6. 3.3 Насосная установка на основе центробежных насосов серии пн

Насосная установка – это совокупность насосного агрегата и оборудования для подачи воды и транспортирования огнетушащих жидкостей.

Насосная установка состоит: собственно насоса, двух напорных патрубков, двух напорных задвижек, пеносмесителя, коллектора, задвижек коллектора, газоструйной вакуумной системы, приборов управления.

Пожарный центробежный насос ПН–40 УВ. Разрез ПН–40 УВ представлен на рис. 3.11.

Рис. 3.11. Продольный разрез насоса ПН–40 УВ

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; 18 — щуп; 19 — сливная пробка; 20 — червяк привода тахометра.

В корпусе 1 насоса ПН–40 УВ закрытом крышкой 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 У и ПН–40 УА рабочее колесо размещено на цилиндрическом шипе вала. В осевом направлении оно закреплено гайкой и стопорится стопорной шайбой. От проворачивания оно крепится одной и двумя шпонками, соответственно на ПН–40 У и ПН–40 УА. В ПН–40 У корпус насоса 1 и масляная ванна 10 выполнены в виде одной детали. Все корпусные детали насосов, рабочие колеса изготовлены из алюминиевого сплава. Валы насосов изготовлены из стали и термически обработаны.

Рабочее колесо выполнено из двух дисков — ведущего и покрывающего. Между ними расположены лопасти, загнутые в сторону, противоположную вращению. Размеры дисков колеса различны. При вращении рабочего колеса возникает осевая сила, которая направлена по оси в сторону всасывающего патрубка и стремится сместить колесо по оси.

Для уменьшения действия осевой силы в ведущем диске колеса предусмотрены отверстия, через которые жидкость перетекает из левой части в правую, а подшипник имеет стопорное кольцо, предотвращающее смещение вала в осевом направлении.

Внутренняя герметизация рабочего колеса 5 от корпуса 1 и крышки 2 осуществляется уплотнительными чугунными кольцами 3 в корпусе и крышке, изготовленными из чугуна на колесе 4, изготовленном из бронзы.

Радиальный зазор (0,2–0,3 мм) между кольцами уменьшает циркуляцию жидкости в насосе.

Стенки соединяемых корпусных деталей герметизируют резиновыми прокладками

Насос по валу герметизируется резиновыми манжетами, размещаемыми в специальном уплотнительном стакане.

Насосная установка на основе насоса ПН–60 является подобной установке на основе ПН–40УВ. Основные детали и колесо насоса отлиты из чугуна.

Рабочее колесо (диаметр — 360 мм) насажено на вал диаметром 38 мм по месту посадки. Крепится оно двумя шпонками и закрепляется шайбой и гайкой.

Уплотнение вала насоса осуществляется манжетами.

Насосная установка на основе насоса ПН–110 также подобна установке на основе насоса ПН–40УВ. Основные корпусные детали и рабочее колесо изготовлены из серого чугуна. Диаметр рабочего колеса 630 мм, диаметр вала в месте установки сальников 80 мм. Диаметр всасывающего патрубка 200 мм, напорных патрубков — 100 мм.

Напорные задвижки (рис. 3.12.) В корпусе 6 и крышке 7 размещен клапан 1 на оси 3 и шпиндель 5, соединенный рычагом 2 с гайкой 4. При вращении маховика 10 гайка 4 будет навинчиваться на шпиндель 5 и поворачивать рычагом 2 клапан 1. На клапане имеется резиновая прокладка.

Рис. 3.12. Напорная задвижка

1 — клапан; 2 — рычаг; 3 — ось; 4 — гайка; 5 — шпиндель; 6 — корпус; 7 — крышка; 8 — гайка; 9 — уплотнение; 10 — маховик.

Технические возможности и диапазон регулирования основных параметров насоса (Q л/с и H м) оценивают по техническим и рабочим характеристикам представленным в табл. 3.1

Таблица 3.1.

Технические характеристики насосов серии ПН

Наименование показателей	Размерность	ПН-40УВ	ПН-60	ПН-110
Напор (Н)	м	100	100	100
Подача (Q)	л/с	40	60	110
Частота вращения (n)	об/мин	2700	2500	1350
Диаметр рабочего колеса	мм	320	360	630
КПД	-	0,61	0,6	0,6
Потребляемая мощность	кВт	65	98	150
Максимальная высота всасывания	м	7,5
Масса	кг	65	180	620

Примечание к табл.3.1

Значения H м и Q л/с получены при n_ном, указанном в таблице и высоте всасывания 3,5 м. Подача насоса с максимальной высоты всасывания должна быть не менее 50% от номинальной, а напор ­­– не менее 95% от номинального.

При закрытой задвижке на напорном патрубке (Q=0) напор, создаваемый насосом, равен 100-120 м. При этом насосом потребляется значительная мощность, которая затрачивается на механические потери в подшипниках, сальниках и нагревание воды в корпусе насоса. Перегрев воды внутри насоса может вызвать термические деформации в насосе, перегрев подшипников и срыв его работы. Поэтому с закрытой задвижкой возможна только кратковременная работа.

Порядок работы насосной установки на основе центробежного насоса ПН–40УВ.

Перед пуском насоса необходимо заполнить всасывающую линию и насос водой (при заборе воды из водоема, реки и т. п., с помощью вакуумной системы насоса), предварительно закрыв все напорные задвижки, вентили и краны, соединенные с полостью насоса.

Запрещается непрерывная работа насоса «в сухую» более одной минуты.

Включить насос путем передачи крутящего момента на муфту-фланец и вал насоса. После того, как насос разовьет напор (min 20–30 м вод.ст.) плавно открыть напорные задвижки на коллекторе установки.

При работе насосной установки необходимо:

— чтобы номинальный напор насоса не превышал 100 м вод.ст., а обороты вала –2700 об/мин;

— чтобы при заборе воды из водоема, всасывающая пожарная сетка была погружена в воду не менее чем на 300 мм ниже поверхности воды, а всасывающие рукава не имели резких перегибов;

— через каждый час работы смазывать уплотнительные манжеты вала насоса поворотом на 2–3 оборота крышки колпачковой масленки;

— утечки из дренажного отверстия не должны превышать нескольких капель воды;

—контролировать появление посторонних шумов или вибраций насоса. (наличие посторонних шумов в насосе может быть вследствие кавитационных явлений, вызванных забором воды с высоты более 7 м и подачи воды им больше 30 л/с. Для выхода из кавитационного режима необходимо уменьшить подачу насоса, снизив частоту вращения его вала);

— при временном прекращении подачи воды закрыть напорные задвижки и продолжить работу насоса на малых оборотах;

— при температуре воздуха ниже 0°С, включить систему обогрева насосного отделения;

— по завершению подачи воздушно-механической пены произвести промывку пеносмесителя и насоса: не закрывая пробковый кран пеносмесителя установить стрелку дозатора до деления «5» и поработать насосу в течение 3–5 мин., засасывая пеносмесителем воду. При этом необходимо несколько раз повернуть рукоятку пробкового крана из положения «откр» в положение «закр» и обратно, а также несколько раз провернуть маховичок дозатора. После чего закрыть пробковый кран пеносмесителя.

По окончании работы необходимо:

— выключить насос, отсоединив его от привода;

—открыть сливной краник, полностью слить воду, после чего закрыть краник и все задвижки насоса;

—устранить дефекты, замеченные во время работы насоса.

В зимнее время сливной краник и напорные патрубки насоса необходимо держать открытыми, закрывая их только при работе насоса и проверки его на герметичность.

Техническое обслуживание насосной установки.

Предусматриваются следующие виды технического обслуживания: ежедневное техническое обслуживание (ЕТО), первое техническое обслуживание (ТО–1) и второе техническое обслуживание (ТО–2). Сроки проведения технического обслуживания насосной установки соответствуют срокам проведения технического обслуживания пожарного автомобиля.

ЕТО включает:

— внешний осмотр насосной установки на предмет его комплектности, чистоты, отсутствия повреждений и крепежа его коммуникаций, отсутствие воды (водного раствора пенообразователя) в корпусе насоса, отсутствие во входном патрубке и корпусе насоса посторонних предметов;

— проверку работоспособности всех кранов и вентилей;

— проверку наличия смазки в корпусе (масляной ванне) и колпачковой масленке насоса;

— проверку исправности контрольно-измерительных приборов (стрелки приборов должны находиться в нулевом положении);

— проверка герметичности насоса по величине падения разрежения. Для проведения проверки насоса на герметичность (сухой вакуум) необходимо закрыть все задвижки, вентили, всасывающий патрубок и сливной кран насоса. С помощью вакуумной системы создать в насосе разрежение и довести его до 0,073–0,076 МПа (0,73–0,76 кгс/см²), ориентируясь на показания мановакуумметра насоса. Герметичность насоса считается удовлетворительной, если падение разрежения не превышает величины 0,013 МПа (0,13 кгс/см²) за 2,5 мин. При превышении этих показателей необходимо выявить причину неисправности — обнаружить места неплотностей путем опрессовки насоса водой или воздухом. Чаще всего опрессовку производят путем подачи во всасывающий патрубок насоса воды от другого насоса под напором до 60 м вод. ст. (6 кгс/см²) и внешним осмотром определяют неплотности по выходу струйки воды из насоса. При этом необходимо помнить, что плотность уплотнения вала насоса (целостность уплотнительных манжет) проверяется, как по выходу струйки воды из дренажного отверстия в корпусе насоса, так и по состоянию смазки в масляной ванне насоса (наличие в трансмиссионном масле воды). Опрессовку насоса можно также производить на работающем насосе путем развития в нем напора 120–130 м во. ст. (12–13 кгс/см²) при закрытых напорных задвижках. Опрессовка воздухом производится от внешнего источника воздуха, созданием давления в насосе 0,2–0,3 МПа. Во время опрессовки воздухом шланг от компрессора или другого источника давления целесообразно присоединить к сливному кранику насоса, предварительно открыв его, а неработающий насос покрыть мыльной пеной.

ТО–1 включает:

— полный объем работ ежедневного технического обслуживания;

— частичную разборку насоса для проверки надежности крепления рабочего колеса к валу, отсутствия посторонних предметов в полости корпуса насоса, состояние переднего подшипника и червячной пары привода тахометра;

—разборку, очистку, сборку и монтаж пеносмесителя;

—проверку на надежность крепежных деталей установки

— проверку технического состояния установки путем испытания по упрощенной методике, описанной дальше.

ТО–2 включает:

— полный объем работ ТО–1;

— замену смазки в корпусе (масляной ванне) насоса;

— метрологическую проверку манометра, мановакуумметра и тахометра.

Проверка насосной установки с ПН–40УВ по упрощенной методике.

Проверка пожарного насоса на производительность осуществляется посредством определения полного напора развиваемого пожарным насосом. Для этого установить пожарный автомобиль на открытом водоисточнике с помощью двух всасывающих рукавов диаметром 125 мм, при геометрической высоте всасывания насоса 1,5–3,5 м.

Проверка работоспособности пеносмесителя ПС–5 осуществляется посредством определения количества эжектируемой (подсасываемой) в Пеносмеситель жидкости.

Для данной проверки забор воды производится из открытого водоисточника (см. схему) с помощью всасывающего рукава диаметром 125 мм, при геометрической высоте всасывания насоса 1,5–3,5 м. Забор пенообразователя производится из мерной емкости заполненной водой, через специальный шланг, присоединяемый к трубопроводу подачи пенообразователя в Пеносмеситель. Подача воды к ГПС–600 осуществляется по напорному рукаву диаметром 66 мм при полностью открытой напорной задвижке, создавая напор 50 м вод. ст.

Установив дозирующий кран ПС–5 в положение одного ГПС–600 открыть пробковый кран пеносмесителя, и включить секундомер. Разность уровней воды в мерной емкости определяет объем подсасываемой в Пеносмеситель воды за учтенное время. Далее определяется расход воды за учтенное время.