 |
Пожарные насосы высокого давления
|
|
|
|
В настоящее время для более эффективного тушения пожаров всё шире используются пожарные насосы высокого давления, обладающие рядом преимуществ: тушение происходит в том числе за счет механического сбивания пламени водой в мелкодисперсном состоянии (при соответствующем стволе); более сильного охлаждения поверхности горения; более экономного расхода воды (до 65% воды, подаваемой насосами серии ПН, при ряде пожаров тратится не оптимально и, как следствие – большие промочки) и др. К пожарным насосам высокого давления относятся насосы, способные подавать воду или водные растворы под напором более 200 метров водного столба. Создание повышенных напоров в центробежных пожарных насосах высокого давления достигается, как правило, в поэтапном (ступенчатом) создании напора рабочими колёсами. При этом рабочая жидкость (вода) из напорной полости первой ступени, пройдя направляющий аппарат, подаётся уже под напором во всасывающую полость второй ступени, где рабочим колесом второй ступени происходит создание повышенного напора, и т.д. в зависимости от числа ступеней. Типичными представителями таких пожарных насосов являются насосы центробежные пожарные высоконапорные НЦПВ-20/200 и НЦПВ-4/400-РТ, а также ступень высокого давления насоса НЦПК-40/100-4/400, выпускаемые ЗАО "УСПТК-Пожгидравлика" (г. Миасс, Челябинская область).
Насос центробежный пожарный высоконапорный НЦПВ-20/200 предназначен для подачи воды и водных растворов пенообразователей с температурой до 303 °К (30 °С), плотностью до 1010 кг/м3 и массовой концентрацией взвешенных твердых частиц грунта до 0,5 %, при их максимальном размере 3 мм.
Насос используется для установки в закрытых отсеках пожарных автомобилей, в которых во время работы обеспечивается положительная температура. Работа насоса на морской воде не предусматривается.
|
|
|
Пожарный насос НЦПВ-20/200 (рис.4.21) представляет собой агрегат, состоящий из центробежного насоса и напорного коллектора 4, с запорно-регулирующей арматурой (шаровыми кранами 1). Насос имеет встроенную систему дозирования пенообразователя с ручным управлением. Насос снабжен следующими контрольно-измерительными приборами: мановакуумметром 17, манометром 6, тахометром 11, совмещенным со счетчиком времени наработки. Вакуумная система водозаполнения насоса состоит из блока управления 12, установленного на панели 10 насоса, и вакуумного агрегата (АВС-01), монтируемого в отсеке пожарной машины отдельно от насоса. Вакуумный агрегат соединяется электрическими кабелями с блоком управления и источником питания 12В. Всасывающая магистраль вакуумного агрегата соединяется с полостью насоса через вакуумный кран 8 рукавом, входящим в монтажный комплект насоса.
Рис. 4.21.НЦПВ-20/200:
1 – кран шаровый напорный; 2 – патрубок; 4 – коллектор: 5 – кран сообщения с атмосферой; 6 – манометр; 7 – кран эжектора; 8 – кран вакуумный; 9 – серьга задняя; 10 – панель; 11 – блок индикации тахометра и времени наработки; 12 – блок управления вакуумным агрегатом; 13 – пеносмеситель; 14 – кронштейн; 15 – кран сливной; 17 – вакууметр;
18 – серьга передняя; 19 – дозатор
Центробежный насос выполнен трехступенчатым с осевым подводом и проходным валом (рис. 4.22).
Рис. 4.22. Поперечный разрез НЦПВ-20/200:
1 – корпус; 2, 3, 5, 27, 32, 37 – кольца уплотнительные; 4 – аппарат направляющий третьей ступени; 6 – клапан; 7 – аппарат направляющий первой и второй ступени; 8 – втулка; 9 – крышка направляющего аппарата; 10 – крышка насоса; 11 – кронштейн; 12 – колесо рабочее; 13 – шпонка;
14 – шайба; 15 - уплотнение вала переднее; 16 – сетка; 17 – кольцо стопорное; 18, 22, 25 – штуцер; 19, 34 – гайка; 20 – шайба стопорная; 21 – кран сливной; 23 – рукав; 24 – патрубок; 26 – подшипник; 28 – ротор; 29 – крышка задняя; 30 – вал; 31 – манжета; 33 – шплинт; 35 – втулка; 36 – полумуфта; 38 – втулка; 39 – уплотнение вала заднее
|
|
|
В качестве отводящего устройства на первой и второй ступенях использован направляющий аппарат 7 открытого типа, а на третьей ступени - направляющий аппарат 4 с кольцевой камерой. Они размещены в крышках направляющих аппаратов. Внутри корпуса на шарико-подшипниках 26 установлен ротор насоса, в состав которого входит вал 30, три рабочих колеса 12 с двоякой кривизной лопастей. Уплотнение колес и межступенчатые уплотнения – щелевого типа. Элементы уплотнений выполнены из силицированного графита.
Формирование потока жидкости и схема последовательности размещения рабочих колес в НЦПВ-20/200 показана на рис.4.23.
Рис. 4.23. Схема размещения рабочих колес НЦПВ-20/200:
1 – вал; 2 – рабочее колесо
Разгрузка ротора от осевой гидродинамической силы обеспечивается наличием у рабочих колес задних уплотнений и разгрузочных отверстий.
Для слива воды из полости насоса на его корпусе установлен сливной кран (поз. 15, рис. 4.21), а в нижней части крышек направляющих аппаратов (поз. 9, рис. 4.22) размещены обратные клапаны. Они автоматически открываются при сливе воды и закрываются при работе насоса.
Рис. 4.24. Напорный шаровой кран:
1 – корпус; 2 – шар; 3 – фторопластовое кольцо; 4, 5 – резиновые уплотнительные кольца; 6 – червяк; 7 – сектор червячного колеса; 8 – ось
Напорный коллектор установлен на корпусе насоса и присоединены к нему два шаровых крана с выходными патрубками. Напорные шаровые краны насоса объединены с червяными редукторами. Устройство шарового крана показано на рис. 4.24. В корпусе 1 крана помещен шар 2 с отверстием. Шар уплотнен фторопластовыми кольцами 3. Поджатие их производится резиновыми кольцами 4. На оси 8 крана закреплен сектор 7 червячного колеса. Он приводится в движение рукояткой или маховичком (на рис. 4.24 не показан) червяка 6. При работе с шаровыми кранами надо соблюдать плавность, резкое открывание часто приводит к обрыву водного столба, особенно при заборе воды с открытого водоисточника.
|
|
|
Контрольно-измерительные приборы насоса аналогичны НЦПН-40/100.
Насос центробежный пожарный высоконапорный НЦПВ-4/400 предназначен для тушения пожаров водой или пеной, забирая воду только из цистерны ПА или от гидранта. Насос четырехступенчатый со встречно расположенными колесами третьей и четвертой ступени по отношению к первым двум колесам (рис. 4.25). Общий вид насосного агрегата НЦПВ-4/400 показан на рис. 4.26.
Рис. 4.25. Схема размещения рабочих колес НЦПВ-4/400:
1 – вал; 2 – рабочее колесо
Рабочие колеса насоса выполнены с полуоткрытыми цилиндрическими лопатками без переднего покрывающего диска. Рабочие колеса разделены направляющими аппаратами. К выходному патрубку насоса крепится напорный коллектор.
|
Номинальная частота вращения вала рабочих колес НЦПВ-4/400 составляет 6400 об/мин, что значительно превышает оптимальную частоту вращения коленчатого вала ДВС ПА (2300-2800 об/мин для бензиновых двигателей), поэтому с насосом состыкован мультипликатор, который служит для передачи вращения от приводного вала к валу центробежного насоса с необходимой частотой вращения.
Мультипликатор изготавливается в различных вариантах, отличающихся передаточным отношением, что позволяет обеспечивать номинальную частоту вращения вала центробежного насоса при различных значениях номинальных частот приводных двигателей в диапазоне 1800…3600 об/мин. Конструкция редуктора показана на рис. 4.27.
Передача вращения осуществляется косозубыми колесами 18, 5, 4 и 13.
|
|
|
Рис. 4.27. Мультипликатор:
1 – крышка; 2 – прокладка; 3 – пробка; 4, 5, 12, 18, – колесо цилиндрическое косозубое; 6, 16 – кольца уплотнительные; 8 – датчик тахометра; 9 – ротор; 10 – болт полый; 11 – штуцер; 14 ‑ теплообменник; 15, 19 ‑ вал
В масляной ванне мультипликатора установлен теплообменник 14, состоящий из двух оребренных алюминиевых трубок (рис.4.27), внутрь которых подается охлаждающая вода из центробежного насоса.
Смазка зубчатых колес и подшипников производится разбрызгиванием. Уровень масла в насосе контролируется по уровню масла в прозрачной трубке 10 (рис. 4.26) и должен поддерживаться между двумя рисками.
Характеристики пожарного насоса НЦПВ-4/400 представлены на рис. 4.28.
Рис. 4.28. Рабочая характеристика НЦПВ-4/400
|
|
|
