Вакуумная система с шиберным насосом

В настоящее время в вакуумных системах центробежных пожарных насосов с целью повышения технических и эксплуатационных характеристик устанавливают шиберные вакуумные насосы, в т.ч. АВС-01Э и АВС-02Э (см. рис. 3.27 – 3.28).

 

 

По своему составу и функциональным характеристикам вакуумный насос АВС-01Э является автономной вакуумной системой водозаполнения центробежного пожарного насоса. АВС-01Э включает в себя следующие элементы: вакуумный агрегат 9, блок (пульт) управления 1 с электрокабелями, вакуумный клапан 4, трос управления вакуумным клапаном 2, датчик заполнения 6, два гибких воздухопровода 3 и 10.

Вакуумный агрегат (см. рис. 3. 29) предназначен для создания необходимого при водозаполнении разрежения в полости пожарного насоса и всасывающих рукавах. Он представляет собой вакуумный насос 3 шиберного типа с электроприводом 10. Собственно вакуумный насос состоит из корпусной части, образованной корпусом 16 с гильзой 24 и крышками 1 и 15, ротора 23 с четырьмя лопатками 22, установленного на двух шарикоподшипниках 18, системы смазки (включающей масляный бачок 26, трубку 25 и жиклёр 2) и двух патрубков 20 и 21 для присоединения воздухопроводов.

Вакуумный насос работает следующим образом. При вращении ротора 23 лопатки 22 под действием центробежных сил прижимаются к гильзе 24 и образует, таким образом, замкнутые рабочие полости. Рабочие полости за счёт вращения ротора, происходящего против часовой стрелки, перемещаются от всасывающего окна, сообщающегося с входным патрубком 20, к выходному окну, сообщающемуся с выходным патрубком 21. При прохождении через область всасывающего окна каждая рабочая полость захватывает

 

 

порцию воздуха и перемещает её к выхлопному окну, через которое воздух по воздухопроводу выбрасывается в атмосферу. Движение воздуха из всасывающего окна в рабочие полости и из рабочих полостей в выхлопное окно происходит за счёт перепадов давлений, которые образуются из-за наличия эксцентриситета между ротором и гильзой, приводящего к сжатию (расширению) объёма рабочих полостей.

Смазка трущихся поверхностей вакуумного насоса осуществляется моторным маслом, которое подаётся в его всасывающую полость из масляного бачка 26 за счёт разрежения, создаваемого самим вакуумным насосом во входном патрубке 20. Заданный расход масла обеспечивается калиброванным отверстием в жиклёре 2. Электропривод вакуумного насоса состоит из электродвигателя 10 и тягового реле 7. Электродвигатель 10, рассчитан на напряжение 12 В постоянного тока. Ротор 11 электродвигателя одним своим концом опирается на втулку 9, а второй конец через центрирующую втулку 12 опирается на выступающий вал ротора вакуумного насоса. Поэтому включение электродвигателя после отстыковки его от вакуумного насоса не допускается.

Крутящий момент от двигателя к ротору вакуумного насоса передаётся через штифт 13 и паз на конце ротора. Тяговое реле 7 обеспечивает коммутирование контактов силовой цепи «+12 В» при включении электродвигателя, а также осуществляет перемещение жилы троса 2 (см. рис. 3.28), приводящее к открытию вакуумного клапана 4, в системах где он предусмотрен. Кожух 5 защищает открытые контакты электродвигателя от случайного замыкания и от попадания на них воды при эксплуатации.

Вакуумный клапан (поз 4 на рис. 3.28) предназначен для автоматического перекрывания полости пожарного насоса от вакуумного агрегата по окончании процесса водозаполнения и установлен в дополнение к вакуумному затвору 5[12]. Устройство вакуумного клапана показано на рис. 3.30. В корпусе 1 клапана на опоре скольжения установлен шток 6. Опора скольжения уплотнена манжетой 14. Перемещаясь в полости

 

корпуса, шток 6 открывает (закрывает) проточный канал корпуса.

Перемещение штока 6 осуществляется тягой 7. Серьга 2, закреплённая на тяге 7 соединяется с жилой троса от тягового реле вакуумного агрегата. При этом оплётка троса фиксируется втулкой 4, имеющей продольный паз для установки троса. При включении тягового реле жила троса тянет шток 6 за серьгу 2, и проточная полость вакуумного клапана открывается. При отключении тягового реле (т.е. при отключении вакуумного агрегата), шток 6 под действием пружины 9 возвращается в исходное (закрытое) положение. При таком положении штока проточная полость вакуумного клапана остаётся перекрытой, а полости центробежного пожарного насоса и шиберного насоса – разобщёнными. Для смазки трущихся поверхностей клапана предусмотрено смазочное кольцо 8, в которое при эксплуатации вакуумной системы через отверстие «А» необходимо добавлять масло.

Датчик заполнения предназначен для подачи сигналов в блок управления о завершении процесса водозаполнения. Датчик представляет собой электрод, установленный в изоляторе в верхней точке внутренней полости центробежного пожарного насоса (см. рис. 3.28). При заполнении датчика водой, изменяется электрическое сопротивление между электродом и корпусом ("массой"). Изменение сопротивления датчика фиксируется блоком управления, в котором формируется сигнал на отключение электродвигателя вакуумного агрегата. Одновременно на пульте (блоке) управления включается индикатор «Насос заполнен».

Блок (пульт) управления (см. рис. 3.31) предназначен для обеспечения работы вакуумной системы в ручном и автоматическом режимах[13].

Тумблер 1 «Питание» служит для подачи питания к цепям управления вакуумным

 

агрегатом и для задействования световых индикаторов о состоянии вакуумной системы. Тумблер 2 «Режим» предназначен для изменения режима работы системы – автоматического («Авт.») или ручного («Ручн.»). Кнопка 8 «Пуск» используется для включения двигателя вакуумного агрегата. Кнопка 6 «Стоп» служит для выключения двигателя вакуумного агрегата и для снятия блокировки после загорания индикатора «Не норма». Кабели 4 и 5 предназначены для соединения блока управления, соответственно, с двигателем вакуумного агрегата и датчиком заполнения. На пульте имеются следующие световые индикаторы 7, служащие для визуального контроля за состоянием вакуумной системы:

1. Индикатор "Питание" загорается при включении тумблера 1 «Питание»;

2. Вакуумирование – сигнализирует о включении вакуумного насоса при нажатии кнопки 8 «Пуск»;

3. Насос заполнен – загорается при срабатывании датчика заполнения, когда пожарный насос полностью заполнен водой;

4. Не норма – фиксирует следующие неисправности вакуумной системы:

· превышено максимальное время непрерывной работы вакуумного насоса (45…55 секунд) вследствие недостаточной герметичности всасывающей магистрали или пожарного насоса;

· плохой или отсутствующий контакт в цепи тягового реле вакуумного агрегата из-за подгорания контактов реле или обрыва проводов;

· электродвигатель вакуумного насоса перегружен вследствие засорения шиберного вакуумного насоса или других причин.

В зависимости от комбинации положения тумблеров «Питание» и «Режим» вакуумная система может находится в четырёх возможных состояниях:

1. В нерабочем состоянии тумблер «Питание» должен находиться в положении «Откл», а тумблер «Режим» - в положении «Авт». Данное положение тумблеров является единственным, при котором нажатие на кнопку «Пуск» не приводит к включению электродвигателя вакуумного агрегата. Индикация отключена.

2. В автоматическом режиме (основной режим) тумблер «Питание» должен находится в положении «Вкл», а тумблер «Режим» - в положении «Авт». При этом электродвигатель включается кратковременным нажатием кнопки «Пуск». Отключение производится либо автоматически (при срабатывании датчика заполнения или одного из видов защиты электропривода), либо принудительно – нажатием кнопки «Стоп». Индикация включена и отражает состояние вакуумной системы.

3. В ручном режиме тумблер «Питание» должен находиться в положении «Вкл», а тумблер «Режим» - в положении «Ручн». Двигатель включается нажатием кнопки «Пуск» и работает до тех пор, пока кнопка «Пуск» удерживается в нажатом состоянии. В данном режиме электронная защита привода отключена, а показания световых индикаторов только визуально отражают лишь процесс водозаполнения. Ручной режим предназначен для возможности работы в случае сбоев в системе автоматики, при ложных срабатываниях блокировок. Контроль момента окончания процесса водозаполнения и отключения двигателя вакуумного насоса в ручном режиме осуществляется визуально по индикатору «Насос заполнен».

4. Для обеспечения выполнения боевой задачи на пожаре в случае отказа электронного блока, когда в автоматическом режиме система не работает, а в ручном режиме световые индикаторы не отражают реально происходящих процессов, существует аварийный режим, при котором тумблер «Питание» необходимо выключить, а тумблер «Режим» перевести в положение «Ручн». При этом режиме электродвигатель управляется так же, как и в ручном режиме, но индикация при этом отключена, и контроль момента окончания процесса водозаполнения и отключения двигателя вакуумного насоса осуществляется по факту появления воды из выхлопного патрубка. Систематическая работа в этом режиме недопустима, т.к. может привести к серьезным поломкам элементов вакуумной системы. Поэтому сразу же по возвращению в пожарную часть следует выявить и устранить причину неисправности блока управления.

Воздуховоды 3 и 10 (см. рис. 3.28) предназначены соответственно для соединения полости центробежного пожарного насоса с вакуумным агрегатом и для направления выхлопа из вакуумного агрегата.

 

Техническая характеристика АВС-01Э

Номинальное напряжение питания: 12 Вольт.

Потребляемый ток: 130…180 Ампер.

Максимальное разрежение, создаваемое вакуумным насосом: не менее 0,8

кгс/см²

Время водозаполнения с высоты 3,5 м (не более):

- 10 сек при заборе воды через один всасывающий рукав Ø125 мм, L=4 м;

- 20 сек при заборе воды через два всасывающих рукава Ø125 мм, L=4 м;

Время водозаполнения с высоты 7,5 м (не более):

- 30 сек при заборе воды через два всасывающих рукав Ø125 мм, L=4 м;

- 40 сек при заборе воды через три всасывающих рукав Ø125 мм, L=4 м.

Время непрерывной работы: не более 60 сек.

Расход масла за цикл водозаполнения: 5 мл.

Габаритные размеры вакуумного агрегата: 400×220×220 мм.

Габаритные размеры блока управления: 185×130×90 мм.

Общая масса вакуумной системы: 25 кг.

 

ЭКСПЛУАТАЦИЯ ВАКУУМНОЙ СИСТЕМЫ С ШИБЕРНЫМ НАСОСОМ

Порядок работы вакуумной системы:

1. Проверка пожарного насоса на герметичность («сухой вакуум»):

а) подготовить пожарный насос к проверке: установить на всасывающий патрубок заглушку, закрыть все краны и вентили;

б) открыть вакуумный затвор;

в) включить тумблер «Питание» на блоке (пульте) управления;

г) запустить вакуумный насос: в автоматическом режиме запуск производится кратковременным нажатием кнопки «Пуск», в ручном режиме – кнопку «Пуск» нужно нажать и удерживать в нажатом положении;

д) произвести вакуумирование пожарного насоса до уровня разряжения – 0,8 кгс/см² (при нормальном состоянии вакуумного насоса, пожарного насоса и его коммуникаций эта операция занимает не более 10 сек);

е) остановить вакуумный насос: в автоматическом режиме останов производится принудительно – нажатием кнопки «Стоп», в ручном режиме – нужно отпустить кнопку «Пуск»;

ж) закрыть вакуумный затвор и при помощи секундомера проверить скорость падения разрежения в полости пожарного насоса;

з) выключить тумблер «Питание» на блоке (пульте) управления, а тумблер «Режим» установить в положение «Авт».

2. Забор воды в автоматическом режиме:

а) подготовить пожарный насос к забору воды: закрыть все вентили и краны пожарного насоса и его коммуникаций, присоединить всасывающие рукава с сеткой и погрузить конец всасывающей линии в водоем;

б) открыть вакуумный затвор;

в) установить тумблер «Режим» в положение «Авт» и включить тумблер «Питание»;

г) запустить вакуумный насос – нажать и отпустить кнопку «Пуск»: при этом одновременно с включением привода вакуумного агрегата загорается индикатор «Вакуумирование»;

д) после окончания водозаполнения привод вакуумного агрегата отключается автоматически: при этом загорается индикатор «Насос заполнен» и гаснет индикатор «Вакуумирование». В случае негерметичности пожарного насоса через 45…55 секунд должно произойти автоматическое отключение привода вакуумного насоса и загореться индикатор «Не норма», после чего необходимо нажать кнопку «Стоп»;

е) закрыть вакуумный затвор и начать работу с пожарным насосом в соответствии с инструкцией по его эксплуатации;

ж) выключить тумблер «Питание» на блоке (пульте) управления.

В случае срыва напора необходимо остановить пожарный насос и повторить операции «в» – «е».

В результате отказа работоспособности датчика заполнения (это может произойти, например, при обрыве провода) автоматическое отключение вакуумного насоса не срабатывает, и индикатор «Насос заполнен» не загорается. Данная ситуация является критической, т.к. после заполнения пожарного насоса вакуумный насос не отключается и начинает «захлебываться» водой. Такой режим сразу же обнаруживается по характерному звуку, вызванному выбросом воды из выхлопного патрубка. В этом случае рекомендуется, не дожидаясь срабатывания защиты, закрыть вакуумный затвор и отключить вакуумный насос принудительно (кнопкой «Стоп»), а по окончании работы обнаружить и устранить неисправность.

3. Забор воды в ручном режиме:

а) подготовить пожарный насос к забору воды: закрыть все вентили и краны пожарного насоса и его коммуникаций, присоединить всасывающие рукава с сеткой и погрузить конец всасывающей линии в водоем;

б) открыть вакуумный затвор;

в) установить тумблер «Режим» в положение «Ручн» и включить тумблер «Питание»;

г) запустить вакуумный насос – нажать кнопку «Пуск» и удерживать ее в нажатом положении до тех пор, пока не загорится индикатор «Насос заполнен»;

д) после окончания водозаполнения (как только загорится индикатор «Насос заполнен») остановить вакуумный насос – отпустить кнопку «Пуск»;

е) закрыть вакуумный затвор и начать работу с пожарным насосом в соответствии с инструкцией по его эксплуатации;

ж) выключить тумблер «Питание» на блоке (пульте) управления, а тумблер «Режим» установить в положение «Авт».

В случае срыва напора необходимо остановить пожарный насос и повторить операции «в» – «е».

4. Особенности работы в зимнее время:

а) После каждого использования насосной установки необходимо продуть воздухопроводы вакуумного насоса, даже в тех случаях, когда подача воды пожарным насосом производилась из цистерны или гидранта (вода может попадать в вакуумный насос, например, через неплотно закрытый или неисправный вакуумный затвор). Продувку следует производить путем кратковременного (на 3÷5 сек.) включения вакуумного насоса. При этом с всасывающего патрубка пожарного насоса необходимо снять заглушку и открыть вакуумный затвор.

б) Перед началом работы следует проверять вакуумный клапан на отсутствие примерзания его подвижной части. Для проверки необходимо убедиться в подвижности его штока, потянув за серьгу 2 (см. рис. 3.30), к которой присоединена жила троса. При отсутствии примерзания серьга вместе со штоком вакуумного клапана и жилой троса должна перемещаться от усилия примерно 3÷5 кгс.

в) Для заправки масляного бачка вакуумного насоса применять зимние марки моторных масел (с пониженной вязкостью).

 

Для обеспечения постоянной технической готовности вакуумной системы предусматриваются следующие виды технического обслуживания: ежедневное техническое обслуживание (ЕТО) и первое техническое обслуживание (ТО-1). Перечень работ и технические требования для проведения указанных видов технического обслуживания приведены в табл.3.5.

Таблица 3.5

Перечень работ при проведении технических обслуживаний

вакуумной системы АВС-01Э.

 

Вид технического обслуживания	Содержание работ	Технические требования (методика проведения)
Ежедневное техническое обслуживание (ЕТО)	1. Проверка наличия масла в масляном бачке.	1. Поддерживать уровень масла в бачке не менее 1/3 его объема.
2. Проверка работоспособности вакуумного насоса и функционирования системы смазки шиберного насоса.	2. Проверку провести в режиме испытания пожарного насоса на герметичность («сухой вакуум»). При включении вакуумного насоса маслоподводящая трубка 25 (см. рис.3.29) должна полностью заполниться маслом до жиклёра 2.
Первое техническое обслуживание (ТО-1)	1. Проверка затяжки крепежных деталей.	1. Проверить затяжку крепежа составных частей вакуумной системы.

 

	2. Смазка штока и троса управления вакуумного клапана.	2. Закапать несколько капель моторного масла в отверстие А корпуса вакуумного клапана (см. рис. 3.30). Отсоединить трос от вакуумного клапана и закапать в трос несколько капель моторного масла.
3. Проверка осевого люфта оплетки троса управления вакуумным клапаном в месте его соединения с тяговым реле электропривода вакуумного насоса.	3. Осевой люфт допускается не более 0,5 мм. Люфт определить путем перемещения взад-вперед оплетки троса. При несоответствии исключить люфт.
4. Проверка правильности положения серьги 2 вакуумного клапана (см. рис. 3.30).	4. Проверить величины зазоров (см. рис. 3.30): - Зазора «Б» - при неработающем электроприводе; - Зазора «В» - при работающем электроприводе. Величины зазоров «Б» и «В» должны быть не менее 1 мм. При необходимости зазоры следует отрегулировать. Для регулировки (см. рис. 3.30) отсоединить трос от вакуумного клапана, ослабить контргайку 11 и выставить необходимое положение серьги 2; контргайку затянуть.
5. Проверка расхода масла.	5. Средний расход масла за цикл работы в 30 сек. должен быть не менее 2 мл.
6. Очистка рабочих поверхностей датчика заполнения.	6. Вывинтить датчик из корпуса, очистить электрод и видимую часть поверхности корпуса до основного металла.

 

При эксплуатации вакуумной системы возможны неисправности, представленные в табл. 3.6.

 

Таблица 3.6

Возможные неисправности вакуумной системы АВС-01Э

и методы их устранения

 

 

 

 

Наименование отказа, его внешние признаки	Вероятная причина	Метод устранения
При включении тумблера «Питание» индикатор «Питание» не загорается.	Перегорел предохранитель блока управления.	Заменить предохранитель.
Обрыв в цепи питания блока управления.	Устранить обрыв.
При работе в автоматическом режиме после забора воды автоматического отключения вакуумного насоса не происходит.	Обрыв цепи от электрода или от корпуса датчика заполнения.	Устранить обрыв цепи.
Снижение электропроводности поверхности корпуса и электрода датчика заполнения	Снять датчик заполнения и очистить электрод и поверхность его корпуса от загрязнений.
Недостаточное напряжение питания на блоке управления.	Проверить надёжность контактов в электрических соединениях; обеспечить напряжение питания блока управления не менее 10 В.

 

 

 

В автоматическом режиме вакуумный насос запускается, но через 1-2 сек. останавливается; гаснет индикатор «Вакуумирование» и загорается индикатор «Не норма». В ручном режиме насос работает нормально.	Ненадежный контакт в соединительных кабелях между блоком управления и электроприводом вакуумного насоса.	Проверить надёжность контактов в электрических соединениях.
Окислены наконечники проводов на контактных болтах тягового реле или ослабли гайки их крепления.	Зачистить наконечники и затянуть гайки.
Большое (более 0,5 В) падение напряжения между контактными болтами тягового реле при работе электродвигателя.	Снять тяговое реле, проверить лёгкость перемещения якоря. Если якорь перемешается свободно, то зачистить контакты реле или заменить его.
Вакуумный насос не запускается ни в автоматическом, ни в ручном режиме. Через 1-2 сек. после нажатия кнопки «Пуск» гаснет индикатор «Вакуумирование» и загорается индикатор «Не норма»	Затруднено перемещение жилы троса управления вакуумным клапаном.	Проверить легкость перемещения жилы троса, при необходимости устранить сильный изгиб троса или смазать моторным маслом его жилу.
Затруднено перемещение штока вакуумного клапана.	Смазать клапан через отверстие А (см. рис. 3.30). В зимнее время принять меры, исключающие примерзание деталей вакуумного клапана.
Обрыв силовой цепи питания	Устранить обрыв цепи.
Нарушено положение серьги вакуумного клапана (см. рис. 3.30).	Отрегулировать положение серьги.
Обрыв электрических цепей в кабеле, соединяющем блок управления с электроприводом вакуумного агрегата.	Устранить обрыв цепи.
Подгорели контакты тягового реле.	Зачистить контакты или заменить тяговое реле.
Электродвигатель перегружен (шиберный насос заторможен замерзшей водой или посторонними предметами).	Проверить состояние шиберного насоса. В зимнее время принять меры, исключающие взаимное примерзание деталей шиберного насоса.
При работе вакуумного насоса отмечается, что расход масла слишком мал (в среднем менее 1 мл за цикл работы)	Смазочное масло не соответствующей марки или слишком вязкое.	Заменить на всесезонное моторное масло по ГОСТ 10541.
Засорилось дозирующее отверстие жиклера 2 в маслопроводе (см. рис. 3.29).	Прочистить дозирующее отверстие маслопровода.
Имеет место подсос воздуха через стыки маслопровода.	Подтянуть хомутики крепления маслопровода.
При работе вакуумного насоса не обеспечивается необходимое разрежение	Подсос воздуха во всасывающих рукавах, через незакрытые вентили, сливные краны, через поврежденные воздуховоды.	Обеспечить герметичность вакуумного объема.
Подсос воздуха через масляный бак (при полном отсутствии масла).	Заправить масляный бак.
Недостаточное напряжение питания электропривода вакуумного агрегата.	Зачистить контакты силовых кабелей, полюсные выводы аккумуляторной батареи; смазать их техническим вазелином и надежно затянуть. Зарядить аккумуляторную батарею.
Недостаточная смазка шиберного насоса.	Проверить расход масла.