Комбинированные пожарные насосы

 

Комбинированные пожарные насосы, состоящие из последовательно соединённых насосов нормального и высокого давления, объединённых общим приводом, отличаются своей универсальностью. Они способны подавать огнетушащую жидкость под нормальным и высоким давлениями одновременно.

Принцип создания повышенных напоров в таких насосах аналогичен пожарным насосам высокого давления: огнетушащая жидкость из напорной полости насоса (ступени) нормального давления уже под напором поступает во всасывающую полость насоса (ступени) высокого давления, где рабочим колесом (рабочими колёсами) и создаётся повышенный напор.

В последнее время основные пожарные автомобили отечественного производства начали комплектоваться центробежным пожарным комбинированным насосом НЦПК-40/100-4/400 (см. рис. 3.37), выпускаемым ЗАО «УСПТК-Пожгидравлика» (г. Миасс, Челябинская область).

Насос НЦПК-40/100-4/400 предназначен для подачи воды и водных растворов пенообразователей температурой до 30⁰С, плотностью до 1010 кг/м³ и массовой концентрацией твёрдых частиц до 0,5 % при их максимальном размере 3 мм.

Насос устанавливается в закрытых отсеках пожарных автомобилей, в которых во время работы обеспечивается положительная температура воздуха, и обеспечивает подачу воды (водных растворов пенообразователя) от цистерны пожарного автомобиля, гидранта водопроводной сети или открытого водоисточника (водоёма) в трёх режимах:

- подача огнетушащей жидкости насосом нормального давления при отключённом насосе высокого давления;

- подача огнетушащей жидкости насосом высокого давления на один или два высоконапорных ствола-распылителя (СРВД 2/300) при нулевой подаче насоса нормального

давления;

- одновременная подача огнетушащей жидкости насосами нормального и высокого давления.

Пожарный насос НЦПК-40/100-4/400 (см. рис. 3.38) представляет собой агрегат, состоящий из ступени (насоса) нормального давления 14, ступени (насоса) высокого давления

 

17 с приводным редуктором и механизмом включения, напорного коллектора нормального давления 2, напорного коллектора высокого давления 22, полуавтоматической вакуумной системы водозаполнения (см. главу 3.5 "Вакуумная система с шиберным насосом"), пеносмесителя 6 и контрольно-измерительных приборов.

Ступень нормального давления (см. рис. 3.39) представляет собой центробежный одноступенчатый насос консольного типа с осевым подводом, выполненным в крышке 12, и спиральным отводом, выполненным в корпусе 18.

 

По своему устройству ступень нормального давления НЦПК-40/100-4/400 напоминает пожарный насос ПН-40УВ (НПЦ-40/100). Принципиальным отличием является установка на валу ступени нормального давления фрикционной муфты 5 привода ступени высокого давления. В крышке 12 ступени нормального давления установлена защитная сетка для предотвращения попадания в насос посторонних предметов. Уплотнение рабочего колеса 13 щелевого типа (как и на насосах ПН-40УВ и НПЦ-40/100); уплотнение вала – торцевого типа. Торцевое уплотнение состоит из двух уплотнительных колец, одно из которых вращается вместе с рабочим колесом, а второе неподвижно и установлено в уплотнительном блоке (см. рис. 3.40). Уплотнение обеспечивается за счёт плотного прилегания рабочих поверхностей уплотнительных колец друг к другу и сжатия их между собой набором пружин 8. Уплотнительные кольца выполнены из силицированного графита, обладающего высокой износостойкостью и низким коэффициентом трения в воде. В то же время, графит является достаточно хрупким, поэтому уплотнительные кольца вклеены в металлические обоймы. Работа насоса без воды приводит к сильному нагреву узла, что влечёт за собой нарушение прочности клеевого соединения и растрескивание или даже полное разрушение колец.

 

К корпусу ступени нормального давления (к её напорной полости) крепится напорный коллектор 2 (см. рис. 3.38), который через фильтр 30 (см. рис. 3.41), присоединён к корпусу насоса высокого давления. На напорном коллекторе 2 установлены два вентиля 1 (см. рис. 3.38) для подачи воды в напорные рукава, вентиль 10 для подачи воды в цистерну, вакуумный

 

кран и датчик заполнения вакуумной системы водозаполнения, пробковый кран эжектора и дозатор пеносмесителя 6, панель с контрольно-измерительными приборами и органами управления 3. Кроме того, коллектор имеет выход на лафетный ствол, закрытый заглушкой 26, и выход для подачи воды в систему дополнительного охлаждения.

Ступени нормального и высокого давления включены последовательно: вода с выхода (из напорного коллектора) ступени нормального давления через фильтр 30 поступает на вход (всасывающий патрубок) ступени высокого давления.

Ступень высокого давления (см. рис. 3.42) представляет собой центробежный двухступенчатый насос консольного типа со встречно расположенными рабочими колёсами 15, 17 и отводящими устройствами лопаточного типа (направляющими аппаратами) 14 и 16.

Уплотнение рабочих колёс и межступенное уплотнение – щелевого типа, концевое уплотнение вала – торцевого типа, конструкция которого аналогична уплотнительному блоку (см. рис. 3.40) ступени нормального давления.

Ввиду высокой частоты вращения вала ступени высокого давления (до 6300 об/мин.) подшипники и вал-шестерня могут сильно нагреваться. Для охлаждения задней опоры вала через корпус 3 подшипника (см. рис. 3.42) пропускается вода, которая через штуцеры 29 поступает по трубопроводу с выхода ступени нормального давления и сбрасывается затем на вход той же ступени. Охлаждение вала-шестерни также обеспечивается водой, которая прокачивается через полый вал за счёт разности давлений между выходом и входом первой ступени насоса высокого давления.

Слив воды из насоса обеспечивается сливными кранами 30 и 31.

 

К выходному патрубку ступени высокого давления присоединён напорный коллектор 22 (см. рис. 3.38), на котором установлен один запорный кран 23 шарового типа и перепускной клапан 21. Штуцер 1 (см. рис. 3.43) перепускного клапана при монтаже насоса соединяется с цистерной пожарного автомобиля.

 

Перепускной клапан обеспечивает обмен воды в насосе за счёт частичного перетока воды в цистерну пожарного автомобиля, предотвращая тем самым перегрев насоса при нулевой подаче ступени высокого давления (при закрытом запорном кране или стволе-распылителе). Усилие пружины 4 обеспечивает открытие клапана при давлении свыше 2 МПа. Поэтому при работе только ступени нормального давления клапан закрыт, а открывается только после включения ступени высокого давления.

К напорному коллектору высокого давления присоединён патрубок для соединения с напорной линией высокого давления. Патрубок имеет отвод с обратным клапаном для продувки пожарного насоса и напорной линии высокого давления сжатым воздухом.

Привод вала-шестерни 4 (см. рис. 3.42) ступени высокого давления осуществляется от вала ступени нормального давления через многодисковую фрикционную муфту и промежуточную (паразитную) шестерню 21. Шестерённый механизм представляет собой повышающий редуктор с передаточным отношением 2,33. Смазка редуктора и опорных подшипников насосов нормального и высокого давления осуществляется из масляной ванны. Уровень масла контролируется с помощью щупа.

Механизм включения ступени высокого давления состоит из фрикционной муфты 5 (см. рис. 3.39) и механизма включения фрикционной муфты, показанного на рис. 3.44 в положении «Отключено» (рукоятка 1 – в верхнем положении). При переводе рукоятки 1 в нижнее положение «Включено» вилкой 8 (см. рис. 3.39) происходит перемещение втулки 17 влево. В

результате этого сжимаются между собой фрикционные диски муфты 5, и ведомый муфтой зубчатый венец передаёт вращение от вала ступени нормального давления на промежуточную (паразитную) шестерню 21 (см. рис. 3.42) привода ступени высокого давления. Для обеспечения требуемого передаваемого момента (16…18 кгс·м) производится регулирование фрикционной муфты привода ступени высокого давления. Регулирование передаваемого муфтой момента производится гайкой 4 (см. рис. 3.44) через специальное окно в корпусе ступени нормального давления, закрытое крышкой 5. Стопорение гайки производится тремя болтами 3, которые при регулировке должны подтягиваться или ослабляться равномерно.

Пеносмеситель (см. рис. 3.45) обеспечивает подсос пенообразователя и его дозированную подачу во всасывающую полость ступени нормального давления.

Он состоит из эжектора (струйного насоса), крана 1 включения эжектора, дозатора 2 и обратного клапана 4 лепесткового типа. Эжектор состоит из сопла 12, корпуса 11 и диффузора 8. Подача в эжектор осуществляется из напорной полости ступени нормального давления через кран эжектора пробкового типа, закреплённого на напорном коллекторе ступени нормального давления. Диффузор эжектора вставляется в крышку ступени нормального давления, а сопло крепится к крану включения эжектора. Дозатор через патрубок 7 крепится к корпусу эжектора. В дозаторе регулирование подачи пенообразователя обеспечивается изменением проходного сечения подающей магистрали при изменении угла поворота заслонки 5 от 0 до 90⁰. Зубчатая передача, состоящая из колеса 24 и сектора 23 с передаточным числом 3, обеспечивает более плавную регулировку подачи пенообразователя за счёт увеличения угла поворота рукоятки до 270⁰. Угол поворота рукоятки зубчатого колеса ограничивается упором 25. Резиновое кольцо 18 предназначено для увеличения момента трения с целью исключения самопроизвольного разворота регулирующей заслонки 5. Обратный клапан 4 предотвращает доступ воды в пенобак при работе насоса от гидранта

 

водопроводной сети в тех случаях, когда закрывают пробковый кран эжектора или останавливают насос, не закрыв предварительно кран подачи пенообразователя из пенобака в насос. Рукоятки крана эжектора и дозатора выведены на панель управления 3 (см. рис. 3.38). Рукоятка крана эжектора имеет два положения: «ОТКР» и «ЗАКР». Шкала дозатора имеет несколько фиксированных положений, соответствующих заданной концентрации водного раствора пенообразователя 3% или 6% при работе с разным количеством подключённых пеногенераторов типа ГПС-600 (положения от «1» до «5») или при работе с высоконапорным стволом-распылителем типа СРВД 2/300 (положение «1В»). При необходимости концентрация пенообразователя может быть плавно изменена в любую сторону установкой рукоятки управления в промежуточное положение по отношению к отметкам на лимбе.

Для контроля параметров работы насоса на нём установлены мановакуумметр 19 (см. рис. 3.38) на входе в насос и два манометра 12 и 18 для контроля давления на выходе, соответственно, ступеней нормального и высокого давления. Измерение частоты вращения приводного вала насоса осуществляет тахометр магнитоиндукционного типа. Тахометр состоит из первичного преобразователя 29 (см. рис. 3.38) и указателя (измерительного прибора) 5, соединённых между собой электрическим кабелем. Первичный преобразователь закреплён на корпусе задней опоры вала ступени нормального давления и приводится во вращение от червяка 22 (см. рис. 3.39).

Пожарный насос НЦПК-40/100-4/400 оборудуется автономной вакуумной системой водозаполнения АВС-01Э или АВС-02Э (см. главу 3.5).

Характеристики насоса НЦПК-40/100-4/400 представлены на рис. 3.46 – 3.48.