Разновидности пожарных насосов и принципы их работы

Применение пожарных насосов для тушения возгорания

Благодаря насосу происходит перекачка воды из озера, водохранилища или цистерны к горящему объекту. Это наиболее сложное устройство для пожаротушения. Существуют разные виды пожарных насосов, которые отличаются принципом действия, конструкцией и создаваемым давлением. Важные технические требования к центробежному виду описаны в ГОСТе Р 52283 от 2004 года.

Основные характеристики

Конструкцией насосов занимались инженеры в разных странах и в разное время. Поэтому их разновидностей очень много, и они постоянно совершенствуются.

В тушении пожара незаменимы центробежные агрегаты, в которых вода всасывается за счет инерционной силы. Их используют для подачи огнетушащей жидкости, пены, создания вакуума и прокачки воды в трубопроводах.

Основные характеристики насосов, независимо от их устройства:

  • объем подаваемой воды или другого тушащего вещества в единицу времени (подача), л/с или куб. м/с;
  • напор (на сколько поднимается струя), м;
  • расстояние от поверхности воды до горизонтальной оси насоса (высота всасывания), м;
  • частота, с которой вращается вал, об/мин;
  • КПД (коэффициент полезного действия).

Напор – это высота, на которую может подняться жидкость. Если рассуждать более строго, то напор представляет собой разность энергий жидкости до и после насоса. На практике напор определяют по показаниям манометра или вакуумметра.

Если интересует вопрос, какое давление должен иметь пожарный насос, чтобы струя воды поднималась на заданную высоту, то необходимо вспомнить формулу. Давление равно произведению плотности жидкости на постоянную величину g=9,8 Н/кг и на высоту водяного столба. Таким образом, если взять высоту 100 м и плотность воды 1000 кг/куб м, то давление на выходе насоса должно быть 1 МПа.

В России распространены модели нормального давления, дающие напор 100 м, и рассчитанные на высоту всасывания 7-7,5 м. За секунду таким устройством в штатном режиме работы подается 40 л жидкости.

По нормам пожарные насосы высокого давления создают напор 200 м или 400 м. КПД при нормальном давлении достигает 60% или больше, а при высоком – не менее 40%.

Как устроен центробежный пожарный агрегат

Без чего совершенно не будет работать центробежный пожарный насос, так это без колеса с лопастями. Вращаясь, лопасти загребают воду, она движется по кругу и вследствие действия центробежной силы ускоряется, прижимается к стенкам и засасывается. Затем проходит по спирали, попадает на площадку и направляется в конусный диффузор, расширяющий и замедляющий поток.

Чтобы поток воды на входе не закручивался, установлен разделитель. А для увеличения скорости предусмотрен переход большего сечения отверстия в меньшее. Такое устройство называется конфузером.

Пожарный насос снабжают пеносмесителем, который позволяет создавать пену, путем смешивания воды и специального вещества (пенообразователя). Для распределения жидкости в рукава предназначен коллектор.

Обратите внимание

Насосные агрегаты, установленные на пожарных автомобилях, состоят непосредственно из насосов, коллекторов, запорной арматуры, приборов, создающих вакуум, и подающих вещество для образования пены.

Температура тушащего вещества должна составлять не более 30 °C. Максимальный размер частиц, которые могут присутствовать в воде, составляет 3 мм, а их концентрации по массе не должна превышать 0,5%.

Вода в таких насосах не должна замерзать, поэтому их устанавливают в отделениях пожарной техники, где поддерживается температура выше 0 °C.

Если установлено одно колесо, то устройство называют одноступенчатым, если колес больше – многоступенчатым. Многоступенчатые противопожарные насосы применяют для создания высокого давления. Число колес в них может достигать 10. Колеса соединяют последовательно, размещая на валу.

Жидкость к рабочему колесу может подаваться с одной стороны (правой или левой) или с двух сторон. Правым называется вращение по часовой стрелке, если наблюдать со стороны привода.

Прежде чем включать пожарный центробежный насос, его надо заполнить водой, чтобы не было примесей воздуха. Установленные на пожарных машинах агрегаты заполняются из цистерны, как только открываются задвижки.

Если насос берет воду из открытого водоема, то вначале включают вакуумный аппарат, который откачивает воздух, что заставляет воду затекать внутрь. После заполнения водой работа по созданию вакуума прекращается, и включают режим вращения лопастей. Когда манометр покажет избыточное давление, открывают клапаны, и пускают воду в пожарный рукав.

Проверка герметичности

Без должной герметичности ни один насос, в том числе пожарный, работать не будет. Поэтому все они проходят проверку на сухой вакуум. Для этого закрывают краны и задвижки агрегата и запускают мотор. При помощи вакуумной системы за 15 секунд создается давление 75-80 кПа.

В насосе воздух должен разрядиться до 13 кПа или меньше за 2,5 секунды.

Если проверка на вакуум не пройдена, то смачивают места соединения мыльным раствором и делают опрессовку водой под давлением 0,6 МПа или меньше.

Места протечки воздуха будут выдавать себя пузырьками мыльной пены.

Важно

ГОСТ требует, чтобы все детали были надежно скреплены. Не допускается самопроизвольное отвинчивание и ослабление соединений в процессе работы.

Существуют всего 6 видов испытаний, среди которых периодические и типовые. Их разрешено проводить на предприятиях при наличии соответствующего оборудования.

Виды пожарных насосов

Для целей пожаротушения можно использовать разные виды насосов. По принципу действия они разделяются на объемные и динамические. Это наиболее широкая классификация.

В объемных гидравлических приспособлениях движение жидкости происходит благодаря поочередному уменьшению и увеличению объема камеры. Вода или иная жидкость перетекает из одного объема в другой и выталкивается.

Наиболее известный подвид объемного насоса – поршневой. Для тушения небольших очагов возгорания в лесу применяют ручные насосы, работающие по поршневому принципу.

К объемным также относят пластинчатые, водокольцевые и роторные шестеренные машины.

В динамических устройствах жидкость всасывается благодаря силам инерции. К динамическому виду относят центробежные, водоструйные, вихревые, диагональные и осевые насосы.

Динамические пожарные насосы могут перекачивать сильно загрязненную воду, процесс всасывания происходит непрерывно, и они создают меньше шума, чем объемные виды.

Самые простые по устройству – струйные насосы, однако у них низкий КПД.

Основная классификация по давлению подразделяет пожарные насосы на 3 вида:

  • давление на выходе 2 МПа или меньше считается нормальным;
  • давление на выходе 2-5 МПа считается высоким;
  • устройство комбинированных возможностей, когда два предыдущих типа соединены.

Разделение взято из стандарта и относится к пожарным насосам центробежного типа. Именно такими их делают для пожаротушения в большинстве случаев.

Пожарные модели ПН-40 и НЦПН-40/100

Среди самых распространенных типов пожарных насосов еще со времен Советского Союза стоит выделить ПН-40. Ими оснащали практически всю автомобильную пожарную технику. Обозначение расшифровывается, как пожарный насос, выдающий 40 л/с. Модификация может дополнятся буквой У, что означает «универсальный».

Корпус и емкость для масла у ПН-40 выполнены, как единая деталь. Есть по два напорных патрубка и задвижки, коллектор, смеситель пены. Вал, на котором размещено рабочее колесо, делают из прочной стали. Само колесо и корпусные детали делают из нержавеющего алюминиевого сплава.

На аэродромном пожарном автотранспорте устанавливают модель ПН-60, а на насосных станциях модель ПН-110 с диаметрами рабочего колеса соответственно 360 мм и 630 мм У них схожее устройство и принцип действия, но увеличены габариты. Корпусные детали отливают из чугуна, что сказывается на массе.

Совет

После совершенствования проточной части пожарного насоса ПН-40, удалось создать более продуктивную модель НЦПН-40/100УВМ.

Она выдает максимальные 60 л/с воды, и укомплектована закрытыми подшипниками, что позволяет на протяжении всего срока службы не прибегать к дополнительной смазке.

При повышенных огнетушащих характеристиках обеспечивает небольшой расход тушащего вещества, поскольку может создавать тонкие распыляющие струи.

Торцовый уплотнитель вала также не требует смазки и отличается повышенной прочностью. Пожарный насос снабжен прибором, соединяющим в себе функции тахометра, счетчика моточасов, манометра и вакуумметра. Модификации НЦПН в настоящее время чаще всего устанавливают на пожарном транспорте.

Источник: https://ProtivPozhara.com/oborudovanie/inventar/pozharnyj-nasos

Пожарные насосы для тушения возгорания

Пожарные насосы – специальные агрегаты для подачи воды или других средств тушения пожара к очагам возгорания. Устанавливаются на пожарной специализированной технике. Делятся на три категории — комбинированные, высокого давления (2-5 МПа) или низкого давления (не более 2 МПа).

Если необходимо подать смесь воды и пены, то насос оснащается пеносмесителем. Поступление воды и пенообразователя происходит через специальные вентили, регулирующие подачу пенной смеси и воды.

Применение пожарных насосов для тушения пожара

Пожарный насос представляет собой гидравлический агрегат, используемый с целью подачи воды высокого давления, как средство для пожаротушения. Особой характеристикой данного пожарного агрегата, отличающей его от других, является возможный объем воды, подаваемый за 1 секунду (от 40 литров в секунду).

Пожарный насос установлен на пожарную машину на базе ГАЗ «Газель»

Допускается использование пожарных насосов автономно в качестве самостоятельных машин, а также они могут быть интегрированы в насосные станции (ПНС) с гидравлической аппаратурой регулирования и контроля.

ПНС чаще всего используются на крупных промышленных объектах (угледобывающих шахтах, масштабных индустриальных сооружениях и пр.). Критичным для пожаротушения является показатель давления в водопроводной сети.

Виды пожарных насосов

Пожарная техника оснащается насосами разных видов, при классификации пожарных насосов используется деление на два типа – по принципу действия: объемные и динамические.

В объемных насосах движение жидкой среды осуществляется за счет поочередного уменьшения и увеличения объема камеры. Жидкость перемещается из одного объема в другой и выталкивается. В качестве наглядного примера можно привести поршневой насос. Также к этой категории относятся пластинчатые, роторные шестеренные, водокольцевые агрегаты.

Динамические насосы работают по иному принципу: жидкая среда всасывается внутрь за счет сил инерции. К данному типу относятся центробежные, водоструйные, вихревые, диагональные и осевые насосы.

Принципиальное отличие от объемных насосов заключается в возможности перекачивать очень загрязненную воду.

Преимущества пожарной мотопомпы данного типа выражаются в непрерывности процесса забора жидкости, малошумности и высоком КПД.

Мотопомпы классифицируют по показателям давления на выходном патрубке и выделяют три вида:

  • до 2 Мпа (нормальное);
  • от 2 до 5 МПа (высокое);
  • комбинация возможностей – нормальное и высокое давление.

Плавающий пожарный насос предназначен для забора воды из водоемов

Все пожарные мотопомпы обладают специфическими свойствами:

  • способность создавать большой напор, что необходимо для обеспечения интенсивного воздействия струи на очаг возгорания);
  • отличные всасывающие показатели;
  • их можно использовать как навесной агрегат, который подключается к валу отбора мощности транспортного средства;
  • простота и надежность в эксплуатации и высокая работоспособность.

Объемный пожарный насос

В объемных насосах – поршневых, пластинчатых, шестеренчатых, водокольцевых – перемещение жидкой или газовой среды происходит за счет периодического изменения объема камеры:

  • В поршневых поршень является рабочим органом, который, совершая возвратно-поступательные движения в цилиндре, передает жидкости энергию. К достоинствам этого вида агрегатов относятся: способность перекачивать разные жидкие среды и создавать значительный напор. К недостаткам можно отнести тихоходность, невозможность осуществлять равномерную подачу жидкости. Поскольку насосы создают вакуум, они используются при заполнении различных видов огнетушителей, газовых баллонов, в автономных системах пожаротушения.
  • Поршневые насосы двойного действия устанавливаются на ряде пожарных агрегатов в качестве дополнительных вакуумных устройств. В основном такие конструкции встречаются на оборудовании иностранного производства.
  • Конструкция шестеренчатого насоса предусматривает наличие зубчатых колес, одно из которых приводится в движение усилием извне, а второе, зацепляясь за зубья первого, свободно вращается на оси. Вращение шестерен перемещает жидкость по окружности корпуса. К преимуществам этой разновидности относят возможность постоянной подачи жидкой среды, достаточно высокий КПД (до 85%) и способность обеспечивать напор до 10 МПа.
  • Пластинчатый (или шиберный) насос конструктивно устроен следующим образом: корпус с запрессованной гильзой, ротор со стальными пластинами (лопасти) и закрепленным на нем приводным шкивом. При вращении ротора лопасти под действием центробежной силы прижимаются к внутренней поверхности гильзы, образуя полости, изменяющие объем по мере вращения. В полости при изменении давления поступает жидкость, такой насос способен создавать напор 16–18 Мпа.
  • Водокольцевой насос также оснащен ротором, при вращении которого создается центробежная сила, под влиянием которой жидкая среда прижимается к внутренней стенке корпуса. Рабочее пространство последовательно увеличивается и уменьшается при вращательном движении ротора. Жидкость поступает при увеличении объема и выталкивается при его уменьшении. Имеет очень низкий КПД (до 27%), чтобы он заработал, в него предварительно необходимо залить воду.

Поршневый пожарный насос двойного действия ПН-40УВ

Струйный пожарный насос

В технике для тушения пожаров струйные насосы используются довольно активно. Конструктивно они просты: отсутствуют движущиеся и трущиеся детали, подверженные износу, потому надежны, просты в эксплуатации и полностью ремонтопригодны.

Струйный агрегат работает по следующему принципу:

  • жидкая среда под большим давлением подается по патрубку с соплом в подводящую камеру;
  • поскольку сопло сужается, жидкость обретает большую скорость и значительную кинетическую энергию;
  • в подводящей камере давление снижается до уровня ниже атмосферного, поэтому происходит всасывание жидкости;
  • жидкость попадает в следующую камеру, затем – в диффузор, где давление падает, потом в таком состоянии перемещается в напорный трубопровод, откуда выплескивается через патрубок.

Недостаток насосов заключается в крайне низком КПД – не более 30%.

Схема внутреннего строения струйных пожарных насосов с интенсифицирующей камерой

В основном их используют для контроля создаваемого вакуума в пожарных насосах в пределах номинальных показателей, а также для предварительного заполнения центробежного насоса водой.

Центробежный пожарный насос

Наиболее эффективный и распространенный вид – центробежный пожарный насос. Конструктивно состоит из корпуса, рабочих органов (рабочее колесо, подводы и отводы на входе и выходе из насоса), опоры вала и уплотнений. Под воздействием гидродинамической осевой силы на рабочее колесо происходит перемещение жидкости и обеспечивается напор на насосе.

Читайте также:  Особенности работы теплового насоса воздух-вода

Главным условием надежности и производительности является обеспечение абсолютной герметичности, что достигается за счет уплотнений, обеспечивающих вакуум в камерах. Уплотнительные элементы нуждаются в периодической замене, в противном случае возникают протечки, что снижает эффективность работы агрегата.

В устройствах нового поколения (ПНЦ) в качестве уплотнителя используется силицированный графит – износостойкий, долговечный материал.

Центробежный пожарный насос является наиболее надежным из всех видов ПН

Обратите внимание

Преимуществами являются их высокая надежность, производительность, а также возможность оснащения дополнительными приспособлениями (пеносмесителями) для повышения эффективности тушения пожаров (очага возгорания).

Современные центробежные насосы, кроме номинальных модификаций, выпускаются с автоматическими системами управления, а также с дублирующим ручным приводом для регулирования забора воды, дозирования подачи пенообразователя.

Дополнительно устанавливаются счетчики продолжительности работы.

Порядок работы с пожарными насосами

В целях грамотной эксплуатации пожарных насосов руководствуются «Наставлением по эксплуатации пожарной техники», инструкциями изготовителей, техническими паспортами и прочими документами. Общими правилами являются следующие:

  • Насосы предварительно обкатывают на открытых водных источниках в автономном режиме с соблюдением следующих нормативов: высота всасывания должна быть менее 1,5 м; напор не должен превышать 50 м/с; время испытания — 10 часов.
  • Требуется тщательно следить за показаниями тахометра, манометра, вакуумметра, температурой корпуса, частотой вращения вала, а также смазывать сальники.

Обкатка необходима для того, чтобы все детали и элементы приработались, а также для выявления скрытых неисправностей и дефектов (недостаточность вращения вала, снижение способности всасывать воду из водного источника или способности обеспечивать соответствующее давление для напора). После завершения десятичасовой обкатки устройство проверяется под напором (должна быть установлена согласно паспорту номинальная частота вращения вала насоса).

Поддерживать работоспособность оборудования позволяют ежедневные проверки:

  • чистоты и комплектности узлов и агрегатов;
  • отсутствия реагентов на корпусе насоса;
  • работы задвижек на напорном коллекторе,
  • наличия смазки в сальниковой масленке и масла;
  • герметичности вакуумной системы;
  • работоспособности компонентов (всасывающий патрубок, камеры, валы)
  • отсутствия воды в камере;
  • точности показаний контрольных приборов (в соответствии с номинальными показателями производителя);
  • подсветки.

Неисправности пожарных насосов и способы их устранения

Дефекты работы проявляются в виде отказов, которые возникают в насосном оборудовании. Это приводит к снижению эффективности тушения очагов пожаров и увеличению убытков от них. Причинами возникновения дефектов могут быть:

  • неправильные действия техников, обслуживающих механизмы;
  • износ деталей;
  • усталость соединений, герметизирующих материалов;
  • высокая частота эксплуатации оборудования без должного техобслуживания.

Наиболее распространенными дефектами работы оборудования для пожаротушения являются:

  • При пуске помпа не качает воду. Решение: следует произвести дополнительно операцию по забору воды с использованием вакуумной системы.
  • Сначала помпа качает воду, но затем падает частота оборотов и напор уменьшается. Решение: проверить уплотнения и заменить износившиеся; прочистить засорившуюся всасывающую сетку; проверить положение всасывающей сетки и установить ее в требуемое положение.
  • Вакуумметр не фиксирует показатели давления. Решение: замена прибора.
  • Стуки и вибрации во время запуска и работы. Решение: 1) проверить крепления корпуса и деталей, подтянуть болты; проверить подшипники, изношенные заменить; 2) осмотреть шейки вала рабочего колеса на предмет износа – заменить, если таковой имеется; осмотреть рабочее колесо, при обнаружении следов деформации, выкрашивания, дефектов в виде трещин, коррозии, заменить на новое.

Своевременное и регулярное техническое обслуживание в соответствии с правилами пожарной безопасности, грамотная эксплуатация оборудования являются залогом его эффективной работы.

Источник: http://stopogon.ru/pozharotushenie/pozharnye-nasosy-dlya-tusheniya-vozgoraniya.html

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, 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.

Рис.3.1.

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 Нг,
преодолеть сопротивление перемещению
во всасываемых рукавах hвс
и напорных рукавах hн
и обеспечить требуемый напор на стволе
Нств.

Учитывая
незначительное расстояние между z1
и z2,
принимают:

z1
– z2
= 0, тогда, высоту всасывания по рукавной
линии принимают равной расстоянию от
поверхности воды до центра насоса. Можно
записать

Н
= Н
г
+
hвс
+
hн
+ Н
ств
, м (3.1)

Потери
во всасывающей и напорной линиях
определяют по формуле

hвс
=
Sвс
Q2 , м и hн
=
Sн
Q2,м (3.2)

Важно

где
Sвс
и Sн
– 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:

Ne=
ρgQH, Вт(3.3)

Мощность,
потребляемая насосом, равна

Рис. 3.3. Схема насоса, установленного на водоисточник:

1 – насос; 2 – всасывающий патрубок; 3 – коллектор; 4 – напорная задвижка; 5 – рукавная линия; 6 – ствол; 7 – всасывающая сетка; 8 – всасывающий рукав

. (3.4)

Полный
КПД ηнасоса
определяют по формуле

η
= ηо
ηг
ηм, (3.5)

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

Источник: https://StudFiles.net/preview/4199377/

Устройство и принцип работы пожарного насоса ПН-40УВ

Насос ПН-40УВ предназначен для подачи воды или водных растворов при тушении пожаров и устанавливается на пожарных автомобилях.

Пожарный насос ПН-40УВ (Рисунок 35, Рисунок 36) состоит из следующих основных узлов: центробежного насоса, коллектора с задвижками, пеносмесителя ПС-5; в верхней части коллектора устанавливается вакуумный клапан системы водозаполнения (вакуумной системы).

Рабочее колесо 16 укрепляется на валу 29 с помощью конического соединения, шпонки, гайки, шайбы и шплинта.

Крепление крышки к корпусу насоса осуществляется шпильками; для обеспечения герметизации соединения устанавливается резиновое кольцо 18.

Вал насоса уплотняется манжетами 22, установленными в стакан 21.

Стакан уплотнен резиновым кольцом 23 и крепится к корпусу болтами, законтренными проволокой.

Фланец привода 28 соединяется с карданным валом привода насоса.

Направление вращения вала по часовой стрелке, если смотреть со стороны привода.

Для смазки подшипников и червячной пары привода тахометра полость в корпусе между уплотнительным стаканом 21 и манжетой 22 заполняется трансмиссионным маслом ТАп-15В. Для слива масла в нижней части корпуса предусмотрено отверстие 24 с пробкой. Для слива воды служит краник 19.

На конце вала 29 при помощи гайки закреплены червяк привода тахометра 32 и фланец 28. Корпус привода тахометра 27 уплотнен манжетой 31.

Совет

Рисунок 35. Пожарный насос ПН-40УВ (общий вид): 1 – левая напорная задвижка; 2- маховичок дозатора пеносмесителя ПС-5; 3 – кран пеносмесителя; 4 – вакуумный клапан; 5 – задвижка в цистерну; 6 – правая напорная задвижка; 7 –корпус насоса.

На отводе насоса расположен коллектор 8, к которому крепятся пеносмеситель и две напорные задвижки (Рисунок 37).

Конструкция напорной задвижки представлена на Рисунок 37.

Особенностью конструкции задвижки является отсутствие связи между шпинделем 4 и клапаном 1, что позволяет задвижке выполнять функции обратного клапана и препятствовать обратному току воды через насос.

Рисунок 36. Насос ПН-40УВ (продольный разрез):

8 – коллектор; 9 – пробка крана пеносмесителя; 10 – корпус крана пеносмесителя; 11 – сопло пеносмесителя; 12 – дозатор пеносмесителя; 13 – корпус (диффузор) пеносмесителя; 14, 15 – кольца торцового уплотнения; 16 – рабочее колесо; 17 – крышка насоса; 18 – уплотнительное кольцо крышки насоса; 19 – сливной кран насоса; 20 – кольцо стопорное; 21 – корпус стакана уплотнительного; 22 – манжета резинокаркасная (сальник); 23 – кольцо уплотнительное; 24 – отверстие сливное; 25 – щуп маслоуказательный; 26 – корпус масляной ванны; 27 – корпус привода тахометра; 28 – фланец привода; 29 – вал рабочего колеса; 30 – пыльник; 31 – манжета резинокаркасная (сальник); 32 – червяк привода тахометра; 33 – подшипник; 34 – подшипник; 35 – шланг смазки уплотнительного стакана.

Рисунок 37. Задвижка насоса ПН-40УВ: 1-клапан; 2-корпус; 3 – втулка; 4-винт (шпиндель); 5-уплотнение; 6 – гайка; 7 – маховик; 8 – ось клапана; 9 – подушка клапана; 10 – накладка; 11 – винт.

Внутри коллектора (Рисунок 38) смонтирована задвижка для подачи воды в цистерну и лафетный ствол. В корпусе коллектора 8 (Рисунок 36) имеются отверстия для подсоединения вакуумной системы, системы дополнительного

охлаждения и мановакуумметра.

Рисунок 38. Коллектор (продольный разрез по оси задвижки «В цистерну»): 1 – корпус задвижки; 2 – коллектор; 3 – клапан; 4 – шпиндель; 5 – втулка; 6 – уплотнение; 7 – маховик.

Для уплотнения вала рабочего колеса насоса применены резинокаркасные манжеты,помещенные в уплотнительном стакане (Рисунок 39).

Рисунок 39. Уплотнительный стакан:

Обратите внимание

1 – манжета резинокаркасная; 2 – кольцо; 3-стакан; 4 – упорное кольцо; 5 – стопорное кольцо; 6 – резиновое кольцо; 7 – кольцо упорное. Стакан прикреплен к корпусу насоса через резиновую прокладку болтами. Во избежание самопроизвольного выкручивания болты через

специальные отверстия зафиксированы проволокой Во время разборки и сборки насоса следует соблюдать осторожность при снятии и установке манжет, чтобы исключить повреждение уплотняющей поверхности манжеты.

Если уплотняющие поверхности манжеты по каким-либо причинам получили значительное повреждение, то узел уплотнения следует собирать в определенном порядке: установить в стакан 3 манжету 1, кольцо 4, кольцо 2, упорное кольцо 7, две манжеты 1, упорное кольцо 7, стопорное кольцо 5, надеть на стакан прокладку и резиновое кольцо 6. После сборки закрепить

стакан болтами в корпус насоса, зафиксировав их проволокой.

Подготовка пожарного насоса ПН-40УВ к работе и порядок работы с ним

При подготовке насоса к работе необходимо провести профилактический

осмотр и проверить герметичность на сухой вакуум.

Порядок проверки герметичности на сухой вакуум:

1) закрыть все задвижки, вентили и сливной краник насоса;

2) закрыть заглушкой всасывающий патрубок;

3) открыть вакуумный кран;

4) включить вакуумный насос и, не включая привод пожарного насоса,

довести разрежение до 0,73 – 0,76 кгс/см2м(0,073-0,076 МПа) по мановакуумметру;

5) закрыть вакуумный кран, после чего выключить вакуумный насос.

Указанное разрежение при исправной вакуумной системе должно создаваться не более чем за 20 с.

При нормальной герметичности насоса и его коммуникаций разрежение должно уменьшаться не более 0,13 кгс/см2 (0,013 МПа) за 2,5 мин.

При большем значении падения разрежения обнаружить места нарушения герметичности путем опрессовки насоса водой давлением 12… 13 кгс/см2

(1,2-1,3 МПа). Опрессовка водой производится при работающем насосе и закрытых напорных задвижках. Обнаруженную негерметичность необходимо устранить. Насос опрессовывается только через всасывающий патрубок от водопровода или другой автоцистерны.

Пожарный насос ПН-60

Пожарный насос ПН-60 – это центробежный насос нормального давления, одноступенчатый, консольный, без направляющего аппарата. Насос ПН-60 является геометрически подобной моделью насоса ПН-40УВ, поэтому принципиально от него не отличается.

Корпус насоса, крышка насоса и рабочее колесо отлиты из чугуна. Отвод жидкости от колеса происходит по спиральной однозавитковой камере, заканчивающейся диффузором.

Важно

Рабочее колесо диаметром 360 мм закреплено на валу при помощи двух диаметрально расположенных шпонок, шайбы и гайки.

Уплотнение вала насоса осуществляется каркасными манжетами.

Сальники размещены в специальном стакане. Смазка сальников производится через масленку.

Для подачи воды из открытого водоисточника на всасывающий патрубок насоса навинчивают водосборник с двумя патрубками для всасывающих рукавов диаметром 125 мм.

Сливной краник насоса расположен в нижней части насоса и направлен

вертикально вниз (в насосе ПН-40УВ в сторону).

Пожарный насос ПН-110

Пожарный насос ПН-110 – центробежный насос нормального давления, одноступенчатый, консольный, без направляющего аппарата с двумя спиральными отводами и напорными задвижками на них.

Основные рабочие детали и узлы насоса ПН-110 также подобны деталям и узлам насоса ПН-40УВ. В насосе ПН-110 имеются лишь некоторые непринципиальные конструктивные отличия. Корпус насоса, крышка, рабочее колесо, всасывающий патрубок изготовлены из чугуна.

Диаметр всасывающего патрубка 200 мм, напорных патрубков – 100 мм.

19. Особенности конструкции комбинированных насосов ПНК-40/2 и ПНК-40/3.

Насосы пожарные комбинированные – насосы, состоящие из последовательно соединённых насосов нормального и высокого давления и имеющих общий привод.

Читайте также:  Выбираем насос для велосипеда

К комбиниро­ванным пожарным насосам относятся такие, которые могут подавать воду под нормальным (напор до 100) и высоким давлением (напор до 300 м и более).



Источник: https://infopedia.su/3x29f2.html

Классификация, устройство и принцип действия центробежных пожарных насосов. Их сравнительные технические характеристики

                                                         МЧС РОССИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ КАЗЕННОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

«5 ОТРЯД ФЕДЕРАЛЬНОЙ 
ПРОТИВОПОЖАРНОЙ СЛУЖБЫ

ПО ЧУВАШСКОЙ 
РЕСПУБЛИКЕ-ЧУВАШИИ»

ПОЖАРНАЯ ЧАСТЬ 
№5

РЕФЕРАТ

 «Классификация, устройство и принцип действия центробежных пожарных насосов. Их сравнительные технические характеристики. Вакуум системы центробежных насосов. Особенности работы насоса при заборе воды от гидранта и из водоема».

Выполнил: Старший инструктор по вождению пожарной машины – водитель  ПЧ-5 ФГКУ «5 отряд ФПС по Чувашской Республике-Чувашии» сержант внутренней службы А. Г. Шариков
Проверил: Заместитель начальника ПЧ-5 ФГКУ «5 отряд ФПС по Чувашской Республике-Чувашии» капитан внутренней службы Г.А. Авдеев

Чебоксары 2013 год

СОДЕРЖАНИЕ

Стр.
Введение 3
  1. Классификация, устройство и принцип действия, центробежные пожарных насосов, их сравнительные технические характеристики
5
  1. Назначение и общее устройство газоструйного вакуумного аппарата
9
  1. Особенности работы насоса при заборе воды из водоисточника
10
  1. Техническое обслуживание пожарных насосов
12
  1. Техника безопасности при работе с пожарными насосами
15
Заключение 17
Список литературы 18

ВВЕДЕНИЕ

Насосами всасывают жидкости и подают по рукавным линиям к месту пожара. По принципу действия пожарные насосы разделяются на следующие основные группы: центробежные, шестеренные, струйные, воздушные подъемники, гидротараны. В пожарной охране наибольшее распространение получили центробежные, шестеренные и струйные насосы.

Основные 
характеристики пожарных насосов — высота всасывания, напор, создаваемый насосом, подача.

Геометрической высотой 
всасывания называют разность отметок оси насоса и уровня поверхности воды в водоеме, из которого жидкость забирают насосом.

Совет

Чтобы насос мог поднять жидкость до уровня расположенного ниже оси насоса, он должен создать разрежение (вакуум) во всасывающей линии.

Подъем жидкости происходит в результате разности давлений на поверхности водоема и внутри всасывающей рукавной линии, точнее на уровне оси насоса. Эту разность давлений называют вакуумметрической высотой всасывания.

Теоретически вакуумметрическая высота всасывания при атмосферном давлении 0,1 МПа (1кгс/см2) может быть 10,33 м вод. ст., практически она не превышает 8 м вод. ст. Высоту всасывания уменьшают сопротивления во всасывающей линии, сальниках и кранах насоса, неплотности соединений, повышения температуры жидкости и другие причины.

Напор, создаваемый пожарными 
насосами, расходуется на подъем жидкости на высоту от приемного уровня до выхода из спрыска, на преодоление разности давлений на конце всасывающего рукава и у спрыска, на преодоление гидравлических сопротивлений во всасывающей и напорной линиях.

Подача (расход) насоса зависит 
от его конструктивных характеристик и частоты вращения вала (для поршневых насосов — частоты движения поршня). Между подачей Q и частотой вращения вала л существует зависимость (математическая) Q1/Q2
= п1 / п2, Q2= Q1 п1 / п2.

Мощность, потребляемую насосом, кВт, определяют по формуле:

N= pQH/(102η),

где p — плотность жидкости, кг/м3; Q — подача насоса, м3/с; Н — полный напор насоса, м; η — коэффициент полезного действия: для поршневых насосов 0,6—0,9, для центробежных 0,77—0,88.

  1. Классификация, устройство и принцип действия центробежные пожарных насосов, их сравнительные технические характеристики

Основной элемент центробежного насоса — рабочее колесо с лопатками, укрепленное на валу внутри корпуса, который соединен с всасывающим и напорным трубопроводами. Перед началом работы насос и всасывающий трубопровод заполняют водой с помощью вакуум-аппарата, иногда воду заливают из цистерны или другой емкости.

При вращении рабочего колеса вода, заполняющая каналы между его 
лопатками, под действием центробежной силы отбрасывается от центра колеса с большой скоростью, поступает в спиральную камеру и далее в нагнетательный трубопровод — выкидную линию.

В центральной части насоса, т.е. перед входом воды в рабочее колесо, создается разрежение (вакуум). Под атмосферным давлением вода из водоема по всасывающему пожарному рукаву устремляется к насосу. Таким образом, вода непрерывно подается насосом.

Обратите внимание

Центробежные насосы разделяются 
на одно- и многоколесные, низконапорные, создающие давление до 0,2 МПа (2 кгс/см2), средненапорные — 0,2—0,6 МПа (2—6 кгс/см ), высоконапорные — 0,6 МПа (6 кгс/см ) и более с одно- и двусторонним подводом воды к рабочему колесу.

Пожарный насос ПН-40УА (рис. 1) унифицированный, устанавливается на пожарные автомобили типа ГАЗ, ЗИЛ и “Урал”. Состоит из собственно насоса, коллектора, двух напорных задвижек и пеносмесителя. Корпус и рабочее колесо отливаюi из алюминиевого сплава.

В рабочем колесе предусматривают отверстия для уменьшения осевого давления. Вал колеса укрепляют консольно, на двух шарикоподшипниках. Насос оборудован манометром, мановакуумометром и тахометром.

Разрежение в насосе и всасывающем пожарном рукаве создают с помощью вакуум-аппарата, который приводится в действие струей отработавшего газа (газоструйного эжектора).

В процессе эксплуатации следят за показаниями контрольно-измерительных 
приборов, своевременно смазывают трущиеся детали, проверяют надежность крепления 
и сальниковые уплотнения, герметичность 
насоса. После работы воду из насоса выпускают через сливной краник.

Таблица    1. Техническая характеристика центробежных насосов

Показатель ПН-40УА ПН-60 ПН-110
Число напорных патрубков Диаметр, мм: всасывающего патрубка напорного патрубка рабочего  колеса Частота вращения вала, с-1 Подача номинальная, л/мин Давление номинальное, МПа (кгс/см²) Высота всасывания, м КПД насоса Потребляемая мощность, кВт Вакуум-аппарат:  тип создаваемое разрежение, МПа (кгс/см²) время всасывания, с 2 125 80 320 45 2400 0,98(9,8) 7 0,58 68 2 2×125 90 360 42 3600 0,88(8,8) 7 0,6 98 2 200 150 630 22 6600 0,88(8,8) 7 0,6 195
                    Газоструйный 0,077(0,77)          0,077(0,77)         0,077(0,77) 35                        50                        70

Рис.  1.  Центробежный  насос типа  ПН-40УА

a — общий вид; б — разрез; 1  — задвижка; 2 — пеносмеситель; 3 — коллектор; 4 — насос; 5 — сальник; 6 — шарикоподшипник;   7 — пробка со щупом; 8 — уплотнительный стакан;  9 — шланг с масленкой;   10 — стопорная шайба;   11 — гайка;   12 — всасывающий  патрубок;   13 — крышка;   14 — рабочее колесо;   15 — резиновые каркасные сальники;   16 — сливной краник,   П — рычаг;   18 — винт;   19 — бронзовое уплотнительное кольцо;  20 — корпус  насоса;  21  — сливная  пробка;  22 — стальной вал; 23 — распорная  втулка с червяком  привода тахометра; 24 — корпус  привода тахометра;  25 — муфта фланца

При работе насосов в перекачку 
пользуются двумя способами: перекачивают воду из насоса в насос и через промежуточную емкость. Более сложной является перекачка воды из насоса в насос.

В этом случае насос устанавливают на водоем или гидрант в водопроводной сети, прокладывают от него рукавные линии к месту пожара.

Важно

В определенных местах в эту линию включают дополнительные насосы, причем для каждого последующего насоса всасывающими линиями служат напорные линии предыдущего насоса. Включают головной насос и подают воду ко второму насосу, который должен быть готов к запуску.

При поступлении воды во второй насос его запускают и плавно открывают напорные задвижки. Давление на входе и выходе насоса контролируют соответственно мановакуумометром и манометром. При понижении давления на входе насоса ниже 0,1 МПа (1 кгс/см²) частоту вращения рабочего колеса уменьшают.

При втором способе перекачки 
концы напорных линий опускают в 
какую-нибудь промежуточную емкость (лучше в пожарную цистерну), а 
из нее воду через всасывающие 
рукава забирают в насос, напорные линии 
и т.д. Во время перекачки следят за уровнем воды в цистерне.

При понижении уровня воды подачу насоса снижают, а при повышении увеличивают или через разветвление лишнюю воду отводят в сторону.


Для получения водного 
раствора пенообразователя воду в насос 
подают из водоема, водопроводной сети или пожарной цистерны, а пенообразователь — через смесительное устройство из бака, переносной емкости или пожарной цистерны, заполненной пенообразователем.

После того как в насосно-рукавную систему подана вода по одному из описанных 
вариантов, включают пеносмеситель, указатель 
которого устанавливают против деления, соответствующего заданному расходу 
раствора пенообразователя.

При наличии 
пенообразователя в пожарной цистерне открывают вентиль, соединяющий цистерну с пеносмесителем.

Чтобы получить пену заданного качества, перед пенными стволами и генераторами поддерживают давление 0,4— 0,6 МПа (4—6 кгс/см2).

  1. Назначение и общее устройство газоструйного вакуумного аппарата

ГВА предназначен для предварительного заполнения центробежного насоса водой. Применяется на пожарных автомобилях с карбюраторными двигателями.

Общее устройство:

Струйный вакуум-насос 
состоит из чугунного (СЧ 15-32) диффузора 
и стального (Х6СМ) сопла.

Кроме фланца для крепления к распределительной 
камере на вакуум-насосе имеется фланец для присоединения трубопровода, который соединяет вакуумную 
камеру струйного насоса с полостью пожарного насоса через вакуумный 
клапан (кран).

Совет

Газовая сирена состоит 
из распределителя выхлопных газов 
и резонатора, собранного из шести 
трубок различной длины.

При включении газоструйного 
вакуумного аппарата рычагом в насосном отсеке заслонка перекрывает выходное отверстие в распределительной 
коробке.

Выхлопные газы проходят через 
сопло и создается разряжение в вакуумной камере, соединительном трубопроводе и в полости насоса при включенном вакуум-клапане насоса (рукоятка вакуум-клапана в положении «на себя»). Происходит подъем воды из водоема в насос.

Время всасывания воды вакуумным аппаратом с высоты 7 метров – 35 … 40 секунд.

  1. Особенности работы насоса при заборе воды из водоисточника

Существует несколько 
способов подачи воды пожарным насосом: из цистерны, открытых водоемов, от водопроводной сети.

При подаче воды из цистерны проверяют плотность заглушки на всасывающем патрубке, закрывают 
сливной краник, присоединяют к напорному 
патрубку рукавную линию, открывают 
вентиль на патрубке, соединяющем цистерну с насосом, включают насос. Затем открывают напорную задвижку и плавно поднимают давление в насосе, для чего увеличивают частоту вращения его рабочего колеса.

При работе от водопроводной 
сети устанавливают пожарную колонку 
на гидрант, отсоединяют заглушку на всасывающем патрубке насоса и на ее место ставят сборник.

Соединяют 
колонку с накосом жестким 
и мягким рукавами, закрывают сливной краник, прокладывают напорные линии и присоединяют их к напорным задвижкам насоса. С помощью пожарной колонки открывают гидрант. Поступление воды в гидрант и колонку определяют по характерному шуму.

Открывают вентили пожарной колонки — вода заполняет всасывающие рукава и внутреннюю полость насоса, открывают напорные задвижки и включают насос, плавно поднимая давление.

Источник: http://referat911.ru/Transport/klassifikaciya-ustrojstvo-i-princip-dejstviya/159039-2201795-place1.html

Классификация пожарных насосов

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

Обратите внимание

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 водоисточник:

1 – насос; 2 – всасывающий патрубок; 3 – коллектор;

4 – напорная задвижка; 5 – рукавная линия; 6 – ствол; 7 – всасывающая сетка;

8 – всасывающий рукав

Подачей насоса называется объем жидкости, перекачиваемой в единицу времени, Q, л/с.

Напором насоса называется разность удельных энергий жидкости после и до насоса. Его величину измеряют в метрах водяного столба Н, м.

Напор Н, развиваемый насосом, должен преодолеть подъем воды на высоту Нг и сопротивление перемещению во всасываемых рукавах hвс и напорных рукавах hн, а также обеспечить требуемый напор на стволе Нств (рис. 3.3).

Учитывая незначительное расстояние между z1 и z2, принимают
z2 – z1 = 0, тогда высоту всасывания по рукавной линии, м, принимают равной расстоянию от поверхности воды до центра насоса. Можно записать

Н = Нг+ hвс + hн + Нств. (3.1)

Потери во всасывающей и напорной линиях определяют по формуле

hвс = Sвс Q2 и hн = Sн Q2, (3.2)

Важно

где Sвс и Sн – коэффициенты сопротивления рукавов линий всасывания
и нагнетания, (с/л)2м.

Эффективная мощность насоса, Вт, расходуется на совершение работы по перемещению определенного объема жидкости Q плотностью ρ
c напором Н, м:

Ne = ρgQH. (3.3)

Мощность, потребляемая насосом, равна

. (3.4)

Полный КПД ηнасоса определяют по формуле

η = ηо ηг ηм, (3.5)

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

Источник: http://refac.ru/klassifikaciya-pozharnyx-nasosov/

2. Определение и классификация насосов

Насосы – это машины, преобразующие подводящую энергию в механическую энергию перекачиваемой жидкости или газа. В пожарной технике применяют насосы различного вида. Наибольшее применение находят, механические насосы, в которых механическая энергия твердого тела, жидкости или газа преобразуется в механическую энергию жидкости.

По принципу действия насосы классифицируют в зависимости от природы преобладающих сил, под действием которых происходит перемещение перекачиваемой среды в насосе.

Таких сил бывает три: массовая сила (инерция), жидкостное трение (вязкость) и сила поверхностного давления.

Насосы, в которых преобладает действие массовых сил и жидкостное трение (или то и другое), объединены в группу динамических насосов, в которых преобладают силы поверхностного давления, составляют группу объемных насосов. Требования к насосным установкам пожарных автомобилей.

Насосы пожарных автомобилей работают от двигателей внутреннего сгорания – это одна из основных технических особенностей, которую необходимо учитывать при разработке и эксплуатации насосов. К насосным установкам предъявляются следующие основные требования.

Читайте также:  Этапы монтажа и демонтажа буровых установок

Насосы пожарных автомобилей должны работать от открытых водоисточников, поэтому при контрольной высоте всасывания не должно наблюдаться явлений кавитации. В нашей стране контрольная высота всасывания составляет 3…3,5 м, в странах Западной Европы – 1,5.

Напорная характеристика Q – Н для пожарных насосов должна быть пологой, иначе при перекрывании кранов на стволах (уменьшение подачи) резко возрастет напор на насосе и в рукавных линиях, что может привести к разрыву рукавов. При пологой напорной характеристике легче управлять насосом при помощи рукоятки “газ” и изменять при необходимости параметры насоса.

По энергетическим параметрам насосы пожарных автомобилей должны соответствовать параметрам двигателя, от которого они работают, иначе не будут полностью реализованы технические возможности насосов или двигатель будет работать в режиме низкого значения КПД и большого удельного расхода топлива.

Совет

Насосные установки некоторых пожарных автомобилей (например, аэродромных) должны работать на ходу при подаче воды из лафетных стволов. Вакуумные системы насосов пожарных автомобилей должны обеспечивать забор воды за контрольное время (40…50 с) с максимально возможной глубины всасывания (7…7,5 м).

Стационарные пеносмесители на насосах пожарных автомобилей должны в установленных пределах производить дозировку подачи пенообразователя при работе пенных стволов. Насосные установки пожарных автомобилей должны без снижения параметров работать длительное время при подаче воды в условиях низких и высоких температур.

Насосы должны иметь по возможности малые габариты и массу для рационального использования грузоподъемности пожарного автомобиля и его кузова.

Управление насосной установкой должно быть удобным, простым и при возможности автоматизированным, с низким уровнем шума и вибрации при работе.

Одно из важных требований, обеспечивающих успешное тушение пожара, – надежность насосной установки. Основные конструктивные элементы центробежных насосов – это рабочие органы, корпус, опоры вала, уплотнение.

Рабочие органы – это рабочие колеса, подводы и отводы.

Рабочее колесо насоса нормального давления выполнено из двух дисков – ведущего и покрывающего.Между дисками расположены лопасти, загнутые в сторону, противоположную направлению вращения колеса. До 1983 года лопасти рабочих колес имели двоякую кривизну, что обеспечивало минимальные гидравлические потери и высокие кавитационные свойства.

Однако из-за того, что изготовление таких колес трудоемко и они имеют значительную шероховатость, в современных пожарных насосах применяют рабочие колеса с цилиндрической формой лопаток (ПН-40УБ, ПН-110Б, 160.01.35, ПНК-40/3). Угол установки лопастей на выходе рабочего колеса увеличен до 65…70?, лопасти в плане имеют S – образную форму.

Это позволило увеличить напор насоса на 25…30% и подачу на 25% при сохранении кавитационных качеств и КПД примерно на том же уровне.

Масса насосов уменьшена на 10%.

Обратите внимание

При работе насосов на рабочее колесо действует гидродинамическая осевая сила, которая направлена по оси в сторону всасывающего патрубка и стремится сместить колесо по оси, поэтому важным элементом в насосе является крепление рабочего колеса.

Осевая сила возникает за счет разности давлений на рабочее колесо, так как со стороны всасывающего патрубка на него действует меньшая сила давления, чем справа. Величину осевой силы приближенно определяют по формуле F = 0,6 Р? (R21 – R2в), где F – осевая сила, Н; Р – давление на насосе, Н/м2 (Па); R1 – радиус входного отверстия, м; Rв – радиус вала, м.

Для уменьшения осевых сил, действующих на рабочее колесо, в ведущем диске высверлены отверстия, через которые жидкость перетекает из правой части в левую (рис. 4.20.). При этом величина утечек равняется утечкам через целевое уплотнение за колесом, КПД насоса снижается. С износом элементов целевых уплотнений будет увеличиваться утечка жидкости и уменьшаться КПД насоса.

В двух- и многоступенчатых насосах рабочие колеса на одном валу могут размещаться с противоположным направлением входа – это также компенсирует или снижает действие осевых сил.

Кроме осевых сил на рабочее колесо при эксплуатации насоса действуют радиальные силы. Эпюра радиальных сил, действующих на рабочее колесо насоса с одним отводом, показана на рис. 4.21.

Из рисунка видно, что на рабочее колесо и вал насоса при вращении действует неравномерно распределенная нагрузка.

В современных пожарных насосах разгрузка вала и рабочего колеса от действия радиальных сил осуществляется путем изменения конструкций отводов. Отводы в большинстве пожарных насосов спирального типа. В насосе 160.01.

35 (марка условная) применен отвод лопаточного типа (направляющий аппарат), за которым расположена кольцевая камера. В этом случае действие радиальных сил на рабочее колесо и вал насоса сводится до минимума. Спиральные отводы в пожарных насосах выполняют одно- (ПН-40УА, ПН-60) и двухзавитковыми (ПН-110, МП-1600).

Важно

В пожарных насосах с однозавитковым отводом разгрузку от радиальных сил не производят, ее воспринимают вал и подшипники насоса. В двухзавитковых отводах действие радиальных сил в спиральных отводах уменьшается и компенсируется (рис. 4.22.).

Подводы в пожарных центробежных насосах, как правило, осевые, выполненные в виде цилиндрической трубы. В насосе 160.01.35 предусмотрен предвключенный шнек. Это способствует улучшению кавитационных свойств насоса. Корпус насоса является базовой деталью, изготовляют его, как правило, из алюминиевых сплавов.

Форма и конструкция корпуса зависят от конструктивных особенностей насоса. Опоры вала применяют для пожарных насосов встроенного типа. Валы в большинстве случаев устанавливают на двух подшипниках качения.

Конструкция центробежных насосов.

В нашей стране на пожарных автомобилях устанавливают в основном насосы нормального давления типа ПН-40, 60 и 110, параметры которых регламентированы ОСТ 22-929-76. Кроме этих насосов для аэродромных автомобилей тяжелого типа на шасси МАЗ-543, МАЗ-7310 используют насосы 160.01.35 (по номеру чертежа).

Из комбинированных насосов на пожарных автомобилях используют насос марки ПНК 40/3. В настоящее время разработан и готовится к выпуску насос высокого давления ПНВ 20/300. Пожарный насос ПН-40УА.

Унифицированный пожарный насос ПН-40УА выпускался серийно с начала 80-х годов вместо насоса ПН-40У и хорошо зарекомендовал себя на практике.

Модернизированный насос ПН-40УА в отличие от ПН-40У выполнен со съемной масляной ванной, расположенной в задней части насоса. Это намного облегчает ремонт насоса и технологию изготовления корпуса (корпус разделен на две части).

Кроме того, в насосе ПН-40УА применен новый способ крепления рабочего колеса на двух шпонках (вместо одной), что увеличило надежность этого соединения. Насос ПН-40УА является унифицированным для большинства пожарных автомобилей и приспособлен для заднего и среднего расположения на шасси автомобилей ГАЗ, ЗИЛ, Урал.

Совет

Насос ПН-40УА Насос состоит из корпуса насоса, напорного коллектора, пеносмесителя (марка ПС-5) и двух задвижек. корпуса 6, крышки 2, вала 8, рабочего колеса 5, подшипников 7, 9, уплотнительного стакана 13, червячного привода тахометра 10, манжеты 12, муфты фланца 11, винта 14, пластичной набивки 15, шланга 16.

Рабочее колесо 5 закреплено на валу при помощи двух шпонок 1, стопорной шайбы 4 и гайки 3. Крепление крышки к корпусу насоса осуществлено шпильками и гайками, для обеспечения герметизации соединения установлено резиновое кольцо.

Щелевые уплотнения (переднее и заднее) между рабочим колесом и корпусом насоса выполнены в виде уплотнительных колец из бронзы (Бр ОЦС 6-6-3) на рабочем колесе (напрессовка) и чугунных колец в корпусе насоса. Уплотнительные кольца в корпусе насоса закреплены винтами.

Уплотнение вала насоса достигается применением пластичной набивки или каркасных резиновых сальников, которые размещены в специальном уплотнительном стакане (рис. 4.25.). Стакан прикреплен к корпусу насоса болтами через резиновую прокладку.

Болты через специальные отверстия зафиксированы проволокой во избежание их раскручивания. При использовании в уплотнении вала пластичной набивки ПЛ-2 существует возможность восстановления герметизации узла без его разборки и замены деталей. Это осуществляется путем прессования набивки винтом.

При использовании для уплотнения вала насоса каркасных сальников АСК-45 и их замене необходимо помнить, что из четырех сальников один (первый к рабочему колесу) работает на разрежение и три – на давление. Для распределения смазки в сальниковом стакане предусмотрено маслораспределительное кольцо, которое соединено каналами со шлангом и пресс-масленкой.

Водосборное кольцо стакана соединено каналом с дренажным отверстием, обильная утечка воды из которого указывает на износ сальников. Полость в корпусе насоса между уплотнительным стаканом и сальником муфты фланца служит масляной ванной для смазки подшипников и привода тахометра.

Вместимость масляной ванны 0,5л Масло заливают через специальное отверстие, закрываемое пробкой. Сливное отверстие с пробкой находится в нижней части корпуса масляной ванны. Воду из насоса сливают путем открытия крана, расположенного в нижней части корпуса насоса. Для удобства открывания и закрывания крана его рукоятка удлиняется рычагом.

Обратите внимание

На диффузоре корпуса насоса расположен коллектор (алюминиевый сплав АЛ-9), к которому прикреплены пеносмеситель и две задвижки.

Внутри коллектора смонтирована напорная задвижка для подачи воды в цистерну (рис. 4.26.). В корпусе коллектора предусмотрены отверстия для подсоединения вакуумного клапана, трубопровода к змеевику системы дополнительного охлаждения двигателя и отверстие с резьбой для установки манометра.

Напорные задвижки прикреплены шпильками к напорному коллектору. Клапан 1 отлит из серого чугуна (СЧ 15-32) и имеет проушину для стальной (СтЗ) оси 2, концы которой установлены в пазы корпуса 3 из алюминиевого сплава АЛ-9. К клапану винтами и стальным диском прикреплена резиновая прокладка.

Клапан закрывает проходное отверстие под действием собственной массы.

Шпиндель 4 прижимает клапан к седлу или ограничивает его ход, если он открывается напором воды из пожарного насоса. Пожарный насос ПН-60 (рис. 4.27) центробежный нормального давления, одноступенчатый, консольный.

Без направляющего аппарата.

Насос ПН-60 является геометрически подобной моделью насоса ПН-40У, поэтому конструктивно не отличается от него. Корпус насоса 4, крышка насоса и рабочее колесо 5 отлиты из чугуна. Отвод жидкости от колеса происходит по спиральной однозавитковой камере 3, заканчивающейся диффузором 6.

Рабочее колесо 5 с наружным диаметром 360 мм насажено на вал диаметром 38 мм по месту посадки. Крепление колеса осуществляется при помощи диаметрально расположенных двух шпонок, шайбы и гайки. Уплотнение вала насоса осуществляется каркасными сальниками типа АСК-50 (50 – диаметр вала в мм).

Сальники размещены в специальном стакане. Смазка сальников производится через масленку.

Для работы от открытого водоисточника на всасывающий патрубок насоса навинчивается водосборник с двумя патрубками для всасывающих рукавов диаметром 125 мм.

Сливной краник насоса расположен в нижней части насоса и направлен вертикально вниз (в насосе ПН-40УА сбоку). Пожарный насос ПН-110, центробежный нормального давления, одноступенчатый, консольный, без направляющего аппарата с двумя спиральными отводами и напорными задвижками на них (рис. 4.28).

Основные рабочие органы насоса ПН-110 также геометрически подобны насосу ПН-40У.

Важно

В насосе ПН-110 имеются лишь некоторые конструктивные отличия, которые рассмотрены ниже. Корпус 3 насоса, крышка 2, рабочее колесо 4, всасывающий патрубок 1 изготовлены из чугуна (СЧ 24-44). Диаметр рабочего колеса насоса 630 мм, диаметр вала в месте установки сальников 80 мм (сальники АСК-80).

Сливной краник находится в нижней части насоса и направлен вертикально вниз. Диаметр всасывающего патрубка 200 мм, напорных патрубков – 100 мм. Напорные задвижки насоса ПН-110 имеют конструктивные отличия (рис. 4.29).

В корпусе 7 размещен клапан с резиновой прокладкой 4.

В крышке корпуса 8 установлен шпиндель с резьбой 2 в нижней части и маховичком 9. Уплотнение шпинделя осуществляется сальниковой набивкой 1, которая уплотняется накидной гайкой. При вращении шпинделя гайка 3 поступательно перемещается по шпинделю.

К цапфам гайки прикреплены две планки 6, которые соединены с осью клапана 5 задвижки, поэтому при вращении маховичка происходит открытие или закрытие клапана. Комбинированные пожарные насосы.

К комбинированным пожарным насосам относятся такие, которые могут подавать воду под нормальным (напор до 100) и высоким давлением (напор до 300 м и более). ВНИИПО МВД СССР в 80-е годы разработал и изготовил опытно-экспериментальную серию самовсасывающих комбинированных насосов ПНК-40/2 (рис. 4.30.).

Всасывание воды и подача ее под высоким напором осуществляется вихревой ступенью, а под нормальным давлением – рабочим колесом центробежного типа. Вихревое колесо и рабочее колесо нормальной ступени насоса ПНК-40/2 размещены на одном валу и в одном корпусе.

Прилукским ОКБ пожарных машин разработан комбинированный пожарный насос ПНК-40/3, опытная партия которых находится на контрольной эксплуатации в гарнизонах пожарной охраны. Насос ПНК-40/3 (рис. 4.31.

) состоит из насоса нормального давления 1, который по конструкции и размерам соответствует насосу ПН-40УА; редуктора 2, повышающего обороты (мультипликатора), насоса (ступени) высокого давления 3. Насос высокого давления имеет рабочее колесо открытого типа.

Вода от напорного коллектора насоса нормального давления по специальному трубопроводу подается во всасывающую полость насоса высокого давления и к напорным патрубкам нормального давления. От напорного патрубка насоса высокого давления вода подается по шлангам к специальным напорным стволам для получения тонкораспыленной струи.

Техническая характеристика насоса ПНК-40/3

Совет

Насос нормального давления: подача, л/с……………………………………………40

напор, м………………………………………………………………………100

частота вращения вала насоса, об/мин…………………………2700 КПД………………………………………………………………………………………………..0,58 кавитационный запас……………………………………………………………………………. 3

потребляемая мощность (при номинальном режиме), кВТ……………………67,7

Насос высокого давления (при последовательной работе насосов):

подача, л/с……………………………………………………………………………………..11,52

напор, м…………………………………………………………………………………………. 325

частота вращения, об/мин……………………………………………………………… 6120

КПД общий…………………………………………………………………………………… 0,15

потребляемая мощность, кВТ…………………………………………………………. 67,7

Совместная работа насосов нормального и высокого давления:

подача, л/с, насоса:

Обратите внимание

нормального давления…………………………………………………………………….. 15

высокого давления………………………………………………………………………….. 1,6

напор, м: насоса нормального давления……………………………………………. 95

общий для двух насосов………………………………………………………………….. 325

КПД общий…………………………………………………………………………………….. 0,27

Габариты, мм: длина……………………………………………………………………….. 600 ширина…………………………………………………………………………………………… 350 высота…………………………………………………………………………………………….. 650

Масса, кг………………………………………………………………………………………… 140

Источник: http://trud.bobrodobro.ru/7978

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector