабочее колесо примерзает (разогреть горячей водой или потоком воздуха насос).
7. Износ манжет, если с дренажа сочится вода (по возможности отремонтировать ли заменить на новые).
8. Захлестывание воды в емкость для масла:
- загрязнение отверстия для дренажа (проверить и прочистить);
- заменить изношенные манжеты (разобрать и поменять).
9. Появляется масло из отверстия для дренажа (заменить изношенный манжет).
Статью прислал: NitroSam
