Пожарный центробежный насос  — это устройство для подачи воды и огнетушащих средств к месту тушения. Пожарные центробежные насосы устанавливаются на пожарную технику - пожарные автоцистерны, мотопомпы, насосные станции и другие устройства.

Классификация пожарных насосов

Наибольшее распространение получили пожарные насосы консольного типа правого вращения. Пожарные центробежные насосы классифицируются по давлению: ^[1]

нормального давления - пожарные насосы, создающие на выходе давление до 2,0 МПа (20 кгс/см2).

высокого давления - пожарные насосы, создающие на выходе давление свыше 2,0 МПа (20 кгс/см2) до 5,0 МПа (50 кгс/см2).

комбинированные - пожарные насосы, состоящие из последовательно соединенных насосов нормального и высокого давления, имеющих общий привод.

Основные параметры насосов

Подача (расход) насоса Q л/сек

Напор насоса Н метр

Мощность N кВт

Наибольшая геометрическая высота всасывания hвс м.

Номинальное число оборотов вращения nоб/мин

На территории бывшего СССР наиболее распространенный пожарный насос нормального давления имеет следующие параметры

Напор 100 м (10 кгс/см2)

Подача 40 л/с

Наибольшая высота всасывания 7.0 м

Номинальное число оборотов вращения 2700 об/мин

Устройство и принцип действия

Устройство

Пожарные насосы состоят из:

• рабочего колеса;

• корпуса типа улитки с выходным диффузором;

• корпуса подшипниковых опор (иногда корпус опор вала изготавливается совместно с корпусом насоса);

• крышки корпуса;

• напорного коллектора;

• пеносмесителя (устройства смешивания и дозировки пенообразователя);

• запорных вентилей;

• пневматического запорного вентиля для подключения лафетного ствола пожарного автомобиля;

• вала приводного;

• уплотняющего устройства приводного вала;

• устройства определения частоты вращения насоса;

• панели управления с органами управления и приборами (рычагами, рукоятками, мановакууметрами и другие);

• вакуумного насоса (предусмотрен не всегда).

Принцип действия

В корпусе насоса установлено и свободно вращается колесо. При вращении, лопатки колеса воздействуют на жидкость и сообщают ей энергию, увеличивая давление и скорость. Проточную часть корпуса насоса выполняют в виде спирали. В корпусе насоса предусмотрена плоская съемная площадка "зуб", с помощью которой вода с колеса насоса снимается и направляется в диффузор. В результате вращения колеса насоса, на входе во всасывающем канале возникает вакуум (разряжение), а на выходе в диффузоре - манометрическое (избыточное) давление. Для обеспечения большей устойчивости потока в крышке колеса предусмотрены разделители потока препятствующие его закручиванию. Так же подводящую часть канала при входе в колесо насоса рекомендуется выполнять в виде конфузора, увеличивающего скорость потока на входе на 15-20% ^[2]. Выходную часть спирального отвода корпуса выполняют в виде диффузора с углом конусности 8°^[3]. Поперечные сечения диффузора выполняют круговыми. Можно выполнять сечения отличными от круговых, в этом случае соотношения площадей и длин выбирают по аналогии к диффузору с круговыми поперечными сечениями. Выполнение указанных рекомендаций препятствует образованию турбулентного режима движения жидкости, позволяет снизить гидравлические потери в насосах и повысить КПД. Для предотвращения перетока жидкости из напорной полости во всасывающую, между корпусом и колесом насоса предусмотрены щелевые уплотнения. Конструкция щелевых уплотнений допускает незначительный переток жидкости между полостями, в том числе и в закрытую полость между колесом и корпусом насоса со стороны подшипниковых опор. Для снятия давления, в данной закрытой полости, в колесе насоса предусмотрены сквозные отверстия, направленные в полость всасывания. Количество отверстий равно количеству лопаток колеса.

Для образования смеси воды и пены, на насосе предусмотрен пеносмеситель. Через пеносмеситель часть воды, из напорного коллектора, направляется во всасывающую полость крышки насоса, совместно с пенообразователем. Пенообразователь может подаваться в насос, как через трубопроводы из емкости пожарного автомобиля, так и из посторонней емкости через гибкий гофрированный шланг. Дозирование (пропорциональное соотношение) пены и воды производится через отверстия, различного диаметра, дозирующего диска пеносмесителя. Для регулирования подачи воды или пенной смеси на пожарные рукава или другие потребители, установлены запорные вентили. При необходимости, на насосе может быть установлен вентиль с пневматическим приводом для подсоединения устройств, требующих дистанционного включения, таких как: лафетный ствол, питательные гребенки пеногенераторов аэродромных пожарных автомобилей и т.д.

Описание работы

Так как пожарный насос не является самовсасывающим, перед запуском в работу его необходимо заполнить. При работе насоса от цистерны пожарного автомобиля, в силу того, что уровень жидкости в цистерне выше уровня насоса, заполнение возможно открытием запорной арматуры, без создания вакуума. При работе насоса из открытого водоема, необходимо первоначальное заполнение с помощью дополнительного вакуумного насоса. Потому перед пуском в работу включают вакуумный насос. Вакуумный насос всасывает воду в пожарный насос, после чего вакуумный насос выключают и включают вращение пожарного насоса. При заполненном насосе, манометр насоса показывает избыточное давление. После появления давления, на насосе медленно открывают задвижки и вода поступает в напорные пожарные рукава, до получении струи без примесей воздуха. После чего, пожарный насос готов к работе. Пожарный насос устойчиво работает, всасывая воду, с высоты до 7 м. Дальнейшее увеличение высоты всасывания приводит к возникновению кавитации, нестабильной работе насоса и, как правило, срыву струи. Для нормальной работы насоса важное значение имеет обеспечение герметичности внутренних рабочих полостей. При эксплуатации, насосы периодически проверяются вакуумом на герметичность. Создается максимальное значение вакуума и перекрывается кран между основным и вакуумным насосом. Считается нормой, если падение вакуума за 1 минуту не превышает 0.1 кгс/см2.

Задачи технологии изготовления

Изготовление насосов процесс сложный и трудоемкий. Большинство деталей насоса отливают с помощью сложной и дорогостоящей литейной оснастки. В большинстве случаев для изготовления деталей насоса применяют алюминий. Иногда используют другие материалы такие как чугун. Алюминий имеет не высокие литейные свойства. Лучшими способами для литья алюминия являются литье в кокиль и литье под давлением. Наружные части корпуса и колеса насоса получают с помощью кокильных форм, внутренние части - с помощью литейных стержней. Основной задачей при изготовлении насосов является обеспечение точности и взаимного расположения поверхностей внутренней проточной части корпуса насоса и колеса. Поверхности внутренней части корпуса и лопатки колеса имеют сложною криволинейную форму. Отклонение геометрических размеров приводит к изменению условий движения жидкости, дополнительным потерям мощности в процессе работы и изменению заданных параметров насоса. Так же, не симметричное расположение внутренних частей колес по отношению к центру вращения, приводит к дисбалансу. Сложная тонкая форма лопаток колеса создает трудности при литье. Тонкие поверхности плохо заполняются, в результате образовываются пустоты и раковины. Для исключения указанных дефектов применяют предварительный подогрев форм, устраивают в стержнях специальные отверстия для отвода газов.

Основными дефектами влияющими на параметры работы насоса являются:

• наплывы, песок, раковины в проточной части корпуса и колеса;
• литейные раковины, пустоты на площадке «зубе» разделяющей начало и выход спирального отвода корпуса;
• не симметричность расположения внутренних поверхностей колеса по отношению к оси вращения;
• не совпадение середины выходных отверстий колеса, центральной оси диффузора корпуса при сборке насоса.

Задачею механической обработки и сборки, является обеспечение заданного взаимного расположения деталей и сборочных единиц. Детали с недопустимыми дефектами дорабатывают, а при невозможности, отправляют в брак.

См. также

• Пожарный автомобиль
• Пожарная автоцистерна
• Пожарная насосная станция
• Пожарный поезд
• Пожарный вертолёт
• Пожарный рукав
• Пожарное судно

Примечания

Литература

1 Ломакин А. А. Центробежные и осевые насосы. — Москва.: Машиностроение., 1966.

Ссылки

• ГОСТ Р 52283-2004 Насосы центробежные пожарные. Общие технические требования. Методы испытаний.