Принцип действия центробежных насосов

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.

 

 

Пожарный насос ПН-40У. Насосы этой серии устанавливают на автоцистернах и автонасосах. Они обозначаются так: ПН-40У. В этом обозначении ПН – пожарный насос; 40 – максимальная подача насоса 40 л/с; У – универсальный.

Состоит из:

1. корпуса насоса

2. рабочего колеса

3. вала

4. шарикоподшипников

5. масляной ванны

6. сальниковых уплотнителей

7. коллектора

8. напорных задвижек

9. газоструйно- вакуумного аппарата

10. пеносмесителя с обратным клапаном

11. дозатора

12. вакуумного крана

13. сливного краника

14. всасывающего трубопровода

Насос оборудован манометром, мановакуумметром и тахометром. Разрежение в насосе и всасывающем пожарном рукаве создают при помощи вакуум-аппарата, который приводится в действие струей отработавшего газа (газоструйного эжектора).

Эксплуатация.

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.

Существует несколько способов подачи воды пожарным насосом: из цистерны, открытых водоемов, от водопроводной сети, в перекачку. Им можно также подавать воздушно-механическую пену различной кратности.

 

	Схема центробежного насоса
	1 — краник сливной; 2 — корпус насоса; 3 — кольцо уплотнителыюе; 4 — стакан уплотнительный; 5 — шарикоподшипник радиальный; 6 — вал насоса; 7 — шарикоподшипник радиальный; 8 — корпус привода тахометра; 9 — фланец; 10 —сальник; 11 — червяк привода тахометра; 12 — пробка со щупом; 13 — шестерня привода тахометра; 14 — сальник резиновый каркасный; 15 — пеносмеситель; 16 — гайка; 17 — крышка насоса; 18 — рабочее колесо

 

Пеносмеситель. На насосах ПН-40У установлены пеносмесители ПС-5. Регулируя маховичком 4 положение дозатора 2, возможно подавать 5 различных доз пенообразователя (ПО). При включении рукояткой 7 крана 8 вода из коллектора поступит в сопло 9, а затем в диффузор 10 и во всасывающий патрубок насоса.

Образующееся в камере ПС разрежение обеспечит поступление ПО из пенобака через отверстие 6.

Положение дозатора 2 фиксируется стрелкой 5 на диске 3. Обратный клапан установлен в патрубке с отверстием 6.

Пеносмеситель ПС-5:

1 – корпус; 2 – дозирующий кран; 3 – диск; 4 – маховичок; 5 – стрелка; 6 – отверстие в штуцере подвода; 7 – рукоятка; 8 – кран включения; 9 – сопло; 10 – диффузор

 

 

Техническая характеристика насоса ПН-40У

Максимально геометрическая высота всасывания 8м,

Практическая высота всасывания -7 м.

число рабочих колес - одно.

Обозначение насосов ПН-40У;

КПД более 0,58

напор: – до 100 м.

подача 40 л/с.

номинальная частота вращения 2700 об/ мин.

Потребляемая мощность при при номинальном режиме – 64,4 кВт. (92 л.с.)

Условный проход всасывающего патрубка -125 мм.

Условный проход напорных патрубков -70 мм.

Диаметр рабочего колеса – 320 мм.

Длина- 700 мм.

Ширина – 960 мм.

Высота- 660 мм.

Масса- около 80 кг.

Кавитация

Кавитация (от лат. cavitas — пустота), образование в жидкости полостей (кавитационных пузырьков, или каверн), заполненных газом, паром или их смесью. Кавитация разрушает поверхность рабочих колес насосов, гребных винтов, гидротурбин, акустических излучателей и др.

В центробежных насосах вследствие кавитации снижаются напор, подача и КПД, разрушаются (эрозия) лопатки рабочего колеса. Кавитация ведет к быстрому износу насоса или к его разрушению из-за вибрации (чаще всего подшипниковых узлов).

Явлению кавитации способствуют растворенный в воде воздух, повышенная температура воды в источнике водоснабжения, большая высота всасывания и негерметичность, малый диаметр и большая протяженность всасывающей линии, эксплуатация насоса на максимальном режиме работы.

При большой высоте всасывания может произойти разрыв сплошного потока всасываемой воды и прекращение работы насоса. Признаком возникновения кавитации служит появление характерного шума и треска и полости насоса.

Снижения возможности появления кавитации в центробежных пожарных насосах достигают выбором источника водоснабжения с минимальной высотой всасывания и минимальной температурой воды, а также обеспечением надежной герметичности всасывающей линии и насоса и уменьшением частоты вращения вала насоса.

Основным средством предупреждения кавитации, обеспечивающим надежную работу насоса, является поддержание достаточного избыточного давления на входе в насос над давлением парообразования, то есть соблюдение такой высоты всасывания насоса, при которой кавитация не возникает.

Достоинствами центробежных насосов являются:

- быстроходность;

- возможность привода от ДВС или электродвигателя;

- конструктивная простота и надежность в эксплуатации;

- низкая чувствительность к механическим примесям;

- непрерывность подачи огнетушащих веществ и возможность ее регулирования в широких пределах;

- возможность работы на себя, что очень важно при временном прекращении подачи воды или при низких температурах в зимнее время;

- высокий КПД при больших значениях подачи огнетушащих веществ по сравнению с другими динамическими насосами (не менее 0,6 для пожарных центробежных насосов (ПЦН) и до 0,9 у центробежных насосов других конструкций).

Недостатками центробежных насосов являются:

- необходимость предварительного заполнения перекачиваемой жидкостью, как самого насоса, так и всасывающей линии (необходимость в устройстве вакуумных или иных заливных систем для предварительного заполнения насоса);

- падение напора с увеличением подачи жидкости;

- подверженность рабочих органов насоса кавитационной эрозии на максимальных режимах работы;

- ограничение частоты вращения рабочего колеса кавитационными явлениями.

Неисправности (отказы), возникающие в насосных установках и водопенных коммуникациях, приводят к нарушению их работоспособности, снижению эффективности тушения пожаров и увеличению убытков от них. Отказы в работе насосных установок возникают вследствие ряда причин:

- во-первых, они могут появиться вследствие неправильных действий водителей при включении водопенных коммуникаций. Вероятность отказов по этой причине тем меньше, чем выше уровень квалификации боевых расчетов;

- во-вторых, они появляются из-за износа рабочих поверхностей деталей. Отказы по этим причинам неизбежны (их необходимо знать, своевременно уметь оценивать);

- в-третьих, нарушения плотности соединений и связанные с ними утечки жидкости из систем, невозможности создания разрежения во всасывающей полости насоса (необходимо знать причины этих отказов и уметь устранять их).

Признаки неисправностей	Причины неисправностей	Способы устранения
При включении вакуумной системы в полости пожарного насоса не создается разрежение	Подсос воздуха: 1. Открыт сливной кран всасывающего патрубка, неплотная посадка клапанов на седла вентилей и задвижек, не закрыты вентили, задвижки. 2. Неплотности соединений вакуумного клапана и насоса, стакана диффузора пеносмесителя, трубопроводов вакуумной системы, сальников насоса, пробкового крана	1. Плотно закрыть все краны, вентили, задвижки. При необходимости разобрать их и устранить неисправность. 2. Проверить плотность соединений, подтянуть гайки, при необходимости заменить прокладки. При изношенных сальниках насоса заменить их
Пожарный насос не заполняется водой при большом разрежении	1. Большая высота всасывания. 2. Расслоился пожарный всасывающий рукав. 3. Засорена всасывающая сетка	1. Уменьшить высоту всасывания. 2. Заменить всасывающий рукав. 3. Очистить всасывающую сетку
Мановакуумметр не показывает давления (разрежения) при исправном насосе	1. Неисправен мановакуумметр. 2. Засорен канал мановакуумметра или замерзла вода	1. Заменить мановакуумметр. 2. Прочистить канал мановакуумметра
При работе пожарного насоса наблюдается стук и вибрация	1. Имеет место кавитация. 2. Ослабли болты крепления насоса к раме. 3. Износились шарикоподшипники. 4. Попадание в насос посторонних предметов	1. Уменьшить высоту всасывания или расход воды. 2. Подтянуть болты. 3. Заменить шарикоподшипники. 4. Удалить посторонние предметы из полостей колеса насоса
Пожарный насос сначала подает воду, затем его производительность уменьшается. Стрелка манометра сильно колеблется	1. Появились неплотности во всасывающей линии, расслоение рукава, засорилась всасывающая сетка. 2. Засорились каналы рабочего колеса. 3. Неплотности в сальниках пожарного насоса	1. Найти неплотности и устранить, заменить рукав, очистить сетку. 2. Разобрать пожарный насос, очистить каналы. 3. Подвернуть крышку масленки, заменить сальники
Пожарный насос не создает необходимого напора	1. Частично засорены каналы рабочего колеса. 2. Большой износ уплотнительных колец. 3. Подсос воздуха. 4. Повреждение лопаток рабочего колеса	1. Разобрать насос, очистить каналы. 2. Разобрать насос, заменить кольца. 3. Устранить подсос воздуха. 4. Разобрать насос, заменить колесо
Пеносмеситель не подает пенообразователь	1. Засорен трубопровод из бака к пеносмесителю. 2. Засорены отверстия дозатора	1. Разобрать, прочистить трубопровод. 2. Разобрать дозатор, прочистить его отверстия
Газовая сирена работает плохо, ослаблен звук	1. Засорены каналы распределителя газа и резонатора. 2. Не полностью перекрывается заслонкой выпускной трубопровод	1. Очистить каналы и резонатор. 2. Отрегулировать длину тяги. Разобрать, очистить заслонку
Газовая сирена работает после выключения	1. Ослабла или сломалась пружина заслонки. 2. Нарушена регулировка длины элементов тяги	1. Заменить пружину. 2. Отрегулировать тягу
Распределительный клапан лафетного ствола и клапан водопенных коммуникаций не открываются при открывании кранов на колонке	1. Мало давление воздуха в тормозной системе. 2. Негерметичны соединения клапанов, кранов, трубопроводов. 3. Неисправен клапан-ограничитель	1. Повысить напор в системе. 2. Подтянуть гайки штуцеров, заменить прокладки. 3. Разобрать, исправить

 

Техническое обслуживание (ТО) насосных установок. Техническое обслуживание – это комплекс операций по поддержанию работоспособности или исправности изделий при использовании по назначению. В ГПС проводят ряд ТО: ежедневное ТО (ЕТО), ТО-1 и ТО-2 после общего пробега пожарного автомобиля, равного соответственно 1500 и 7000 км. Кроме того, их обслуживание на пожаре и после пожара.

ТО на пожаре. Периодически контролировать герметичность насосной установки по утечке воды через соединения и сальники.

На насосах ПМ каждый час работы подается смазка в сальники через колпачковую масленку.

Поддерживать положительную температуру в насосном отсеке.

На насосах ПЦН контролировать подачу воды и не допускать перегрева насоса.

 

 

ТО после пожара. Слить воду из насоса. Зимой – из трубки, соединяющей ПН с газоструйным вакуум-аппаратом, удалить воду кратковременным его включением.

После тушения пожара пеной промыть водой систему подачи пенообразователя и насос.

Вид обслуживания	ПН-40УВ	ПЦНН-40/400 и ПЦНВ-20/200	ПЦНВ-4/400
ЕТО	1. Проверить работоспособность кранов и вентилей, целостность коммуникаций и уровень масла в картерах
2. Проверить работоспособность вакуумных систем (проверка герметичности)	2. Очистить сетку во входе в насос
ТО-1	1. Выполняют объем ЕТО
2. Проверяют состояние и управляемость привода вакуумного аппарата из насосного отделения. 1. Разбирают пеносмеситель и очищают его, проверяют состояние кранов. 2. Проверяют крепление насоса	2. Проверяют затяжку креплений всех агрегатов. 3. Проверяют состояние элементов привода вакуумных насосов. 4. Проверяют производительность вакуумного насоса. 5. Заменяют масло в масляных ваннах опор вала	2. Проверяют работоспособность перепускного клапана
ТО-2	1. Выполняют объем работ ТО-1
2. Проверяют техническое состояние насоса и уровень дозирования пенообразователя. 3. Проверяют работоспособность контрольно-измерительных приборов	2. Смазывают винты напорных вентилей. 3. Проверяют уровень дозирования пенообразователя и очищают пеномагистрали насоса (при необходимости)	2. Заменяют масло в масляных ваннах опор вала