Пожарные насосы
Одним из наиболее сложных технологических средств вооружения МЧС являются пожарные насосы. Их главное предназначение — подача составов, тушащих огонь, к очагу пожара. Первые ручные пожарные насосы появились еще в 18 веке, в конце 19-ого уже использовались устройства с приводом от паровых машин.
Сегодня в сфере пожаротушения используются несколько видов данного вооружения. Они имеют различную конструкцию, принцип действия, технические возможности, набор режимов, создают давления с разными показателями.
Но и теперь разработки не окончены, в ВИПТШ и ВНИИПО продолжаются предлагать новые конструкции устройств.
Последовательность действий при работе с насосом
Виды пожарных насосов и их классификация важны при техническом обслуживании, но не влияют на порядок работы с оборудованием:
- поскольку ПН не является самовсасывающим устройством, перед пуском его следует заполнить, из автоцистерны это выполняется без создания разряженного пространства посредством открывания арматуры;
- при заборе жидкости из водоема потребуется вакуумный насос, чтобы заполнить ПН.
Во втором случае время заполнения измерительный прибор показывает избыточные параметры давления. Затем в агрегате открывается арматура, и вода направляется в напорные рукава. Когда жидкость избавится от воздуха, насос готов к эксплуатации.
Всасывание осуществляется с высоты до 7,5 метров. Увеличение параметров чревато нестабильным функционалом, появлением кавитации и срывом потока
Для производительной работы важна герметичность камер, поэтому важно регулярно проверять их
При максимальных значениях разрежённости нужно закрыть кран между ПН и вакуумной помпой.
Коммутация с рукавами
Чем отличается НЦПВ от пожарного насоса
Конструкция НЦПВ полностью тождественна пожарному насосу, включая схему и модули управления. При этом конструкторам удалось добиться существенных преимуществ:
- повышена производительность в полтора раза – до 50 литров в секунду от пожарных гидрантов, до 60 – при заборе из водоема;
- на 10% увеличен КПД;
- до 20% увеличен напор;
- возможность обеспечить функционал 8 генераторов пены;
- НЦПВ комплектуется расширенным набором измерительных приборов;
- возможность регулирования концентрации всех типов ПО и их экономия;
- кардинально изменена конструкция узла сальников, в НЦПВ он не требует техобслуживания, замены расходников, надежен и долговечен.
Чем выше тактико-технические параметры оборудования, тем быстрее заправляется цистерна спецтехники, а, следовательно, оперативно и эффективно локализуются возгорания. Поэтому прежде, чем купить агрегат, внимательно ознакомьтесь со сведениями о нем. Наиболее востребованные модели: НЦПН-40/100 и НЦПН-70.
ЭКСТРЕННЫЕ ТЕЛЕФОНЫ
| С городского/сотового телефона | |
| Единый телефон пожарных и спасателей | 01/101 |
| Полиция | 02/102 |
| Скорая помощь | 03/103 |
| Аварийная газовая служба | 04/104 |
Слайд 30 На пожарных автомобилях устанавливаются, как правило, насосы центробежного типа. Это обусловлено
тем, что центробежные насосы обладают рядом важных достоинств: равномерностью подачи огнетушащих средств (подачей без пульсаций); способностью работать «на себя» (т.е
при перекрытии пожарного ствола, засорении или заломе пожарного рукава в системе подачи воды не повышается чрезмерно давление), простотой управления насосом и его обслуживания при эксплуатации на пожарах. Для пожарных автомобилей важно, что центробежные насосы не требуют сложного привода от двигателя, а их габариты и массы относительно невелики. В то же время, центробежные насосы имеют и ряд недостатков, важнейший из которых тот, что они не являются самовсасывающими — работают только после предварительного заполнения всасывающей линии и насоса водой. Этот недостаток компенсируют устройствами, позволяющими заполнять всасывающие тракты и полость насоса из цистерн
Кроме того, на пожарных автомобилях устанавливают вспомогательные насосы для заполнения полости всасывающего рукава и корпуса насоса водой. Для этой цели используют газоструйные, ротационные, поршневые и другие насосы. Вспомогательные насосы работают кратковременно, только при включении центробежного насоса в работу. Установка таких насосов усложняет конструкцию насосной установки, требует устройства дополнительного привода для их работы.
Пожарные центробежные насосы
Относятся к динамическим устройствам, то есть всасывание жидкости происходит за счет инерционных сил. Преимущества таких видов ПН в том, что допускается использование загрязненной воды, они тихо работают, процесс всасывания происходит в непрерывном режиме.
Центробежные пожарные насосы (ПЦН) имеют самый высокий КПД (до 0,8) из всех динамических устройств.
Центробежная модификация
Обозначение и маркировка
Самая старая модель – ПН-40. Название расшифровывается как пожарный насос, качающий 40 л/с. Если в наименовании присутствует буква «У», это обозначает универсальность применения агрегата.
Соответственно есть модификации ПН-60 (60 л/с), ПН-110 (110 л/с).
После усовершенствования ПН-40 он стал называться НЦПН-40/100УВМ. Такой агрегат выдает 60 л/с и выпускается в универсальном исполнении. Это оборудование имеет закрытые узлы, которые не требуют регулярной смазки.
НЦПН-40/100УВМ
Устройство
Если посмотреть ПЦН в разрезе, то можно увидеть, что внутри конструкции размещен вал, на котором крепится рабочее колесо, создающее центробежную силу. Жидкость проникает внутрь через всасывающий патрубок, подается наружу через напорный патрубок.
Обычно дополнительно монтируется пеносмеситель.
На выходе установлен конфузор, конусное устройство, сужающееся в сторону выброса воды, увеличивающее скорость подачи огнетушащего вещества.
Схема центробежного насоса
Классификация
Производится по давлению, создаваемому насосом на выходном патрубке:
- до 1,6 МПа – ПЦН нормального давления;
- 1,6–5 МПа – ПЦН высокого давления;
- 0–5 МПа – комбинированный ПЦН – это насос, где на одном приводе базируются последовательно размещенные ПЦН высокого и нормального давления.
Принцип работы
Колесо с лопастями вращается с помощью электрического мотора насоса, забирая воду из входного патрубка.
Под воздействием центробежной силы жидкость раскручивается, ускоряется, прижимается к внутренним стенкам корпуса и выбрасывается, закрученная в спираль, в выходной патрубок. Далее стоит замедляющий диффузор, который останавливает вращение воды. Затем, проходя конфузор, вода подается на выход.
Несмотря на классификацию центробежных пожарных насосов по уровню давления, создаваемого ими, принцип работы механизма для всех них одинаков. Технические характеристики ПЦН зависят от мощности электродвигателя, формы лопастей колеса, других конструктивных особенностей.
Типы водяных центробежных насосов
В зависимости от количества рабочих колес, их формы можно выделить 4 вида ЦН:
- Горизонтальные с одной ступенью: в помпе установлено 1 разгоняющее колесо.
- Горизонтальные многоступенчатые. В структуре таких агрегатов смонтировано два и более колеса.
- Землесосы. Применяются для перекачки промышленных стоков.
- Фекальные. Используются для работы с жидкостями, в которых содержатся примеси, вкрапления твердых масс.
Горизонтальный многоступенчатый насос
Плюсы и минусы ПЦН
Преимущества центробежных насосов:
- бесперебойная работа при наличии электросети;
- возможна последовательная установка нескольких агрегатов на один трубопровод, что повышает интенсивность напора;
- простое конструктивное исполнение, надежность, невысокая цена;
- работают даже на большой высоте над уровнем воды;
- высокий КПД – 0,6–0,8.
К недостаткам можно отнести:
- необходимость заполнения рабочей полости помпы водой до запуска устройства;
- при попадании воздуха в корпус ухудшаются рабочие характеристики ПН, могут выйти из строя подшипники, другие детали.
Проверка герметичности
Без должной герметичности ни один насос, в том числе пожарный, работать не будет. Поэтому все они проходят проверку на сухой вакуум. Для этого закрывают краны и задвижки агрегата и запускают мотор. При помощи вакуумной системы за 15 секунд создается давление 75-80 кПа. В насосе воздух должен разрядиться до 13 кПа или меньше за 2,5 секунды.
Если проверка на вакуум не пройдена, то смачивают места соединения мыльным раствором и делают опрессовку водой под давлением 0,6 МПа или меньше. Места протечки воздуха будут выдавать себя пузырьками мыльной пены.
Существуют всего 6 видов испытаний, среди которых периодические и типовые. Их разрешено проводить на предприятиях при наличии соответствующего оборудования.
Чем отличается НЦПВ от пожарного насоса
Конструкции пожарных насосов и НЦПВ довольны похожи. Схожи и схема, и даже модули. При этом, НЦПВ отличаются некоторыми преимуществами:
- Повышенная мощность до 50-60 литров в секунду;
- Существенно увеличен набор (20%);
- Увеличен КПД (10%);
- Возможность оснащения сразу 8 генераторов пены;
- Расширенный набор дополняемых приборов.
Важно напомнить, что высокие технические характеристики позволяют быстро заправлять цистерну пожарной машины, а значит эффективнее локализовать пожар. Именно поэтому важно заблаговременно рассмотреть технические характеристики каждой отдельно взятой модели, чтобы увидеть её преимущества и особенности
Именно поэтому важно заблаговременно рассмотреть технические характеристики каждой отдельно взятой модели, чтобы увидеть её преимущества и особенности
Слайд 20 Насосы струйного типа работают на принципе инжекции, то есть передачи энергии
от рабочей среды к нагнетаемой. Они отличаются от других насосов тем, что у них нет подвижных частей, а рабочим органом является сама рабочая среда, в качестве которой могут служить жидкости и газы. В зависимости от рабочей среды струйные насосы разделяются на газоструйные и водоструйные.
Водоструйный насос – гидроэлеватор пожарный входит в комплект ПТВ каждого пожарного автомобиля. Он используется для забора воды из водоисточников с уровнем воды, превышающим геодезическую высоту всасывания пожарных насосов. С его помощью можно забирать воду из открытых водоисточников с заболоченными берегами, к которым затруднен подъезд пожарных машин. Он может быть использован как эжектор для удаления из помещений воды, пролитой при тушении пожаров.
Признаки и причины неисправностей, возможности восстановления работоспособности
Любые виды пожарных насосов могут выйти из строя, или снизить производительность по ряду причин:
- неправильное подключение к водопроводным коммуникациям;
- износ рабочих элементов устройства;
- снижение герметичности соединений.
Если неисправности не критичны, их можно устранить. В таблице ниже приведены признаки неполадок, причины их появления и способы восстановления работоспособности.
1. Открыт кран слива входного патрубка, не закрыта арматура, неплотное прилегание клапанов.
1. Привести арматуру в нужную конфигурацию.
1. Высота всасывания – больше, чем требуется.
2. Расслоение рукава.
1. Снизить высоту.
2. Поменять рукав.
3. Прочистить сетку.
1. Прибор неисправен.
1. Поменять прибор.
1. Появилась кавитация.
2. Ослабли крепления.
3. Износ подшипников.
1. Корректировать настройки.
2. Подтянуть крепления.
3. Поменять подшипники.
1. Засорилась сетка.
2. Нарушена герметичность соединений.
1. Прочистить засор.
2. Поменять кольца.
2. Износ уплотнителей.
3. Попадание воздуха в систему.
1. Устранить загрязнения.
2. Поменять уплотнители.
3. Купировать попадание воздуха.
1. Засор в магистрали.
1. Прочистить магистраль.
Перекачка воды из водоема
Техника безопасности
Заземление насоса пожарного автомобиля считается важной мерой по обеспечению техники безопасности во время работы оперативной бригады. Агрегаты имеют электромотор, из-за чего вероятно распространение по деталям ПА тока
При включении наноса проводят заземление с использованием внешних устройств. Это защищает от удара током при возникновении наведенного напряжения на машине и при заливе проводящей части электроустановки.
В практике пожарных используется два вида заземлений:
Переносное для пожарных стволов. Используется для защиты от попадания на электроустановки воды. По устройству такие заземлители очень просты: проводник с опрессованными концами. С одной стороны крепится к струбцине, с другой – к стволу.
Переносное заземление для пожарных машин. Для защиты спасателей от возникновения наведенного напряжения. Представляет собой гибкий медный провод в прозрачной оболочке. Наконечники при помощи болтов крепятся к заземляющей струбцине и пожарному стволу.
Слайд 23Работа ГПС — 600 Вода (рабочая жидкость) от пожарного насоса поступает по
рукаву, подсоединенному к головке , в колено и далее в сопло . При этом потенциальная энергия рабочей жидкости преобразуется в кинетическую энергию. В камере смешения происходит обмен количества движения между частицами рабочей и всасываемой жидкости: при поступлении смешанной жидкости в диффузор осуществляется переход кинетической энергии смешанной и транспортируемой жидкости в потенциальную. Благодаря этому в камере смешения создается разрежение. Этим обеспечивается всасывание подаваемой жидкости. Затем в диффузоре давление смеси рабочей и транспортируемой жидкостей значительно повышается в результате снижения скорости движения. Это позволяет осуществлять нагнетание воды.
Слайд 47НАЗНАЧЕНИЕНасос центробежный пожарный нормального давления НЦПН-70/100М Насос НЦПН-100/100 предназначен
для подачи воды или водных растворов пенообразователей, при работе от открытого водоема, цистерны или гидранта. Насос НЦПН-100/100 применяется для комплектации пожарных автомобилей среднего и тяжелого класса, пожарных насосных станций (ПНС), а также пожарных катеров, автопеноподъемников и других пожарных машин, используемых при тушении крупных пожаров
Изготовитель: ЗАО «УСПТК-Пожгидравлика» (г. Миасс)
ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИНоминальная частота вращения приводного вала, об/мин. 2000Номинальная подача насоса (с высоты всасывания 3,5 м), л/с 70Напор насоса в номинальном режиме, м, не менее 100Номинальная потребляемая мощность, л.с., не более 135Максимальное значение подачи насоса с напором 100 м, л/с, не менее 100Потребляемая мощность при подаче 150 л/с и напоре 100 м, л.с., не более 185Диаметр всасывающего патрубка Dy 150 мм Количество и условный проход выходных патрубков 3х Dy 100 ммГабаритные размеры насоса, мм, не более 1000х840х1060Масса насоса в полной комплектации (сухая), кг, не более 350
Слайд 28Основные 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). Подъём воды во всасывающем патрубке насоса происходит под действием разности атмосферного давления и давления (разряжения) в самом насосе. Поэтому теоретическая высота всасывания насоса (Нт) равная 1-ой атмосфере и составляющая 10,33 метра водного столба, или 760 мм. ртутного столба, или 1 кгс/см2, или 105 Па практически не достижима. 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.
Классификация центробежных пожарных насосов
Практически любая пожарная установка, машины оснащены насосами или насосными станциями.
Что из себя представляет это оборудование, по каким параметрам оценивается, виды и типы устройств, предназначенных для подачи огнетушащих веществ при ликвидации возгораний – об этом в статье.
- Пожарные насосы
- Описание и назначение
- Технические параметры
- Правила применения
- Классификация ПН
- Пожарные центробежные насосы
- Обозначение и маркировка
- Устройство
- Классификация
- Принцип работы
- Типы водяных центробежных насосов
- Плюсы и минусы ПЦН
- Основные рабочие параметры насосов
- Паспорт и нормативные требования
- Выводы
Классификация ПН
Пожарные машины комплектуются тремя видами агрегатов.
Струйные
Один из самых популярных видов оборудования, которое устанавливается на технику, задействованную во время тушения пожаров. Струйные ПН бывают двух типов:
- Водоструйные, которые устанавливают на каждую спецмашину. Второе их название – гидроэлеватор. С его помощью производят забор воды из водоисточников с заболоченными берегами, которые представляют трудность для подъезда машин. Второе назначение ВПН – откачка воды из помещений. Гидроэлеватор относят к устройствам эжекторного типа с трансформацией потенциала в кинетическую энергию.
- Газоструйные, которые обеспечивают заполнение всасывающих рукавов и центробежных агрегатов водой. Используют отработанные среды двигателя внутреннего сгорания. Газы проходят по корпусу, в результате создается разряженная зона, благодаря которой и возможен напор на насосе пожарного автомобиля.
Визуально работу водоструйного насоса можно представить на схеме:
Объемные
Это устройства, в которых передвижение воды или газа обеспечивается изменением объема рабочей камеры. Они также делятся на несколько типов:
Водокольцевые. Объем камеры меняется при помощи использования роторной установки. Коэффициент полезного действия в них очень низкий, и перед началом в агрегат необходимо заливать дополнительную жидкость.
Поршневые. В этих насосах для пожарного автомобиля изменение объема зависит от работы поршневого элемента. Главный плюс такого оборудования – высокий КПД и хорошая всасываемость, минус – невозможность регулировки подачи огнетушащих средств.
Пластинчатые. В них работают лопатки ротора. За счет прижимания лопастей создается дополнительный объем. За счет их же движения жидкость проталкивается к выходу.
Шестеренчатые. Их работа обеспечивается двумя колесами.
Центробежные
Это оборудование для автоцистерн и автонасосов. Оно различается по нескольким параметрам:
- Давлению: до 2 МПа, до 5 МПа и установки, создающие оба варианта.
- Количеству колес: стандартные 1-ступенчатые для создания нормального напора, 2-ступенчатые и выше – для поддержания высокого давления.
- Расположению вала: наклонный, вертикальный, горизонтальный.
- Напору: норма до 100 метров, высокий уровень – до 300, комбинированный тип – установки, создающие и нормальный, и высокий уровень напора.
- Расположению в ПА: впереди, посередине, сзади.
Принцип действия центробежного агрегата основан на вращении колеса, которое за счет своего движения передает энергию жидкости. Чем выше скорость вращения, тем больше давление, под которым «зуб» выдает воду в диффузор.
Для предупреждения закручивания воды на входе устанавливают разделитель. Чтобы увеличить скорость делают переход большего сечения в меньшее. Дополнительно устанавливают пенообразователь. Для распределения жидкости в рукава используют коллектор.
Одно из условий безопасности эксплуатации центробежных агрегатов – соблюдение температурного режима. Огнетушащее вещество нельзя охлаждать ниже 30°С. Именно поэтому на ПА насосы устанавливают в отделение, где поддерживается плюсовая температура.
Перед включением систему заполняют водой, чтобы предупредить появление примесей воздуха. Максимальный размер частиц, которые могут присутствовать при этом в воде, – 3 мм, а их концентрация на общий объем – менее 0.5%.
У центробежных агрегатов есть свои плюсы:
- постоянное давление сразу после подключения к водоисточнику;
- длительный срок эксплуатации;
- возможность подключения к различным типам ПА;
- высокий уровень КПД от 58%.
Минусы также присутствуют:
- изменение давление отражается на КПД;
- отсутствует возможность самостоятельного всасывания жидкости;
- не работает, если в воде присутствуют загрязнения крупных фракций (камни, тина).
Основные характеристики
Конструкцией насосов занимались инженеры в разных странах и в разное время. Поэтому их разновидностей очень много, и они постоянно совершенствуются.
В тушении пожара незаменимы центробежные агрегаты, в которых вода всасывается за счет инерционной силы. Их используют для подачи огнетушащей жидкости, пены, создания вакуума и прокачки воды в трубопроводах.
Основные характеристики насосов, независимо от их устройства:
- объем подаваемой воды или другого тушащего вещества в единицу времени (подача), л/с или куб. м/с;
- напор (на сколько поднимается струя), м;
- расстояние от поверхности воды до горизонтальной оси насоса (высота всасывания), м;
- частота, с которой вращается вал, об/мин;
- КПД (коэффициент полезного действия).
Напор – это высота, на которую может подняться жидкость. Если рассуждать более строго, то напор представляет собой разность энергий жидкости до и после насоса. На практике напор определяют по показаниям манометра или вакуумметра.
Если интересует вопрос, какое давление должен иметь пожарный насос, чтобы струя воды поднималась на заданную высоту, то необходимо вспомнить формулу. Давление равно произведению плотности жидкости на постоянную величину g=9,8 Н/кг и на высоту водяного столба. Таким образом, если взять высоту 100 м и плотность воды 1000 кг/куб м, то давление на выходе насоса должно быть 1 МПа.
В России распространены модели нормального давления, дающие напор 100 м, и рассчитанные на высоту всасывания 7-7,5 м. За секунду таким устройством в штатном режиме работы подается 40 л жидкости.
По нормам пожарные насосы высокого давления создают напор 200 м или 400 м. КПД при нормальном давлении достигает 60% или больше, а при высоком – не менее 40%.
Пожарные насосы
Одним из наиболее сложных технологических средств вооружения МЧС являются пожарные насосы. Их главное предназначение — подача составов, тушащих огонь, к очагу пожара. Первые ручные пожарные насосы появились еще в 18 веке, в конце 19-ого уже использовались устройства с приводом от паровых машин. Сегодня в сфере пожаротушения используются несколько видов данного вооружения. Они имеют различную конструкцию, принцип действия, технические возможности, набор режимов, создают давления с разными показателями. Но и теперь разработки не окончены, в ВИПТШ и ВНИИПО продолжаются предлагать новые конструкции устройств.