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

Вопрос 2. Основные определения и классификация насосов

В настоящее время на пожарных машинах применяются насосы различных типов. Они обеспечивают подачу огнетушащих веществ, функционирование вакуумных систем, работу гидравлических систем управления.

Работа всех насосов с механическим приводом характеризуется двумя процессами: всасывания и нагнетания перекачиваемой жидкости. При этом насос любого типа характеризуется величиной подачи жидкости, развиваемой напором, высотой всасывания и величиной коэффициента полезного действия.

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 ⁼ n1/n2, Q2 = Ql n2/n1.

Мощность, потребляемую насосом, кВт, определяют по формуле

N = pQH/(102n),

где р — плотность жидкости, кг/м ; О — подача насоса, м/с;

Н — полный напор насоса, м; n — коэффициент полезного действия: для поршневых насосов 0,6—0,9. для центробежных 0,77—0,88.

Основной элементцентробежного 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. В пожарной охране в основном используют одноколесные высоконапорные с односторонним подводом воды центробежные насосы. Широкое распространение получили насосы с подачей воды 30, 40, 60 и 110 л/с (табл.9).

Основные достоинства центробежных пожарных насосов: простота устройства, надежность в работе, равномерная подача воды в напорные рукава, способность работать при закрытых напорных задвижках и долговечность. Недостатки — дополнительное устройство в

виде газоструйного или другого типа вакуум-аппарата для создания разрежения в насосе и всасывающей рукавной линии.

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

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 подаче воды из открытого водоема собирают всасывающую рукавную линию, опускают конец рукава с всасывающей сеткой в водоем таким образом, чтобы сетка не упиралась в дно и одновременно была ниже уровня воды на 20—30 см. Присоединяют напорные рукава к напорным задвижкам насоса, плотно закрывают все вентили, сливной краник, включают вакуумную систему и увеличивают частоту отключают вращения вала двигателя до 2 тыс. мин. После появления воды в на сосе вакуумную систему, включают насос и постепенно поднимают давление, плавно открывая напорные задвижки. 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 насосом 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.

При работе насосов вперекачку 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 мановакуумметром 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.

Во время технического обслуживания № 2 проверяют подачу и герметичность пожарного насоса. Для проверки подачи насос устанавливают к водоему и с глубины 3,5 м всасывают воду, а затем под давлением 0,98 МПа (9,8 кгс/см^подают воду через два патрубка, к которым присоединяют по одному рукаву диаметром 77 мм со стволами-расходомерами (диаметр насадков 22 мм; на корпусах стволов устанавливают манометры). При заданном режиме подача должна быть не менее 34 л/с (допускается уменьшение подачи не более 15%).