безбородко. Учебник для слушателей и курсантов высших пожарнотехнических образовательных учреждений
 Скачать 40.6 Mb.
|
|
2.5. Пожарные центробежные насосы (ПЦН) Пожарные насосы этого типа – насосы нового поколения. Основные конструктивные элементы и системы, обеспечивающие их функционирование, аналогичны элементам и системам насосов ПН. Однако в конструкции насосов ПЦН имеется ряд принципиальных особенностей, отличающих их от насосов ПН. В этих насосах герметизация внутренних полостей осуществляется уплотнениями торцового типа. Элементы этих уплотнений изготовлены из силицированного графита. Этот материал характеризуется высокой износостойкостью и, следовательно, обеспечивает долговечность уплотнений. Уплотнения рабочих колес пожарных насосов могут быть и комбинированными. Так, по желанию заказчика изготавливаются насосы, в которых уплотнения рабочих колес и межступенчатые уплотнения выполняются щелевыми, а концевые уплотнения вала – торцовыми. Существенным является также и то, что струйные насосы в вакуумных системах заменены пластинчатыми насосами с механическим приводом. Важным является то, что в конструкции насосов реализованы автоматические системы управления забором воды из естественных водоисточников. Ручной привод является дублирующим. Внесены изменения и в систему подачи пенообразователя. Так, предусматривается автоматическое выключение подачи пенообразователя при выключении пенных стволов или ГПС. На некоторых ПЦН предусмотрен автоматический контроль и поддержание концентрации пенообразователя в воде. На насосах предусмотрена установка счетчиков продолжительности их работы. Пожарный центробежный насос низкого давления – ПЦНН-40/100. Продольный разрез насоса представлен на рис. 2.24. Вал 4 насоса установлен в корпусе 5 на двух подшипниках 13. Левый подшипник в осевом направлении закреплен шайбой 15, привинченной к корпусу привода тахометра. Червячное колесо 3 этого привода в осевом направлении закреплено втулкой шкива 1. Шкив закреплен на валу гайкой. На металлической основе шкива завулканизирована резиновая оболочка. Этот шкив является приводом вакуумного насоса.  Рис. 2.24. Поперечный разрез ПЦНН-40/100:1 – шкив; 2 – манжета; 3 – червячное колесо привода тахометра; 4 – вал; 5 – корпус; 6 – крышка; 7 – сетка; 8, 11, 12 – уплотнение торцовое; 9 – сливной кран; 10 – колесо; 13 – подшипник; 14 – сливная пробка; 15 – шайба 1 2 3 4 5 2 13 15 14 13 12 11 10 9 6 7 8 а Подшипники вала смазываются маслом из масляной ванны. Масло заливается через отверстие, закрываемое пробкой а с щупом. Сливается масло через отверстие, закрываемое пробкой 14. Вытекание масла предотвращается резиновыми маслостойкими манжетами 2. На коническом хвостовике вала 4 на шпонке закреплено рабочее колесо 10 насоса. Уплотнение колеса от корпуса обеспечивается уплотнениями 8 и 11 торцового типа, а уплотнение внутренней полости насоса от внешней среды обеспечивается торцовым уплотнением 12. Слив воды из полости А насоса и корпуса насоса производится через сливной кран 9 шарового типа. Корпус насоса закрывается крышкой 6 с установленной на нем сеткой 7 с размерами ячеек 3 мм. Размещение элементов конструкции насоса, арматуры и приборов представлено на рис. 2.25, а, б. На коллекторе 15, установленном на насосе 1, размещены четыре напорных вентиля 5 и вентиль 7 заполнения цистерны. Производятся насосы и с двумя напорными патрубками.   Рис. 2.25. Общий вид ПЦНН-40/100:а: 1 – насос центробежный; 2 – кран сливной; 3 – кран вакуумный; 4 – маслоуказатель; 5 – вентиль напорный; 6 – пеносмеситель; 7 – вентиль заполнения; 8 – манометр; 9 – счетчик времени наработки; 10 – ручка сливная; 11 – панель приборная; 12 – тахометр; 13 – электронный блок; 14 – мановакуумметр; 15 – коллектор; б: 16 – гидроблок; 17 – клапан падающий; 18 – датчик концентрации; 19 – тяга подъема вакуумного насоса; 20 – насос вакуумный; 21 – бак масляный; 22 – рукоятка механизма отключения вакуумного насоса 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 22 21 20 19 18 17 16 а б Непосредственно на насосе установлены сливной кран 2, вакуумный кран 3, масляный бак 21 и вакуумный насос 20. Внутри коллектора находятся падающий клапан 17 и датчик концентрации пенообразователя 18. К коллектору присоединен гидроблок 16 с тягой 19, управляющий включением и выключением вакуумного насоса 20.   Рис. 2.26. Напорный вентиль:1 – накладка; 2 – кольцо уплотнительное; 3 – клапан; 4 – корпус клапана; 5 – корпус вентиля; 6 – манжета; 7 – втулка направляющая; 8 – винт; 9 – пресс-масленка; 10 – втулка с резьбой; 11 – шпонка; 12 – маховик 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Рис. 2.27. Шаровый кран: 1 – ручка; 2 – валик; 3 – втулка; 4 – кольцо уплотнительное; 5 – корпус; 6 – шарик; 7 – уплотнительное кольцо; 8 – трубка от насоса 1 2 3 4 5 6 7 8 На приборную панель выведены рукоятки управления автоматической системой дозирования (АСД) 13 пенообразователя, тахометр 12, счетчик времени наработки 9 и ручка 10 слива воды из дозатора пеносмесителя. Уровень масла в масляной ванне контролируется маслоуказателем 4. Напорные вентили 5 и вентиль 7 заполнения цистерны (рис. 2.25) идентичны. На винте 8 размещен клапан 3 (рис. 2.26). При вращении маховичка 12 винт 8 ввинчивается во втулку 10, открывая путь воде из коллектора в рукавную линию. Шаровые краны используются для слива воды из насоса и включения вакуумной системы. Устройство сливного крана показано на рис. 2.27. В корпусе 5 крана находится шарик 6 с двумя отверстиями. Он уплотняется резиновыми кольцами 7. В положении, указанном на рисунке, вода непрерывно по трубке 8 поступает из канала А зоны уплотнения центробежного насоса (см. рис. 2.24, поз. А и 9) и из корпуса насоса и выливается за борт автомобиля. При повороте рукоятки 1 на себя вода сливается только из полости А. Падающий клапан тарельчатого типа. Его устройство показано на рис. 2.28. Он предназначен для предотвращения обратного тока воды при остановке насоса, когда рукава поданы в верхние этажи, а также для герметизации полости насоса при работе вакуумной системы.  Рис. 2.28. Падающий клапан:1 – крышка; 2 – направляющая; 3 – магнит; 4 – замыкатель; 5 – крышка; 6 – коллектор; 7 – шток; 8 – клапан; 9 – направляющий винт; 10, 11 и 12 – уплотнительные кольца 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 На штоке 7 клапана установлен по- стоянный магнит 3, необходимый для индицирования нулевой подачи насоса. Она осуществляется магнитно-электри- ческим контактом 4, установленном на направляющей 2. При работе насоса поток воды переместит клапан в верхнее положение. При прекращении подачи воды под тяжестью собственного веса он опустится вниз. Установленный на штоке магнит обеспечивает замыкание электрической цепи и на панели 13 (см. рис. 2.25, а) загорается лампочка “Нет подачи воды”.  12 3 4 5 6 7 8 9 Пеносмеситель является частью автоматической системы дозирования, включающей датчик концентрации и электронный блок управления (см. рис. 2.25, поз. 18 и 13). Пеносмеситель (рис. 2.29) закреплен на напорном коллекторе. Основные его части: водоструйный эжектор 1 с краном включения 2, дозатор 3, обратный клапан 7 и сливной 9 кран. Рис. 2.29. Пеносмеситель: 1 – эжектор; 2 – кран включения эжектора; 3 – дозатор; 4 – шток клапана отсекающего; 5 – электромотор; 6 – шток клапана дозирующего; 7 – обратный клапан; 8 – кран впуска воздуха; 9 – сливной кран Диффузионный (выходной) конец эжектора вставлен в крышку центробежного насоса, а сопловой (входной) конец эжектора крепится к крану включения эжектора. На схеме 2.29 пеносмеситель представлен в исходном (нерабочем) положении. При тушении пеной, открыв кран 2, из пожарного насоса поступит вода в эжектор 1. В камере В будет создано разрежение. Одновременно с этим в дозаторе 3 приподнимутся штоки 4 и 6 с клапанами. Тогда пенообразователь из пенобака будет поступать из камеры А в камеру Б (обратный клапан 7 при этом откроется) и В, а затем в пожарный насос (это показано стрелками). Обратный клапан 7 лепесткового типа предотвращает доступ воды в пенобак при работе от гидранта в случаях, когда закрывают кран эжектора или останавливают насос, не закрыв предварительно кран подачи пенообразователя из пенобака в насос. Сливной кран 9 предназначен для слива пенообразователя из полостей А и Б дозатора по окончании работы насоса. Ручка крана выведена на приборную панель (поз. 10 на рис. 2.25, а).  Рис. 2.30. Механизм управлениядозирующим клапаном: 1 – корпус механизма; 2 – сильфон; 3 – шток; 4 – шток клапана; 5 – рычаг; 6 – пружина; 7 – клапан отсечной 1 2 3 4 5 6 7 При открытом положении крана 9 и приподнятом положении клапана 6 проточная полость Б дозатора через специальное отверстие в области крана 9 сообщается с эжектируемой полостью В и через эжектор 1 со всасывающей полостью насоса. В этом положении кран 8 должен быть поставлен в положение «открыто» для поступления воздуха в насос при сливе пенообразователя, а также и воды. Шток 4 клапана и шток 6 дозирующего клапана управляются специальными механизмами. Механизм управления штоком 4 отсекающего клапана работает следующим образом (рис. 2.30). Из ПН Повышение давления в пожарном насосе будет деформировать сильфон 2, перемещая шток 3 вверх. Рычаг 5, поворачиваясь, переместит шток клапана 7 вверх. Полости Б и В на рис. 2.29 соединятся. При понижении давления в насосе пружина 6, разжимаясь, переместит клапан 7 в исходное положение. Механизм управления дозирующим клапаном может работать в автоматическом режиме и при ручном управлении. Дозирующий клапан 1 (рис. 2.31) закреплен на зубчатой рейке 2, которая посредством редуктора, включающего детали 3, 4 и 5, приводится в движение электродвигателем 6. Последний управляется электронным блоком. При перемещении дозирующего клапана относительно проточного отверстия в корпусе изменяется проходное сечение проточной полости дозатора. Вследствие этого происходит изменение подачи пенообразователя в эжектор.   Рис. 2.31. Механизм управлениядозирующим клапаном: 1 – клапан дозирующий; 2 – зубчатая рейка; 3 – червячное колесо; 4 – червяк; 5 – зубчатые колеса редуктора; 6 – электромотор 1 2 3 4 5 6 Из пенобака К эжектору Рис. 2.32. Механизм ручного управления: 1 – зубчатая рейка; 2 – зубчатое колесо; 3 – червячное колесо; 4 – червяк; 5 – муфта; 6 – рукоятка управления; 7 – пружина 1 2 3 4 5 6 7 Включение пеносмесителя осуществляется следующим образом. На приборной панели насоса (см. поз. 1 на рис. 2.25, а) показано, что эжектор пеносмесителя включился (см. поз. 2 на рис. 2.29). На приборной панели указаны концентрации пенообразователя – 3 и 6 %. Такие концентрации пенообразователя можно подавать в 1 – 5 пеногенераторов. При этом будет устанавливаться соответствующее положение дозирующего клапана ручным приводом. Схема привода дозирующего клапана представлена на рис. 2.32. Червячное колесо 3 вмонтировано во фрикционную муфту 5. Основная ее часть закреплена шплинтом на оси рукоятки 6, а вторая прижимается к первой (основной) пружинами 7. Вследствие этого при повороте рукоятки 6 червячное колесо 3, удерживаемое червяком 4 (см. поз. 4 на рис. 2.31), не будет вращаться. При этом зубчатое колесо 2 переместит рейку 1 (см. поз. 2 на рис. 2.31) с ее дозирующим клапаном в необходимое положение, обеспечивающее требуемую подачу пенообразователя. Автоматическая система дозирования (АСД) пенообразователя поддерживает на требуемом уровне его концентрацию. На лицевой панели электронного блока управления (рис. 2.33) размещены переключатели и индикаторы контроля работы системы.   Рис. 2.33. Панель электронного блока управления:1, 5, 6 – индикаторные лампочки; 2 – тумблер; 3 – переключатель типа пенообразователя; 4 – переключатель коррекции концентрации пенообразователя 1 2 3 4 5 6 Рис. 2.34. Схема размещения на ПЦНВ-20/200: 1 – вал насоса; 2 – рабочее колесо 1 2 Коллектор Подвод Включение в работу осуществляется следующим образом. При включении тумблера 2 загорается индикаторная лампочка 1. Затем включается переключателем 3 тип пенообразователя, а переключателем 4 – коррекция его концентрации. При подаче пенообразователя будет гореть лампочка 6. Принцип работы АДС основан на сравнении электрической проводимости раствора пенообразователя с электрическим эквивалентом раствора заданной концентрации. При изменении концентрации раствора пенообразователя изменится его электрическая проводимость. Ее рассогласование с электрическим эквивалентом зафиксируется в электронном блоке и будет выработан управляющий сигнал на электрический двигатель дозатора (см. поз. 6 на рис. 2.31). Двигатель изменит обороты и через систему зубчатых колес изменится положение клапана 1 и, следовательно, концентрация пенообразователя. Пожарный центробежный насос высокого давления ПЦНВ-20/200. Центробежный насос выполнен трехступенчатым с осевым подводом и проходным валом. В качестве отводящих устройств на первых двух ступенях использованы направляющие аппараты с переводными каналами. Они размещены в крышках направляющих аппаратов. Внутри корпуса насоса установлен ротор, в состав которого входит вал 1 и три рабочих колеса 2 (рис. 2.34). Уплотнения рабочих колес, межступенчатые и концевые уплотнения – торцового типа. Элементы уплотнений выполнены из силицированного графита. Разгрузка ротора от осевой силы обеспечивается наличием у рабочих колес задних уплотнений и разгрузочных отверстий.   Рис. 2.35. Сливной кран:1 – клапан; 2 – корпус; 3 – шайба; 4 – шплинт; 5 – пружина 1 2 3 4 5 Рис. 2.36. Напорный шаровой кран: 1 – корпус; 2 – шар; 3 – фторопластовое кольцо; 4, 5 – резиновые уплотнительные кольца; 6 – червяк; 7 – сектор червячного колеса; 8 – ось 1 2 3 4 5 6 7 8 Для слива воды из полости насоса на его корпусе установлен сливной кран, а в нижней части крышек направляющих аппаратов размещены обратные клапаны. Они открываются при сливе воды и закрываются при работе насоса. Устройство сливного крана показано на рис. 2.35. Напорный коллектор установлен на корпусе насоса и включает в себя обратный падающий клапан, вентиль для заполнения цистерны такого же типа, как на ПЦНН-40/100 и два шаровых крана с выходными патрубками. Напорные шаровые краны насоса – левый и правый – объединены с червячными редукторами, идентичны по конструкции и отличаются только вариантом сборки. Устройство шарового крана показано на рис. 2.36. В корпусе 1 крана помещен шар 2 с отверстием. Шар уплотнен фторопластовыми кольцами 3. Поджатие их производится резиновыми кольцами 5. В вертикальной плоскости кран уплотняется резиновыми кольцами 4. На оси 8 крана закреплен сектор 7 червячного колеса. Он приводится в движение маховичком (на чертеже не показан) червяка 6. Для слива воды из полостей уплотнения предусмотрены сливные краники по типу, представленному на рис. 2.35. Приборная панель крепится на крышке насоса над пеносмесителем. На ней установлены мановакуумметр, тахометр, показывающий частоту вращения вала насоса и время наработки, а также манометр. На ней установлены также четыре индикатора на контрольные значения давления -0,6; -0,75; 7,5 и 30 кгс/см2, управляемые мановакуумметром и насосом. На панели имеется индикатор нулевой подачи, вилка разъема для подключения насоса к системе электропитания пожарного автомобиля, а также тумблер для включения и переключения напряжения питания насоса и ручка сброса контрольной наработки. На ней предусмотрены гнезда для установки приборов контроля давления масла и температуры охлаждающей жидкости двигателя, приборов контроля уровня воды в цистерне и уровня пенообразователя в пенобаке, а также гнезда для установки выключателя освещения насосного отсека, выключателя прожектора и привода насоса. Порядок включения насоса. Перед началом работы все краны должны быть закрытыми, а вакуумный насос отключен. Подача воды с подпором (из цистерны, гидранта, от другой автоцистерны) осуществляется в следующей последовательности. Собирают рукавные линии и органами управления цистерны подают воду в насос. Затем включают привод насоса и плавно открывают напорные краны. Регулируя частоту вращения вала двигателя, устанавливают давление на входе в пределах от 0,08 до 0,6 МПа, а на выходе – не более 3,5 МПа. Подача воды с открытого водоема производится с предварительным включением напорных кранов или напорного вентиля подачи воды в цис- терну. Вакуумный насос включают вручную и открывают вакуумный кран. Включив привод насоса, одновременно автоматически включится вакуум- ная система. При частоте вращения вала насоса в пределах 2500– 2900 об/мин достигается избыточное давление в насосе 1,2 МПа, при котором автоматически отключится вакуумный насос. Регулируя частоту вращения вала двигателя, устанавливают необхо- димое давление на выходе из насоса 1,2–3,5 МПа. При необходимости снизить давление до уровня менее 1,2 МПа сле- дует предварительно вручную отключить вакуумную систему и закрыть вакуумный кран. По окончании работы сливают воду из насоса, открыв все краны. В зимний период следует включать насос для того, чтобы он поработал без воды 10–20 с. Это необходимо сделать для удаления влаги из полости насоса, включая при этом на 3–5 с вакуумный насос. После этого закрывают все краны и ставят заглушки на патрубки. Для обеспечения безопасной работы насоса следует: при необходимости временно прекратить подачу воды: приоткрыть вентиль подачи воды в цистерну; не допускать работу насоса при давлении на выходе более 3,43 МПа и частоте вращения вала более 3000 об/мин; не допускать работу насоса «всухую» продолжительностью более 1 мин; в случае, если вода из цистерны полностью израсходована, загорается индикатор «подачи нет», при этом насос следует немедленно остановить. Система подачи пены включает пеносмеситель, клапан пеносмесителя.   Рис. 2.37. Клапан пеносмесителя:1 – корпус; 2 – диафрагма; 3 – пружина; 4 – шток; 5 – направляющая шайба; 6 – клапан; 7 – обратный клапан лепесткового типа 7 6 5 4 3 2 1 B ПО Б А ПО Из ГК Рис. 2.38. Принципиальная схема подачи пенообразователя: 1 – центробежный насос; 2 – клапан пеносмесителя; 3 – обратный клапан; 4 – пеносмеситель; 5 – дозатор; 6 – сливной кран; 7 – кран включения пеносмесителя; 8 – водяной эжектор; 9 – вакуумный кран; 10 – гидрокамера 3 2 1 10 4 5 6 7 8 9 Клапан пеносмесителя (рис. 2.37) предназначен для предотвращения перерасхода пенообразователя при работе автоматической вакуумной системы и при неработающем насосе. Это возможно, когда при включенном дозаторе происходит уменьшение напора, и автоматически включается вакуумная система или в случае, когда останавливают насос, не закрыв предварительно кран подачи пенообразователя из пенобака в насос. Функционально клапан пеносмесителя включает в себя отсекатель магистрали «пенобак-пеносмеситель», управляемый давлением напорной полости центробежного насоса, и обратный клапан 7 лепесткового типа. При работе центробежного насоса давлением из гидрокамеры вакуумной системы в полости В деформируется диафрагма 2. Вследствие этого будут разобщены полости А и Б. При включенном кране дозатора пенообразователь, преодолевая сопротивление лепесткового клапана 7, будет поступать в пеносмеситель. Клапан пеносмесителя и пеносмеситель закреплены на коллекторе насоса. Принципиальная схема подачи пенообразователя и пеносмесителя показана на рис. 2.38. Устройство пеносмесителя принципиально не отличается от пеносмесителя ПС-5. Однако его дозатор 5 имеет три положения: 0 – закрыт, 1 и 2 – на один или два пеногенератора. Кроме того, на пеносмесителе имеется сливной кран 6 пробкового типа (см. рис. 2.35) для сообщения полости насоса с атмосферой при сливе воды. Особенностью является также то, что к пеносмесителю подключена магистраль вакуумной системы с вакуумным краном 9 шарового типа (см.рис. 2.27). Подача водного раствора пенообразователя к пеногенераторам производится в такой последовательности. Подать ПО из пенобака в насос, перевести рукоятку крана пеносмесителя в положение «ОТК», установить давление на выходе из насоса от 1 до 2 МПа, плавно открыть напорные краны и установить дозатор в требуемое положение. После окончания работы перекрыть поступление ПО в насос и уменьшить подачу насоса до 0,2–1,0 л/с и произвести промывку дозатора и насоса. Для этого следует переключить магистраль пенообразователя на подсос воды из посторонней емкости и установить рукоятку дозатора в положение 2. В этом положении необходимо поработать 3-5 мин при давлении на выходе из насоса от 1 до 2 МПа. В процессе промывки необходимо несколько раз повернуть рукоятку крана пеносмесителя из положения «ОТК» в положение «ЗАКР» и обратно. Следует также повернуть рукоятку дозатора.  Рис. 2.39. Компоновка рабочих колес ПЦНВ-4/400Из водо- источника К коллектору насоса |