Пожарные насосы классификация устройство и принцип действия. Общие сведения о теоретических основах процессов всасывания и нагнетания при работе насосов. Классификация, устройство и принцип действия центробежных пожарных насосов. Их сравнительные техничес

  • 4.3 Пожарно-техническая классификация зданий, сооружений, строений и пожарных отсеков
  • 4.4. Категории помещений по взрывопожарной и пожарной опасности
  • 4.5. Категории зданий по взрывопожарной и пожарной опасности
  • 4.6. Категории наружных установок по пожарной опасности
  • 5. Опасные факторы пожара и основные параметры пожара
  • 5.1. Опасные факторы пожара
  • 5.2 Основные геометрические и физико-химические параметры пожара и формулы для их определения
  • 5.3. Физико-химические свойства некоторых веществ и материалов
  • 5.4. Линейная скорость распространения горения
  • 5.5. Воздействие офп на человека и их допустимые значения
  • 6. Прекращение (ликвидация) горения.
  • 6.1. Условия прекращения горения
  • 6.2. Способы прекращения горения
  • 6.3. Огнетушащие средства – виды, классификация.
  • 6.4. Огнетушащие вещества и материалы
  • 7. Параметры тушения пожара
  • 7.1. Интенсивность подачи огнетушащих средств
  • 7.2. Расходы огнетушащих средств на пожаротушение
  • 7.2.1. Расход огнетушащего средства
  • 7.2.2. Расход воды из пожарных стволов
  • 7.2.3. Нормативные расходы воды, установленные «Техническим регламентом о требованиях пожарной безопасности»
  • 7.3. Время (периоды) тушения пожара
  • 7.4. Площадь тушения (тушение по площади)
  • 7.5. Тушение по объёму (объёмное тушение)
  • 9. Тактико-технические данные пожарной техники.
  • 9.1. Классификация пожарной техники и главные параметры пожарных автомобилей.
  • Структурная схема обозначений пожарных автомобилей:
  • 9.2. Тактико-техническая характеристика пожарных насосов
  • 9.3. Основные пожарные автомобили
  • 9.4. Тактико-технические характеристики основных пожарных автомобилей общего применения
  • 9.4.1. Пожарные автоцистерны.
  • 9.4.2. Пожарные автоцистерны с лестницей (ацл), пожарные автоцистерны с коленчатым подъемником, пожарно-спасательные автомобили.
  • 9.4.3. Пожарных автомобилей первой помощи (апп)
  • 9.4.4. Пожарные насосно-рукавные автомобили.
  • 9.5. Тактико-технические характеристики основных пожарных автомобилей целевого применения
  • 9.5.1. Пожарные автомобили порошкового тушения (ап).
  • 9.5.2. Пожарные автомобили пенного тушения.
  • 9.5.3. Пожарные автомобили комбинированного тушения.
  • 9.5.4. Пожарные автомобили газового тушения.
  • 9.5.5. Пожарные автомобили газоводяного тушения.
  • 9.5.6. Пожарные автонасосные станции.
  • 9.5.7. Пожарные пеноподъёмники.
  • 9.5.8. Пожарные аэродромные автомобили.
  • 9.6. Тактико-технические характеристики специальных пожарных автомобилей
  • 9.6.1. Пожарные автолестницы
  • 9.6.2. Пожарные коленчатые автоподъёмники
  • 9.6.3. Пожарный аварийно – спасательный автомобиль
  • 9.6.4. Пожарные автомобили газодымозащитной службы
  • 9.6.5. Пожарные автомобили связи и освещения
  • 9.6.6. Пожарные рукавные автомобили
  • 9.6.7. Пожарный водозащитный автомобиль
  • 9.6.8. Пожарный автомобиль дымоудаления
  • 9.6.9. Пожарный штабной автомобиль
  • 9.6.10. Автомобиль отогрева пожарной техники
  • 9.6.11. Пожарная компрессорная станция
  • 9.6.12. Другие типы специальных пожарный автомобилей
  • 9.7. Переносные и прицепные пожарные мотопомпы
  • 9.8. Сизод и воздушные компрессоры
  • 9.8.1. Аппараты дыхательные со сжатым воздухом
  • 9.8.2. Аппараты дыхательные со сжатым кислородом
  • 9.8.3. Компрессорные установки
  • 9.9. Стволы (водяные, пенные, лафетные, генераторы)
  • 9.9.1. Стволы ручные
  • 9.9.2. Стволы лафетные
  • 9.9.3. Стволы лафетные с дистанционным управлением и роботизированные
  • Технические характеристики пожарных роботов на базе лафетных стволов
  • Технические характеристики пожарных роботов на базе лафетных стволов
  • 9.10. Рукава (напорные, всасывающие)
  • 9.11. Ручные пожарные лестницы.
  • 9.12. Средства связи
  • 9.13. Специальная защитная одежда
  • 9.14. Высокотехнологичные средства тушения и робототехнические комплексы
  • Мобильный робототехнический комплекс разведки и пожаротушения
  • 10. Основы расчёта сил и средств для тушения пожаров.
  • 10.1. Проведение расчета сил и средств для тушения пожара
  • 10.2. Расчёты по забору и подаче воды из противопожарных резервуаров и водоёмов
  • 10.2.1. Расчёт гидроэлеваторных систем.
  • 10.3. Определение напоров на насосе при подаче воды и раствора пенообразователя на тушение
  • 10.4. Проведение расчётов по подаче воды к месту пожара
  • 10.4.1. Подача воды в перекачку
  • 10.4.2. Подвоз воды автоцистернами
  • 10.5. Особенности тушения пожаров на различных объектах
  • 10.5.1. Подача воды на тушение в зданияхповышенной этажности
  • 10.5.2. Тушение в зданияхповышенной этажности с использованием универсальных стволов.
  • 10.5.3.Тушение пожаров нефти и нефтепродуктов в резервуарах
  • 10.5.3.Тушение пожаров на открытых технологических установках
  • 11. Этапы боевого развёртывания.
  • 12. Нормативы по пожарно-строевой подготовке (извлечения).
  • 13. Сигналы управления
  • 9.2. Тактико-техническая характеристика пожарных насосов

    Насосы нормального давления – одно- или многоступенчатые пожарные насосы, обеспечивающие подачу воды и огнетушащих растворов при давлении на выходе до 2,0 МПа.

    Насосы высокого давления – многоступенчатые пожарные насосы, обеспечивающие подачу воды и огнетушащих растворов при давлении на выходе от 2,0 до 5,0 МПа.

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

    Вращение привода – правое вращение - вращение привода по часовой стрелке со стороны привода, левое вращение - вращение привода против часовой стрелке со стороны привода.

    Номинальный режим насоса – режим работы насоса, обеспечивающий заданные технические показатели: номинальную подачу и номинальный напор при установленной номинальной частоте вращения и номинальной геометрической высоте всасывания.

    Геометрическая высота всасывания h г , м – расстояние между осью вращения рабочего колеса первой ступени насоса и уровнем воды со стороны линии всасывания.

    Номинальная геометрическая высота всасывания h г.. ном , м – заданное расстояние между осью вращения рабочего колеса первой ступени насоса и уровнем воды со стороны линии всасывания при номинальном значении подачи насоса Q ном.

    Напор насоса Н, м: – величина, определяемая зависимостью:

    Р 2 и Р 1 – давление на выходе и на входе в насос, Па;

    –плотность жидкой среды, кг·м -3 ;

    –ускорение свободного падения, м·с -2 ;

    –скорость жидкой среды на выходе и на входе в насос, м·с -1 ;

    Z 2 – Z 1 – высота центра тяжести сечения выхода и входа в насос, м.

    Номинальная частота вращения n ном, об*мин -1 – заданное значение частоты вращения рабочего колеса (приводного вала насоса), определяющее номинальный режим работы насоса.

    Мощность насоса в номинальном режиме N ном , кВт – мощность, потребляемая насосом при номинальных значениях частоты вращения n ном, подачи Q ном и геометрической высоты всасывания h г.ном.

    Система водозаполнения – устройство, обеспечивающее заполнение всасывающей линии и насоса водой при работе с геометрической высоты всасывания до 7,5 м.

    Система подачи и дозирования пенообразователя – устройство, обеспечивающее введение и дозирование пенообразователя в насос.

    Классификация, основные параметры

    Насосы в зависимости от их конструктивных особенностей и основных параметров классифицируются на насосы нормального давления, высокого давления, комбинированные.

    Таблица 77

    Основные технические характеристики пожарных насосов

    Наименование параметра

    Значение параметра для нормального давления

    Насосов типа

    высокого давления

    Номинальная подача Q ном, л*с -1

    Напор в номинальном режиме H ном, м, не менее

    Мощность в номинальном режиме N ном, кВт, не более

    Коэффициент полезного действия в номинальном режиме η, не менее

    Допускаемый кавитационный запас

    Δh , м, не более

    Максимальное давление на входе в

    наcоc P 1 max , МПа

    Максимальное давление на выходе

    из насоса Р 2 m ах, МПа

    Максимальная геометрическая высота всасывания h г. max , м

    Время всасывания с максимальной геометрической высоты t вс, с, не более

    Подача насоса при работе с максимальной геометрической высоты Q, л с -1 , не менее

    Количество и условный диаметр патрубков, мм:

    всасывающих

    напорных

    Примечания

    1. Напор в номинальном режиме должен обеспечиваться при номинальной геометрической высоте всасывания 3,5 м для насоса типа 20/100, 40/100, 70/100, 100/100, 20/200 и при номинальной геометрической высоте всасывания 1,5 м для насоса типа 4/400 и 2/400.

    2. Время всасывания с максимальной геометрической высоты всасывания устанавливается для насосов, оборудованных встроенной системой водозаполнения.

    3. Подача насоса при работе с максимальной геометрической высоты всасывания должна обеспечиваться при номинальном напоре.

    Таблица 78

    Основные технические характеристики пожарных насосов комбинированного тушения

    Наименование параметра

    Значение параметра для насосов комбинированного типа

    Номинальная подача Q ном, л·с -1 при раздельной работе:

    насос нормального давления

    насос высокого давления

    при совместной работе:

    насос нормального давления

    насос высокого давления

    Напор в номинальном режиме Н ном, м, не менее:

    при раздельной работе:

    Насос нормального давления

    Насос высокого давления

    при совместной работе:

    Насос нормального давления

    Насос высокого давления

    Мощность в номинальном режиме N ном, кВт, не более:

    при раздельной работе:

    Насос нормального давления

    Насос высокого давления

    При совместной работе

    Коэффициент полезного действия в номинальном режиме η,

    не менее при раздельной работе:

    Насос нормального давления

    Насос высокого давления

    При совместной работе

    Допускаемый кавитационный запас Δh , м, не более

    Максимальное давление на входе в насос P 1 ma х, МПа

    Максимальное давление на выходе из насоса P 1 ma х, МПа:

    насос нормального давления

    насос высокого давления

    Максимальная геометрическая высота всасывания h г max , м

    Время всасывания с максимальной геометрической высоты всасывания t вс , с не более

    Подача насоса нормального давления при работе с максимальной геометрической высоты Q, л · с -1 не менее

    Примечания

    1. Напор в номинальном режиме должен обеспечиваться при номинальной геометрической высоте всасывания 3,5 м.

    2. Время всасывания с максимальной геометрической высоты всасывания устанавливается для насосов, оборудованных встроенной системой водозаполнения.

    3. Подача насоса при работе с максимальной геометрической высоты всасывания должна обеспечиваться при номинальном напоре.

    4. На коллекторе насоса по согласованию с заказчиком допускается изменять количество и диаметр напорных патрубков.

    Таблица 79

    ТАКТИКО-ТЕХНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА НАВЕСНЫХ НАСОСОВ

    По способу управления системы водозаполнения, входящие в состав насоса, могут быть ручного, автоматического или полуавтоматического типа.

    Вакуумная система автоматического типа автоматически включается при отсутствии (исчезновении) избыточного давления в напорной полости насоса и автоматически отключается при давлении, исключающем срыв напора при подаче воды.

    Основные сведения о центробежных насосах

    В центробежных насосах движение перекачиваемой жидкости осуществляется за счёт возникающей при работе насоса центробежной силы частиц жидкости, т.е. центробежные насосы работают по принципу использования центробежной силы:

    • F = m . а = m . ω2 . R,
    • где: F – центробежная сила;
    • m – масса жидкости;
    • а – ускорение движения жидкости;
    • ω – угловая скорость;
    • R – радиус рабочего колеса.

    Центробежный насос (рис. 1) состоит из следующих основных конструктивных элементов: вал, рабочее колесо, всасывающитй патрубок, напорный патрубок (спиральный отвод, корпус, спиральная камера.

    Рис. 1. Схема центробежного насоса.

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

    Основной частью насоса является рабочее колесо 2 с профилированными лопатками. При вращении колеса, посаженного на вал 1, вода, находящаяся в каналах колеса (корпус насоса предварительно заполняется жидкостью), также начинает вращаться, под действием центробежной силы перемещаться от центра рабочего колеса к периферии и собираться в напорном патрубке (спиральном отводе) 4.В результате перемещения воды в центре рабочего колеса создаётся разрежение, куда через всасывающий патрубок 3 под действием атмосферного давления непрерывно поступает вода. В расширяющемся напорном патрубке 4 и в расположенном за ним диффузоре скорость движения потока жидкости уменьшается, и кинетическая энергия потока преобразуется в потенциальную (энергию давления).

    Характерными признаками центробежного насоса является общее направление потока жидкости от центра к периферии.

    Обязательное условие работы центробежных насосов – предварительная заливка их водой перед пуском в работу. При наличии внутри корпуса и рабочего колеса воздуха центробежная сила будет недостаточной для перемещения его по каналам рабочего колеса и создания разрежения, т.к. масса воздуха в 775 раз меньше массы воды.

    Основные рабочие параметры насосов

    Работа насосов состоит из двух процессов: всасывания и нагнетания. Насос любого вида характеризуется следующими параметрами: высотой всасывания, высотой нагнетания, полным напором, подачей, мощностью и полным коэффициентом полезного действия (КПД).

    Высота всасывания

    Различают теоретическую, вакуумметрическую и геометрическую (практическую) высоту всасывания.

    Рис. 2. Схема насосной установки.

    Подъём воды во всасывающем патрубке насоса происходит под действием разности атмосферного давления и давления (разряжения) в самом насосе. Поэтому теоретическая высота всасывания насоса (Н Т) равная 1-ой атмосфере и составляющая 10,33 метра водного столба, или 760 мм ртутного столба, или 1 кгс/см 2 , или 10 5 Па практически недостижима.

    Улучшая конструкцию и материалы насоса, высоту его всасывания можно приближать к значению Нт.

    Вакуумметрическая высота всасывания (Нв) – это величина вакуума, создаваемая насосом, а в энергетическом смысле – это энергия, выраженная в метрах, которая необходима жидкости для подъёма на высоту всасывания. Н В зависит, как правило, от мощности насоса, создающего вакуум, и измеряется в метрах водного столба. Показания вакуумметра, установленного на насосе, соответствуют вакуумметрической высоте всасывания. Для пожарного насоса серии ПН-40 и его аналогов Н В = 8 м. вод. ст.

    Геометрической (практической) высотой всасывания Н Г называется разность отметок между поверхностью воды и осью насоса. Геометрическая высота всасывания зависит от значений и величин нескольких параметров:

    • прямое влияние на величину Н Г оказывает атмосферное давление, которое заметно меняется в зависимости от высоты над уровнем моря. Например, при высоте над уровнем моря 0 метров атмосферное давление равно 10,33 м. вод. ст., а на высоте над уровнем моря 2000 метров – 7,95 м. вод. ст.
    • Н Г сильно зависит от давления насыщенных паров всасываемой жидкости. Давление насыщенных паров – это давление, при котором жидкость при данной температуре закипает (речь идёт о давлении жидкости ниже атмосферного). Давление насыщенных паров и, следовательно, высота всасывания в значительной степени зависят от температуры и вида перекачиваемой жидкости. Известно, что с уменьшением давления понижается температура кипения жидкости. Если давление всасывания (оно естественно ниже атмосферного) Р ВС будет ниже давления насыщенных паров всасываемой жидкости Рn, то начнется образование пара и произойдет срыв в работе насоса.

    Таким образом, обязательным условием нормальной работы насоса является:

    Рn < Рвс < Ратм

    Например, при температуре воды 100 0 С Рn = Ратм = 1 кг/см 2 (10 м. вод. ст.), а при температуре воды 20 0 С Рn = 0,024 кг/см 2 (0,24 м. вод. ст.), следовательно, чем выше температура жидкости, тем сложнее забрать её насосом. С этим явлением связана кавитация – процесс образования пузырьков воздуха в жидкости.

    При кавитации происходит самовскипание жидкости, пузырьки пара увлекаются движущимся потоком и, встречая твёрдые поверхности корпуса и рабочего колеса, разрушаются («схлопываются»). При этом выделятся большая энергия, из-за чего повреждаются и даже при длительном воздействии разрушаются поверхности внутренней полости насоса (явление кавитационной эрозии). Кавитация сопровож-дается шумом и треском внутри насоса. Во избежание преждевременного износа рабочих органов насоса не допускается его работа в кавитационном режиме.

    Значение кавитационного запаса устанавливается таким, чтобы не было значительного снижения напора, и была ограничена скорость кавитационной эрозии. Например, для насосов серии ПН-40 кавитационный запас составляет 3 метра.

    Кавитационные явления могут также возникать при больших подачах насоса, вследствие понижения давления (увеличения вакуума) во входном патрубке насоса. Поэтому при появлении кавитации необходимо уменьшить подачу насоса.

    Высота нагнетания

    Различают геометрическую и манометрическую высоту нагнетания.

    Геометрическая высота нагнетания – это расстояние в метрах по вертикали от оси насоса до наивысшей точки нагнетания Н Н.

    Манометрической высотой нагнетания называется давление, создаваемое насосом Н МАН. Манометрическая высота нагнетания (показание манометра) всегда больше геометрической высоты нагнетания (реальной точки подачи жидкости) из-за возникающих потерь в напорной линии.

    Н МАН = Н Н + h Н,

    где: hн – потери напора в напор ной линии, hн = S·Q 2 ;

    S – сопротивление напорной линии;

    Q – подача насоса.

    Для высоты нагнетания теоретически пределов не существует, а практически она ограничивается прочностью отдельных деталей насосов и трубопроводов, а также мощностью двигателей привода насосов.

    Полный напор

    Полный напор Н, развиваемый насосом, расходуется на подъем жидкости, преодоление сопротивлений во всасывающем и напорном трубопроводе и на создание свободного напора.

    Н = Н Г + h ВС + h Н + Н СВ

    где: Нг – геометрическая высота подъема воды (м);

    h ВС + h Н – потери напора во всасывающей и напорной линии (м);

    Н СВ – свободный напор (м).

    На практике полный напор, развиваемый насосом, оценивают по показаниям манометра и вакуумметра.

    Подача насоса

    Подача насоса – это количество жидкости, перекачиваемое насосом в единицу времени. Различают массовую подачу (кг/с) и объёмную подачу (м 3 /мин или л/с). Чаще всего подачу пожарных насосов указывают в объёмных единицах: м 3 /мин или л/с.

    Существует соотношение между количеством жидкости, входящей в насос Q 1 и жидкости, выходящей из насоса Q 2:

    Q 1 = Q 2 + Q У,

    где: Q У – объёмные утечки жидкости через щелевые уплотнения.

    Мощность насоса

    Рабочие органы насоса во время работы предают энергию потоку жидкости. Эта энергия подводится от двигателя.

    Для правильной оценки энергетических показателей мотор-насосной установки следует различать полезную (эффективную) и потребляемую мощность.

    Полезная (эффективная) мощность (N е) насоса идет на совершение работы по перемещению определенного объема жидкости Q на высоту Н и определяется по формуле:

    где: ρ – плотность жидкости, кг/м 3 ;

    g – ускорение свободного падения, м/с 2 ;

    Q – подача насоса, м 3 /с;

    Н – напор насоса, м.

    Мощность, потребляемая насосом, всегда больше, чем полезная, т.к. часть энергии затрачивается на механические, гидравлические и объемные потери в насосе. Потребляемой мощностью называется мощность N, подводимая к рабочим органам насоса. Она определяется по формуле:

    где: М – крутящий момент на валу насоса (двигателя), Н м;

    ω – угловая скорость вращения вала, с –1 .

    Полный КПД насоса

    При передаче энергии от насоса к перекачиваемой жидкости происходят объемные, гидравлические и механические потери энергии.

    Объёмный КПД

    Известно, что фактическая подача насоса всегда меньше теоретической подачи, т.е. количество жидкости, выходящей из насоса всегда меньше количества жидкости, входящей в насос. Это происходит вследствие:

    • просачивания жидкости через сальники, клапаны и поршни, причем степень просачивания зависит от точности изготовления и состояния указанных деталей насоса;
    • запоздания открытия и закрытия клапанов;
    • наличия воздуха в жидкости.

    Величина объемного КПД характеризует степень герметичности насоса, и определяется по формуле:

    • где: Q – количество жидкости выходящей из насоса;
    • Qу – утечки жидкости в насосе;
    • Q + Qу – количество жидкости входящей в насос.

    Гидравлический КПД

    Гидравлический КПД – это потери напора в насосе на трение и местные сопротивления. Результатом гидравлических потерь является уменьшение напора.

    Значение гидравлического КПД показывает меру расхода энергии в насосе на преодоление сопротивления движения жидкости, и определяется по формуле:

    • где: Н – действительный (развиваемый) напор насоса;
    • ΔН – потери напора на преодоление сопротивлений внутри насоса;
    • Н + ΔН – теоретический напор насоса.

    Механический КПД

    Механический КПД – это потери мощности на трение в подшипниках, уплотнениях вала и т.п. Значение механического КПД характеризует качество изготовления и рациональность конструкции подшипников, сальников (манжет) и других узлов, где происходит трение деталей.

    Механический КПД определяют по формуле:

    • где: N – мощность на рабочем колесе насоса;
    • ΔN – потери мощности на трение в подшипниках и сальниках насоса;
    • N + ΔN – мощность на валу насоса.

    Полный КПД насоса учитывает все потери, которые возникают в нем при перекачивании жидкости. Он представляет собой произведение трех частных коэффициентов и характеризует отношение полезной мощности Nе к потребляемой N:

    Классификация центробежных пожарных насосов

    Классификация:

    • – нормального давления
    • – высокого давления
    • – комбинированного давления

    Насосы центробежные пожарные нормального давления

    В настоящее время в нашей стране широкое распространение на пожарных автомобилях имеют пожарные насосы нормального давления, обеспечивающие подачу 40 л/с с напором 1,0 М Па (100 м. вод. ст.).

    АО «Ливенский машиностроительный завод» уже много лет серийно выпускает унифицированный для большинства пожарных автомобилей центробежный одноступенчатый консольный пожарный насос ПН-40УВ (рис. 4), предназначенный для подачи воды или водных растворов. Аналогичную конструкцию имеет насос НПЦ-40/100, выпускаемый ФГУП «Варгашинский завод противопожарного и специального оборудования».

    Пожарный насос ПН-40УВ (НПЦ-40/100) в сборе состоит из насоса, коллектора 1 (рис. 5), пеносмесителя 2 и трех напорных задвижек 13.

    Рис. 5. Пожарный насос ПН-40УВ с коллектором и пеносмесителем.

    1 – коллектор; 2 – пеносмеситель ПС-5; 3 – корпус насоса; 4 – крышка насоса; 5 – вал; 6 – рабочее колесо; 7 – подшипники; 8 – червяк привода тахометра; 9 – комплект уплотнительных манжет (сальниковый стакан); 10 – муфта-фланец; 11 – шланг от колпачковой масленки; 12 – сливной краник; 13 – напорная задвижка.

    Собственно насос состоит из следующих основных частей: корпуса 3, крышки 4, вала 5, рабочего колеса 6, подшипников 7, уплотнительного стакана с комплектом манжет 9 (сальниковый стакан), червячного привода тахометра 8, муфты-фланца 10. Муфта-фланец соединяется с карданным валом привода насоса.

    Корпус насоса и его крышка изготовлены из алюминиевого сплава. Рабочее колесо закреплено на валу с помощью конического соединения и шпонки, а в осевом направлении удерживается гайкой. Рабочее колесо ПН-40УВ, наружный диаметр которого 289 мм, имеет семь лопаток и семь разгрузочных (перепускных) отверстий. Щелевые уплотнения между рабочим колесом и корпусом насоса выполнены в виде уплотнительных колец из серого чугуна.

    Для эффективной работы насоса важно разделение напорной и всасывающей полостей насоса. Чем больше зазоры между рабочим колесом и корпусом, тем большее количество жидкости будет циркулировать в насосе. Это приведет к уменьшению подачи воды насосом и снижению его коэффициента полезного действия, поэтому в насосе устанавливаются щелевые уплотнения с очень малыми зазорами. Так, номинальный зазор между уплотнительными кольцами корпуса и рабочего колеса насоса 0,13 мм, а допустимый – 0,8 мм.

    Вал насоса изготовлен из закаленной легированной стали, и установлен на двух шарикоподшипниках. Направление вращения вала по часовой стрелке, если смотреть со стороны привода насоса. Уплотнение вала насоса достигается применением трех каркасных резиновых манжет 1.1-45×65-1, расположенных в съемном стакане (рис. 6), причем две манжеты работают на давление, а одна (первая от рабочего колеса) на разряжение, т.е. манжеты располагаются таким образом, что препятствуют утечке воды из насоса и подсосу воздуха в него. С целью повышения надежности манжет на корпусе насоса установлена колпачковая масленка, с помощью которой через шланг производится подпрессовка солидола Ж ГОСТ 1033-79 в съемный стакан.

    Рис. 6. Съемный стакан с комплектом уплотнительных манжет.

    • 1 – манжета 1.1-45×65-1;
    • 2 – маслораспределительное кольцо;
    • 3 – стакан;
    • 4 – упорное кольцо;
    • 5 – стопорное кольцо;
    • 6 – резиновое кольцо.

    Для распределения смазки в съёмном стакане предусмотрено маслораспределительное кольцо 2 (рис. 6), которое соединено каналами со шлангом колпачковой масленкой и дренажным отверстием. Обильная утечка воды из этого отверстия при работе насоса указывает на износ уплотнительных манжет. Для смазки подшипников и червячной пары привода тахометра полость в корпусе насоса между уплотнительным стаканом и манжетой муфты фланца, служащая масляной ванной, заполняется трансмиссионным маслом ТАп-15В ГОСТ 23652-79 в количестве 0,5 л. Масло заливают через специальное отверстие в масляной ванне, закрываемое пробкой со щупом. Уровень масла должен быть между верхней и нижней метками на щупе. Удаление масла из масляной ванны производится через сливное отверстие с пробкой в нижней части корпуса масляной ванны.

    Рабочее колесо насоса в корпусе закрывается крышкой, к которой крепится всасывающий патрубок. В крышке предусмотрено отверстие с резьбой для установки мановакуумметра и специальный прилив для присоединения диффузора пеносмесителя. Воду из насоса сливают путем открытия крана, расположенного в нижней части корпуса насоса.

    Улиткообразный отвод корпуса насоса выполнен в виде диффузора и заканчивается фланцем, к которому крепится коллектор (рис. 7). Коллектор предназначен для распределения воды, подаваемой насосом, и, в какой-то мере, выполняет роль направляющего аппарата. К фланцам торцевых поверхностей коллектора крепятся две напорные задвижки и пробковый кран пеносмесителя.

    Рис. 7. Коллектор пожарного насоса ПН-40УВ.

    1 – напорная задвижка; 2 – корпус; 3 – отверстие для монтажа манометра.

    Внутри коллектора смонтирована напорная задвижка 1 для подачи воды от насоса в цистерну пожарного автомобиля или в лафетный ствол. На корпусе 2 коллектора предусмотрены отверстия для подсоединения вакуумного клапана, трубопровода к змеевику системы дополнительного охлаждения двигателя и отверстие 3 с резьбой для установки манометра. Напорные задвижки насоса (рис. 8) снабжены шарнирными клапанами 1, удерживаемыми в закрытом положении с помощью шпинделя 4 с резьбой.

    Рис. 8. Напорная задвижка коллектора насоса.

    1 – клапан; 2 – корпус; 3 – втулка; 4 – шпиндель; 5 – уплотнение; 6 – гайка; 7 – маховик.

    Проходное отверстие закрывается клапаном под действием его собственной массы или под давлением жидкости извне, а открывается напором воды из пожарного насоса; при этом шпиндель ограничивает ход клапана.

    Применение данной конструкции позволяет при подаче воды на высоты использовать шарнирный клапан в качестве обратного и обезопасить основные элементы насоса от возможного гидравлического удара.

    Сравнительные технические характеристики пожарных насосов ПН-40УВ и НПЦ-40/100 представлены в табл. 1.

    Таблица 1

    Технические характеристики пожарных насосов нормального давления ПН 40УВ и НПЦ 40 100

    Наименование показателей Значение показателей
    НПЦ-40/100
    Подача насоса в номинальном режиме, л/с (м 3 /с) 40 (0,04) 40 (0,04)
    Напор насоса в номинальном режиме, м.вод.ст. 100 100
    Мощность в номинальном режиме, кВт (л.с.) 62,2 (84,6) 65,3 (88,9)
    Номинальная частота вращения вала, об/мин 2700 2700
    Коэффициент полезного действия насоса, %, не менее 63 60
    Допускаемый кавитационный запас, м, не более 3 3
    Максимальное рабочее давление на входе в насос, кгс/см 2 , не более 6 6
    Максимальное рабочее давление на выходе из насоса, кгс/см 2 , не более 15 15
    Наибольшая геометрическая высота всасывания, м 7,5 7,5
    Подача насоса при наибольшей геометрической высоте всасывания, л/с, не менее 20 20
    Габаритные размеры, мм, не более (длина-ширина-высота) 700-900-650 700-900-700
    Масса (сухая), кг 65 65
    Максимальный размер твердых частиц в рабочей жидкости, мм 6 3
    Установочные и присоединительные размеры обоих насосов одинаковые, что позволяет беспрепятственно производить замену одного насоса на другой.

    Примечание.

    • Пожарные насосы ПН-40УВ установлены на АЦ-3,2-40(433124), АЦ-40(130)63Б, АЦ-40(131)137А, АЦ-2,5-40(433362)ПМ590.
    • Пожарные насосы НПЦ-40/100 установлены на АНР-40-1500(433112)35ВР и АЦ-5,0-40(43253)22ВР.

    Пожарный насос НЦПН-40/100 В1Т производства ООО «Пожгидравлика»

    Рис. 9.

    ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ И ОСОБЕННОСТИ:

    • Общая конфигурация и габаритно-присоединительные размеры насоса НЦПН-40/100В1Т полностью соответствуют насосу старой конструкции, что позволяет применять его в пожарных автоцистернах старой конструкции.
    • Путем особого профилирования рабочих органов насоса (рабочего колеса и «улитки») получены существенные запасы по напорно-энергетическим показателям .
    • Имеется возможность дополнительного форсирования режимов. В частности, на частоте вращения 2800 об/мин. напор 100 м обеспечивается при подачах до 60 л/с и высокий КПД (в 1,2 раза выше, чем у насоса старой конструкции), что дает экономию ГСМ (примерно 2 литра за 1 час работы).
    • Уплотнение вала насоса (сальник) выполнено на основе специальных графитосодержащих материалов, которые обеспечивают большой ресурс работы при малом трении, сохраняют работоспособность в условиях мощных механических и температурных воздействий и не требуют обслуживания при работе за все время эксплуатации насоса.
    • Дозатор ПО усовершенствованной конструкции обеспечивает возможность плавной (бесступенчатой) регулировки уровня дозирования в пределах от 0 до 10 %. Управление дозатором осуществляется рукояткой со встроенным редуктором, за счет чего обеспечиваются малые усилия при управлении.
    • Наличие автономного электропривода вакуумного насоса обеспечивает удобство работы и позволяет производить проверку насоса и коммуникаций на «сухой вакуум» без запуска двигателя автомобиля. Отключение вакуумного насоса по окончании процесса водозаполнения осуществляется автоматически (дополнительно предусмотрен ручной режим управления).

    Рис. 13. Внешний вид насоса НЦПК-40/100-4/400.

    Насос НЦПК-40/100-4/400 предназначен для подачи воды и водных растворов пенообразователей температурой до 30 0С, плотностью до 1010 кг/м3 и массовой концентрацией твёрдых частиц до 0,5 % при их максимальном размере 3 мм.

    Насос устанавливается в закрытых отсеках пожарных автомобилей, в которых во время работы обеспечивается положительная температура воздуха, и обеспечивает подачу воды (водных растворов пенообразователя) от цистерны пожарного автомобиля, пожарного гидранта водопроводной сети или открытого водоисточника в трех режимах:

    • подача огнетушащей жидкости насосом нормального давления при отключённом насосе высокого давления;
    • подача огнетушащей жидкости насосом высокого давления на один или два высоконапорных ствола-распылителя (СРВД 2/300) при нулевой подаче насоса нормального давления;
    • одновременная подача огнетушащей жидкости насосами нормального и высокого давления.

    Пожарный насос НЦПК-40/100-4/400 (рис. 14) представляет собой агрегат, состоящий из ступени (насоса) нормального давления 14, ступени (насоса) высокого давления 17 с приводным редуктором и механизмом включения, напорного коллектора нормального давления 2, напорного коллектора высокого давления 22, полуавтоматической вакуумной системы водозаполнения (см. выше), пеносмесителя 6 и контрольно-измерительных приборов.

    Рис. 14. Насос центробежный пожарный комбинированный НЦПК-40/100-4/400.

    1 – напорный вентиль нормального давления; 2 – коллектор нормального давления; 3 – панель управления; 4 – рукоятка включения эжектора пеносмесителя; 5 – указатель тахометра; 6 – пеносмеситель; 7 – рукоятка дозатора пеносмесителя; 8 – счетчик моточасов; 9 – дозатор пеносмесителя; 10 – напорный вентиль подачи воды в цистерну; 11 – патрубок подвода пенообразователя; 12 – манометр нормального давления; 13 – рукоятка включения привода высокого давления; 14 – ступень нормального давления; 15 – сливной кран ступени нормального давления; 16 – рукоятка управления сливными кранами ступени высокого давления; 17 – ступень высокого давления; 18 – манометр высокого давления; 19 – мановакууметр; 20 – проушина для переноски насоса; 21 – клапан перепускной; 22 – коллектор высокого давления; 23 – кран высокого давления; 24 – патрубок всасывающий; 25 – вакуумный кран; 26 – заглушка выхода на лафетный ствол; 27 – механизм управления сливными кранами ступени высокого давления; 28 – сливные краны ступени высокого давления; 29 – первичный преобразователь тахометра; 30 – фильтр.

    Ступень нормального давления (рис. 15) представляет собой центробежный одно-ступенчатый насос консольного типа с осевым подводом, выполненным в крышке 12, и спиральным отводом, выполненным в корпусе 18.

    Рис. 15. Ступень нормального давления насоса НЦПК-40/100-4/400.

    1 – полумуфта; 2, 10, 11, 21 – кольца уплотнительные; 3 – подшипник 307 ГОСТ 8338; 4 – прокладки регулировочные; 5 – муфта фрикционная; 6 – гайка регулировочная; 7 – болт стопорный; 8 – вилка; 9 – подшипник 309 ГОСТ 8338; 12 – крышка насоса; 13 – рабочее колесо; 14 – сливной кран; 15 – блок уплотнительный; 16 – сливная пробка; 17 – втулка нажимная; 18 – корпус насоса; 19 – кольцо упорное; 20 – кольцо прижимное; 22 – червяк; 23 – корпус задней опоры; 24 – манжета 2-55х80-3 ГОСТ 8752.

    По своему устройству ступень нормального давления напоминает пожарный насос ПН-40УВ (НПЦ-40/100). Принципиальным отличием является установка на валу ступени нормального давления фрикционной муфты 5 привода ступени высокого давления. В крышке 12 ступени нормального давления установлена защитная сетка для предотвращения попадания в насос посторонних предметов. Уплотнение рабочего колеса 13 щелевого типа (как и на насосах и НПЦ-40/100); уплотнение вала – торцевого типа. Торцевое уплотнение состоит из двух уплотнительных колец, одно из которых вращается вместе с рабочим колесом, а второе неподвижно и установлено в уплотнительном блоке (рис. 16). Уплотнение обеспечивается за счёт плотного прилегания рабочих поверхностей уплотнительных колец друг к другу и сжатия их между собой набором пружин 8. Уплотнительные кольца выполнены из силицированного графита, обладающего высокой износостойкостью и низким коэффициентом трения в воде. В то же время, графит является достаточно хрупким, поэтому уплотнительные кольца вклеены в металлические обоймы. Работа насоса без воды приводит к сильному нагреву узла, что влечёт за собой нарушение прочности клеевого соединения и растрескивание или даже полное разрушение колец.

    Ступени нормального и высокого давления включены последовательно: вода с выхода (из напорного коллектора) ступени нормального давления через фильтр 30 поступает на вход (всасывающий патрубок) ступени высокого давления.

    Ступень высокого давления (рис. 18) представляет собой центробежный двухступенчатый насос консольного типа со встречно расположенными рабочими колёсами 15, 17 и отводящими устройствами лопаточного типа (направляющими аппаратами) 14 и 16.

    Уплотнение рабочих колёс и межступенное уплотнение – щелевого типа, концевое уплотнение вала – торцевого типа, конструкция которого аналогична уплотнительному блоку (рис. 16) ступени нормального давления.

    Ввиду высокой частоты вращения вала ступени высокого давления (до 6300 об/мин.) подшипники и вал-шестерня могут сильно нагреваться. Для охлаждения задней опоры вала через корпус 3 подшипника (рис. 17) пропускается вода, которая через штуцеры 29 поступает по трубопроводу с выхода ступени нормального давления и сбрасывается затем на вход той же ступени. Охлаждение вала-шестерни также обеспечивается водой, которая прокачивается через полый вал за счёт разности давлений между выходом и входом первой ступени насоса высокого давления.

    1 – подшипник 308 ГОСТ 8338; 2, 8, 18, 24, 26 – кольца уплотнительные; 3 – корпус подшипника; 4 – вал-шестерня; 5 – корпус насоса; 6 – шайба упорная; 7 – винт фиксирующий; 9 – шайба; 10 – гайка корончатая; 11 – шплинт; 12 – втулка; 13 – корпус насоса; 14 – направляющий аппарат; 15 – рабочее колесо с лопатками, закрученными направо; 16 – направляющий аппарат; 17 – рабочее колесо с лопатками, закрученными налево; 19 – блок уплотнительный; 20 – кольцо регулировочное; 21 – колесо зубчатое (промежуточная шестерня); 22 – подшипник 304 ГОСТ 8338; 23 – ось; 25 – прокладка регулировочная; 27, 28 – крышки; 29 – штуцеры системы охлаждения; 30, 31 – краны сливные.

    К выходному патрубку ступени высокого давления присоединён напорный коллектор 22 (рис. 14), на котором установлен один запорный кран 23 шарового типа и перепускной клапан 21. Штуцер 1 (рис. 19) перепускного клапана при монтаже насоса соединяется с цистерной пожарного автомобиля.

    Рис. 19. Клапан перепускной.

    1 – штуцер; 2 – кольцо уплотнительное; 3 – прокладки регулировочные; 4 – пружина; 5 – клапан; 6 – прокладка уплотнительная; 7 – втулка.

    Перепускной клапан обеспечивает обмен воды в насосе за счёт частичного перетока воды в цистерну пожарного автомобиля, предотвращая тем самым перегрев насоса при нулевой подаче ступени высокого давления (при закрытом запорном кране или стволе-распылителе). Усилие пружины 4 обеспечивает открытие клапана при давлении свыше 2 МПа (20 кгс/см2). Поэтому при работе только ступени нормального давления клапан закрыт, а открывается только после включения ступени высокого давления.

    К напорному коллектору высокого давления присоединён патрубок для соединения с напорной линией высокого давления. Патрубок имеет отвод с обратным клапаном для продувки пожарного насоса и напорной линии высокого давления сжатым воздухом.

    Механизм включения ступени высокого давления состоит из фрикционной муфты 5 (рис. 15) и механизма включения фрикционной муфты, показанного на рис. 20 в положении «Отключено» (рукоятка 1 – в верхнем положении). При переводе рукоятки 1 в нижнее положение «Включено» вилкой 8 (рис. 15) происходит перемещение втулки 17 влево.

    Рис. 21. Пеносмеситель насоса НЦПК-40/100-4/400.

    1 – кран эжектора; 2 – дозатор; 3 – патрубок подвода пенообразователя; 4 – клапан обратный (лепестковый); 5 – заслонка регулирующая; 6, 9, 10, 17, 18, 20 – кольца уплотнительные; 7 – патрубок; 8 – диффузор; 11 – корпус пеносмесителя; 12 – сопло; 13 – корпус крана эжектора; 14 –пробка; 15 – винт ограничительный; 16 – крышка; 19 – диск; 21 – втулка опорная; 22 – штифт; 23 – зубчатый сектор; 24 – зубчатое колесо; 25 – упор.

    Для контроля параметров работы насоса на нём установлены мановакуумметр 19 (рис. 14) на входе в насос и два манометра 12 и 18 для контроля давления на выходе, соответственно, ступеней нормального и высокого давления. Измерение частоты вращения приводного вала насоса осуществляет тахометр магнитоиндукционного типа. Тахометр состоит из первичного преобразователя 29 (рис. 14) и указателя (измеритель-ного прибора) 5, соединённых между собой электрическим кабелем. Первичный преобразователь закреплён на корпусе задней опоры вала ступени нормального давления и приводится во вращение от червяка 22 (рис. 15).

    Пожарный насос НЦПК-40/100-4/400 оборудуется автономной вакуумной системой водозаполнения АВС-01Э или АВС-02Э (см. выше).

    Таблица 2

    Техническая характеристика пожарного насоса НЦПК-40/100-4/400

    Наименование параметра Значение
    Параметры ступени нормального давления:
    2700 об/мин
    Номинальная подача 40 л/с
    Номинальный напор на выходе ступени нормального давления 100 м.вод.ст.
    Номинальная потребляемая мощность в режиме ступени нормального давления не более 60 кВт (82 л.с.)
    Максимальное давление на входе насоса 6 кгс/см 2
    Максимальное давление на выходе из насоса 15 кгс/см 2
    Параметры ступени высокого давления (при последовательной работе двух ступеней):
    Номинальная частота вращения приводного вала насоса 2700 об/мин
    Номинальная подача 4 л/с
    Номинальный напор на выходе ступени высокого давления 400 м.вод.ст.
    Номинальная потребляемая мощность в режиме ступени высокого давления не более 55 кВт (75 л.с.)
    Параметры насоса при совместной работе двух ступеней:
    Номинальная подача ступени нормального давления 15 л/с
    Номинальная подача ступени высокого давления 2 л/с
    Напор в номинальном режиме ступени нормального давления 100 м.вод.ст.
    Напор в номинальном режиме ступени высокого давления 400 м.вод.ст.
    Мощность (общая) в номинальном режиме не более 58 кВт (80 л.с.)
    Наибольшая геометрическая высота всасывания 7,5 метров
    Подача насоса при наибольшей геометрической высоте всасывания и номинальном напоре 20 л/с
    Уровень дозирования пенообразователя 6,0 ± 1,2 и 3,0 ± 0,6 %
    Наибольшее число одновременно работающих стволов типа ГПС-600 или «Пурга-5» 5 шт.
    Габаритные размеры вакуумного агрегата 750×750×800 мм
    Общая масса (сухая) не более 150 кг

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

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

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

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

    Допускается использование пожарных насосов автономно в качестве самостоятельных машин, а также они могут быть интегрированы в насосные станции (ПНС) с гидравлической аппаратурой регулирования и контроля. ПНС чаще всего используются на крупных промышленных объектах (угледобывающих шахтах, масштабных индустриальных сооружениях и пр.). Критичным для пожаротушения является показатель давления в водопроводной сети.

    Виды пожарных насосов

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

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

    Динамические насосы работают по иному принципу: жидкая среда всасывается внутрь за счет сил инерции. К данному типу относятся центробежные, водоструйные, вихревые, диагональные и осевые насосы. Принципиальное отличие от объемных насосов заключается в возможности перекачивать очень загрязненную воду. Преимущества пожарной мотопомпы данного типа выражаются в непрерывности процесса забора жидкости, малошумности и высоком КПД.

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

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

    Плавающий пожарный насос предназначен для забора воды из водоемов

    Все пожарные мотопомпы обладают специфическими свойствами:

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

    Объемный пожарный насос

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

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

    Поршневый пожарный насос двойного действия ПН-40УВ

    Струйный пожарный насос

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

    Струйный агрегат работает по следующему принципу:

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

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


    Схема внутреннего строения струйных пожарных насосов с интенсифицирующей камерой

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

    Центробежный пожарный насос

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

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

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


    Центробежный пожарный насос является наиболее надежным из всех видов ПН

    Преимуществами являются их высокая надежность, производительность, а также возможность оснащения дополнительными приспособлениями (пеносмесителями) для повышения эффективности (очага возгорания). Современные центробежные насосы, кроме номинальных модификаций, выпускаются с автоматическими системами управления, а также с дублирующим ручным приводом для регулирования забора воды, дозирования подачи пенообразователя. Дополнительно устанавливаются счетчики продолжительности работы.

    Порядок работы с пожарными насосами

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

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

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

    Поддерживать работоспособность оборудования позволяют ежедневные проверки:

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

    Неисправности пожарных насосов и способы их устранения

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

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

    Наиболее распространенными дефектами работы оборудования для пожаротушения являются:

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

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

    На чтение 7 мин.

    Название насоса само говорит о предназначении. Такие агрегаты являются основным элементом систем пожаротушения любых сооружений. Пожарными насосами оснащаются все виды современной техники, которую применяют для тушения пожаров: насосные станции, автомобили, трактора, мотопомпы, суда и прочие устройства.

    Первые помпы для тушения пожаров стали применять в 19 веке. Ручной пожарный насос имел поршневой механизм возвратно-поступательного действия, который устанавливался на конную подводу. Современные пожарные насосы конструктивно отличаются и, в зависимости от того, где они устанавливаются, используют тот или иной тип оборудования.

    Пожарные центробежные насосы

    1. Вакуумный насос АВС 02 Э способен работать автономно без привода пожарного насоса.
    2. Проверка на герметичность проводится без пуска двигателя, что упрощает проверки, экономит топливо и увеличивает ресурс двигателя. Вакуумирование насосной установки при проверке длится не более 7 секунд.
    3. Имеет высокую производительность. Водозаполнение происходит даже при не 100%-ой герметичности всасывающих рукавов и насосной установки с высоты всасывания 7,5 м за 20-35 секунд.
    4. Аппарат легко устанавливается в любом пожарном автомобиле без привлечения сторонних специалистов.
    5. АВС 02 Э прост в управлении (одной кнопкой) и обслуживании. 1раз в месяц следует проверить/долить масло.
    6. АВС 02 Э рассчитан на присоединение не только к агрегатам типа ПН 40У, но и с обычными вакуумными затворами.
    7. Аппарат обладает повышенной надежностью и устойчивостью к всевозможным нестандартным ситуациям в работе.

    Логическим продолжением идей, лежащих в линейке агрегатов ПН 40, являются помпы марки НЦПН 40 100. В сравнении с предшественниками агрегаты имеют некоторые преимущества:

    • лучшие гидравлические показатели: запас по напору, подача с высоты всасывания 3,5 м до 50 м/с, от гидрантов до 60 м;
    • увеличенный КПД обеспечивает экономию топлива и снижает нагрузки на двигатель;
    • применен более мощный пеносмеситель, позволяющий пенным установкам работать с производительностью до 50 л/с;
    • модернизированный дозатор за счет точной, плавной регулировки экономит пенообразователь;
    • обладает вакуумной системой АВС;
    • сальник уплотнительный новой конструкции износоустойчив, не требует текущего обслуживания.

    Погружные пожарные насосы

    Помпы этого вида применяют в системах пожаротушения:

    • в качестве резервных и основных агрегатов в системах гидратного и спринклерного пожаротушения;
    • для забора воды из открытого водоема (река, озеро) или из резервуара путем погружения помпы;

    Многие модели современных пожарных насосов этого вида способны работать с морской водой.

    Насосы повысители для пожарного водопровода

    Для обеспечения водоснабжения и систем пожарного водопровода высотных зданий, а также при недостаточном давлении в централизованной сети применяют насосы повысители. Как повысители используются одноступенчатые или .

    Такие одноступенчатые помпы рассчитаны на производительность 6 – 200 м3/час и выдают напор 14- 98 м. Многоступенчатые конструкции, в зависимости от количества секций, рассчитаны на производительность 34 – 290 м3/час при величине напора до 600 м.

    Пожарная насосная станция

    Тушение пожаров водой является традиционным и эффективным. До 90% возгораний тушатся водой. Насосные пожарные станции применяются в системах спринклерного и гидратного водяного пожаротушения. Стандартная станция пожаротушения представляет собой установку, состоящую из:


    • группы центробежных насосов смонтированных на опоре;
    • комплекта запорной арматуры;
    • всасывающего и напорного коллекторов;
    • КИП (контрольно измерительных приборов);
    • шкафа управления (ШУ).

    На рынке пожарного оборудования в пределах стран СНГ пользуются спросом насосные станции Иртыш, выпускаемые в России. Насосы для пожаротушения Иртыш серии ЦНК способны работать с морской водой. Электрические шкафы управления насосными станциями серии Иртыш имеют компактные размеры и оснащены надежными контрольно измерительными приборами и автоматикой. Источником воды для станций могут быть открытые водоемы, пожарные емкости и водопроводы различного назначения.

    Водопенные коммуникации

    Пожарные автоцистерны составляют 90% парка пожарных автомобилей. Для более эффективной борьбы с огнем посредством пены автоцистерны оборудуются баком для пенообразователя.

    Водопенные коммуникации – это стационарные и переносные технические средства для подачи воздушно-механической пены, выработка которой менее затратна и трудоемка, чем выработка химической пены. Воздушно-механическая пена вырабатывается механическим смешиванием воды, воздуха и пенообразователя в специальных воздушно-пенных стволах. Дозирование пеннобразователя происходит в смесителях.

    Так как водопенные коммуникации более компактны, а хранение пенообразователя и его доставка к смесителям и воздушно-пенным стволам удобнее, чем пеногенераторных порошков, большее распространение получила воздушно-механическая пена.

    В систему водопенной коммуникации при тушении пожаров в замкнутых пространствах включен генератор обильной пены вентиляторного типа. Генератор состоит из осевого вентилятора, распределителя, корпуса с сеткой, которые формируют пену. Привод генератора работает от двигателя шасси через КОМ.

    За рубежом водопенные коммуникации автомобилей для пенного тушения пожаров выполняются в виде переносных генераторов высокократной пены. Привод у них производится водяной турбиной под напором, который создает пожарный насос.

    Проверочные испытания пожарных насосов

    Помпы пожарных автомобилей, мотопомпы, судовые пожарные насосы проходят проверочные испытания на работоспособность не реже чем один раз в год. Обычно их проводят при плановом ТО после прохождения 5000 км. Выработку ресурса осуществляют посредством тахометра ТС 1.

    В ходе испытаний проверяются:

    • исправность системы смазки насосных уплотнителей насосов;
    • отсутствие течи в местах соединений и органах управления;
    • частота вращения вала должна соответствовать номинальным показателям;
    • подпор и напор помпы;
    • герметичность под гидравлическим давлением;
    • работоспособность вакуумной системы.

    При обнаружении неполадок во время проведения проверочных испытаний насос немедленно выключается. Последующие испытания проводят только после устранения неисправностей.

    Определение и классификация насосов.

    Насосы – это машины, преобразующие подводящую энергию в механическую энергию перекачиваемой жидкости или газа. В пожарной технике применяют насосы различного вида. Наибольшее применение находят механические насосы, в которых механическая энергия твердого тела, жидкости или газа преобразуются в механическую энергию жидкости. По принципу действия насосы классифицируются в зависимости от природы преобладающих сил, под действием которых происходит перемещение перекачиваемой среды в насосе. Таких сил бывает три: массовая сила (инерция), жидкостное трение (вязкость) и сила поверхностного давления. Насосы, в которых преобладает действие массовых сил и жидкостное трение (или то и другое), объединены в группу динамических насосов, а насосы, в которых преобладают силы поверхностного давления, составляют группу объемных насосов.

    Общая классификация насосов.

    Механические насосы

    1. Объемные:
    1.1. Поршневые
    1.2. Шестеренные
    1.3. Пластинчатые (шиберные)
    1.4. Водокольцевые

    2. Динамические:
    2.1. Смешанные:
    2.1.1. Струйные:
    2.1.1.1. Газоструйные
    2.1.1.2. Водоструйные
    2.1.2. Тангенциально-дисковые:
    2.1.2.1. Вихревые
    2.2. Жидкостного трения
    2.3. Инерционные
    2.3.1. Клапанно-вибрационные
    2.3.2. Лопастные:
    2.3.2.1. Осевые
    2.3.2.2. Центробежно-осевые
    2.3.2.3. Центробежные.

    Общее устройство центробежных насосов.

    Основные элементы центробежного насоса: рабочие органы, корпус, опоры вала, уплотнение.

    Рабочие органы – это рабочие колесо, подводы и отводы.

    Рабочие колесо насоса нормального давления выполнено из двух дисков – ведущего и покрывающего. Между дисками расположены лопасти, загнутые в сторону, противоположную направлению вращения колеса. При работе насосов на рабочее колесо действует гидронамическая осевая сила, которая направлена по оси в сторону всасывающего патрубка и стремиться сместить колесо по оси, поэтому важным элементом в насосе является крепление рабочего колеса.

    Осевая сила возникает за счет разности давлений на рабочее колесо, так как со стороны всасывающего патрубка на него действует меньшая сила давления, чем справа. Для уменьшения осевых сил, действующих на рабочее колесо насоса, в ведущем диске высверлены отверстия, через которые жидкость перетекает из правой части в левую. При этом величина утечек равна 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. 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.

    Проверка водоподачи насоса по упрощенной схеме после ТО-2. Нвс.= 1-3,5 м
    п = 2650 - 2750 об/мин
    д/б = 8,3 - 8,5 кг/м2

    Назначение и общее устройство газоструйного вакуумного аппарата.

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

    Общее устройство:

    Струйный вакуум-насос состоит из чугунного (СЧ 15-32) диффузора и стального (Х6СМ) сопла. Кроме фланца для крепления к распределительной камере на вакуум-насосе имеется фланец для присоединения трубопровода, который соединяет вакуумную камеру струйного насоса с полостью пожарного насоса через вакуумный клапан (кран). Газовая сирена состоит из распределителя выхлопных газов и резонатора, собранного из шести трубок различной длины.

    При включении газоструйного вакуумного аппарата рычагом в насосном отсеке заслонка перекрывает выходное отверстие в распределительной коробке. Выхлопные газы проходят через сопло и создается разряжение в вакуумной камере, соединительном трубопроводе и в полости насоса при включенном вакуум-клапане насоса (рукоятка вакуум-клапана в положении «на себя»). Происходит подъем воды из водоема в насос. Время всасывания воды вакуумным аппаратом с высоты 7 метров – 35 … 40 секунд.

    Забор воды из водоисточника.

    1. Поставить машину на водоисточник так, чтобы всасывающая линия была по возможности на 1 рукав, изгиб рукава был плавно направлен вниз и начинался непосредственно за всасывающим патрубком.

    2. Для включения насоса при работающем двигателе необходимо, выжав сцепление, включить коробку отбора мощности в кабине водителя, а затем выключить сцепление рукояткой в насосном отсеке.

    3. Погрузить всасывающую сетку в воду на глубину не менее 60 см, проследить, чтобы всасывающая сетка не касалась дна водоема.

    4. Проверить перед забором воды закрытие всех задвижек и кранов на насосе и водопенных коммуникациях. 5

    Забрать воду из водоема включением вакуумной системы, для чего выполнить следующие работы:
    5.1. Включить подсветку, повернуть на себя рукоятку вакуумного клапана;
    5.2. Включить газоструйный вакуумный аппарат;
    5.3. Увеличить частоту вращения рычагом «Газ»;
    5.4. При появлении воды в смотровом глазке вакуумного клапана закрыть его поворотом рукоятки;
    5.5. Снизить рычагом «Газ» частоту вращения до холостого хода;
    5.6. Плавно включить сцепление рычагом в насосном отсеке;
    5.7. Выключить вакуумный аппарат;
    5.8. Довести рычагом «Газ» напор на насосе (по манометру) до 30 м;
    5.9. Плавно открыть напорные задвижки, рычагом «Газ» установить необходимое давление на насосе;
    5.10. Следить за показаниями приборов и возможными неисправностями;

    6. При работе от пожарных водоемов особое внимание уделить контролю за уровнем воды в водоеме и положению всасывающей сетки;

    7. Через каждый час работы насоса смазать сальники поворотом крышки масленки на2 … 3 оборота;

    8. После подачи пены с использованием пеносмесителя промыть насос и коммуникации водой от цистерны или водоисточника;

    9. Заправлять водой цистерну после пожара от используемого водоисточника рекомендуется только в том случае, если есть уверенность, что вода не имеет примесей;

    После работы слить воду из насоса, закрыть задвижки, установить заглушки на патрубки.

    Особенности использования пожарных насосов зимой.

    При использовании насосов зимой необходимо предусмотреть меры против замерзания воды в насосе и в напорных пожарных рукавах;
    При температуре ниже 0 С включить систему отопления насосного отсека и выключить дополнительную систему охлаждения двигателя;
    При кратковременном прекращении подачи воды не выключать привод насоса, держать малые обороты на насосе;
    При работе насоса закрыть дверцу насосного отсека и следить за контрольными приборами через окно;
    Для предотвращения замерзания воды в рукавах не перекрывать полностью стволы;
    Разбирать рукавные линии от ствола к насосу, не прекращая подачу воды (в малом количестве);
    При длительной остановке насоса слить из него воду;
    Перед использованием насоса зимой после длительной стоянки провернуть заводной рукояткой вал двигателя и трансмиссию на насос, убедившись в том, что рабочее колесо не примерзло;
    Замерзшую в насосе, в соединениях рукавных линий воду отогревать горячей водой, паром (от специальной техники) или выхлопными газами от двигателя.

    Применение и общее устройство пеносмесителя (типа ПС-5)
    .

    Пеносмеситель ПС-5 находит наибольшее применение на пожарных насосах ПН-40 и относится к предвключенным пеносмесителям. Максимальная подача пенообразователя 1,8 л/с.

    Пеносмеситель ПС-5 состоит из:
    двух корпусов, дозатора, сопла, пробки крана, шкалы, стрелки, маховика, обратного клапана, крышки клапана и ручки.

    Пробка крана и дозатора уплотнены кольцами. Пеносмеситель присоединен корпусом крана к напорному коллектору, а корпусом – к крышке насоса посредством стакана и хомута.

    Во время работы насоса с пеносмесителем напор на насосе должен быть 0,7 … 0,8 Мпа (7 … 8 кгс/см2) (в зависимости от длины и диаметра рукавных линий), подбор во всасывающей полости насоса – не более 0,25 Мпа (2,5 кгс/см2).

    При эксплуатации пеносмесителя необходимо следить за его герметичностью, состоянием прокладок и резиновых колец, своевременно подтягивать крепежные детали. По окончании работы пеносмеситель необходимо промыть водой.

    Проверка насоса на сухой вакуум

    Для проверки насоса на сухой вакуум необходимо закрыть все краны и задвижки на насосе,включить двигатель и создать разрежение в насосе при помощи вакуумной системы -0,75 -0,8 кгс/см. кв (560-630 мм.рт.ст.) за 15 сек. Падение разрежения в насосе должно быть не более 0,13 кгс/см за 2.5 мин (визуально стрелка манометра остаётся на месте). Если насос не выдерживает испытания на вакуум,необходимо произвести опрессовку насоса водой под давлением не более 6 кгс/см.кв. Перед опрессовкой места соединений целесообразно смочить мыльным раствором.

    Для измерения разрежения в насосе необходимо использоватьприставной вакуумметр с соединительной головкой или резьбой для установки на всасывающий патрубок насоса или вакуумметр,установленный на насосе.В этом случае на всасывающий патрубок устанавливают заглушку.

    Гидроэлеватор Г-600А.

    Предназначен для забора воды из открытых водоисточников, находящихся ниже уровня насоса до 20 м и удалены от пожарного автомобиля на расстояние до 100 м. Гидроэлеватор может забирать воду из водоисточников с небольшой глубиной (5…10см). Это свойство гидроэлеваторов позволяет использовать их для откачки воды,пролитой при тушении пожара.

    Гидроэлеватор Г-600А состоит из корпуса, на котором шпильками закреплены колено и диффузор со смесительной камерой. Внутри корпуса установлен конический насадок, через который проходит поток рабочей жидкости, подаваемой от центробежного насоса ПА.Эжектируемая жидкость из открытого водоисточника через всасывающую сетку поступает в вакуумную камеру и диффузор. Для соединения гидроэлеватора пожарными рукавами предусмотрены на колене гидроэлеватора и диффузора муфтовые соединительные головки.

    Техническая характеристика гидроэлеватора Г-600А

    Производительность при давлении в напорной линии перед гидроэлеватором 0.8 Мпа(8 кгс/см2) 600л/мин

    Рабочий расход воды при давлении 0.8 МПа 550л/мин

    Рабочее давление 0.2…1.2 МПа

    Давление за гидроэлеватором при производительности 600 л/мин 0.17 МПа

    Условный проход патрубка:
    Входного70мм
    Выходного 80мм

    Габариты,не более:
    Длина680мм
    Ширина 290мм
    Высота 160мм
    Масса, не более 5.6кг

    Техника безопасности при работе с пожарными насосами ПОТРО 01-2002

    Водителям (мотористам) при работе на пожаре запрещается без команды РТП и должностных лиц перемещать пожарные автомобили, мотопомпы, производить какие-либо перестановки автолестниц и автоподъемников, а также оставлять без надзора автомобили, мотопомпы и работающие насосы.

    При ТО пожарных автомобилей на пожаре водитель обязан:
    не допускать резких перегибов на всасывающих рукавах, при этом всасывающая сетка должна быть полностью погружена в воду и находиться ниже уровня воды (не ниже 200 мм);
    смазывать при работе насоса через каждый час его подшипники и сальники (поворотом на 2 - 3 оборота крышек колпачковых масленок при открытых краниках);
    проверять, не подтекает ли вода через соединения и сальники насоса, выкидные вентили, а также из системы охлаждения двигателя (основной и дополнительной), а также масло из двигателя коробки передач и коробки отбора мощности и жидкость из узлов и систем гидравлических приводов;
    следить, чтобы температура воды в системе охлаждения двигателя была 80 - 95 град. С, а также за давлением масла в двигателе. При средних оборотах последнего давление должно быть не менее 2,0 кг/см2;
    промывать чистой водой в случае подачи пены все внутренние полости насоса и проходные каналы пеносмесителя;
    открыть краники и выпустить воду из рабочей полости насоса, после чего краники закрыть.

    ТО по возвращении с пожара (учения) проводится закрепленным за автомобилем водителем и личным составом караула под руководством начальника караула, в малочисленных частях - командиром отделения на посту технического обслуживания подразделения ГПС.

    С наступлением холодов напорные патрубки и сливные краники насоса держать открытыми, закрывая их только при работе насоса и проверке его на "сухой" вакуум.