Назначение и классификация пожарных насосов.
Пожарные насосы занимают особое место среди технических средств пожаротушения. Они предназначены для забора огнетушащих средств и подачи их в очаг пожар с необходимой интенсивностью. От конструктивного совершенства и технических параметров пожарных насосов во многом зависит успешное выполнение поставленных задач, связанных с тушением пожаров.
Насосы - это машины, преобразующие подводимую энергию в механическую работу 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 классифицируются в зависимости от природы сил, под действием которых происходит перемещение перекачиваемой среды в насосе.
Таких сил различают три:
· массовая сила (инерция);
· вязкостное трение;
· сила поверхностного давления.
Насосы, в которых преобладает действие массовых сил или жидкостное трение, либо эти силы вместе, относятся к динамическим насосам (см рис. 5.1).
Насосы, в которых преобладает действие силы поверхностного давления, составляют группу объемных насосов.
Рис. 5.1. Классификация пожарных насосов.
Рис. 5.2. Схема поршневого насоса.
Рис. 5.3. Схема шиберного (а) и водокольцевого (б) насосов.
а : 1 - ротор; 2 -шиберы; 3 - объем между шиберами; 4 - корпус.
б : 1- ротор; 2 - объем между лопатками; 3 - водяное кольцо;
4 - корпус.
Схема шиберного и водокольцевого насосов представлена на рис. 5.3. При вращении ротора 1, эксцентрично расположенного в корпусе насоса 4, объем 3 между двумя шиберами 2 в первый полупериод увеличивается, а затем уменьшается. Происходит постоянное всасывание жидкости справа и нагнетание слева. Шиберы в таких насосах выполнены в виде пластин, которые радиально перемещаются в специальных пазах ротора.
В водокольцевом насосе ротор 1с радиальными лопатками эксцентрично размещен в цилиндрическом корпусе 4. Корпус насоса предварительно заполняют водой. При вращении ротора вода отбрасывается к периферии, образуя водяное кольцо 3. Рабочий объем 2 между лопатками ротора сначала увеличивается, а затем уменьшается, происходят всасывание и нагнетание. Всасывающий и нагнетательный патрубки насоса примыкают к торцевой части насоса.
Рис. 5.4. Схема шестеренного насоса
1 - напорная полость; 2 - ведомая шестерня; 3 - всасывающая полость;
4 - корпус; 5 - ведущая шестерня.
Рис. 5.5. Схемы пожарных насосов: а - центробежного
1 - вал; 2 - рабочее колесо: 3 - всасывающий патрубок;
4 - напорный патрубок; 5 - корпус; 6 - спиральная камера;
б – струйного : 1 - диффузор; 2 - камера; 3 - насадок.
Схема шестеренного насоса представлена на рис. 5.4. В корпусе насоса 4 размещены ведущая 5 и ведомая 2 шестерни. При вращении шестерен в направлении, указанном на рисунке, жидкость из всасывающей полости 3 захватывается зубьями шестерен и поступает в напорную полость 1. В напорной полости зубья входят в зацепление и вытесняют жидкость в напорный патрубок.
Из динамических насосов наибольшее распространение имеют инерционные насосы, а именно лопастные. В пожарной технике наиболее часто используют один из видов лопастного насоса - центробежный. Основной частью центробежного насоса (рис. 5.5 а) является рабочее колесо 2, соединенное с валом 1. Внутри рабочего колеса имеются лопасти, изогнутые в сторону вращения. Корпус 5 насоса выполнен в виде спиральной камеры 6, переходящей в напорный патрубок 4. Принцип работы центробежного насоса основан на действии центробежных сил, возникающих в потоке жидкости, проходящем через рабочее колесо.
Центробежные насосы отличаются друг от друга: числом рабочих колес: одно-, двух- и многоступенчатые; расположением вала: горизонтальные, вертикальные, наклонные; развиваемым напором: нормального - до 100 м.в.ст., высокого - 300 м.в.ст. и более; комбинированные насосы одновременно подают воду под нормальным и высоким напором; по размерам (в основу деления положен такой параметр, как номинальная полезная гидравлическая мощность): насос микро, мелкий, малый, средний, крупный; мощность, кВт, до 0,4; 0,4...4; 4...100; 100...400; более 400; конструкцией рабочего колеса: с открытым или закрытым, с одно- или двухсторонним входом; расположением на пожарных автомобилях: переднее, среднее, заднее.
Вихревые и струйные насосы по принципу действия относятся к смешанным насосам, так как значительную роль в их работе играют и силы инерции, и силы жидкостного трения. Схема струйного насоса представлена на рис. 5.5 б. Рабочая среда подходит к насадку 3, который имеет сопло. На выходе из сопла жидкость, обладая запасом кинетической энергии, имеет максимальную скорость. Увеличение скорости потока рабочей жидкости приводит к уменьшению давления в струе и камере 2 ниже атмосферного. Эжектируемая жидкость под действием атмосферного давления поступает в камеру 2 и уносится рабочей струей в расширяющуюся камеру диффузора 1, где уменьшается скорость (скоростной напор) и увеличивается пьезометрический напор (давление) жидкости. Расход жидкости Q 3 в камере диффузора 1 равен сумме расходов рабочей Q 1 и эжектируемой жидкости Q 2:
В пожарной технике встречаются струйные насосы двух видов - газо- и водоструйные. Это различие заключается в виде подводимой к насосу рабочей среды.
Вихревые насосы - это одна из разновидностей тангенциально-дискового насоса. В вихревом насосе жидкость приобретает энергию из-за увеличения жидкости рабочим колесом и сил инерции.
К смешанным насосам, в которых жидкость перемещается за счет сил трения и инерционных сил, относятся такие насосы, как дисково-радиальные, лабиринтные, черпаковые, вибрационные. В пожарной технике они не находят широкого применения.
Необходимо иметь в виду, что термин «пожарный насос» применяют чаще всего для насосов, которые предназначены для подачи огнетушащих жидкостей (в основном воды) при тушении пожаров. Такие насосы устанавливают не только на пожарных автомобилях и другой технике, но и в зданиях (насосы-повысители), на судах, насосных станциях и т. д.
По способу создания разряжения пожарные насосы подразделяются на самовсасывающие и несамовсасывающие. К первой группе относятся объемные насосы, ко второй – динамические.
В пожарной охране преимущественное распространение получили центробежные насосы. Основные конструктивные элементы центробежных пожарных 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 г. 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 %.
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.
Рис. 5.6. Эпюра осевых сил на рабочее колесо.
Осевая сила возникает за счет разности давлений на рабочее колесо (рис. 5.6), так как со стороны всасывающего патрубка на него действует меньшая сила давления, чем справа. Величину осевой силы приближенно определяют по формуле
F = 0,6Рπ(R 2 1 - R 2 в) ,
где F - осевая сила, Н; Р - давление на насосе, Н/м 2 (Па); R 1 - радиус входного отверстия, м; R в - радиус вала, м.
Рис. 5.7. Рабочее колесо пожарного насоса
1 - рабочее колесо; 2 - элементы щелевых уплотнений;
3 - отверстия в ведущем диске; 4 - корпус насоса.
Для уменьшения осевых сил, действующих на рабочее колесо насоса, в ведущем диске высверлены отверстия, через которые жидкость перетекает из правой части в левую (рис. 5.7). 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. 5.8. 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.
Рис. 5.8. Эпюра радиальных сил, действующих на рабочее колесо насоса с одним отводом.
Рис. 5.9. Эпюра радиальных сил, действующих на рабочее колесо
насоса с двумя отводами.
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). 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. 5.9).
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.
Уплотнения в пожарных насосах различают двух видов: для уплотнения неподвижных деталей (стыки корпусных деталей крышки и т. д.) и уплотнения вращающихся частей. Для уплотнения неподвижных деталей применяют прокладки и резиновые кольца различных сечений. Уплотнение вала в корпусе насоса осуществляется при помощи специальной пластичной набивки, состоящей из смеси антифрикционного и пропиточного компонентов или набора каркасных резиновых манжет (сальников). Устанавливают сальники таким образом, чтобы они работали как при давлении перед ними, так и при вакууме. В настоящее время ведутся исследования по разработке торцевых уплотнений вместо сальниковых, однако имеются трудности по созданию материала для торцевых уплотнений, способных работать на загрязненной воде и в режиме «сухого трения». Уплотнения между рабочим колесом и корпусом (передние и задние) в пожарных насосах бесконтактные (щелевые). Материал деталей уплотнений «корпус - колесо», как правило, чугун - бронза, что уменьшает окисление и эрозионный износ.
Конструкция центробежных пожарных 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. Технические характеристики пожарных насосов нормального давления приведены в таблице 5.1.
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.
Насос ПН-40УА показан на рис. 5.10. Насос состоит из корпуса насоса 4, напорного коллектора 3, пеносмесителя 2 (марка ПС-5) и двух задвижек 1.
Таблица 5.1. Технические характеристики пожарных насосов нормального давления.
| Параметр | ПН-40УА | ПН-40УБ | ПН-60 | ПН-60Б | ПН-110 | ПН-110Б | 160.01,35 (марка условная) |
| Напор, м | |||||||
| Подача, л/с | |||||||
| Частота вращения, мин -1 | |||||||
| кпд | 0,58 | 0,61 | 0,60 | 0,58 | 0,6 | 0,6 | 0,6 |
| Кавитационный запас, м | 3,5 | 3,5 | 3,5 | 3,5 | 3,5 | ||
| Потребляемая мощность, кВт | |||||||
| Число и диаметр патрубков, мм: | |||||||
| всасывающих | 1х125 | 1х125 | 2х125 | 2х125 | 1х200 | 1х200 | 1х150 |
| напорных | 2х70 | 2х70 | 2х80 | 2х80 | 2х100 | 2х100 | 2х80 |
| Габариты, мм: | |||||||
| длина | |||||||
| ширина | |||||||
| высота | |||||||
| Масса, кг |
На рис. 5.11 представлен продольный разрез насоса. Он состоит из двух частей 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.
Рис. 5.10. Общий вид пожарного насоса ПН-40УА:
1 - задвижка; 2- пеносмеситель; 3 - напорный коллектор;
4 - корпус насоса.
Рис. 5.11. ПН-40УА (продольный разрез)
1 - шпонки; 2 - крышка; 3 -гайка; 4 - стопорная шайба;
5 - рабочее колесо; 6 - корпус; 7,9 - подшипники; 8 - вал;
10 - червячный привод тахометра; 11 -муфта-фланец;
12 - манжета; 13 - уплотнительный стакан; 14 - винт;
15 - пластичная набивка; 16 - шланг.
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. 5.12). 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 0,5 л. 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.
Рис. 5.12. Уплотнительный стакан.
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. 5.13). 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 1СтЗ) 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.
Рис. 5.13. Напорная задвижка коллектора насоса ПН-40УА
1 - клапан; 2 - ось; 3 - корпус; 4 - шпиндель
Пожарный насос ПН-60 (рис. 5.14) 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.
Рис. 5.14. Пожарный насос ПН-60:
1 - вал; 2 - гайка; 3 - спиральная камера; 4 - корпус;
5 - рабочее колесо; 6 - диффузор.
Рис. 5.15. Пожарный насос ПН-110:
а – продольный разрез : 1 - всасывающий патрубок; 2 - крышка;
3 - корпус; 4 - рабочее колесо
б - напорная задвижка : 1- сальниковая набивка;
2 - шпиндель с резьбой; 3 - гайка;
4 - клапан с резиновой прокладкой; 5 -ось клапана;
6 -планка; 7 -корпус; 8- крышка корпуса; 9 - маховичок.
Уплотнение вала насоса осуществляется каркасными сальниками типа АСК-50 (число 50 обозначает 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. 5.15).
Основные рабочие органы насоса ПН-110 также геометрически подобны насосу ПН-40У. 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 630мм, диаметр вала Е 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 м.в.ст.) и высоким давлением (напор до 300 м.в.ст. и более).
ВНИИПО МВД СССР в 80-е годы разработал и изготовил опытно-экспериментальную серию самовсасывающих комбинированных насосов ПНК-40/2 (рис. 5.16). 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. 5.17) 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.
Рис. 5.16. Пожарный насос ПН-40/2
Рис. 5.17. Пожарный насос ПНК-40/3
1 - насос нормального давления; 2 - редуктор;
3 - насос высокого давления
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
| Показатель | ПН-60Б | ПН-30К | ПН-30КФ | ПН-40У | ПН40К |
|---|---|---|---|---|---|
| Подача, л/с (высота всасывания 3,5 м) | 60 | 30 | 30 | 40 | 40 | Максимальный напор, м | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 |
| Диаметр напорного патрубка, мм | 80 х 2 | 70 х 2 | 70 х 2 | 70 х 2 | 70 х 2 |
| Диаметр всасывающего патрубка, мм | 150 | 125 | 125 | 125 | 150 |
| КПД | 0.58 | 0.55 | 0.55 | 0.58 | 0.56 |
| Максимальная высота всасывания, м | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 |
| Число рабочих колес, шт. | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| Масса, кг | 200 | 120 | 130 | 75 | 95 |
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).
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:
- Объем жидкости, что подается, или других веществ для тушения огня за единицу времени (подача измеряется в литрах за секунду или кубических метрах за секунду).
- Высота подъема струи или напор, измеряется в метрах. Определяется по показаниям манометра или вакууметра.
- Высота всасывания- расстояние между поверхностью воды и горизонтальной осью, м.
- Частота вращения вала, об/мин.
- 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)
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.
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.
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.
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.
Пожарные насосы
Насосы — это гидравлические машины, предназначенные для перемещения капельных жидкостей.
Пожарный насос — это устройство для подачи воды и огнетушащих средств к месту тушения пожара. Пожарные насосы устанавливаются на пожарную технику — пожарные автоцистерны, мотопомпы, насосные станции и другие устройства.
Насосная установка – это пожарный насос с коммуникациями всасывания, нагнетания, забора, смешения и дозирования пенообразователя.
История их создания уходит за пределы нашей эры. Первое упоминание о существовании приспособлений для перемещения жидкостей относятся к III-II векам до нашей эры. Первый пожарный насос для пожарных целей был изобретен примерно за 120 лет до нашей эры древнегреческим механиком из Александрии Ктесибием (учеником Герона). Насос имел два деревянных цилиндра, нагнетательный и всасывающие клапаны, уравнительный воздушный колпак, т.е. практически все конструктивные элементы, которые сохранились в современных поршневых насосах.
В настоящее время на пожарных машинах применяются насосы различных типов. Они обеспечивают подачу огнетушащих веществ, функционирование вакуумных систем, работу гидравлических систем управления.
Насосы в зависимости от их конструктивных особенностей и основных параметров классифицируются на насосы нормального давления, высокого давления, комбинированные.
Насосы нормального давления - это одно- или многоступенчатые пожарные насосы, обеспечивающие подачу воды и огнетушащих растворов при давлении на выходе до 1,6 МПа.
Насосы высокого давления - это многоступенчатые пожарные насосы, обеспечивающие подачу воды и огнетушащих растворов при давлении на выходе от 1,6 до 5,0 МПа.
Насосы комбинированные - это насосы, состоящие из последовательно соединенных насосов нормального и высокого давления, имеющих общий привод.
Работа всех насосов с механическим приводом характеризуется двумя процессами: всасывания и нагнетания перекачиваемой жидкости. При этом насос любого типа характеризуется величиной подачи жидкости, развиваемой напором, высотой всасывания и величиной коэффициента полезного действия.
Классификация насосов
Насосы классифицируются по нескольким признакам
:
- принципу действия;
- конструктивному исполнению;
- назначению;
- отраслевому применению;
- величине подачи и напора.
Наиболее общей классификацией насосов является классификация по принципу действия. Пожарные насосы делятся по данному признаку на две группы: динамические и объемные .
Динамическими называют насосы, в которых жидкость под воздействием гидродинамических сил перемещается в камере (незамкнутом объеме), постоянно сообщающиеся с входом и выходом насоса.
Объемными называют насосы, в которых жидкость перемещается путем периодического изменения объема камеры, попеременно сообщающееся со входом и выходом насоса.
Динамические насосы подразделяются на лопастные и насосы трения и инерции .
Лопастными называют насосы, в которых жидкость перемещается за счет энергии, передаваемой ей при обтекании лопастей рабочего колеса. Эти насосы объединяют две основные группы насосов: центробежные и осевые .
В насосах трения и инерции жидкость перемещается под действием сил трения и инерции. Данная группа включает насосы: дисковые, вихревые, червячные и насосы без движущихся деталей. Среди насосов этой группы выделяют насосы без движущихся частей (без учета клапанов): струйные, гидравлические тараны (гидротараны), вытеснители, эрлифты .
Группа объемных насосов включает насосы возвратно-поступательного действия, в которую входят поршневые, плунжерные, диафрагменные и роторные насосы , объединяющие шестеренные, пластинчатые, винтовые и подобные им насосы.
Конструкции насосов весьма разнообразны. В пожарной технике находят применение лишь ограниченное число представителей различных групп насосов. Поэтому приводить полную классификацию насосов по другим признакам не представляется необходимым. Наибольшее применение в пожарной технике нашли следующие насосы: центробежные, струйные, шестеренные, шиберные, шиберно-роликовые, водокольцевые, поршневые, плунжерные и диафрагменные .
Принцип работы пожарных насосов, их достоинства, недостатки и область применения в пожарной технике
Центробежный насос
Центробежный пожарный насос имеет улиткообразный корпус, внутри которого располагается рабочее колесо с лопастями. При вращении колеса поступающая в осевом направлении в корпус жидкость закручивается лопастями и под действием возникающей центробежной силы выходит в напорный патрубок насоса. Эти насосы просты по конструкции, обладают незначительным износом, т.к. количество сопряженных трущихся деталей мало. Насосы могут работать на относительно загрязненных жидкостях. Они не требуют сложного обслуживания. Могут работать при закрытом напорном патрубке, т.е. «сами на себя».
Данный фактор является весьма важным, т.к. в случае перекрытия напорного патрубка не требуется осуществлять остановку насоса. При тушении пожаров такое условие возникает достаточно часто. Особенно это ценно для зимнего периода работы на пожаре, поскольку работа насоса «на себя» при закрытом напорном патрубке снижает вероятность замерзания воды в насосе.
Наряду с этим, центробежные насосы обладают одним из таких существенных недостатков, как неспособность самостоятельного подсасывания жидкости в начальный период работы насоса без предварительного его заполнения, т.к. масса воздуха мала и его движение под действием центробежных сил практически не происходит. Вторым, существенным недостатком данных насосов является срыв подачи жидкости в случае попадания воздуха во всасывающую рукавную линию.
В пожарной технике центробежные насосы нашли наибольшее применение. Это основные насосы пожарных машин. Они устанавливаются на автонасосах и автоцистернах, мотопомпах и другой технике. Они также применяются в системах охлаждения автомобильных двигателей с жидкостными системами.
Струйный насос
Насос имеет насадок с соплом, диффузор и камеру. Рабочая жидкость подводится к насадку. На выходе из сопла жидкость, обладая запасом кинетической энергии, имеет максимальную скорость. Увеличение скорости потока рабочей жидкости приводит к уменьшению давления в струе и камере ниже атмосферного. Эжектируемая жидкость под действием атмосферного давления поступает в камеру и уносится струей рабочей жидкости в диффузор, где скорость потока уменьшается, а напор увеличивается. Это позволяет осуществлять подачу жидкостями на определенное расстояние.
Струйные насосы более просты по конструкции чем центробежные. В данных насосах полностью отсутствуют сопряженные движущиеся детали. Такие насосы долговечны, могут перекачивать загрязненные жидкости. Насосы не требуют предварительного заполнения рабочей жидкостью и могут обеспечивать подачу жидкости из небольших и неглубоких источников.
Наряду с этим, для обеспечения работы таких насосов необходим определенный запас рабочей жидкости и ее подача под давлением к струйному насосу. Струйные насосы не могут работать при закрытом напорном патрубке за диффузором. При работе со струйным насосом на пожаре это означает, что на рукавной линии за струйным насосом не должно быть заломов или резких перегибов. Насосы обеспечивают лишь ограниченную подачу, соответствующую коэффициенту эжекции конкретной конструкции струйного насоса.
В пожарной технике они нашли достаточно широкое применение в качестве вакуум-аппаратов к центробежным насосам на автонасосах, автоцистернах, прицепных мотопомпах МП-600А и переносных мотопомпах. Струйные насосы применяются в гидроэлеваторах Г-600, приспособлениях для уборки пролитой воды и т.п.
Шестеренный насос
В открытом с двух сторон корпусе располагается с минимальным торцевым зазором пара сцепленных между собой шестерен. Зубья шестерен при вращении захватывают жидкость и переносят ее со стороны всасывания в сторону нагнетания. Эти насосы достаточно просты по конструкции, не требуют предварительного заполнения перекачиваемой жидкостью. Наряду с этим они имеют большие внутренние потери из-за наличия трущихся деталей, обладают повышенным износом, требуют обязательной смазки шестерен после работы, не могут работать на загрязненных жидкостях, имеют достаточно большую металлоемкость.
Насосы не могут работать «сами на себя», т.е. при закрытом напорном патрубке. Это вызывает необходимость установки редукционного клапана между напорной и всасывающей полостями. Несмотря на наличие таких недостатков, шестеренные насосы находят применение в качестве самостоятельных пожарных насосов для подачи воды, особенно в сельской местности, как навесные на тракторах, автомобилях и другой технике, приспособленной для целей пожаротушения. Широко применяются эти насосы в системах смазывания автомобилей, тракторов и другой технике.
Шиберные и шиберно-роликовые насосы
В цилиндрическом корпусе эксцентрично расположен ротор со свободно вставленными в его пазы пластинами или роликами. Под действием центробежных сил возникающих при вращении ротора, пластины (ролики) прижимаются к внутренней поверхности корпуса и захватывают жидкость во всасывающей полости, вытесняют ее в нагнетательную полость. Обратное протекание жидкости предотвращается, благодаря минимальному зазору между корпусом и расположенным в нем ротором.
Для забора и подачи жидкости данный насос не требует предварительного заполнения перекачиваемой жидкостью, достаточно прост по конструкции. Однако в данном насосе имеются сильно изнашиваемые детали, что требует обязательной заливки моторного масла в корпус для смазывания корпуса и шиберов, насос не может работать на загрязненных жидкостях, не может работать «сам на себя».
В связи с наличием столь больших недостатков шиберные и роликовые насосы в качестве самостоятельных пожарных насосов не применяются. Они нашли применение в качестве вакуум-аппаратов к центробежным насосам на ПН-60 и мотопомпах МП-600А.
Наряду с этим они широко используются в гидроусилителях рулевого управления автомобиля и как топливноподкачивающие насосы в системах питания дизельных двигателей и т.д.
Водокольцевой насос
Ротор в водокольцевом насосе также, как и в шиберном насосе размещен эксцентрично в корпусе и имеет радиальные лопатки, жестко связанные с ротором. В одной из торцевых крышек корпуса имеются всасывающая и нагнетательные полости. Корпус насоса предварительно заполняется водой. При вращении ротора вода отбрасывается к периферии корпуса, образуя водяное кольцо равномерной толщины. Между ротором и водяным кольцом создается замкнутое пространство. В связи с этим при вращении ротора, с одной стороны, рабочий объем между лопатками ротора увеличивается, с другой - уменьшается, тем самым происходит всасывание и нагнетание.
По сравнению с шиберно-роликовыми насосами данный насос имеет меньше изнашиваемых деталей, может работать на загрязненной воде и «сам на себя».
Однако он имеет весьма существенный недостаток – нуждается в предварительной заливке перекачиваемой жидкостью. В связи с этим в пожарной технике в качестве самостоятельных пожарных насосов водокольцевые насосы применения не нашли. Есть попытки использовать их в качестве вакуум-аппаратов.
Поршневой насос
Поршневой насос состоит из рабочей камеры со всасывающим и напорными клапанами и цилиндра с поршнем, совершающим возвратно-поступательные движения. При движении поршня в одну сторону жидкость через открывшийся клапан всасывается, а при движении в другую – нагнетается.
Достоинством поршневых насосов является высокий КПД, возможность создания больших давлений и практическая независимость подачи от противодавления.
Наряду с этим, поршневые насосы обладают большим износом из-за наличия трущихся деталей, чувствительны к чистоте перекачиваемой жидкости, имеют неравномерность подачи.
В настоящее время поршневые насосы как самостоятельные пожарные насосы для подачи огнетушащих веществ не применяются. Однако в пожарной технике они находят широкое применение, особенно в автоподъемниках и автолестницах.
Диафрагменный насос
Диафрагменные насосы по принципу действия близки к поршневым насосам. Роль поршня в них выполняет гибкая мембрана. Такие насосы развивают небольшой напор и могут осуществлять дозированную подачу.
Как самостоятельные пожарные насосы для подачи огнетушащих веществ не применяются. Находят применение в системах питания карбюраторных двигателей, в насосах для водоотлива при производстве строительных работ и т.п.
Внимание!!! Если документ не открылся, обновите страницу, возможно несколько раз. Для удобного чтения разверните документ кликнув на иконку в правом верхнем углу.
