себя такие изделия, как: разжимы, расширители, домкраты и др.
Приниципиальная схема устройства и работы механизмов этого типа
инструментов представлена на рис. 1.19. Инструменты этого типа называ-
ют нецентрально-осевыми, так как опоры шарниров 6, вокруг которых по-
ворачиваются челюсти 8, закреплены на двух кронштейнах 4.
Инструмент, показанный на рис. 1.19, находится в исходном поло-
жении. При подаче масла в поршневую полость цилиндра 1 (см. стрелку на
рис. 1.19) шток 3 будет перемещаться влево. При этом шарнир 9 перемес-
тится в положение 9', а шарнир 7 в положение 7.. Вследствие этого концы
а челюстей 8 займут положение а' и а". Величина s будет характеризовать
их раскрытие. Этим завершается первый цикл работы инструмента. Второй
цикл работы заключается в сжатии челюстей. Для этого масло следует по-
давать в штоковую полость цилиндра 1.
Рис. 1.19. Нецентрально-осевой привод инструмента:
1 – цилиндр; 2 – поршень; 3 – шток; 4 – кронштейн; 5 – тяга; 6 – шарнир;
7 – шарнир на рычаге; 8 – рычаг; 9 – шарнир на штоке
Классификация АСИ и параметры технических характеристик опре-
деляют его назначение и область применения. На основании рассмотрен-
ных принципиальных схем создан комплект инструмента различного на-
значения (рис. 1.20).
Основные интервалы параметров технических характеристик АСИ
приведены в табл. 1.7.
Домкраты
Оцентрированный
Резак комбинированный
Разжим-ножницы
Неоцентрированный
Расширители
Резаки
Комбинированный
Цилиндры
штоковые
Рис. 1.20. Классификация гидравлического инструмента
Таблица 1.7
Наименование
инструмента
Эс-
киз
Показатели и параметры
Масса, кг
Перекусываемый
пруток, мм
Раскрытие
рычагов, мм
Усилие
пружины,
кН
Удельная
работа,
кДж/кг
Ножницы челю-
стные
Резак тросовый
7
3,5-15,8
25-70
-
-
-
Кусачки
3
9,5
до 32
-
-
-
Разжим-
ножницы
4
11-16
25-32
200-360
24-64
0,4-1,6
Резак комбини-
рованный
5
10,8-16
5-10*
115-185
13-40
0,14-0,7
Расширитель
8
15,5-34
-
500-830
43-200
12-50
Домкрат
9
1,5-45
-
35-104
50-2400
97-5,9
Цилиндр** од-
ноштоковый
11
4,5-18,5
-
200-500
58-230/
25-60
1,5-3,6/
0,7-2
Цилиндр двух-
штоковый
12
9,5-2
-
400-800
50-230/
25-130
-/
1,2-2,7
* Указана толщина перерезаемого листа.
** Указаны усилия толкающие и тянущие.
Все инструменты в основном работают при давлении 65–80 МПа.
Некоторые из них имеют особенности конструкций. Так, цилиндр двух-
штоковый представляет собой два гидравлических цилиндра между порш-
невыми полостями, в которых смонтирован блок управления, состоящий
из гидрозамка и гидрораспределителя.
Оба типа гидроцилиндров снабжаются комплектом приспособлений
для стягивания элементов конструкций. В комплект входят: захваты, крю-
ки, цепи.
ТИП ИНСТРУМЕНТА
Ножницы челюстные
Резак тросовый
Кусачки
Домкрат ДМ-90, выпускаемый Пожоборонпромом, двухступенчатый теле-
скопический оборудован специальной тянущей пружиной, обеспечиваю-
щей возвращение подвижных его частей в исходное состояние. Аналогич-
ное устройство имеют и кусачки.
Гидроинструмент требует минимального ухода. Необходимо предот-
вращать попадание в масло влаги и абразива, а также периодически его
заменять.
1.6. Особенности размещения ПТВ
Номенклатура (перечень) ПТВ, возимого на АЦ, включает более 50
наименований различных приспособлений и устройств. На других ПА, на-
пример автомобилях специального применения, перечень ПТВ значитель-
но меньше.
ПТВ на пожарных автомобилях используется крайне неравномерно.
Частота его применения на АЦ изменяется в очень широких пределах. Так,
пожарные насосы включаются в работу на всех пожарах. Рукава всасы-
вающие, в зависимости от их диаметра и развития водопроводной сети в
городах, используются на 4–10 % всех пожаров. Пожарные напорные ру-
кава диаметром 51 мм применяют на 80 % пожаров, а диаметром 77 мм –
только на 20 % пожаров; а гидроэлеватор, например, – только на 1,1 %
всех случаев тушения пожаров.
Различные образцы ПТВ различаются по массе, размерам и занимае-
мым ими объемам. Так, масса комплекта пожарных рукавов на
АЦ-40(131)137 составляет 270 кг, а объем, занимаемый ими, равен 35–40 %
объема отсеков. Масса колонки пожарной равна 18 кг, а габаритные разме-
ры находятся в пределах 430х190х1090 мм, пеносмесители различного
типа имеют массу 4,6–6 кг при длине 420–520 мм, стволы различного на-
значения при длине до 450 мм имеют массу до 2 кг и т.д. Общая масса
возимого и снимаемого с ПА пожарно-технического вооружения находится
в пределах 500–700 кг.
Например, на АЦ-40(131)153 в правых отсеках масса ПТВ была рав-
на 250 кг, в левых – 200 кг и на крыше – 300 кг. Такое же распределение по
массе реализовано на АЦ, установленной на шасси Урал-5556.
Размещение ПТВ должно удовлетворять ряду требований: способст-
вовать уменьшению времени боевого развертывания ПА, не снижать его
оперативной подвижности, его крепление и размещение должны быть
травмобезопасными.
Для реализации изложенных требований размещение ПТВ в отсеках
ПА должно подчиняться принципу эргономики, согласно которому
«…оборудование, органы управления и приборы должны располагаться в
соответствии с логикой деятельности человека».
При размещении ПТВ в отсеках АЦ следует учитывать возможности:
группировки элементов ПТВ по их функциональному назначению;
применения (на сколько оно важно для выполнения определенной
группы операций);
оптимального размещения по конфигурации ПТВ, его массе, геомет-
рическим размерам;
последовательного использования, согласно которому оно применя-
ется при организации работы;
частоты использования (в соответствии с этим элементы, наиболее
часто используемые, должны находиться в самых удобных местах);
рациональной доступности оборудования для пожарных различного
роста.
Эти принципы (или возможности) трудно согласовать между собой.
Поэтому при разработке схемы размещения ПТВ на АЦ должен быть ра-
зумный компромисс.
Для обеспечения оптимальной оперативной подвижности и безопас-
ного движения ПА необходимо массу пожарной надстройки (25 % от об-
щей массы ПА), включающей и ПТВ, размещать так, чтобы выполнялись
два условия. Прежде всего, необходимо, чтобы нагрузка на управляемую
ось составляла не менее 25 % от полной массы ПА. Кроме того, нагрузки
на колеса правого и левого бортов должны быть равными с отклонением
±1 %.
Учитывая влияние ПТВ на технические возможности ПА, запреща-
ется самовольное, необоснованное переукомплектование ПТВ пожарных
автомобилей и изменение его размещения в них.
Глава 2
ПОЖАРНЫЕ НАСОСЫ
Из всего многообразия пожарно-технического вооружения насосы
представляют наиболее важный и сложный их вид. В пожарных автомоби-
лях различного назначения используется разнообразная номенклатура на-
сосов, работающих по различным принципам. Насосы, прежде всего, обес-
печивают подачу воды на тушение пожаров, работу таких сложных меха-
низмов, как автолестницы и коленчатые подъемники. Насосы применяются
во многих вспомогательных системах, таких, как вакуумные системы,
гидроэлеваторы и др. Широкое применение насосов обусловлено не только
их устройством, но и рабочими характеристиками, особенностями режи-
мов их работы, это обеспечивает эффективное применение их для тушения
пожаров.
2.1. Основные определения и классификация насосов
Первое упоминание о насосах относится к III – IV вв. до нашей эры.
В это время грек Ктесибий предложил поршневой насос. Однако точно не
известно использовался ли он для тушения пожаров.
Изготовление поршневых пожарных насосов с ручным приводом
осуществлялось в XVIII в. Пожарные насосы с приводом от паровых ма-
шин производились в России уже в 1893 г.
Идея использовать центробежные силы для перекачки воды была
высказана Леонардо да Винчи (1452 – 1519 гг.), теория же центробежного
насоса была обоснована членом Российской Академии наук Леонардом
Эйлером (1707 – 1783 гг.).
Создание центробежных насосов интенсивно развивалось во второй
половине XIX в. В России разработкой центробежных насосов и вентиля-
торов занимался инженер А.А. Саблуков (1703 – 1857 гг.) и уже в 1840 г.
им был разработан центробежный насос. В 1882 г. был произведен образец
центробежного насоса для Всероссийской промышленной выставки. Он
подавал 406 ведер воды в минуту.
В создание отечественных гидравлических машин, в том числе
насосов, большой вклад внесли советские ученые И.И. Куколевский,
С.С. Руднев, А.М. Караваев и др.
Пожарные центробежные насосы отечественного производства уста-
навливались на первых пожарных автомобилях (ПМЗ-1, ПМГ-1 и др.) уже
в 30-х гг. прошлого столетия.
Исследования в области пожарных насосов на протяжении многих
лет проводились во ВНИИПО и ВИПТШ.
В настоящее время на пожарных машинах применяются насосы раз-
личных типов (рис. 2.1). Они обеспечивают подачу огнетушащих веществ,
функционирование вакуумных систем, работу гидравлических систем
управления.
Рис. 2.1. Область применения насосов
Работа всех насосов с механическим приводом характеризуется дву-
мя процессами: всасывания и нагнетания перекачиваемой жидкости. При
этом насос любого типа характеризуется величиной подачи жидкости, раз-
виваемой напором, высотой всасывания и величиной коэффициента полез-
ного действия.
Подачей насоса называется объем жидкости, перекачиваемой в еди-
ницу времени, Q, л/с. Напором насоса называется разность удельных энер-
гий жидкости после и до насоса. Его величину измеряют в метрах водяно-
го столба, Н, м. Для выяснения сущности определения напора рассмотрим
схему работы насосной установки (рис. 2.2). На основании уравнения Бер-
нулли запишем
е2 - е1 = (z2 – z1) +
2221212РРvvgg
..
.
., (2.1)
где е2 и е1 – энергия на входе и выходе из насоса; Р2 и Р1 – давление жид-
кости в напорной и всасывающей полости, Па; . – плотность жидкости,
кг/м3; v2 и v1 – скорость жидкости на выходе и входе в насос, м/с; g – уско-
рение свободного падения, м/с. Разность z2 и z1, а также
22212vvg
.
невелики,
поэтому для практических расчетов ими пренебрегают.
Значения 2Pg. и 1Pg. выразим через показания манометра Нман и ваку-
умметра Нвак на насосе, измеренные в м вод. ст.
НАСОСЫ
ПОДАЧА ОВ
ВАКУУМНЫЕ СИСТЕМЫ
ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ
Центробежные
Струйные
Шестеренные
Струйные
Шиберные
Поршневые
Водокольцевые
Шестеренные
Аксиально-поршневые
4
3
1
2
Нств
hвс
Нг
Н0
hн
z1
z2
2манPНg
.
.
и 1вакPНg
.
.
. (2.2)
На основании изложенного напор Н насоса приближенно оценивают
как сумму показаний манометра и вакуумметра:
Н = Нман + Нвак. (2.3)
В этой формуле знак «плюс» ставят, если во всасывающей полости
вакуум, т.е. при работе с открытого водоисточника. В случае забора воды
из водопроводной сети или при работе
последовательно включенных насосов
ставят знак «минус».
В соответствии с рис. 2.2 напор,
развиваемый насосом Н, должен обес-
печить подъем воды на высоту Нг, пре-
одолеть сопротивления во всасываю-
щей hвс и напорной линии hн и обеспе-
чить требуемый напор на стволе Нств.
Тогда можно записать
Н = Нг + hвс + hн + Нств. (2.4)
Потери во всасывающей и напор-
ной линиях определяют по формуле
hвс = Sвс Q2 и hн = Sн Q2, (2.5)
где Sвс и Sн – коэффициенты сопротив-
ления линий всасывания и нагнетания.
На практике используют понятие «напор на насосе» – это маномет-
рический напор. Он равен
Нман = Нпод + hн + Нств. (2.6)
Эффективная мощность, Вт, насоса расходуется на совершение ра-
боты по перемещению определенного объема жидкости с плотностью . на
высоту Н, м:
Ne = .gQH. (2.7)
Мощность, потребляемая насосом, равна
.нeNN.. (2.8)
5
6
Рис. 2.2. Схема насосной установки:
1 – насос; 2 – всасывающий патрубок;
3 – коллектор; 4 – напорная задвижка;
5 – рукавная линия; 6 – ствол
Полный КПД . насоса определяют по формуле
. = .о .г .м, (2.9)
где .о , .г и .м – КПД объемный, гидравлический и механический.
Центробежные насосы обладают рядом достоинств. При постоянной
скорости вала насоса nном, об/мин, изменяя подачу Q, л/с, в широких пре-
делах (до 10 раз), напор Н, м, развиваемый им, изменяется на 10–15 %.
Следовательно, напор при изменении подачи всегда будет достаточно вы-
соким. Центробежные насосы подают жидкость равномерно без пульса-
ций. Важным является и то, что они способны работать «на себя». При пе-
рекрытии ствола, засорении его или заломе напорных рукавов насос не
выключается.
Центробежные насосы не требуют сложного привода от двигателя,
надежны в работе и просты в управлении. Существенным их недостатком
является то, что они не могут забирать воду из открытых водоисточников.
Поэтому их оборудуют специальными вакуумными системами с ручным
или автоматическим включением.
К центробежным насосам для целей пожаротушения предъявляется
ряд специфических требований. Они должны обеспечивать подачу воды и
водных растворов пенообразователя с водородным показателем рН от 7 до
10 плотностью 1010 кг/м3 и массовой концентрацией твердых частиц до
0,5 % при их максимальном размере 3 мм. Насос может потреблять не бо-
лее 70 % мощности, развиваемой двигателем, расположенным на шасси, и
обеспечивать работу непрерывно в течение 6 ч при любых температурах
окружающей среды.
Струйные и объемные насосы, применяемые на пожарных автомо-
билях, должны обеспечивать надежную и эффективную работу основных
агрегатов во всем диапазоне условий эксплуатации. Они должны быть
просты в управлении и обслуживании.
2.2. Объемные насосы
Объемные насосы – насосы, в которых перемещение жидкости (или
газа) осуществляется в результате периодического изменения объема ра-
бочей камеры. К ним относятся: поршневые насосы, пластинчатые, шесте-
ренчатые, водокольцевые.
Поршневые насосы (рис. 2.3). В поршневых насосах рабочий орган
(поршень) совершает в цилиндре возвратно-поступательное движение, со-
общая перекачиваемой жидкости энергию.
Рис. 2.4. Аксиально-поршневой насос:
1 – распределительный диск; 2 – поршень;
3 – барабан; 4 – шток; 5 – ось; 6 – вал;
7 – распределительный диск
Подача Q, м3/с, насоса определяется по формуле
Q = ,4.2Snd
(2.10)
где d – диаметр поршня, м; S – ход поршня, м; n – частота перемещения
поршня, с-1.
Поршневые насосы обладают рядом достоинств. Они могут перека-
чивать различные жидкости, создавая большие напоры (до 15 МПа), обла-
дают хорошей всасывающей способно-
стью (до 7 м) и высоким КПД
. = 0,75–0,85.
Их недостатками являются: тихо-
ходность, неравномерность подачи
жидкости и невозможность ее регули-
ровать.
Поршневые насосы применяют
для заполнения огнетушителей, газовых
баллонов, их испытаний и т.д.
Аксиально-поршневые насосы (рис. 2.4). Несколько поршневых
насосов 2 размещены в одном барабане 3, вращающемся на оси распреде-
лительного диска 1. Штоки поршней 4 шарнирно закреплены на диске,
вращающемся на оси 5. При вращении вала 6 поршни перемещаются в
осевом направлении и одновременно вращаются с барабаном.
Эти насосы применяются в
гидравлических системах и перека-
чивают масла.
В распределительном диске 7
выполнены два серповидных окна.
Одно из них соединено с масляным
баком, а второе с магистралью, в ко-
торую подается масло.
За один оборот вала барабана
каждый поршень совершает ход
вперед и назад (всасывание и нагне-
тание).
Подача насоса определяется
по формуле
(2.11)
где Dб – диаметр барабана, м; d – диаметр поршня, м; i – число поршней;
n – скорость вращения вала, об/мин.
Рис. 2.3. Поршневой насос:
1 – клапан; 2 – поршень; 3 – цилиндр1
12
2
3
3
4
S
5
d
6
7
a
b
a
b
.
Рис. 2.5. Поршневой насос двойного действия:
1 – эксцентрик; 2 – ось; 3 – стержень, соеди-
няющий поршни; 4 – ползун; 5 – поршень;
6 – выпускной патрубок; 7 – большая мембрана;
– малая мембрана; 9 – всасывающий патрубок10 – корпус; 11 – крышка
9
10
11
8
Достоинством насосов является равномерность подачи жидкости,
высокое развиваемое давление (40–50 МПа) и КПД (.) = 0,85–0,9.
В системах управления автолестниц и подъемников насосы исполь-
зуются и как гидромоторы и как гидронасосы.
Поршневые насосы двойного действия. Насосы этого типа приме-
няются в качестве вакуумных насосов на ряде пожарных насосов, выпускае-
мых иностранными фирмами. Принципиальная схема такого насоса пред-
ставлена на рис. 2.5. Поршни насоса 5 объединены болтовым соединением 3
в единое целое. Они перемещаются смонтированным на оси 2 эксцент-
риком 1 посредством ползуна 4.
Частота вращения валика
эксцентрика одинакова с часто-
той вращения вала насоса. Вал
эксцентрика приводится во вра-
щение клиновым ремнем от ко-
робки отбора мощности. При
вращении эксцентрика 1 ползу-
ны 4 воздействуют на поршни
5. Они совершают возвратно-
поступательное движение. В
положении, указанном на ри-
сунке, левый поршень будет
сжимать воздух, ранее посту-
пивший в камеру. Сжатый воз-
дух преодолеет сопротивление
манжеты 7 и будет удаляться
через 6 в атмосфСинхронно с этим в правой камере будет создаваться разрежение. При
этом будет преодолено сопротивление первой малой манжеты 8. В пожар-
ном насосе будет создаваться вакуум, он постепенно заполняется водой.
При поступлении воды в вакуумный насос он отключается.
За каждую половину оборота эксцентрика поршни совершают ход,
равный 2е. Тогда подача насоса, м3/мин, может быть вычислена по формуле
,e42e2422ndndQ.
.
.
. (2.12)
где d – диаметр цилиндра, м; е – эксцентриситет, м; n – частота вращения
валика, об/мин.
При частоте вращения, равной 4200 об/мин, насос обеспечивает запол-
нение пожарного насоса с глубины всасывания 7,5 м за время меньше 20 с.
7
6
5
4
3
2
1
Шестеренчатый насос (рис. 2.6) состоит их корпуса 2 и зубчатых
колес 1. Одно из них приводится в движение, второе в зацеплении с пер-
вым свободно вращается на оси. При вращении шестерен жидкость пере-
мещается впадинами 3 зубьев по окруж-
ности корпуса.
Они характеризуются постоянной
подачей жидкости и работают в диапазо-
не 500–2500 об/мин. Их КПД в зависи-
мости от частоты вращения и давления
составляет0,65–0,85. Они обеспечивают глубину
всасывания до 8 м и могут развивать на-
пор более 10 МПа. Используемый в по-
жарной технике насос НШН-600 обеспе-
чивает подачу Q = 600 л/мин и развивает
напор Н до 80 м при n = 1500 об/мин.
Подача насоса определяется по
формуле
,60)(22
.
..
.bnrRQ (2.13)
где R и r – радиусы шестерен по высоте и впадинам зубьев, см; b – ширина
шестерен, см; n – частота вращения вала, об/мин; . – КПД.
В этих насосах предусматривается перепускной клапан. При избы-
точном давлении через него перетекает жидкость из полости нагнетания во
всасывающую полость.
Пластинчатый насос (шиберный) насос (рис. 2.7) состоит из кор-
пуса с запрессованной с него гильзой 1. В роторе 2 размещены стальные
пластины 3. Приводной шкив закреплен на роторе 2.
Ротор 2 размещен в гильзе 1 эксцентрично. При его вращении лопат-
ки 3 под действием центробежной силы прижимаются к внутренней по-
верхности гильзы, образуя замкнутые полости. Всасывание происходит за
счет изменения объема каждой полости при ее перемещении от всасываю-
щего отверстия к выпускному.
Подача, см3/мин, пластинчатых насосов равна
brrnQ)(22p2c..., (2.14)
где n – частота вращения ротора, об/мин; r2c и r2p – радиусы статора и ро-
тора, см; b – ширина пластины.
Рис. 2.6. Шестеренчатый насос:
1 – зубчатое колесо;
2 – корпус; 3 – впадина
1
2
3
3
1
3
5
Пластинчатые насосы могут созда-
вать напоры 16–18 МПа, обеспечивают
забор воды с глубины до 8,5 м при КПД,
равном 0,8–0,85.
Смазка вакуумного насоса осущест-
вляется маслом, которое подается в его
всасывающую полость из масляного бака
вследствие разрежения, создаваемого са-
мим насосом.
Водокольцевой насос может ис-
пользоваться как вакуумный насос. Прин-
цип его работы легко уяснить из рис. 2.8.
При вращении ротора 1 с лопатками жид-
кость под влиянием центробежной силы
прижимается к внутренней стенке корпуса
насоса 4. При повороте ротора от 0 до 180о
рабочее пространство 2 будет увеличи-
ваться, а затем уменьшаться. При увели-
чении рабочего объема образуется вакуум
и через отверстие канала всасывания бу-
дет всасываться воздух. При уменьшении
объема он будет выталкиваться через от-
верстие канала н
Водокольцевым насосом может соз-
даваться вакуум до 9 м вод.ст. Этот насос
имеет очень низкий КПД, равный 0,2-0,27.
Перед началом работы в него необходимо
заливать воду – это его существенный не-
достаток.
2.3. Струйные насосы
Струйные насосы широко используются в пожарной технике.
Водоструйный насос – гидроэлеватор пожарный входит в комплект
ПТВ каждого пожарного автомобиля. Он используется для забора воды из
водоисточников с уровнем воды, превышающим геодезическую высоту
всасывания пожарных насосов. С его помощью можно забирать воду из
открытых водоисточников с заболоченными берегами, к которым затруд-
нен подъезд пожарных машин. Он может быть использован как эжектор
для удаления из помещений воды, пролитой при тушении пожаров.
Рис. 2.7. Пластинчатый насос:
1 – гильза; 2 – ротор; 3 – пластина
1
2
3
Рис. 2.8. Водокольцевой насос:
1 – ротор; 2 – рабочее простран-
ство; 3 – канал всасывания;
4 – корпус; 5 – отверстие каналанагнетания
2
4
Рис.2.9. Гидроэлеватор пожарный Г-600А:
1 – колено; 2 – камера; 3 – решетка;
4 – сопло; 5 – диффузор; 6 – головка со-
единительная ГМ-80; 7 – головка
соединительная ГМ-70
1
2
3
4
5
6
7
ис. 2.10. Зависимость производительностигидроэлеватора от высоты всасывания и
давления на насосе:
1 – высоты всасывания; 2 – дальность вса-
сывания воды при высоте всасывания 1,5 м
Пожарный гидроэлеватор (рис. 2.9) представляет собой устройство
эжекторного типа. Вода (рабочая жидкость) от пожарного насоса поступа-
ет по рукаву, подсоединенному к головке 7, в колено 1 и далее в сопло 4.
При этом потенциальная энергия рабочей жидкости преобразуется в кине-
тическую энергию. В камере смешения происходит обмен количества
движения между частицами рабочей и всасываемой жидкости: при поступ-
лении смешанной жидкости в диффузор 5 осуществляется переход кине-
тической энергии смешанной и транспортируемой жидкости в потенци-
альную. Благодаря этому в камере смешения создается разрежение. Этим
обеспечивается всасывание подаваемой жидкости. Затем в диффузоре дав-
ление смеси рабочей и транспортируемой жидкостей значительно повыша-
ется в результате снижения скорости движения. Это позволяет осуществ-
лять нагнетание воды.
Количество воды, эжектируемое гидроэлеватором, зависит от высо-
ты всасывания и давления на насосе (рис. 2.10).
Струйные насосы просты по устройству, надежны и долговечны в
эксплуатации. Существенным их недостатком является низкий коэффици-
ент полезного действия, его величина не превышает 30 %.
1
2
H, МПа
S, м
h, м
Рис. 2.11. Газовый струйный эжектор:
1
3
5
Qр+э
Газоструйный эжекторный насос используется в газоструйных ва-
куумных аппаратах (рис. 2.11). С их помощью обеспечивается заполнение
всасывающих рукавов и центробежных насосов водой.
Рабочим телом этого
насоса являются отработав-
шие газы двигателя внут-
реннего сгорания АЦ. Они
поступают в сопло высокого
давления, затем в камеру 3
корпуса насоса 2, в камеру
смешения 4 и диффузор 5.
Как и в жидкостном эжекто-
ре, в камере 3 создается раз-
режение. Эжектируемый из
пожарного насоса воздух
обеспечивает создание в нем вакуума и, следовательно, заполнение всасы-
вающих рукавов и пожарного насоса водой.
Газовые струйные насосы на АЦ используются также для проверки
создаваемого вакуума в пожарных насосах.
Газовые струйные насосы обеспечивают заполнение систем всасы-
вания и центробежных насосов при заборе воды с глубины 7 м в течение
30–60 с.
Забор воды из открытых водоисточников производится до 10 % всех
пожаров. При этом наиболее часто из открытых водоисточников произво-
дят забор воды при геометрических высотах всасывания до 5 м. Высота
всасывания 6 и 7 м встречается крайне редко и составляет около 1 % от
общего числа случаев.
Струйный насос вакуум-
ной системы автоцистерн с ди-
зельными двигателями имеют
одну особенность. Для умень-
шения сопротивления в систе-
ме используется двухступен-
чатый струйный насос с по-
стоянным подсосом воздух
В насосе (рис. 2.12)
имеются два сопла: малое 2 и
большое 4. В камеру между
ними подводится трубка в, со-
единяющая струйный и центробежный насосы. При поступлении отрабо-
тавших газов дизеля по стрелке а большое сопло создает разрежение в ка-
1 – сопло высокого давления; 2 – корпус насоса;
3– камера разрежения; 4 – камера смешения;
5 – диффузор
2
4
Qэ
Qр
Рис. 2.12. Струйный аппарат для вакуумных сис-
тем ПН с приводом от дизеля:
1 – экран; 2 – сопло; 3 – трубка от вакуумного
крана насоса; 4 – сопло большое; 5 – корпус;
6 – горловина диффузора; 7 – диффузор
1
2
3
4
5
6
7
а
б
в
г
мере в и происходит поступление в нее воздуха из насоса по трубке 3 и до-
полнительное всасывание его из атмосферы (стрелка б). Этот подсос спо-
собствует стабилизации работы струйного насоса. Такие струйные насосы
используются на АЦ с шасси «Урал» и двигателями ЯМЗ-236(238).
2.4. Пожарные центробежные насосы серии ПН
Насосы этой серии устанавливают на автоцистернах и автонасосах.
Они обозначаются так: ПН-40УВ. В этом обозначении ПН – пожарный на-
сос; 40 – максимальная подача насоса 40 л/с; У – универсальный и В – осо-
бенности выпускаемой серии. Геометрически подобны этой серии пожар-
ные насосы ПН-60 и ПН-110. Они применяются на пожарных аэродромных
автомобилях и пожарных насосных станциях, соответственно. Все эти на-
сосы имеют одинаковую номенклатуру основных деталей, идентичны по
конструкции, но имеют различные габариты и массу.
Пожарный центробежный насос ПН-40УВ (рис. 2.13) состоит из
корпуса насоса 1, двух напорных патрубков 2, двух напорных задвижек 3,
пеносмесителя 4 и задвижки
коллектора 6, установленных
на коллекторе 5. Продольный
разрез представлен на рис. 2.14.
В корпусе 1, закрытом крыш-
кой 2, на подшипниках 8 и 16
установлен вал 9 насоса. В
корпусе на конической части
вала размещено рабочее колесо
5. Оно сопряжено с валом
шпонкой и закреплено гайкой
со шплинтом. На насосах ПН-
40 и ПН-40УА рабочее коле-
со размещено на цилиндриче-
ском шипе вала. В осевом на-
правлении оно закреплено гай-
кой и стопорится стопорной
шайбой. От проворачивания
оно крепится одной и двумя шпонками, соответственно, на ПН-40У и ПН-
40УА. В ПН-40У корпус насоса 1 и масляная ванна 10 выполнены в виде
одной детали. Все корпусные детали насосов, рабочие колеса изготовлены
из алюминиевого сплава АЛ9В. Валы насосов изготовлены из стали 45Х и
термически обработ
Рис. 2.13. Пожарный насос ПН-40УВ:
1 – насос; 2 – напорный патрубок; 3 – напорнаязадвижка; 4 – пеносмеситель; 5 – коллектор;
6 – задвижка коллектора; 7 – отвод насоса
1
2
3
4
5
6
7
У
Рис. 2.14. Продольный разрез насоса ПН-40УВ:
Важным элементом в насосе яв-
ляется крепление вала. Это обусловле-
но особенностями конструкции рабо-
чего колеса. Оно выполнено из двух
дисков – ведущего и покрывающего.
Между ними расположены лопасти, за-
гнутые в сторону, противоположную
вращению. Размеры дисков колеса раз-
личны (рис. 2.15, а). Это обусловлива-
ет возникновение осевой силы,которая
направлена по оси в сторону всасы-
вающего патрубка и стремится сместить колесо по оси (рис. 2.15, б). Вели-
чину этой силы приближенно вычисляют по формуле
),(2в21RRSPF... (2.15)
где S – коэффициент сопротивления щелевого уплотнения (S = 0,6); Р – дав-
ление на насосе, Па; R1 – радиус входного отверстия, м; Rв – радиус вала, м.
1 – корпус; 2 – крышка; 3 и 4 – уплотнительные кольца; 5 – рабочее колесо;
6 – сливной краник; 7 – уплотнительный стакан с манжетами; 8 – подшипник;
9 – вал насоса; 10 – масляная ванна; 11 – червячная шестерня привода тахометра;
12 – муфта-фланец; 13 – предохранительный клапан; 14 – манжета; 15 – корпус
привода тахометра; 16 – подшипник; 17 – шланг
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
A
Б
Б
A
Рис. 2.15. Эпюра осевых сил на колесе
F
Rв
a
b
R1
R2
Для уменьшения этого давления в ведущем диске колеса предусмот-
рены отверстия. Через эти отверстия жидкость перетекает из левой части в
правую. Кроме того, подшипник 16 (50309) имеет стопорное кольцо, вос-
принимающее осевое усилие и предотвра-
щающее смещение вала в осевом направле-
нии (рис. 2.16).
Работоспособность центробежных на-
сосов во многом определяется совершенст-
вом его герметизации.
Внутренняя герметизация рабочего
колеса 5 (см. рис. 2.14) от корпуса 1 и
крышки 2 осуществляется уплотнительны-
ми кольцами 3 в корпусе 4, в крышке (они
изготовлены из чугуна) и на колесе 5 (они
изготовлены из бронзы Бр 0ЦС-6-6-3). Ра-
диальный зазор между кольцами находится
в пределах 0,2–0,3 мм. Эти щелевые уплотнения уменьшают циркуляцию
жидкости в насосе. При изнашивании колец она увеличивает
Герметизация внутренней полости насоса от внешней среды
осуществлена двумя способами. Все стенки соединяемых корпусных дета-
лей герметизируют резино-
выми прокладками.
Герметизация насоса
по валу производится рези-
новыми манжетами (рис.
2.17), размещаемыми в спе-
циальном уплотнительном
стакане 7 (см. рис. 2.14).
В уплотнительном
стакане ПН-40УВ смонтиро-
ваны три манжеты АСК-45.
Одна из них (на рис. 2.17, б –
правая) обеспечивает герме-
тизацию при разрежении в
насосе. Две другие – при
давлении. Для обеспечения
долговечности уплотнения в
него по шлангу 17 (см. рис. 2.14) периодически подается смазка. На пожар-
ных насосах других конструкций в стакане монтируют четыре манжеты.
Изнашивание манжет и вала ухудшает герметизацию насоса. При
этом затрудняется забор воды и увеличиваются ее утечки.
ис.2.16. Крепление подшипника
2 – прокладка; 3 – полукольцо
верхнее; 4 – корпус насоса;
– вал насоса; 6 – подшипник7 – втулка
1
2
3
4
0
5
6
7
0
Рис. 2.17. Уплотнительный стакан:
а: 1 – вал насоса; 2 – манжета; 3 – стальной
корпус; 4 – пружина;
б: 1 – манжета; 2 – кольцо; 3 – кольцо; 4 – упорное
кольцо; 5 – стопорное кольцо; 6 – резиновые кольца
1
2
3
4
а
б
1
2
3
4
5
6
Р
Полость в корпусе насоса (см. рис. 2.14) между уплотнительным ста-
каном 7 и манжетой 14 образует масляную ванну 10. В ней имеется щуп и
сливная пробка. В корпусе привода тахометра 15 размещены червячная
шестерня привода 11 и червяк, изготовленные из стали 20. Масляная ванна
и корпус привода тахометра изолированы от внешней среды манжетой 14
и защитным колпаком.
Для смазки подшипников качения и привода тахометра в масляную
ванну заливается трансмиссионное масло ТАп-15В через отверстие для
щупа. Слив его производится через сливную пробку.
Коллектор (поз. 5 на рис.
2.13) предназначен для распреде-
ления воды в рукавные линии
или цистерну. Кроме того, нанем
крепится напорная задвижка 6,
пеносмеситель 4 и вакуумный
кран для соединения внутренней
полости насоса с атмосферой или
вакуумным насосом.
Поперечный разрез коллек-
тора с напорной задвижкой пока-
зан на рис. 2.18. Корпус 1 кол-
лектора фланцем с отверстием
диаметром 90 мм крепится к
диффузору пожарного на
В лафетный ствол или цистерну вода подается через отверстие диа-
метром 78 мм. Проходное сечение этого отверстия регулируется задвиж-
кой. Она состоит из корпуса 1, клапана 3 в сборе и прокладки 4. Шпиндель
7 закреплен на клапане полукольцами 5, по-
зволяющими ему вращаться относительно
клапана. Шпиндель имеет винтовую нарезку
и при вращении маховичка 10 перемещается
по резьбе втулки 6. При соприкосновении
прокладки 4 с седлом клапана 2 вращение
штока не тормозится благодаря полуколь-
цам 5. Этим предотвращается разрушение
прокладки 4.
К фланцам торцовых поверхностей
коллектора (отверстия с диаметром 70 мм)
шпильками крепятся две напорные задвиж-
ки (рис. 2.19). Их устройство не требует
особых объяснений. При вращении махо-
Рис. 2.18. Коллектор насоса:
1 – корпус; 2 – седло клапана; 3 – клапан в
сборе; 4 – прокладка; 5 – полукольца;
6 – втулка; 7 – шпиндель; 8 – корпус
задвижки; 9 – колпачок; 10 – маховичок
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Рис. 2.19. Напорная задвижка
ПН-40УВ:
1 – клапан; 2 – ось клапана;
3 – корпус; 4 – втулка; 5 – винт;
6 – уплотнение; 7 – гайка;
8 – маховик
1
2
3
4
5
6
7
8
6
2
Рис. 2.20. Пеносмеситель ПС-5:
1 – корпус; 2 – дозирующий кран;
3 – диск; 4 – маховичок;
5 – стрелка; 6 – отверстие в
штуцере подвода; 7 – рукоятка;
8 – кран включения; 9 – сопло;
10 – диффузор
7
8
9
10
5
4
3
2
1
1
вичка 8 шпиндель с винтовой нарезкой 5 перемещается во втулке 4. Под
напором воды клапан 1 поворачивается вокруг оси 2 и вода поступает в
рукавную линию. При прекращении подачи воды на высоту клапан 1 под
ее напором закроет вход в коллектор.
Пеносмеситель. На насосах ПН-40УВ установлены пеносмесители
ПС-5 (рис. 2.20). Регулируя маховичком 4 положение дозатора 2, возможно
подавать 5 различных доз пенообразователя
(ПО). При включении рукояткой 7 крана 8
вода из коллектора поступит в сопло 9, а за-
тем в диффузор 10 и во всасывающий пат-
рубок насоса.
Образующееся в камере ПС разреже-
ние обеспечит поступление ПО из пенобака
через отверстие 6.
Положение дозатора 2 фиксируется
стрелкой 5 на диске 3. Обратный клапан ус-
тановлен в патрубке с отверстием 6.
Коллекторы и их оснащение на всех
насосах типа ПН идентичны.
Пожарный насос ПН-60 является
геометрически подобной моделью насоса
ПН-40У. Основные детали и колесо насоса
отлиты из чугуна (СЧ-24-44).
Рабочее колесо (диаметр 360 мм) на-
сажено на вал диаметром 38 мм по месту
посадки. Крепится оно двумя шпонками и
закрепляется шайбой и гайкой.
Уплотнение вала насоса