ПЦНВ-4/400
Из водо-
источника
К коллектору насоса
Перепускной клапан (ПК) обеспечивает частичный переток
воды из насоса в цистерну при закрытых вентилях или выключенных ство-
лах в цистерну, предотвращая перегрев насоса. Он также управляет работой
отсечного клапана, перекрывающего поступление пенообразователя в насос.
Схема ПК показана на рис. 2.40 для случая, когда стволы отключе-
ны, насос работает и из коллектора 1 нет поступления воды в рукавные ли-
нии. Силой пружины (на схеме не показана) на оси 3 заслонка 9 перемеще-
на в горизонтальное положение. В этом положении упором 4 клапан 6, ук-
репленный на рычаге 7, откроет отверстие в штуцере 5. Вода в небольшом
количестве будет перетекать из полости А коллектора по отверстию шту-
цера 5 через отсечной клапан в цистерну пожарного автомобиля.
При включении стволов в работу поток Б воды переместит заслонку
9 в положение, указанное пунктиром. Рычаг 7 силой пружины (она не по-
казана) на оси 8 клапаном 6 перекроет отверстие в штуцере 5, при этом
перетекание воды прекратится.
Отсекающий клапан (ОК) (рис. 2.41) выполняет несколько
функций: регулирует количество воды, перетекающее из ПК, автоматиче-
ски перекрывает поступление пенообразователя из пенобака в насос в слу-
чае отключения подачи стволами и, наконец, используется для промывки
системы подачи пенообразователя.
Рис. 2.40. Клапан перепускной:
1 – коллектор насоса; 2 – корпус
клапана; 3 – ось заслонки; 4 – упор;
5 – штуцер; 6 – клапан; 7 – рычаг;
8 – ось рычага; 9 – заслонка
1
2
3
4
5
6
7
8
9
A
Б
Рис. 2.41. Отсекающий клапан:
1 – корпус; 2 – обратный клапан; 3 – клапан;
4 – штуцер для промывки; 5 – шток; 6 – силь-
фон; 7 – штуцер для подвода воды от перепу-
скного клапана; 8 – втулка; 9 – штуцер для
слива воды; 10 – штуцер для подвода воды в
цистерну; 11 – штуцер для подвода пенообра-
зователя к пеносмесителю
1
2
3
4
5
6
7
8
A
9
10
11
Из перепускного клапана вода поступает через штуцер 7 в полость А
и из нее в полость сильфона 6. В зависимости от количества поступающей
воды сильфон, деформируясь, будет перемещать шток 5 вверх. При этом
изменяется проходное сечение в горизонтальном отверстии клапана 3, чем
и регулируется перетекание воды в цистерну пожарного автомобиля.
При тушении пожара пеной в случае отключения пенных стволов
клапаном 3 будет перекрыто поступление пенообразователя через штуцер
11, полости Г и В будут разобщены и поступление пенообразователя к пе-
носмесителю прекратится. При возобновлении работы стволов поступле-
ние воды из ПК прекратится. Сильфон, занимая исходное положение, вы-
толкнет воду через полость А и Б и штуцер 10 в цистерну.
Слив воды из системы ПК и ОК осуществляется через кран, установ-
ленный на штуцере 9 для слива воды.
Промывка системы подачи пенообразователя осуществляется водой,
подаваемой к штуцеру 4. Вода поступает в полость В отсекающего клапана
и через штуцер 11 в пеносмеситель.
Пожарный центробежный насос
комбинированный ПЦНК-40/100-4/400.
Насос комбинированный, двухступенча-
тый. На валу 2 насоса нормального давле-
ния укреплено рабочее колесо 1, механизм
3 включения ведущего зубчатого колеса
мультипликатора 4 (рис. 2.42).
При включенной второй ступени,
нормальном напоре 100 м и подаче
40 л/с насос работает как насос ПЦНН-
40/100. При этом вода поступает во вса-
сывающий патрубок а, подается в коллек-
тор 8, а затем в рукавную линию b.
При включенной второй ступени и
отсутствии напорной линии b нормального
давления вода из коллектора 8 первой сту-
пени поступает по трубопроводу с во вса-
сывающий патрубок колеса 6 насоса вто-
рой ступени, а затем, как показано стрел-
ками, в коллектор 7 насоса высокого дав-
ления и в напорную линию d.
Первая ступень насоса конструк-
ции отличается от ПЦНН-40/100 только
наличием механизма 3 включения муль-
типликатора. Передаточное отношение
Рис. 2.42. Схема компоновки рабочих
колес ПЦНК-40/100-4/400:
1 – рабочее колесо ступени нормаль-
ого давления; 2 – вал; 3 – фрикционный механизм включения мультипли-
катора; 4 – ведущее колесо мультип-
ликатора; 5 – вал; 6 – рабочие колеса
ступени высокого давления;
7 – коллектор ступени высокого
давления; 8 – коллектор ступени
нормального давления
1
2
3
4
5
6
7
8
d
b
c
c
a
мультипликатора равно 2,33. Смазка всех деталей осуществляется маслом
из масляной ванны.
К выходному патрубку ступени высокого давления присоединен
коллектор 7. На нем установлены два вентиля тарельчатого типа и перепу-
скной клапан, как на насосе ПЦНВ-4/400. Он соединен трубкой с цистер-
ной. На коллекторе имеется патрубок для соединения рукава на рукавной
катушке со стволом-распылителем. На нем также предусмотрен отвод с
обратным клапаном для продувки рукава катушки сжатым воздухом из
рессивера тормозной системы.
Параметры технических характеристик насосов серии ПЦН пред-
ставлены в табл. 2.2.
Таблица 2.2
Наименование показателя
Размер-
ность
ПЦНН-
40/100
ПЦНВ-
20/200
ПЦНВ-
4/400
ПЦНК-
40/100-4/400
Номинальная подача
л/с
40
20
4
40 и 4
Номинальный напор
м
100
200
400
100 и 400
КПД
-
0,6
0,6
0,4
0,6 и 0,215*
Потребляемая мощность
кВт
65,4
65,5
39,2
65,5 и 73,6*
Частота вращения
об/мин
2700
2700
6400
2700 и 6300
Высота всасывания
м
7,5
7,5
-
7,5
Время всасывания
с
40
40
-
40
Масса
кг
100
150
40
150
* При работе одной или двух ступеней.
Примечания:
1. Потребляемая мощность и КПД ПЦНК указаны для случая подачи и напора
нормального или высокого. При одновременной подаче воды секцией нормального и
высокого напора ее величина равна соответственно 15 и 2 л/с (величины напоров но-
минальные). В этом случае общий КПД не менее 0,35, а потребляемая мощность не бо-
лее 64,5 кВт.
2. Параметры характеристик в табл.2.2 получены при глубине всасывания 3,5 м
и номинальных частотах вращения валов насосов. При максимальной глубине всасыва-
ния подача насосов уменьшается на 50 %.
Рабочие характеристики ПЦН были получены во ВНИИПО. Обраба-
тывая экспериментальные результаты, была получена общая формула за-
висимости напора Н, м, развиваемого насосами, потребляемой мощности
N, кВт, и КПД в зависимости от величины подачи Q, л/с:
yi = Ai + BiQ – Ci Q2 + DQ3. (2.16)
0
0
Рис. 2.43. Рабочие характеристики:
1 – ПЦНН-40/100; 2 – ПЦНВ-20/200;
3 – ПЦНВ-4/400
1
2
3
Значения индексов i и коэффициентов А, В, С и D приводятся в
табл. 2.3. Они получены при номинальных скоростях вращения валов на-
сосов и высоте всасывания 3,5 м.
Таблица 2.3
№
п/п
Наименование
показателя
Размер-
ность
Константы
А
В
С
D
1
2
3
ПЦНН-40/100
Напор Н
Мощность N
КПД
м
кВт
%
92,55
20,6
0
0,815
0,957
3,2
0,014
0
0,036
0
0
0
1
2
3
ПЦНВ-20/200
Напор Н
Мощность N
КПД
м
кВт
%
210
37,5
0
1,6
1,54
5,38
0,1
0
0,15
0
0
0,0015
1
2
3
ПЦНВ-4/400
Напор Н
Мощность N
КПД
м
кВт
%
432
17,66
0
15,9
4,8
25,6
5,8
0
5,3
0
0
0,42
Рабочие характеристики ПЦН, построенные в соответствии с дан-
ными табл. 2.3, приводятся на рис. 2.43.
При необходимости иметь характеристики насосов при скоростях,
отличных от номинальных, производят пересчеты в соответствии с мето-
дом подобия.
2.6. Вакуумные системы пожарных насосов
Для подачи воды центробежными насосами их рабочие полости и
всасывающие рукава необходимо заполнить водой. Это осуществляется
вакуумными системами. Их основу составляют вакуумные насосы и кра-
ны, трубопроводы и приводы управления.
На АЦ, АНР и мотопомпах в качестве вакуумных насосов применя-
ют газоструйные, шиберные, поршневые и иногда водокольцевые насосы.
Приводы к ним могут быть ручными или комбинированными: ручными и
автоматическими. Последние обеспечивают автоматический забор воды
при пуске насоса и восстановление обрыва водяного столба.
Газоструйные вакуумные системы. Эти системы применяются на
АЦ и АНР с насосами ПН-40, ПН-60 и ПН-110.
В их систему входят вакуумные краны, газоструйные вакуумные ап-
параты (ГСВА), трубопроводы.
Вакуумный кран предназначен для соединения внутренней по-
лости насоса с газоструйным вакуумным аппаратом. Он устанавливается
на коллекторе насоса. Его устройство показано на рис. 2.44, а принципи-
альная 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 по-
ворачивают так, чтобы нижний клапан 13 разобщил полости А и Б, а верх-
ний 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.
6
Газоструйные вакуумные аппараты устанавливают в систе-
ме 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) со-
стоит из корпуса 5 и крышки 10, изготовленных из серого чугуна. К корпу-
су 5 присоединены резонатор 1 и распределитель 2, составляющие газовую
сирену, и струйный насос 12. Внутри корпуса на осях 6 установлены за-
слонки 3 и 14. На концах осей закреплены рычаги 7 и 11. Пружиной 13 за-
слонки прижаты к своим седлам. В этом положении отработавшие газы
проходят от двигателя к глушителю.
Рис. 2.44. Вакуумный кран:
1 – глазок; 2 – платик; 3 – упор рукоятки; 4 – корпус электро-
лампочки; 5, 7, 12 – гайки; 6 – корпус крана;8 – верхний
клапан; 9 – рукоятка; 10 – уплотнение; 11 – кулачковый
валик; 13 – нижний клапан; 14 – пружина
1
2
3
4
5
7
8
9
10
11
12
13
14
Рис. 2.45. Принципиальная
схема вакуумного крана:
8 – верхний клапан; 11 – ку-
ачковый валик; 13 – нижнийклапан
8
11
13
а
б
Рис. 2.46. Газоструйный вакуумный аппарат:
1 – резонатор; 2 – распределитель; 3, 14 – заслонки; 4 – рычаг заслонки; 5 – корпус; 6, 9 –
ось заслонки; 7, 11 –рычаги; 8 – фланец; 10–крышка; 12–струйный насос; 13 – пружина
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
13
1
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 прива-
рены к стальным цилиндрам.
Заслонки 3, 14 устанавливаются так, что могут отклоняться от их
осей на 5 – 6о. 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 диффу-
зора присоединяется трубопровод от вакуумного крана.
Герметичность в месте соединения корпуса и крышки обеспечивает-
ся 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 14 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 рас-
пределитель 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 Qp поступят в струйный
насос 9. В его камере будет создано разрежение и из полости насоса 3 и вса-
сывающих рукавов 2 начнется удаление воздуха Qэ. Под влиянием разности
атмосферного давления Ра и разре-
жения поднимется обратный кла-
пан во всасывающей сетке 1 и вода
заполнит всасывающую линию.
При выключении вакуумного крана
камера струйного насоса будет со-
единена с атмосферой. Это позво-
лит ГСВА удалить воду из трубки
10, если она туда попала при не-
своевременном выключении ваку-
умного крана.
Проверка работоспо-
собности вакуумной сис-
темы производится по величине
создаваемого разрежения в насосе
за нормативное время. Его величи-
Рис. 2.47. Вакуумная система с ГСВА:
1 – всасывающая сетка; 2 – всасывающий
рукав; 3 – пожарный насос; 4 – вакуумный
кран; 5 – коллектор двигателя; 6 – корпус
ГСВА; 7 – заслонка; 8 – выхлопная труба;
9 – струйный насос; 10 – трубка
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Pa
Qэ
Q.
Qр
на 0,073–0,0076 МПа должна достигаться за 20 с. Герметичность насоса
оценивается по падению разрежения в насосе. Оно не должно превышать
0,013 МПа за 2,5 мин.
Проверка осуществляется в такой последовательности. Всасываю-
щий патрубок насоса должен быть закрыт заглушкой, вакуумный кран
включен. Запустив двигатель, увеличивая его обороты, создают вакуум,
оцениваемый по мановакуумметру. Выключив вакуумный кран, по секун-
домеру фиксируют время падения вакуума. Если в течение 2,5 мин оно бу-
дет меньше 0,013 МПа, насос и всасывающая система исправны и работо-
способны.
Вакуумные системы с пластинчатыми насосами. Эти системы
предназначены для обеспечения забора воды из открытых водоемов, авто-
матического восстановления подачи воды при обрыве водяного столба и
проверки работоспособности системы и герметичности пожарного насоса.
Включение ее в работу может осуществляться вручную или автоматиче-
ски. Геометрическая высота всасывания этих систем до 7,5 м. Время вса-
сывания 40 с. Такие системы используются на пожарных насосах ПЦНН-
40/100, ПЦНВ-20/200.
Вакуумная система насоса ПЦНН-40/100. Эта система включает
пластинчатый вакуумный насос, вакуумный шаровой кран и гидроблок.
Гидроблок служит для передачи давления напорной полости насоса в ра-
бочую полость механизма автоматического отключения вакуумного насоса
и вакуумного затвора.
Механизм отключения (рис. 2.48)
предназначен для автоматического отключе-
ния и включения вакуумного насоса при за-
боре воды из открытых водоисточников. Он
работает следующим образом
При увеличении давления в коллекторе
насоса будет деформироваться мембрана 6.
Гидравлическая жидкость, заполняющая про-
странство между корпусом 1 и сильфоном 4,
воздействуя на основание 5 сильфона 4, под-
нимет шток 3 и рычаг 11 (см. рис. 2.50) вверх.
При уменьшении давления в насосе пружина
2 преодолеет усилие сильфона и механизм
займет исходное положение.
Вакуумный затвор (рис. 2.49)
предназначен для разъединения и соединения
полостей вакуумного насоса и пожарного на-
соса. Его устройство и работа отличается от
1
2
3
4
5
6
Из ПН