Газоструйные вакуумные системы. Эти системы применяются на АЦ и АНР с насосами ПН-40, ПН-60 и ПН-110.

В их систему входят газоструйные вакуумные аппараты (ГСВА), вакуумные краны, трубопроводы.

Вакуумный кран предназначен для соединения внутренней полости насоса с газоструйным вакуумным аппаратом. Он устанавливается на коллекторе насоса. Его устройство показано на рис.2.44, а принципиальная схема – на рис.2.45. На этом рисунке показано положение, когда кулачковый валик 11 отжал нижний клапан 13. В этом положении пружина верхнего клапана 8 прижмет его к седлу и разобщит полости Б и В. При таком положении клапанов 8 и 11, отсасываемый из насоса ГСВА воздух, пройдет в полость А и Б и по трубке «б» к струйному насосу. Это показано сплошными стрелками. По заполнении насоса водой кулачковый валик поворачивают так, чтобы нижний клапан 13 разобщил полости А и Б, а верхний клапан 8 соединил полость Б и В. В этом положении струйный насос отсосет из полости Б и трубки, соединяющей вакуумный клапан с ГСВА, попавшую туда воду. Воздух по отверстию «а» поступит в полость В и Б и в трубку «б».

В нижней части крана имеются два отверстия, закрытые глазками 1 из органического стекла (см. рис.2.44). К одному из них крепится корпус 4 электрической лампочки. Через глазок контролируют заполнение насоса водой.

Газоструйные вакуумные аппараты устанавливают в системе выпуска отработавших газов двигателя внутреннего сгорания АЦ или АНР.

ГСВА состоит из корпуса с заслонками, струйного газового насоса и газовой сирены.

Блок газоструйного вакуум-аппарата и газовой сирены (рис.2.46) состоит из корпуса 5 и крышки 10, изготовленных из серого чугуна. К корпусу 5 присоединены резонатор 1 и распределитель 2, составляющих газовую сирену и струйный насос 12. Внутри корпуса на осях 6 установлены заслонки 3 и 14. На концах осей закреплены рычаги 7 и 11. Пружиной 13 заслонки прижаты к своим седлам. В этом положении отработавшие газы проходят от двигателя к глушителю.

Условия работы ГСВА очень тяжелые. Все его детали омываются горячими отработавшими газами двигателя. Поэтому большой и малый диски заслонок выполнены из жаростойкой легированной стали и приварены к стальным цилиндрам.

Заслонки устанавливаются на рычагах 4 так, что могут отклоняться от их осей на 5-6⁰. Этим обеспечивается плотное прилегание заслонок к седлам. Рычаги 4 жестко соединены с осями 6, поворачивающимися в стальных втулках. Струйный насос 12 крепится к фланцу ГСВА. К фланцу 8 диффузора присоединяется трубопровод от вакуумного крана.

Герметичность в месте соединения корпуса и крышки обеспечивается прокладками из асбостального полотна и подмоткой шнурового асбеста в выточках осей. Оси заслонок собирают на графитной смазке.

Включение ГВСА производят из насосного отделения при заднем размещении насоса. При этом заслонка 13 займет вертикальное положение и будет открыт путь отработавшим газам в струйный насос 12.

Сирену включает водитель в кабине. При этом заслонка 3 займет вертикальное положение, отработавшие газы будут проходить через распределитель 2 в резонатор 1. Изменяя обороты двигателя и, следовательно, количество выходящих отработавших газов изменяют силу и тон звука, издаваемого сиреной.

Работу системы всасывания рассмотрим по схеме, представленной на рис.2.47. При вертикальном положении заслонки 7 ГСВА и включенном вакуумном кране 4 отработавшие газы двигателя Q_p поступят в струйный насос 9. В его камере будет создано разряжение и из полости насоса 3 и всасывающих рукавов 2 начнется удаление воздуха Q_э. под влиянием разности атмосферного давления Р_а и разрежения поднимется обратный клапан во всасывающей сетке 1 и вода заполнит всасывающую линию. При выключении вакуумного крана камера струйного насоса будет соединена через отверстие «а» с атмосферой. Это позволит ГСВА удалить воду из трубки 10, если она туда попала при несвоевременном выключении вакуумного крана.

Проверка работоспособности вакуумной системы производится по величине создаваемого разряжения в насосе за нормативное время. Его величина 0,073…0,0076 МПа должна достигаться за 20 с. Герметичность насоса оценивается по падению разряжения в насосе. Оно не должно превышать 0,013 МПа за 2,5 мин.

Проверка осуществляется в такой последовательности. Всасывающий патрубок насоса должен быть закрыт заглушкой, вакуумный кран включен. Запустив двигатель, увеличивая его обороты, создают вакуум, оцениваемый по мановакуумметру. Выключив вакуумный кран, по секундомеру фиксируют время падения вакуума. Если в течение 2,5 мин оно будет меньше 0,013 МПа, насос и всасывающая система – исправны и работоспособны.

Вакуумные системы с пластинчатыми насосами. Эти системы предназначены для обеспечения забора воды из открытых водоемов, автоматического восстановления подачи воды при обрыве водяного столба и проверки работоспособности системы и герметичности пожарного насоса. Включение ее в работу может осуществляться вручную или автоматически. Геометрическая высота всасывания этих систем до 7,5 м. Время всасывания 40 с. такие системы используются на пожарных насосах ПЦНН-40/100, ПЦНВ-20/200.

Вакуумная система ПЦНН-40/100. Эта система включает пластинчатый вакуумный насос, вакуумный шаровой кран и гидроблок. Гидроблок служит для передачи давления напорной полости насоса в рабочую полость механизма автоматического отключения вакуумного насоса и вакуумного затвора.

Механизм отключения (рис.2.48) предназначен для автоматического отключения и включения вакуумного насоса при заборе воды из открытых водоисточников. Он работает следующим образом. При увеличении давления в коллекторе насоса будет деформироваться мембрана 6. Гидравлическая жидкость, заполняющая пространство между корпусом 1 и сильфоном 4, воздействуя на основание 5 сильфона 4, поднимет шток 3 и рычаг 7 вверх. При уменьшении давления в насосе пружина 2 преодолеет усилие сильфона, и механизм займет исходное положение.

Вакуумный затвор (рис.2.49) предназначен разъединения и соединения полостей вакуумного насоса и пожарного насоса. Его устройство и работа отличается от механизма отключения наличием дополнительного клапана 3 с пружиной 4. При повышении давления в корпусе 1 шток 2, поднимаясь, будет сжимать пружину, а затем плотно прижмет клапан к его седлу. При уменьшении давления в корпусе механизма шток постепенно обеспечит перемещение клапана и разъединяемые полости будут соединены.

Стабильная работа вакуумной системы обеспечивается тем, что порог срабатывания механизма отключения выше, чем порог срабатывания вакуумного затвора. Это обеспечивается регулированием затвора D на рис.2.50.

Принципиальная схема вакуумной системы ПЦНН-40/100 представлена на рис.2.50. Шкив вакуумного насоса 5 силой собственного веса и пружиной 16 прижат к шкиву 2 пожарного насоса. Шкивы можно разобщить вручную, что показано стрелками. В разобщенном состоянии шкивов рычаг стопорится (на рисунке не показано). Разобщение шкивов 2 и 5 и их соединение может осуществляться также и автоматически. При заборе воды из цистерны или от пожарного водопровода вакуумный насос выключается вручную. Работа в автоматическом режиме осуществляется следующим образом. После установки рукавной всасывающей линии включают вакуумный кран 16 и включают пожарный насос. От шкива 2 к шкиву 5 будет передаваться крутящий момент. Пластинчатый насос будет создавать вакуум во всасывающей системе. В вакуумный насос непрерывно будет подаваться масло из резервуара 6. Под влиянием давления воды, поступающей из пожарного насоса по трубопроводу 8, в вакуумном затворе 10 клапан отключит вакуумный насос. Затем сработает механизм отключения 12 и системой рычагов 11 и 4 разобщит шкивы 5 и 2. В случае прекращения подачи воды насосом (обрыв водяного столба) механизм отключения примет исходное положение и шкив 5 вакуумного насоса под тяжестью собственного веса и силой пружины 16 будет прижат к шкиву 2 насоса. Процесс всасывания воды восстановится.

Из изложенного выше (рис.2.47) следовало, что вакуумные системы пожарных насосов серии ПН включаются в работу от двигателя внутреннего сгорания и центробежный насос заполняется водой при невращающемся валу с рабочим колесом.

В случае пожарных насосов серии ПЦН вакуумные системы включаются в работу от привода центробежного насоса. Следовательно, вал и рабочее колесо на нем должны приводиться во вращение от КОМ, при незаполненном насосе водой, т.е. элементы торцевого уплотнения не охлаждаются. В таком положении их нормальная работа допускается в течение не более одной минуты, как указывалось раньше. Это требует жесткой проверки работоспособности вакуумных систем.

Проверка работоспособности вакуумной системы осуществляется по двум параметрам.

Во-первых, проверяется герметичность насоса включением вакуумного насоса, при скорости вращения вала насоса 2000…2500 об/мин. Вакуум должен создаваться в течение 20 с. равным 0,073…0,076 МПа. Его уменьшение на 0,0198 МПа не должно превышать 3,5 мин. Превышение этого времени свидетельствует о наличии в системе неплотностей. Их обнаруживают по утечкам воды при работе или опрессовкой избыточным давлением 0,6 МПа.

Во-вторых, производится проверка производительности вакуумного насоса. Ее проводят в такой последовательности:

– к всасывающему патрубку присоединяют два всасывающих рукава с заглушкой на свободном конце;

– отключают вакуумный насос и открывают вакуумный кран;

– запускают двигатель и при оборотах 2700±100 об/мин плавно включают вакуумный насос и секундомер;

– отмечают время достижения разрежения 0,074 МПа; оно не должно превышать 40 с.

Если время разрежения будет больше 40 с, а его падение не превышает 3,5 с (см. п.1), то это свидетельствует о потере производительности вакуумного насоса.

В этом случае следует проверить целостность трубопроводов вакуумной системы. При необходимости разбирают вакуумный насос, проверяют состояние лопаток, гильзы и уплотнительные кольца. Обнаруженные неисправности устраняют.

Производится также проверка элементов привода вакуумного насоса. Рабочие поверхности шкивов должны быть гладкими, без выкрашивания и признаков неравномерного износа. Усилие прижатия шкивов проверяется динамометром при неработающем насосе. Усилие размыкания, измеренное на рычаге, должно быть в пределах 18±3 кг. Регулирование его осуществляется путем поджатия или ослабления пружины на рычаге.

Вакуумная система насоса ПЦНВ-20/200. Она предназначена для включения пластинчатого вакуумного насоса, гидрокамеры, водоотделителя, механизма отключения, вакуумного затвора и вакуумного шарового крана.

Гидрокамера предназначена для управления элементами автоматической вакуумной системы: вакуумным затвором (ВЗ), механизмом автоматического отключения (МО) вакуумного насоса и управления клапаном пеносмесителя (ПС).

Гидрокамера (рис.2.51) работает следующим образом. При повышении давления в пожарном насосе и в полости между корпусом 1 и сильфоном 2 он будет, преодолевая усилие пружины 4, сжиматься. При этом давление гидравлической жидкости в полости 5 будет через тройник 3 подаваться в МО, ВЗ и клапан ПС.

Исходное положение сильфон займет при уменьшении давления в пожарном насосе.

Механизм отключения по устройству и принципу аналогичен МО ПЦНН 40/100. Различие состоит в том, что сильфон деформируется не под давлением воды из пожарного насоса, а под влиянием гидравлической жидкости, передающей давление из гидрокамеры.

Водоотделитель (рис.2.52) предназначен для задержания воды, поступающей в вакуумную систему на конечной стадии заполнения водой центробежного насоса. При этом будет повышаться давление в ГК, поплавок 2 поднимется по стержню 3 и закроет проход к вакуумному затвору.

Вакуумный затвор (рис.2.53) предназначен для автоматического разобщения вакуумного насоса со всасывающей полостью ПЦНВ-20/200 при появлении избыточного давления в его напорной полости.

В исходном положении золотник 3 отжат пружиной 4, при этом открыт проход от ВО к ВН. При повышении давления в гидрокамере ГК мембрана 2 сожмет пружину 4 и золотник 3 перекроет проход от ВО к ВН.

Порог срабатывания вакуумного затвора, равный 0,74 МПа (7,5 кгс/см²) обеспечен конструкцией. Он меньше порога срабатывания механизма отключения.

Принципиальная схема вакуумной системы ПЦНВ-20/200 представлена на рис.2.54. Она функционирует следующим образом.

Вручную рычагом 8 возможно разобщить шкивы 2 и 4. В этом положении вакуумный насос будет выключен и забор воды возможно осуществлять из цистерны или водопроводной сети.

При заборе воды из открытых водоисточников необходимо установить всасывающие рукава, включить вакуумный кран 12, а затем пожарный насос. Крутящий момент будет передаваться шкивами 2 и 4. Вакуумный насос начнет откачивать воздух из всасывающего патрубка насоса 1, через струйный насос 16 пеносмесителя 15, вакуумный кран 12, трубку «в», водоотделитель 10, вакуумный затвор 9 и через вакуумный насос 4 в атмосферу. Насос начнет забирать воду и она будет поступать в гидрокамеру 11. Когда давление воды достигнет 0,74 МПа (7,5 кГс/см²) сработает гидрокамера 11. При этом водой будет заполняться трубопровод «в» и водоотделителе 10 поплавок закроет ее доступ в вакуумный затвор. Повышенное давление и гидрокамере обеспечит срабатывание вакуумного затвора 9. Система всасывания будет отключена. Затем штоком механизм отключения 7 будет поднят рычаг 6. Шкивы 2 и 4 будут разъединены. При обрыве столба воды или уменьшении давления в пожарном насосе придут в исходное положение механизмы 7 и 9 и автоматически начнется процесс заполнения насоса водой. Работа вакуумного насоса сопровождается эжектрированием масла из резервуара 5.

Порог срабатывания, равный 0,74 МПа, регулируется величиной зазора Г. Она должна быть в пределах 1,5±5 мм.

Проверка работоспособности вакуумной системы этого насоса производится аналогично тому, как это делается для насоса ПЦНН-40/100.

Вакуумная система насоса частично задействована для регулирования подачи пенообразователя. В пеносмеситель 15, включающий дозатор 17, струйный насос 16, кран включния пеносмесителя 19 и сливной кран 18, пенообразователь поступает из пенобака через обратный клапан 14 к клапану пеносмесителя 13. При уменьшении напора в насосе давление от гидрокамеры 11 выключит клапан 13. При увеличении напора в насосе он будет включен.

Схема вакуумной системы МАВ 200 IVEKO (рис.2.55).

Вакуумный водокольцевой насос 3 автоматически включается при включении пожарного насоса 1. При этом на пульте управления насосом включается сигнализатор. При достижении в напорной линии достаточного давления вакуумный насос автоматически отключается и лампочка сигнализатора гаснет.

Для работы вакуумного насоса необходимо питание его водой из бачка 6. Бачок заполняется водой не менее, чем на 1/3 своего объема.

Зимой бачок заполняется смесью, состоящей из 20% глицерина и 80% воды. Можно использовать антифриз.

Работает система следующим образом. При включении вакуумного насоса 3 проходит его заполнение водой из бачка 6 по трубопроводу 4. При образовании водяного кольца в насосе 3, начнется образование вакуума в насосе 1. Воздух из насоса 1 будет поступать по трубопроводу 2 в насос 3, а затем по трубопроводу 5 и воздухоотводящей трубе 7 в атмосферу.

2.7. Неисправности центробежных насосов и их обслуживание

Неисправности (отказы), возникающие в насосных установках и водопенных коммуникациях, приводят к нарушению их работоспособности, снижению эффективности тушения пожаров и увеличению убытков от них. Отказы в работе насосных установок возникают вследствие ряда причин:

во-первых, они могут появиться по причине неправильных действий водителей при включении водопенных коммуникаций; вероятность отказов по этой причине тем меньше, чем выше уровень боевой подготовки боевых расчетов;

во-вторых, причиной отказов являются износ рабочих поверхностей деталей; отказы по этим причинам неизбежны (их необходимо знать, своевременно оценивать их наступление);

в-третьих, причиной отказов являются нарушения плотности соединений и связанные с ними утечки жидкости из систем, невозможность создания разрежения во всасывающей полости насоса (необходимо знать причины этих отказов и уметь устранять их).

Неисправности насосных установок ПН. Признаки возможных неисправностей, приводящих к отказам, их причины и способы устранения приводятся в табл.2.4.

Таблица 2.4.

Неисправности насосных установок ПЦН. Признаки возможных неисправностей, приводящих к отказам, их причины и способы устранения приводятся в табл.2.5.

Таблица 2.5

В насосе ПЦНВ 4/400 отсутствует система всасывания, но в его конструкции имеются два клапана: перепускной и отсекающий. Неисправности в них служат нарушением нормальной работы насоса. Их перечень приводится в табл.2.6.

Таблица 2.6.

В насосе ПЦНВ 4/400 могут возникать и другие неисправности, но они в большинстве случаев аналогичны неисправностям других насосов этой серии.

Техническое обслуживание (ТО) насосных установок. Техническое обслуживание – это комплекс операций по поддержанию работоспособности или исправности изделий при использовании по назначению. В ГПС проводят ряд ТО: ежедневное ТО (ЕТО), ТО-1 и ТО-2 после общего пробега пожарного автомобиля, равного соответственно 1500 и 7000 км. Кроме этого, их обслуживание на пожаре и после пожара.

ТО на пожаре. Периодически контролировать герметичность насосной установки по утечке воды через соединения и сальники.

На насосах ПМ через каждый час работы подавать смазку в сальники через колпачковую масленку.

Поддерживать положительную температуру в насосном отсеке.

На насосах ПЦН контролировать подачу воды и не допускать перегрева насоса.

ТО после пожара. Слить воду из насоса. Зимой – из трубки, соединяющей ПН с газоструйным вакуумаппаратом, удалить воду кратковременным его включением.

После тушения пожара пеной промыть водой систему подачи пенообразователя и насос.

Работы по регламентированному техническому обслуживанию приводятся в табл.2.7.

Таблица 2.7

Глава 3. Пожарно-техническое вооружение

для подачи огнетушащих веществ в очаг пожара

Комплект пожарно-технического вооружения для подачи огнетушащих веществ в очаг пожара состоит из пожарных рукавов и гидравлического оборудования. Его использование позволяет формировать насосно-рукавную систему пожарного автомобиля (мотопомпы) с целью обеспечения подачи огнетушащих веществ. Элементы, составляющие комплект ПТВ, являются наиболее часто используемым пожарно-техническим оборудованием. Знание их технических характеристик и устройства позволит повысить эффективность использования насосно-рукавных систем пожарных автомобилей (мотопомп) при ликвидации пожаров.

3.1. Пожарные рукава

Пожарные рукава, это гибкие трубопроводы, оборудованные пожарными соединительными головками и предназначенные для транспортирования огнетушащих веществ.

Классификация пожарных рукавов. Вода для тушения пожаров подается насосами пожарных автомобилей и мотопомп из различных водоисточников. Наиболее простая схема подачи воды – это забор ее из цистерны пожарного автомобиля и подача насосом через магистральные 1 и рабочие 3 рукавные линии к стволам 4 (рис.3.1,а). Пожарные рукава, по которым огнетушащие вещества подаются под давлением, называются напорными. В случае использования открытых водоисточников (рис.3.1,б) для забора воды используют всасывающие рукава 5. При заборе воды из водопроводной сети (рис.3.1,в) используется напорно-всасывающий рукав 6 и короткий напорный рукав 8.

При достаточном давлении в водопроводной сети вода поступает в насос по рукавам 6 и 8. В случае недостаточного напора, она всасывается насосом по напорно-всасывающему рукаву 6.

Всасывающие рукава. Для комплектации пожарных автомобилей и мотопомп используются рукава всасывающие классов «В» (рабочая среда – вода) и «КЩ» (рабочая среда – слабые растворы неорганических кислот и щелочей), подразделяющиеся в зависимости от условий работы на две группы: 1 – всасывающие – для работы при разрежении и забора воды из открытых водоисточников; 2 – напорно-всасывающие – для работы под давлением и под разрежением.

Устройство всасывающих рукавов показано на рис.3.2. Они состоят из внутренней резиновой камеры 3, двух текстильных слоев 2 и 6, проволочной спирали 4, промежуточного резинового слоя 5 и наружного текстильного слоя 1.

Резиновые слои обеспечивают рукаву воздухо- и водонепроницаемость, а также эластичность и гибкость. Проволочная спираль 4 увеличивает механическую прочность и исключает сплющивание рукава под действием атмосферного давления. На концах всасывающих рукавов имеются мягкие (без спирали) манжеты для навязывания рукава на головки соединительные всасывающие 7 отожженной оцинкованной проволокой, диаметром 2,0 – 2,6 мм или металлическими оцинкованными хомутами.

На наружную поверхность манжеты каждого рукава наносится маркиров