Назначение и типы пожарных насосов. Работа на пожарных насосах: подготовка, проверка, забор и подача воды с помощью гидроэлеватора

Приветствуем тебя читатель, в данной статье ты найдешь все необходимые материалы по пожарным насосам, специально было сделано меню (содержание) для быстрого поиска необходимой информации. Дополнительно мы собрали в статье ссылки на все имеющиеся данные по насосам выложенные на страницах проекта.

Руководства по эксплуатации:

Литература:

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

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

Насосы – это машины, преобразующие подводящую энергию в механическую энергию перекачиваемой жидкости или газа.

Назначение насосов

Из всего многообразия пожарно-технического вооружения насосы представляют наиболее важный и сложный их вид. В пожарных автомобилях различного назначения используется разнообразная номенклатура насосов, работающих по различным принципам. Насосы, прежде всего, обеспечивают подачу воды на тушение пожаров, работу таких сложных механизмов, как автолестницы и коленчатые подъемники. Насосы применяются во многих вспомогательных системах, таких, как вакуумные системы, гидроэлеваторы и др. Широкое применение насосов обусловлено не только их устройством, но и рабочими характеристиками, особенностями режимов их работы, это обеспечивает эффективное применение их для тушения пожаров.

Первое упоминание о насосах относится к III – IV вв. до нашей эры. В это время грек Ктесибий предложил поршневой насос. Однако точно не известно использовался ли он для тушения пожаров.

Изготовление поршневых пожарных насосов с ручным приводом осуществлялось в XVIII в. Пожарные насосы с приводом от паровых машин производились в России уже в 1893 г.

Идея использовать центробежные силы для перекачки воды была высказана Леонардо да Винчи (1452 – 1519 гг.), теория же центробежного насоса была обоснована членом Российской Академии наук Леонардом Эйлером (1707 – 1783 гг.).

Создание центробежных насосов интенсивно развивалось во второй половине XIX в. В России разработкой центробежных насосов и вентиляторов занимался инженер А.А. Саблуков (1803 – 1857 гг.) и уже в 1840 г. им был разработан центробежный насос. В 1882 г. был произведен образец центробежного насоса для Всероссийской промышленной выставки. Он подавал 406 ведер воды в минуту.

В создание отечественных гидравлических машин, в том числе насосов, большой вклад внесли советские ученые И.И. Куколевский,С.С. Руднев, А.М. Караваев и др. Пожарные центробежные насосы отечественного производства устанавливались на первых пожарных автомобилях (ПМЗ-1, ПМГ-1 и др.) уже в 30-х гг. прошлого столетия. Исследования в области пожарных насосов на протяжении многих лет проводились во ВНИИПО и ВИПТШ. В настоящее время на пожарных машинах применяются насосы различных типов. Они обеспечивают подачу огнетушащих веществ, функционирование вакуумных систем, работу гидравлических систем управления.

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

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

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

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

Разность z2 и z1, также невелики, поэтому для практических расчетов ими пренебрегают.

В соответствии с рисунком напор, развиваемый насосом Н , должен обеспечить подъем воды на высоту Н г, преодолеть сопротивления во всасывающей h вс и напорной линии h н и обеспечить требуемый напор на стволе Н ств. Тогда можно записать

Н = Н г + h вс + h н + Н ств

Потери во всасывающей и напорной линиях определяют по формуле

h вс = S вс Q 2 и h н = S н Q 2

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

1 – насос; 2 – всасывающий патрубок; 3 – коллектор; 4 – напорная задвижка; 5 – рукавная линия; 6 – ствол

Принцип действия центробежного насоса

В корпусе насоса установлено и свободно вращается колесо. При вращении, лопатки колеса воздействуют на жидкость и сообщают ей энергию, увеличивая давление и скорость. Проточную часть корпуса насоса выполняют в виде спирали. В корпусе насоса предусмотрена плоская съемная площадка “зуб”, с помощью которой вода с колеса насоса снимается и направляется в диффузор. В результате вращения колеса насоса, на входе во всасывающем канале возникает вакуум (разряжение), а на выходе в диффузоре – манометрическое (избыточное) давление. Во всасывающей полости крышки колеса предусмотрены разделители потока препятствующие его закручиванию. Так же подводящую часть канала при входе в колесо насоса рекомендуется выполнять в виде конфузора, увеличивающего скорость потока на входе на 15-20% . Выходную часть спирального отвода корпуса выполняют в виде диффузора с углом конусности 8°.

Поперечные сечения диффузора выполняют круговыми. Можно выполнять сечения отличными от круговых, в этом случае соотношения площадей и длин выбирают по аналогии к диффузору с круговыми поперечными сечениями. Выполнение указанных рекомендаций препятствует образованию турбулентного режима движения жидкости, позволяет снизить гидравлические потери в насосах и повысить КПД. Для предотвращения перетока жидкости из напорной полости во всасывающую, между корпусом и колесом насоса предусмотрены щелевые уплотнения. Конструкция щелевых уплотнений допускает незначительный переток жидкости между полостями, в том числе и в закрытую полость между колесом и корпусом насоса со стороны подшипниковых опор. Для снятия давления, в данной закрытой полости, в колесе насоса предусмотрены сквозные отверстия, направленные в полость всасывания. Количество отверстий равно количеству лопаток колеса.

Для образования смеси воды и пены, на насосе предусмотрен пеносмеситель. Через пеносмеситель часть воды, из напорного коллектора, направляется во всасывающую полость крышки насоса, совместно с пенообразователем. Пенообразователь может подаваться в насос, как через трубопроводы из емкости пожарного автомобиля, так и из посторонней емкости через гибкий гофрированный шланг. Дозирование (пропорциональное соотношение) пены и воды производится через отверстия различного диаметра дозирующего диска пеносмесителя. Для регулирования подачи воды или пенной смеси на пожарные рукава или другие потребители, установлены запорные вентили. При необходимости, на насосе может быть установлен вентиль с пневматическим приводом для подсоединения устройств, требующих дистанционного включения, таких как: лафетный ствол, питательные гребенки пеногенераторов аэродромных пожарных автомобилей и т.д.

Объемные, струйные, центробежные насосы

Объёмные насосы

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

К ним относятся насосы:

• поршневые
• пластичные
• шестеренчатые
• водокольцевые

Поршневые насосы

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

Поршневые насосы обладают рядом достоинств. Они могут перекачивать различные жидкости, создавая большие напоры (до 15 МПа), обладают хорошей всасывающей способностью (до 7 м) и высоким КПД η = 0,75–0,85.

Их недостатками являются: тихоходность, неравномерность подачи жидкости и невозможность ее регулировать.

Аксиально-поршневые насосы

Аксиально-поршневой насос:

1 – распределительный диск; 2 – поршень; 3 – барабан; 4 – шток; 5 – ось; 6 – вал; 7 – распределительный диск

Несколько поршневых насосов 2 размещены в одном барабане 3 , вращающемся на оси распределительного диска 1 . Штоки поршней 4 шарнирно закреплены на диске, вращающемся на оси 5 . При вращении вала 6 поршни перемещаются в осевом направлении и одновременно вращаются с барабаном. Эти насосы применяются в гидравлических системах и перекачивают масла.

В распределительном диске 7 выполнены два серповидных окна. Одно из них соединено с масляным баком, а второе с магистралью, в которую подается масло.

За один оборот вала барабана каждый поршень совершает ход вперед и назад (всасывание и нагнетание).

Поршневые насосы двойного действия

Насосы этого типа применяются в качестве вакуумных насосов на ряде пожарных насосов, выпускаемых иностранными фирмами. Поршни насоса 5 объединены болтовым соединением 3 в единое целое. Они перемещаются смонтированным на оси 2 эксцентриком 1 посредством ползуна 4 .

1 – эксцентрик; 2 – ось; 3 – стержень, соединяющий поршни; 4 – ползун; 5 – поршень; 6 – выпускной патрубок; 7 – большая мембрана; 8 – малая мембрана; 9 – всасывающий патрубок; 10 – корпус; 11 – крышка

Частота вращения валика эксцентрика одинакова с частотой вращения вала насоса. Вал эксцентрика приводится во вращение клиновым ремнем от коробки отбора мощности. Привращении эксцентрика 1 ползуны 4 воздействуют на поршни 5 . Они совершают возвратнопоступательное движение. В положении, указанном на рисунке, левый поршень будет сжимать воздух, ранее поступивший в камеру. Сжатый воздух преодолеет сопротивление манжеты 7 и будет удалятьсячерез патрубок 6 в атмосферу.

Синхронно с этим в правой камере будет создаваться разрежение. При этом будет преодолено сопротивление первой малой манжеты 8 . В пожарном насосе будет создаваться вакуум, он постепенно заполняется водой. При поступлении воды в вакуумный насос он отключается.

За каждую половину оборота эксцентрика поршни совершают ход, равный 2е. Тогда подача насоса, м3/мин, может быть вычислена по формуле:

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

При частоте вращения, равной 4200 об/мин, насос обеспечивает заполнение пожарного насоса с глубины всасывания 7,5 м за время меньше 20 с

Состоит их корпуса 2 и зубчатых колес 1 . Одно из них приводится в движение, второе в зацеплении с первым свободно вращается на оси. При вращении шестерен жидкость перемещается впадинами 3 зубьев по окружности корпуса.

Они характеризуются постоянной подачей жидкости и работают в диапазоне 500–2500 об/мин. Их КПД в зависимости от частоты вращения и давления составляет 0,65–0,85. Они обеспечивают глубину всасывания до 8 м и могут развивать напор более 10 МПа. Используемый в пожарной технике насос НШН-600 обеспечивает подачу Q = 600 л/мин и развивает напор Н до 80 м при n = 1500 об/мин.

1 – зубчатое колесо; 2 – корпус; 3 – впадина

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

Пластинчатый (шиберный) насос

Состоит из корпуса с запрессованной с него гильзой 1 . В роторе 2 размещены стальные пластины 3 . Приводной шкив закреплен на роторе 2 .

Ротор 2 размещен в гильзе 1 эксцентрично. При его вращении лопатки 3 под действием центробежной силы прижимаются к внутренней поверхности гильзы, образуя замкнутые полости. Всасывание происходит за счет изменения объема каждой полости при ее перемещении от всасывающего отверстия к выпускному.

1– гильза; 2 – ротор; 3 – пластина

Пластинчатые насосы могут создавать напоры 16–18 МПа, обеспечивают забор воды с глубины до 8,5 м при КПД, равном 0,8–0,85.

Смазка вакуумного насоса осуществляется маслом, которое подается в его всасывающую полость из масляного бака вследствие разрежения, создаваемого самим насосом.

Водокольцевой насос

Может использоваться как вакуумный насос. Принцип его работы легко уяснить из рис. 2.8. При вращении ротора 1 с лопатками жидкость под влиянием центробежной силы прижимается к внутренней стенке корпуса насоса 4 . При повороте ротора от 0 до 180о рабочее пространство 2 будет увеличиваться, а затем уменьшаться. При увеличении рабочего объема образуется вакуум и через отверстие канала всасывания 3 будет всасываться воздух. При уменьшении объема он будет выталкиваться через отверстие канала нагнетания 5 в атмосферу.

Водокольцевым насосом может создаваться вакуум до 9 м вод.ст. Этот насос имеет очень низкий КПД, равный 0,2-0,27. Перед началом работы в него необходимо заливать воду – это его существенный недостаток.

1 – ротор; 2 – рабочее пространство; 3 – канал всасывания; 4 – корпус; 5 – отверстие канала

Струйный насос

Струйные насосы деляться на:

• Газоструйные;
• водоструйные.

Водоструйный насос – гидроэлеватор пожарный входит в комплект ПТВ каждого пожарного автомобиля. Он используется для забора воды из водоисточников с уровнем воды, превышающим геодезическую высоту всасывания пожарных насосов. С его помощью можно забирать воду из открытых водоисточников с заболоченными берегами, к которым затруднен подъезд пожарных машин. Он может быть использован как эжектор для удаления из помещений воды, пролитой при тушении пожаров.

Пожарный гидроэлеватор представляет собой устройство эжекторного типа. Вода (рабочая жидкость) от пожарного насоса поступает по рукаву, подсоединенному к головке 7 , в колено 1 и далее в сопло 4 . При этом потенциальная энергия рабочей жидкости преобразуется в кинетическую энергию. В камере смешения происходит обмен количества движения между частицами рабочей и всасываемой жидкости: при поступлении смешанной жидкости в диффузор 5 осуществляется переход кинетической энергии смешанной и транспортируемой жидкости в потенциальную. Благодаря этому в камере смешения создается разрежение. Этим обеспечивается всасывание подаваемой жидкости. Затем в диффузоре давление смеси рабочей и транспортируемой жидкостей значительно повышается в результате снижения скорости движения. Это позволяет осуществлять нагнетание воды.

Гидроэлеватор пожарный Г-600А

Зависимость производительности гидроэлеватора от высоты всасывания и давления на насосе: 1 – высоты всасывания; 2 – дальность всасывания воды при высоте всасывания 1,5 м

Газоструйный эжекторный насос

Используется в газоструйных вакуумных аппаратах С их помощью обеспечивается заполнение всасывающих рукавов и центробежных насосов водой.

Рабочим телом этого насоса являются отработавшие газы двигателя внутреннего сгорания АЦ. Они поступают в сопло высокого давления, затем в камеру 3 корпуса насоса 2 , в камеру смешения 4 и диффузор 5 . Как и в жидкостном эжекторе, в камере 3 создается разрежение. Эжектируемый из пожарного насоса воздух обеспечивает создание в нем вакуума и, следовательно, заполнение всасывающих рукавов и пожарного насоса водой.

В насосе имеются два сопла: малое 2 и большое 4. В камеру между ними подводится трубка в, соединяющая струйный и центробежный насосы. При поступлении отработавших газов дизеля по стрелке а большое сопло создает разрежение в камере в и происходит поступление в нее воздуха из насоса по трубке 3 и дополнительное всасывание его из атмосферы (стрелка б). Этот подсос способствует стабилизации работы струйного насоса. Такие струйные насосы используются на АЦ с шасси «Урал» и двигателями ЯМЗ-236(238).

Классификация центробежных насосов

по числу рабочих колес: одно-; двух- и многостступенчатые;

по расположению вала: горизонтальные, вертикальные, наклонные;

по развиваемому напору: нормального до – 100м, высокого – 300м и более; комбинированные насосы одновременно подают воду под нормальным и высоким напором;

по расположению на пожарных автомобилях: переднее, среднее, заднее.

Принципиальные схемы пожарных насосов

Принципиальные схемы поршневых насосов простого (слева), двойного (в середине) и дифференциального (справа) действия.

Схема пластинчатого (шиберного) насоса.

1 – ротор, 2 – шибер, 3 – изменяемый объём, 4 – корпус

Принципиальная схема водокольцевого насоса

1 – ротор, 2 – объём между лопатками, 3 – водяное кольцо, 4 – корпус, 5 – всасывающий патрубок, 6 – нагнетательный патрубок

1 – напорная полость, 2 – ведомая шестерня, 3 – всасывающая полость, 4 – корпус, 5 – ведущая шестерня

1 – вал, 2 – рабочее колесо, 3 – всасывающий патрубок, 4 – напорный патрубок, 5 – корпус, 6 – спиральная камера

Технические характеристики насосов применяемых в пожарной охране

Насос пожарный нормального давления НЦПН-100/100

Предназначен для подачи воды и водных растворов пенообразователей температурой до 303° К (30° С), с водородным показателем (pH) от 7 до 10,5 и плотностью до 1100 кг/м 3 , массовой концентрацией до 0,5%, при их максимальном размере 6 мм. Применяется для комплектации пожарных насосных станций, установки на пожарные катера и для перекачки больших объёмов воды.

Варианты исполнения насоса НЦПН-100/100:

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

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

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

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

Центробежный пожарный насос ПН-40УВ (слева) и его модификация ПН-40УВ.01 с встроенной вакуумной системой (справа)

Характеристики насосов НЦПН- 40/100, ПН-40УА, ПН-40УБ;

Насос центробежный пожарный ПН-40УВ.01, ПН-40УВ.02 (ПН-60)

Насос ПН-40УВ предназначен для подачи воды или водных растворов пенообразователя с температурой до 30 С с водородным показателем РН от 7 до 10,5 плотностью до 1100 кг*м –3 и массовой концентрацией твёрдых частиц до 0,5% при их максимальном размере 3 мм. Насос используется для установки в закрытых отсеках пожарных автомобилей, в которых во время работы обеспечивается положительная температура.

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

Насос центробежный пожарный ПН-40УВМ.01, ПН-40УВМ.Э

На пожарных насосах типа ПН-40УВМ применено уплотнение из терморасширенного графита, спроектированного и изготовленного специально для данных насосов с использованием нанотехнологий, установлены подшипники качения, не требующие смазки в течение всего срока эксплуатации насоса. Насос оснащен комплектом контрольно-измерительных приборов (электронный тахометр, счетчик моточасов, манометр, мановакууметр), установлено антикавитационное устройство, защищенное патентом на изобретение №2305798, улучшена проточная часть насоса, позволяющая иметь запас по основным выходным параметрам (подача – до 60 л/с, напор – до 120 м, КПД – до 70%).

По желанию заказчика на насосе ПН40-УВМ может быть установлен вакуумный насос с механическим приводом (ПН-40УВМ-01) или с электрическим приводом (ПН-40УВМ.Э). Пожарный насос ПН-40УВМ.Э выпускается в двух вариантах: с вакуумной системой, которая поставляется отдельно от насоса, и в моноблочном исполнении (вакуумная система установлена непосредственно на корпусе насоса).

Тактико технические характеристики ПН-60 и ПН-110

Тактико технические характеристики НЦС-20/160

Насос НЦС-20/160 предназначен для подачи воды и водных растворов пенообразователя с температурой до 303°К (30°С), плотностью до 1100кг/м 3 и массовой концентрацией взвешенных твёрдых частиц грунта до 0,5%, при их максимальном размере 3 мм.

Плакаты в технический класс доступны по кнопке “СКАЧАТЬ” в высоком разрешении.

Неисправности, признаки, причины и способы устранения

Неисправности (отказы), возникающие в насосных установках и водопенных коммуникациях, приводят к нарушению их работоспособности, снижению эффективности тушения пожаров и увеличению убытков от них.

Отказы в работе насосных установок возникают вследствие ряда причин:

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

Неисправности насосных установок ПН.

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

Неисправности насосных установок ПЦН.

В насосе ПЦНВ-4/400 отсутствует система всасывания, но в его конструкции имеются два клапана: перепускной и отсекающий. Неисправности в них служат нарушением нормальной работы насоса.

Их перечень приводится в таблице:

Порядок работы с насосами

Так как пожарный насос не является самовсасывающим, перед запуском в работу его необходимо заполнить. При работе насоса от цистерны пожарного автомобиля, в силу того, что уровень жидкости в цистерне выше уровня насоса, заполнение возможно открытием запорной арматуры, без создания вакуума. При работе насоса из открытого водоема, необходимо первоначальное заполнение с помощью дополнительного вакуумного насоса. Потому перед пуском в работу включают вакуумный насос. Вакуумный насос всасывает воду в пожарный насос, после чего вакуумный насос выключают и включают вращение пожарного насоса. При заполненном насосе, манометр насоса показывает избыточное давление.

После появления давления, на насосе медленно открывают задвижки и вода поступает в напорные пожарные рукава, до получении струи без примесей воздуха. После чего, пожарный насос готов к работе. Пожарный насос устойчиво работает, всасывая воду, с высоты до 7.5 м. Дальнейшее увеличение высоты всасывания приводит к возникновению кавитации, нестабильной работе насоса и, как правило, срыву струи. Для нормальной работы насоса важное значение имеет обеспечение герметичности внутренних рабочих полостей. При эксплуатации, насосы периодически проверяются вакуумом на герметичность. Создается максимальное значение вакуума и перекрывается кран между основным и вакуумным насосом. Считается нормой, если падение вакуума за 1 минуту не превышает 0.1 кгс/см2.

Отличие НЦПВ от ПН

Разработчики полностью сохранили традиционную схему исполнения насоса, вплоть до расположения органов управления и всех посадочных присоединительных мест, но при этом добились значительного улучшения параметров и устранили все известные “болячки” старой конструкции.

В частности:

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

Какую практическую пользу могут принести эти преимущества в повседневной работе?

Повышенная производительность и напор позволяет экономить время на заправку цистерны, что при определенных обстоятельствах помогает при локализации крупных пожаров. Также появляется возможность применения более мощных лафетных стволов и пенных установок.

Коэффициент полезного действия – показатель, казалось бы, абстрактный и не имеющий явно выраженной практической важности. Однако нетрудно подсчитать, что повышение к.п.д. насоса на 10% дает экономию топлива минимум в 2 литра за час работы. А за весь срок службы насоса средства, сэкономленные на ГСМ будут измеряться десятками тысяч рублей. И это уже не абстракции.

Говоря об экономических эффектах, безусловно, следует упомянуть и о расходовании дорогостоящего пенообразователя, которое при плавном и тонком дозировании в насосе НЦПН-40/100 осуществляется более рационально, а также – об экономии на ремонтах (заменах) и обслуживании сальника. Однако не все измеряется рублем. Немаловажным преимуществом этого насоса, по мнению разработчиков, является так называемая эргономика – простота и удобство в эксплуатации . Механик-водитель, управляющий насосной установкой не должен испытывать неудобств и отвлекать свое внимание на различные дополнительные операции (прессование того же сальника, проблемы с забором воды, подклинивание пробки дозатора и т.п.). Судя по отзывам потребителей, создателям насоса удалось заметно продвинуться в этом вопросе.

Какие технические трудности могут возникнуть при монтаже этого насоса на АЦ? И как дорого обойдется описанная модернизация насосной установки?

Никаких технических трудностей. Все габаритно-присоединительные параметры насоса НЦПН-40/100 полностью совпадают с широко известным ПН-40УВ. Замена насоса может быть произведена непосредственно в пожарной части.

Оценивая же предпочтительность той или иной модели насоса с точки зрения цены, следует “привести их к общему знаменателю” по уровню комплектации и функциональным возможностям. При таком подходе можно сказать, что разница в цене насосов НЦПН-40/100 и ПН-40УВ совсем незначительна. А с учетом прямых экономических преимуществ, о которых говорилось ранее, использование НЦПН-40/100 безусловно, более выгодно.

Одним из важнейших элементов насосной установки является вакуумная система водозаполнения .

Вакуумная система используется для подъема воды из открытого водоема к пожарному насосу. К ней предъявляются очень высокие требования по надежности. Готовность ее к работе должна проверяться ежедневно. Именно поэтому данный элемент насосной установки подлежит модернизации в первоочередном порядке.

Чем же можно заменить морально устаревший и ненадежный ? Вакуумный насос АВС-01Э – лучшее решение для систем водозаполнения пожарных насосов.

Это изделие принципиально отличается от всех известных аналогов (в том числе и зарубежного производства) тем, что оно работает независимо от ходового двигателя АЦ и пожарного насоса, т.е. автономно. Отсюда и его название: “АВС” – автономная вакуумная система.

Рассмотрим преимущества вакуумного насоса АВС-01Э в сравнении с газоструйным вакуумным аппаратом (ГВА), используемым в большинстве АЦ, при выполнении конкретных рабочих операций.

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

Какова область применения вакуумного насоса АВС-01Э? Подойдет ли он к автоцистернам старых моделей? И что требуется для его монтажа?

Это изделие подходит для любых насосных установок, в том числе и старых автоцистерн, оборудованных насосом ПН-40УВ. Монтаж изделия весьма прост и может производиться непосредственно в частях (к изделию прилагается подробная инструкция). Все специальные детали, необходимые для монтажа АВС-0Э входят в комплект поставки.

Дает ли применение АВС-01Э экономическую выгоду?

Первоначальная цена АВС-01Э выше, чем цена ГВА. Однако, только экономия на прямых затратах (ГСМ) позволяет получить экономическую выгоду от применения АВС-01Э уже в ближайшие год-два после ввода в эксплуатацию.

Нельзя забывать и о человеческом факторе. Вполне очевидно насколько облегчается работа технического персонала при использовании вакуумного насоса АВС-01Э вместо устаревшего ГВА. Кроме того, не следует сбрасывать со счетов и косвенную выгоду, связанную с более высокой надежностью АВС-01Э. Помимо неизбежных дополнительных затрат на ремонт ГВА вполне вероятна такая ситуация, когда отказ ГВА в самый неподходящий момент может привести к увеличению ущерба от пожара.

Развивая тему модернизации пожарного автомобиля путем замены специальных агрегатов более совершенными моделями, нельзя не упомянуть о комбинированных насосах.

Пожарные насосы

Технические характеристики насосов. На пожарных автомобилях устанавливают центробежные насосы. Это обусловлено тем, что эти насосы обладают рядом достоинств: равномерностью, подачей без пульсаций, огнетушащих средств; способностью работать «на себя», т. е. при перекрытии пожарного ствола, засорении или заломе пожарного рукава в системе подачи воды не повышается чрезмерно давление, этим гарантируется надежная работа насосной установки; простотой управления насосом и его обслуживания в эксплуатации на пожарах.

Для пожарных автомобилей важно, что центробежные насосы не требуют сложного привода от двигателя, их габариты и массы относительно невелики.

Центробежные насосы имеют и ряд недостатков: не засасывают сами жидкость и работают только после предварительного заполнения всасывающей линии и насоса водой. Этот недостаток компенсируют устройствами, позволяющими из цистерн заполнять всасывающие тракты и полость насоса. Кроме того, на пожарных автомобилях устанавливают вспомогательные насосы для заполнения полости всасывающего рукава и корпуса насоса водой. Для этой цели используют газоструйные, ротационные и другие насосы. Вспомогательные насосы работают кратковременно, только при включении центробежного насоса в работу. Установка таких насосов усложняет конструкцию насосной установки, требует устройства дополнительного привода для их работы.

Работа насоса сопровождается действием осевых усилий. Это приводит к увеличению нагрузки на подшипники, уменьшению их долговечности, возможности смещения колеса насоса к крышке насоса и даже их касания. Обычно, при конструировании насосов стремятся уменьшить эти силы с помощью разгрузочных отверстий во втулке колеса, что уменьшает коэффициент полезного действия насоса.

В ряде случаев на валах насоса применяют радиально-упорные подшипники.

На некоторых режимах работы в центробежных насосах возможна кавитация, ее возникновение предотвращается конструктивными мерами. Наиболее важными из них являются следующие: ограничение высоты всасывания; высокая степень герметизации всасываемого тракта; рациональные формы колеса и корпуса; выбор кавитационностойких материалов.

На пожарных автомобилях используются центробежные одноступенчатые консольные насосы. Максимальная геометрическая высота всасывания 7 м, число рабочих колес - одно. Обозначение насосов ПН-ЗОК, ПН-40У, где ПН - пожарный насос; 30 или 40 - подача в л/с; К - консольный; У - унифицированный.

Некоторые насосы имеют обозначение ПН-30КФ, где буква «Ф» указывает, что этот насос форсированный. На нем установлено колесо большего диаметра, чем на основной модели.

Насосы могут иметь и обозначение ПН-40УА, где буква «А» указывает на непринципиальные конструктивные особенности.

Все пожарные насосы создают напор 100 м вод. ст. и рассчитаны на максимальную геометрическую высоту всасывания 7 м.

Различаются они по значению подачи. Лучшими характеристиками обладает насос Г1Н-40УА. Этот насос легче других насосов по массе, потребляет меньшую мощность, чем, например, насос ПН-40К с такой же подачей. Насос ПН-40УА является наиболее совершенным в настоящее время. Тщательно отработанная конструкция колеса и корпуса обеспечивает минимальные потери в этом насосе. Его коэффициент полезного действия превышает 0,58.

Пожарный насоо ПН-40УА устанавливается на всех современных пожарных автоцистернах и насосах, создаваемых на шасси ЗИЛ-130, ЗИЛ-131, ГАЗ-66, «Урал-375», ЗИЛ-133Г1.

Пожарные насосы 1ТН-40К, а также ПН-ЗОК и ПН-30КФ устанавливались на ранее выпускавшихся пожарных автомобилях. В настоящее время они сняты с производства. Однако в гарнизонах пожарной охраны эксплуатируются пожарные автомобили с этими насосами. Так, пожарные насосы ПН-ЗОКФ эксплуатируются на пожарных автоцистернах АЦ-30(130)-63А и пожарных автонасосах АН-30(130)-64А. Пожарный насос ПН-ЗОК устанавливался на более ранних моделях пожарных автомобилей.

Устройство пожарных насосов. Принципиальная схема пожарного насоса представлена на рис. 1. Рабочее колесо на валу размещено в корпусе насоса. Корпус насоса закрыт крышкой. К крышке крепится всасывающий патрубок, закрываемый заглушкой. Колесо насоса на валу зафиксировано шпонкой, а в осевом направлении крепится гайкой. Вал насоса установлен в корпусе на подшипниках качения. На валу установлен привод тахометра для измерения частоты вращения колеса насоса. В масляную ванну насоса, через отверстие, закрываемое пробкой, заливают масло. Масляная ванна изолирована от полости корпуса, в которой размещено колесо, и от внешней среды уплотнениями. Для обеспечения работы уплотнения, размещенного между колесом и масляной ванной, оно должно смазываться. Смазочный материал подается с помощью масленки. Разрежение во всасывающей полости измеряется мановакуум-метром. Слив воды, остающейся в корпусе насоса после выключения насоса, производится через краник. Масло или вода, просочившаяся в масляную ванну, сливаются через отверстие, закрываемое пробкой.

Работа насоса осуществляется следующим образом. К всасывающему патрубку, сняв заглушку, присоединяют всасывающий рукав. После заполнения всасывающей линии водой включают насос. Колесо, вращаясь, обеспечивает подачу воды из всасывающей линии в напорный патрубок и далее в рукавную линию.

Рис. 1. Принципиальная схема центробежного насоса:
1 - корпус; 2 - рабочее колесо; 3 - крышка; 4 - шпонка; 5 - мановакуумметр; 6 - всасывающий патрубок; 7 - заглушка; 8 - гайка; 9 - краник; 10 - уплотнение; 11 - подшипник; 12 - вал; 13 - отверстие для слива масла; 14-привод тахометра; 15-отверстие для заливки масла; 16 - масленка; 17 - напорный патрубок

По рассмотренной принципиальной схеме работают все пожарные центробежные насосы. Различаются пожарные насосы только конструкцией деталей.

Конструкция пожарного насоса ПН-40У. Пожарный насос ПН-40У - центробежный, одноступенчатый с улиткообразным корпусом (рис. 4.2). Корпус насоса и его крышка изготовлены из алюминиевого сплава. Рабочее колесо на валу насоса закреплено так, чтобы оно вращалось и исключалось его смещение в осевом направлении. Рабочее колесо закреплено на валу с помощью двух шпонок, а в осевом направлении удерживается гайкой. Колесо размещено на валу консольно и стопорится шайбой.

Вал насоса установлен на подшипниках средней серии, 50309 и 309 соответственно. Он изготовлен из закаленной легированной стали. Между корпусом насоса и корпусом привода тахометра закрепляется наружное кольцо подшипника от осевого перемещения. Крепление на валу насоса внутреннего кольца подшипника обеспечивается прижатием его муфтой фланца к заплечнику вала втулкой червяка привода тахометра. Муфта закреплена на конце вала гайкой. Отвинчивание гайки предотвращается шплинтом. Наружное кольцо подшипника не закреплено в корпусе насоса, и подшипник не воспринимает осевую нагрузку.

Рис. 2. Насос ПН-40У:
1 - краник сливной; 2 - рычаг; 3 - стакан уплотнительный; 4, 11 - подшипники; 5 - пробка; 6 - вал насоса; 7 - корпус привода тахометра; 8 - червяк привода тахометра; 9 - муфта фланца; 10 - уплотнение сальниковое; 12 - щуп; 13 - кольцо резиновое; 14 - шланг с масленкой; 15 - корпус насоса; 16 - кольцо; 17 - рабочее колесо; 18 - шайба стопорная; 19 - гайка; 20 - крышка насоса; 21 - патрубок всасывающий; 22 - шестерня привода тахометра; 23- манжета резиновая; 24 - кольцо сменное; 25 - винт

При изнашивании в деталях подшипников увеличивается осевой зазор. Под влиянием осевых усилий, возникающих при подаче воды колесом насоса, вал с колесом будут смещаться влево (по рисунку). При больших износах тыльная поверхность колеса может соприкасаться с выступами корпуса насоса. Это явление нежелательное, так как будет изнашиваться колесо, увеличатся потери на трение.

Уменьшение износа подшипников обеспечивается их смазыванием и защитой от внешней среды с помощью уплотнений.

Для обеспечения работоспособности пожарного насоса необходимо обеспечить надежную работу подшипников с минимальным износом. Поэтому полости корпуса насоса, используемые как масляная ванна, должны защищаться от проникновения в нее загрязнений. С этой целью в корпусе привода тахометра устанавливается манжетное уплотнение.

Масляная ванна со стороны рабочего колеса отделена набором манжетных уплотнений, размещенных в специальном стакане.

Уровень масла должен быть между верхней и нижней метками на щупе. Большое количество масла вредно, так как масло, сильно перемешиваясь, будет нагреваться и вытекать из ванны через уплотнения. Маслом смазываются подшипники качения, привод тахометра и кромки манжет. Удаление масла из масляной ванны производится через сливное отверстие, закрытое пробкой. С червяком привода тахометра находится в зацеплении шестерня. Ее ось с помощью гибкого вала соединена с тахометром, определяющим частоту вращения вала насоса. На фланце корпуса насоса крепится коллектор. Слив воды из насоса производят через краник, поворачивая его рычагом.

Рабочее колесо насоса в корпусе насоса закрывается крышкой, к которой крепится всасывающий патрубок, уплотняемый прокладкой. Патрубок закрывается заглушкой. Прокладки между корпусом и крышкой насоса, а также между крышкой и всасывающим патрубком обеспечивают герметизацию всасывающей полости насоса.

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, снижению его коэффициента полезного действия. Поэтому в насосах устанавливают щелевые уплотнения с очень малыми зазорами (0,3-0,4 мм).

Уплотнение устроено следующим образом. В корпусе и крышке насоса установлены сменные кольца из серого чугуна, закрепленные винтами. На рабочем колесе с обеих сторон смонтированы два латунных кольца, которые также стопорятся винтами. Образовавшиеся между этими кольцами щелевые зазоры проявляют уплотняющий эффект, оказывая большое сопротивление циркуляции воды.

Крепление подшипника 50309 приведено на рис. 3.

Уплотнение полости насоса со стороны колеса имеет сложную конструкцию. Оно должно надежно разделять напорную полость насоса и масляную ванну, поэтому в стакане манжетные уплотнения (рис. 4, а) размещают так, что часть из них предотвращает проникновение воды из напорной части насоса в масляную ванну. Другая часть должна исключить подсос воздуха рабочим насосом при создании разрежения при заборе воды.

Рис. 3. Крепление подшипника:
1 - корпус привода тахометра; 2 - прокладка; 3 - верхнее полукольцо; 4 - корпус насоса; 5 - вал насоса; 6 - подшипник; 7 - втулка

Стакан отлит из сплава алюминия (рис. 4.4, б). Последовательно в него заложены все остальные детали. Перед сборкой внутренние полости манжет заполняют солидолом. Все детали в стакане зажимаются гайкой 1. После затяжки гайка раскернивается в трех местах. Это предотвращает ее самоотвинчивание.

Рис. 4. Уплотнение вала центробежного насоса:
а - 1 - вал; 2 - стальные спиральные пружинные кольца; б - уплотнение в сборе: 1 - гайка; 2 - стакан; 3, 5, 7, 9, 11 - кольца; 4, 8, 10, 12 - резиновые манжеты; 6 - отверстие для смазки; 13 - канал для воды

Резиновые манжеты АСК45 имеют стальные спиральные пружинные кольца и размещены так, что манжеты препятствуют утечке воды из насоса, а - подсосу воздуха внутрь его. Манжета предотвращает проникновение воды в масляную ванну. Все кольца уплотнения и гайка - стальные, а кольцо - из сплава алюминия. Водосборное кольцо обеспечивает слив воды по каналу в стакане и корпусе насоса.

Смазка из колпачковой масленки через отверстие поступает через маслораспределительное кольцо в полость между валом и кромками манжет. Резиновая манжета частично может смазываться маслом, затекающим из масляной ванны.

Манжетные уплотнения относятся к типу контактных (уплотнение осуществляется прижатием кромки манжеты к валу). Они надежны и работоспособны только при условии, если в зоны контакта поступает смазка. При ее недостатке будут изнашиваться резиновая кромка манжеты и вал в зоне контакта.

Износ твердого стального вала обусловлен следующим. Все стальные поверхности покрыты слоем окисла. Твердость последних очень мала, и они легко удаляются кромкой манжеты. О чрезмерном износе уплотнений свидетельствует появление воды через канал. При этом необходима замена уплотнений.

Манжета охлаждается и смазывается водой. Для обеспечения ее долговечности насос необходимо включать только после заполнения его водой.

Уплотнительный стакан в сборе устанавливают в корпусе насоса и крепят болтами. Болты шплинтуются проволокой. Уплотнение стакана производится резиновым кольцом и паронитовой прокладкой.

Универсальная характеристика пожарного насоса ПН-40У.

Универсальные характеристики насосов показывают зависимость развиваемого ими напора, потребляемой мощности и изменение коэффициента полезного действия от подачи насоса.

Универсальная характеристика насоса ПН-40У при частотах вращения рабочего колеса, равных 2700 и 2600 об/мин, представлена на рис. 5 (кривые 1 и 2).

Наивыгоднейшим режимом работы насоса при 2700 об/мин рабочего колеса является режим с подачами от 36 до 44 л/с. При уменьшении частоты вращения рабочего колеса будет уменьшаться развиваемый насосом напор и коэффициент полезного действия.

При снижении мощности двигателя вследствие его износа или при низкой температуре охлаждающей жидкости в системе охлаждения насос может не обеспечить необходимых значений подачи воды и напора. Поэтому необходимо предпринимать все меры для содержания двигателей в надлежащем техническом состоянии.

Необходимо также обеспечивать работу на пожарах при оптимальных температурных режимах охлаждающей жидкости.

Универсальные характеристики насосов изменяются в процессе эксплуатации. Так, при изнашивании уплотнительных. колец увеличиваются щелевые зазоры. На насосах, отработавших большой срок, зазоры увеличиваются от 0,3 до 1,5 мм. Это приводит к увеличению циркуляции воды в насосе, и работа насоса ухудшается. Рассмотрим это на примере универсальных характеристик насосов нового (зазор с уплотнением 0,3 мм - кривая 1) и изношенного (зазор 1,5 мм - кривая), представленных на рис. 6. Из их сравнения следует, что при постоянной величине подачи (например, 40 л/с) напор, развиваемый насосом, уменьшился. Можно также показать, что при постоянном напоре (прямая а-а) значительно снижается расход (AQ).

Рис. 5. Универсальная характеристика нового насоса ПН-40У:
1 - напор, 2700 об/мин; 2 - напор, 2600 об/мин; 3 - мощность, 2700 об/мин; 4 - мощность, 2600 об/мин; 5 - к. п, д., 2500 об/мин

Рис. 6. Изменение универсальной характеристики насоса в эксплуатации:
1-3- новый насос ПН-40У; 4, 6 - износ щелевых уплотнений (зазор 1,5 мм); 5, 7 - проходные каналы забиты на 50%

Интенсивность изнашивания уплотнительных колец сильно увеличивается при работе насосов на загрязненной воде, особенно при заборе ее с открытых водоемов. Правильный забор воды с открытых водоемов способствует продлению сроков службы насоса и его эффективной работе.

В эксплуатации универсальные характеристики насосов ухудшаются вследствие забивания полостей насоса твердыми предметами, например, мелкими камешками. В насосах при неправильном заборе воды или несоблюдении правил установки пожарного автомобиля на водоисточник мелкими камешками могут забиваться несколько полостей рабочего колеса. Это уменьшает проходимые сечения полостей и, следовательно, подачу насоса и развиваемый им напор. Кривые на рис. 6 показывают, как изменяется характеристика насоса, если каналы колеса забиты на 50%.

Рис. 8. Коллектор пожарного насоса ПН-40У:
1 - корпус; 2, 11 - винт; 3 - седло; 4 - диск; 5 - прокладка; 6 - клапан; 7 - полукольцо; 8, 15 - шайбы; 9 - гайка; 10 - уплотнительное кольцо; 12 - втулка; 13 - шпиндель; 14 - крышка; 16 - сальник; 17 - капролактановая втулка; 18 - накидная гайка; 19 - маховичок

У изношенных насосов значения подачи и напора уменьшаются больше. Соблюдение правил эксплуатации насосов обеспечивает их длительную эффективную эксплуатацию.

Коллектор пожарного насоса ПН-40У. Улиткообразный отвод корпуса насоса заканчивается фланцем, к которому крепится коллектор. Коллектор предназначен для распределения воды, подаваемой насосом, в рукавные линии и лафетный ствол или цистерну для заполнения ее водой.

Рис. 7. Принципиальная схема коллектора

Принципиальная схема коллектора показана на рис. 7. Вода из насоса поступает в корпус коллектора. Открывая вентили, воду можно подавать в любую из рукавных линий и в лафетный ствол или цистерну.

Устройство коллектора пожарного насоса ПН-40У показано на рис. 4.8. Корпус коллектора отлит из сплава алюминия.

Фланцем с отверстием 90 мм коллектор крепится с помощью шпилек к фланцу корпуса насоса. К фланцам с отверстиями диаметром 70 мм крепятся напорные задвижки, обеспечивающие подвод воды к рукавным линиям. В лафетный ствол или в цистерну вода поступает через отверстие с диаметром 78 мм.

Проходное сечение этого отверстия регулируется задвижкой, которая состоит из клапана в сборе, шпинделя и крышки. Шпиндель имеет.винтовую нарезку и при вращении маховичка перемещается по резьбе втулки, закрепленной в крышке. Он крепится в корпусе клапана специальными полукольцами, входящими в выточку его конца. Это позволяет, вращая шток, прижимать клапан резиновой прокладкой (она приклеена к клапану) к седлу вращения.

К фланцам торцевых поверхностей коллектора с помощью шпилек крепятся две напорные задвижки (рис. 9). Их устройство не требует особых объяснений. При вращении маховичка шпиндель с винтовой нарезкой перемещается в гайке. Под напором воды заслонка поворачивается вокруг оси, и вода поступает в рукавную линию.

К атегория: - Пожарные автомобили

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

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

1 Основные характеристики

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

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

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

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

1.1 Устройство центробежных агрегатов

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

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

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

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

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

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

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

1.2 Проверка герметичности

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

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

2 Виды и классификация пожарных помп

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

Объемным:

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

Динамическим:

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

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

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

По давлению противопожарный насос бывает трех видов:

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

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

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

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

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

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

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

2.2 Судовые пожарные установки

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

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

2.3 Повысители для пожарного водопровода

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

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

2.4 Пожарная станция

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

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

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

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

Центробежные насосы являются основой насосной станции пожарного автомобиля, они обеспечивают высокий расход жидкости, при достаточном напоре (до 100 метров), и способны работать на жидкости из цистерны, водопровода или водоема. Использование центробежных насосов позволяет, при необходимости, беспрепятственно перекрывать напорный трубопровод. Для обеспечения самовсасывания, создания потока высокого давления, или достижения других специальных задач, в насосной станции могут устанавливаться насосы пожарные разных типов . Наиболее распространенными являются пожарные центробежные насосы серии ПН.

Обозначение пожарных насосов

Марку центробежного пожарного насоса обозначают следующим образом:

• первые две буквы обозначают серию - пожарный насос ПН
• две следующие цифры - в литрах в секунду
• буквы в конце указывают на конструктивные особенности
  • А - с непринципиальными конструктивными особенностями
  • К - консольный
  • У - унифицированный
  • Ф - форсированный

Обозначение ПН-30КФ, указывает на то, что перед нами консольный форсированный пожарный насос, с подачей 30 литров в секунду.

Характеристики пожарных насосов серии ПН

Устройство пожарного насоса ПН

Принципиальная схема консольного центробежного пожарного насоса показана на рисунке.

Вал 7 установлен консольно в подшипниках 5 внутри корпуса насоса. На валу закреплено закрытое лопастное колесо 8 с обтекателем 10.

Вращающий момент от вала к рабочему колесу передается через шпонку 9. На противоположном конце вала закреплена шестерня 1 привода тахометра.

Подшипники установлены в изолированной камере, которая заполняется маслом через горловину 2, для слива смазывающей жидкости предназначено отверстие в нижней части корпуса, закрытое пробкой 4. Масленка 3 предназначена для подачи смазки к уплотнению, обеспечивающему герметичность рабочей камеры насоса.

Принцип работы центробежного пожарного насоса

Перед началом работы насос должен быть заправлен рабочей жидкостью , т.к. центробежные машины не способны самостоятельно обеспечить заполнение всасывающего патрубка. Для слива жидкости в нижней части рабочей камеры насоса установлен кран.

Жидкость через всасывающий патрубок 11 подводится к центральной части рабочего колеса.

При вращении рабочего колеса лопатки воздействуют на частицы жидкости, передавая им кинетическую энергию. Под действием центробежной силы разогнавшиеся частицы жидкости движутся от центра колеса к его периферии и поступают в улиткообразный отвод. Диаметр проходного сечения отвода увеличивается по мере продвижения жидкости к напорному патрубку 6. При увеличении диаметра проходного сечения, согласно уравнению Бернулли, скорость течения жидкости уменьшается, а - увеличивается.

Контроль за работой насоса осуществятся по показаниям приборов:

• тахометра
• мановакуумметра, установленного в линии всасывания
• манометра, установленного в линии нагнетания

При работе центробежного насоса необходимо обеспечить хорошую проходимость всасывающего трубопровода, для предотвращения появления кавитации.

Достоинства пожарных центробежных насосов

• Равномерность подачи;
• Возможность работы даже при полном перекрытии напорного трубопровода;
• Высокая надежность;
• Простота обслуживания;
• Проста реализации привода от двигателя;
• Относительно высокий КПД (до 58%).

Недостатки центробежных пожарных насосов

• Отсутствие возможности ;
• Значительная зависимость подачи от развиваемого насосом давления;
• Снижение объемного КПД при увеличении давления;
• Отсутствие возможности создания высокого (более 1 МПа) давления;
• Чувствительность к загрязнению крупными частицами (камнями, щебнем, тиной).