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

 

 

                                                     

                                                         МЧС РОССИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ КАЗЕННОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

«5 ОТРЯД ФЕДЕРАЛЬНОЙ  ПРОТИВОПОЖАРНОЙ СЛУЖБЫ

ПО ЧУВАШСКОЙ  РЕСПУБЛИКЕ-ЧУВАШИИ»

ПОЖАРНАЯ ЧАСТЬ  №5

 

 

РЕФЕРАТ

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

 

 

 

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

Проверил: Заместитель начальника ПЧ-5 ФГКУ «5 отряд ФПС по Чувашской Республике-Чувашии» капитан внутренней службы Г.А. Авдеев

 

 

Чебоксары 2013 год

СОДЕРЖАНИЕ

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

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

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

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

Геометрической высотой  всасывания называют разность отметок оси насоса и уровня поверхности воды в водоеме, из которого жидкость забирают насосом. Чтобы насос мог поднять жидкость до уровня расположенного ниже оси насоса, он должен создать разрежение (вакуум) во всасывающей линии. Подъем жидкости происходит в результате разности давлений на поверхности водоема и внутри всасывающей рукавной линии, точнее на уровне оси насоса. Эту разность давлений называют вакуумметрической высотой всасывания. Теоретически вакуумметрическая высота всасывания при атмосферном давлении 0,1 МПа (1кгс/см²) может быть 10,33 м вод. ст., практически она не превышает 8 м вод. ст. Высоту всасывания уменьшают сопротивления во всасывающей линии, сальниках и кранах насоса, неплотности соединений, повышения температуры жидкости и другие причины.

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

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

Мощность, потребляемую насосом, кВт, определяют по формуле:

N= pQH/(102η),

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

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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

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

При вращении рабочего колеса вода, заполняющая каналы между его  лопатками, под действием центробежной силы отбрасывается от центра колеса с большой скоростью, поступает в спиральную камеру и далее в нагнетательный трубопровод — выкидную линию. В центральной части насоса, т.е. перед входом воды в рабочее колесо, создается разрежение (вакуум). Под атмосферным давлением вода из водоема по всасывающему пожарному рукаву устремляется к насосу. Таким образом, вода непрерывно подается насосом.

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

Пожарный насос ПН-40УА (рис. 1) унифицированный, устанавливается на пожарные автомобили типа ГАЗ, ЗИЛ и "Урал". Состоит из собственно насоса, коллектора, двух напорных задвижек и пеносмесителя. Корпус и рабочее колесо отливаюi из алюминиевого сплава. В рабочем колесе предусматривают отверстия для уменьшения осевого давления. Вал колеса укрепляют консольно, на двух шарикоподшипниках. Насос оборудован манометром, мановакуумометром и тахометром. Разрежение в насосе и всасывающем пожарном рукаве создают с помощью вакуум-аппарата, который приводится в действие струей отработавшего газа (газоструйного эжектора).

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

 

Таблица    1. Техническая характеристика центробежных насосов

Показатель	ПН-40УА	ПН-60	ПН-110
Число напорных патрубков Диаметр, мм: всасывающего патрубка напорного патрубка рабочего  колеса Частота вращения вала, с-1 Подача номинальная, л/мин Давление номинальное, МПа (кгс/см²) Высота всасывания, м КПД насоса Потребляемая мощность, кВт Вакуум-аппарат:  тип создаваемое разрежение, МПа (кгс/см²) время всасывания, с	2   125 80 320 45 2400 0,98(9,8)   7 0,58 68	2   2x125 90 360 42 3600 0,88(8,8)   7 0,6 98	2   200 150 630 22 6600 0,88(8,8)   7 0,6 195
	Газоструйный 0,077(0,77)          0,077(0,77)         0,077(0,77) 35                        50                        70

 

Рис.  1.  Центробежный  насос типа  ПН-40УА

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

 

При работе насосов в перекачку  пользуются двумя способами: перекачивают воду из насоса в насос и через промежуточную емкость. Более сложной является перекачка воды из насоса в насос. В этом случае насос устанавливают на водоем или гидрант в водопроводной сети, прокладывают от него рукавные линии к месту пожара. В определенных местах в эту линию включают дополнительные насосы, причем для каждого последующего насоса всасывающими линиями служат напорные линии предыдущего насоса. Включают головной насос и подают воду ко второму насосу, который должен быть готов к запуску. При поступлении воды во второй насос его запускают и плавно открывают напорные задвижки. Давление на входе и выходе насоса контролируют соответственно мановакуумометром и манометром. При понижении давления на входе насоса ниже 0,1 МПа (1 кгс/см²) частоту вращения рабочего колеса уменьшают.

При втором способе перекачки  концы напорных линий опускают в  какую-нибудь промежуточную емкость (лучше в пожарную цистерну), а  из нее воду через всасывающие  рукава забирают в насос, напорные линии  и т.д. Во время перекачки следят за уровнем воды в цистерне. При понижении уровня воды подачу насоса снижают, а при повышении увеличивают или через разветвление лишнюю воду отводят в сторону.

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

После того как в насосно-рукавную систему подана вода по одному из описанных  вариантов, включают пеносмеситель, указатель  которого устанавливают против деления, соответствующего заданному расходу  раствора пенообразователя. При наличии  пенообразователя в пожарной цистерне открывают вентиль, соединяющий цистерну с пеносмесителем. Чтобы получить пену заданного качества, перед пенными стволами и генераторами поддерживают давление 0,4— 0,6 МПа (4—6 кгс/см²).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. 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.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Особенности работы насоса при заборе воды из водоисточника

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

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

При работе от водопроводной  сети устанавливают пожарную колонку  на гидрант, отсоединяют заглушку на всасывающем патрубке насоса и на ее место ставят сборник. Соединяют  колонку с накосом жестким  и мягким рукавами, закрывают сливной краник, прокладывают напорные линии и присоединяют их к напорным задвижкам насоса. С помощью пожарной колонки открывают гидрант. Поступление воды в гидрант и колонку определяют по характерному шуму. Открывают вентили пожарной колонки — вода заполняет всасывающие рукава и внутреннюю полость насоса, открывают напорные задвижки и включают насос, плавно поднимая давление.