Насосы пожарных автомобилей

Основным оборудованием, которое устанавливают на пожарные автомобили, является пожарный насос. Это устройство для перекачки и подачи жидких или газообразных рабочих сред, используемых во время ликвидации возгораний. Функционал насоса включает две операции: засасывание огнетушащего вещества и его нагнетание. Существует несколько видов установок, различающихся между собой конструкцией, принципом действия и создаваемым ими давлением.

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:

1. 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.
2. 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).

Принцип работы

Классификацию пожарных насосов по принципу действия можно представить схемой.

В объемных агрегатах движение жидкости происходит из-за изменения объема камеры устройства. Чаще всего из этого класса используют поршневые установки. Аналогичный им принцип действия имеют ручные устройства, которые применяют при ликвидации небольших очагов возгораний в лесу.

Динамические устройства работают на силе инерции. Процесс всасывания в них происходит непрерывно. Плюс таких агрегатов – перекачка даже сильно загрязненной воды.

Характеристики

Самое популярное оборудование современных ПА – центробежные насосы. Их используют для подачи воды, пены, создания вакуума или прокачки водопроводов. При этом независимо от вида ПН выделяют основные характеристики этого оборудования:

1. Объем подаваемого вещества, измеряемый в л/с или м³/с.
2. Высота выходящей струи (измеряется в метрах).
3. Расстояние от поверхности воды до горизонтальной оси самого насоса, или высота всасывания (в метрах).
4. Частота вращения вала (об/мин).
5. Коэффициент полезного действия.

Оборудование нормального давления, которым комплектуется большинство ПА, дает напор 100 м и работает на высоте всасывания 7-7.5 м. В среднем такой агрегат выдает 40 л/с. КПД при этом – 60%. Для высокого давления характерен напор 200-400 м при КПД 40% и более.

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.

Испытание насосов пожарных автомобилей

Насосы пожарных автомобилей испытывают после каждых 5000 км пробега, но не реже одного раза в год. Общая инструкция прописана в Наставлении по технической службе ГПС. При проверке обязательно выполняются следующие условия:

• установка насосов и монтажа трубопроводов проведены в соответствии с требованиями техдокументации на ПА;
• вентили, задвижки, сливные краны открываются и закрываются без дополнительных усилий;
• отсутствует течь в местах основных соединений;
• диагностика частоты вращения вала не превышает 5% номинальной;
• подпор во всасывающем патрубке не превышает 0.4 МПа, а для насосов с уплотнителем пластинчатой набивкой – 0.8 МПа;
• напор на выходе – не более 1.1 МПа.

Методика проверки ПН забором и подачей воды из водоемов состоит в следующем:

• установка машины на водоисточник;
• включение устройства и подача воды при полном открытии задвижек;
• определение величины напора на основании показаний манометра и мановаккуумметра;
• сравнение фактических значений с нормативными показателями.

При испытании уменьшение напора не должно превышать 15% от номинальных показателей.

Во время проверки могут быть выявлены неисправности:

1. Отсутствие подачи воды при пуске. Причина – частичное или полное заполнение насоса воздухом. Для устранения проводят повторный забор при помощи вакуумной системы.
2. Уменьшение подачи воды во время работы. Причина – неплотности во всасывающей линии, мусор на всасывающей сетке или недостаточное ее заглубление.
3. Стук и вибрация во время работы. Причина – ослабли болты креплений, износ шарикоподшипников и шеек вала рабочего колеса.
4. Не прокручивается вал. Причина – засорение или промерзание узлов.
5. Протечка дренажного отверстия. Причина – износ манжет. Устраняется их заменой.
6. Попадание воды в масляную ванну. Причины – засорение дренажного отверстия или износ манжет.