Пожарные центробежные насосы серии ПН

Центробежные насосы являются основой насосной станции пожарного автомобиля, они обеспечивают высокий расход жидкости, при достаточном напоре (до 100 метров), и способны работать на жидкости из цистерны, водопровода или водоема. Использование центробежных насосов позволяет, при необходимости, беспрепятственно перекрывать напорный трубопровод. Для обеспечения самовсасывания, создания потока высокого давления, или достижения других специальных задач, в насосной станции могут устанавливаться насосы пожарные разных типов. Наиболее распространенными являются пожарные центробежные насосы серии ПН.

Обозначение пожарных насосов

Марку центробежного пожарного насоса обозначают следующим образом:

• первые две буквы обозначают серию — пожарный насос ПН
• две следующие цифры — номинальную подачу в литрах в секунду
• буквы в конце указывают на конструктивные особенности
  • А — с непринципиальными конструктивными особенностями
  • К — консольный
  • У — унифицированный
  • Ф — форсированный

Обозначение ПН-30КФ, указывает на то, что перед нами консольный форсированный пожарный насос, с подачей 30 литров в секунду.

Характеристики пожарных насосов серии ПН

Показатель	ПН-60Б	ПН-30К	ПН-30КФ	ПН-40У	ПН40К
Подача, л/с (высота всасывания 3,5 м)	60	30	30	40	40
Максимальный напор, м	100	100	100	100	100
Диаметр напорного патрубка, мм	80 х 2	70 х 2	70 х 2	70 х 2	70 х 2
Диаметр всасывающего патрубка, мм	150	125	125	125	150
КПД	0.58	0.55	0.55	0.58	0.56
Максимальная высота всасывания, м	7	7	7	7	7
Число рабочих колес, шт.	1	1	1	1	1
Масса, кг	200	120	130	75	95

Устройство пожарного насоса ПН

Принципиальная схема консольного центробежного пожарного насоса показана на рисунке.

Вал 7 установлен консольно в подшипниках 5 внутри корпуса насоса. На валу закреплено закрытое лопастное колесо 8 с обтекателем 10.

Вращающий момент от вала к рабочему колесу передается через шпонку 9. На противоположном конце вала закреплена шестерня 1 привода тахометра.

Подшипники установлены в изолированной камере, которая заполняется маслом через горловину 2, для слива смазывающей жидкости предназначено отверстие в нижней части корпуса, закрытое пробкой 4. Масленка 3 предназначена для подачи смазки к уплотнению, обеспечивающему герметичность рабочей камеры насоса.

Принцип работы центробежного пожарного насоса

Перед началом работы насос должен быть заправлен рабочей жидкостью, т.к. центробежные машины не способны самостоятельно обеспечить заполнение всасывающего патрубка. Для слива жидкости в нижней части рабочей камеры насоса установлен кран.

Жидкость через всасывающий патрубок 11 подводится к центральной части рабочего колеса.

При вращении рабочего колеса лопатки воздействуют на частицы жидкости, передавая им кинетическую энергию. Под действием центробежной силы разогнавшиеся частицы жидкости движутся от центра колеса к его периферии и поступают в улиткообразный отвод. Диаметр проходного сечения отвода увеличивается по мере продвижения жидкости к напорному патрубку 6. При увеличении диаметра проходного сечения, согласно уравнению Бернулли, скорость течения жидкости уменьшается, а давление — увеличивается.

Контроль за работой насоса осуществятся по показаниям приборов:

• тахометра
• мановакуумметра, установленного в линии всасывания
• манометра, установленного в линии нагнетания

При работе центробежного насоса необходимо обеспечить хорошую проходимость всасывающего трубопровода, для предотвращения появления кавитации.

Устройство и принцип работы пожарного насоса ПН-40УВ

Насос ПН-40УВ предназначен для подачи воды или водных растворов при тушении пожаров и устанавливается на пожарных автомобилях.

Пожарный насос ПН-40УВ (Рисунок 35, Рисунок 36) состоит из следующих основных узлов: центробежного насоса, коллектора с задвижками, пеносмесителя ПС-5; в верхней части коллектора устанавливается вакуумный клапан системы водозаполнения (вакуумной системы).

Рабочее колесо 16 укрепляется на валу 29 с помощью конического соединения, шпонки, гайки, шайбы и шплинта.

Крепление крышки к корпусу насоса осуществляется шпильками; для обеспечения герметизации соединения устанавливается резиновое кольцо 18.

Вал насоса уплотняется манжетами 22, установленными в стакан 21.

Стакан уплотнен резиновым кольцом 23 и крепится к корпусу болтами, законтренными проволокой.

Фланец привода 28 соединяется с карданным валом привода насоса.

Направление вращения вала по часовой стрелке, если смотреть со стороны привода.

Для смазки подшипников и червячной пары привода тахометра полость в корпусе между уплотнительным стаканом 21 и манжетой 22 заполняется трансмиссионным маслом ТАп-15В. Для слива масла в нижней части корпуса предусмотрено отверстие 24 с пробкой. Для слива воды служит краник 19.

На конце вала 29 при помощи гайки закреплены червяк привода тахометра 32 и фланец 28. Корпус привода тахометра 27 уплотнен манжетой 31.

Рисунок 35. Пожарный насос ПН-40УВ (общий вид): 1 — левая напорная задвижка; 2- маховичок дозатора пеносмесителя ПС-5; 3 – кран пеносмесителя; 4 – вакуумный клапан; 5 – задвижка в цистерну; 6 – правая напорная задвижка; 7 –корпус насоса.

На отводе насоса расположен коллектор 8, к которому крепятся пеносмеситель и две напорные задвижки (Рисунок 37).

Конструкция напорной задвижки представлена на Рисунок 37.

Особенностью конструкции задвижки является отсутствие связи между шпинделем 4 и клапаном 1, что позволяет задвижке выполнять функции обратного клапана и препятствовать обратному току воды через насос.

Рисунок 36. Насос ПН-40УВ (продольный разрез):

8 – коллектор; 9 – пробка крана пеносмесителя; 10 – корпус крана пеносмесителя; 11 – сопло пеносмесителя; 12 – дозатор пеносмесителя; 13 – корпус (диффузор) пеносмесителя; 14, 15 – кольца торцового уплотнения; 16 – рабочее колесо; 17 – крышка насоса; 18 – уплотнительное кольцо крышки насоса; 19 – сливной кран насоса; 20 – кольцо стопорное; 21 – корпус стакана уплотнительного; 22 – манжета резинокаркасная (сальник); 23 – кольцо уплотнительное; 24 – отверстие сливное; 25 – щуп маслоуказательный; 26 – корпус масляной ванны; 27 – корпус привода тахометра; 28 – фланец привода; 29 – вал рабочего колеса; 30 – пыльник; 31 – манжета резинокаркасная (сальник); 32 – червяк привода тахометра; 33 – подшипник; 34 – подшипник; 35 – шланг смазки уплотнительного стакана.

Рисунок 37. Задвижка насоса ПН-40УВ: 1-клапан; 2-корпус; 3 — втулка; 4-винт (шпиндель); 5-уплотнение; 6 — гайка; 7 – маховик; 8 – ось клапана; 9 – подушка клапана; 10 – накладка; 11 — винт.

Внутри коллектора (Рисунок 38) смонтирована задвижка для подачи воды в цистерну и лафетный ствол. В корпусе коллектора 8 (Рисунок 36) имеются отверстия для подсоединения вакуумной системы, системы дополнительного

охлаждения и мановакуумметра.

Рисунок 38. Коллектор (продольный разрез по оси задвижки «В цистерну»): 1 – корпус задвижки; 2 – коллектор; 3 – клапан; 4 – шпиндель; 5 – втулка; 6 – уплотнение; 7 — маховик.

Для уплотнения вала рабочего колеса насоса применены резинокаркасные манжеты,помещенные в уплотнительном стакане (Рисунок 39).

Рисунок 39. Уплотнительный стакан:

1 — манжета резинокаркасная; 2 — кольцо; 3-стакан; 4 — упорное кольцо; 5 — стопорное кольцо; 6 — резиновое кольцо; 7 – кольцо упорное. Стакан прикреплен к корпусу насоса через резиновую прокладку болтами. Во избежание самопроизвольного выкручивания болты через

специальные отверстия зафиксированы проволокой Во время разборки и сборки насоса следует соблюдать осторожность при снятии и установке манжет, чтобы исключить повреждение уплотняющей поверхности манжеты.

Если уплотняющие поверхности манжеты по каким-либо причинам получили значительное повреждение, то узел уплотнения следует собирать в определенном порядке: установить в стакан 3 манжету 1, кольцо 4, кольцо 2, упорное кольцо 7, две манжеты 1, упорное кольцо 7, стопорное кольцо 5, надеть на стакан прокладку и резиновое кольцо 6. После сборки закрепить

стакан болтами в корпус насоса, зафиксировав их проволокой.

Подготовка пожарного насоса ПН-40УВ к работе и порядок работы с ним

При подготовке насоса к работе необходимо провести профилактический

осмотр и проверить герметичность на сухой вакуум.

Порядок проверки герметичности на сухой вакуум:

1) закрыть все задвижки, вентили и сливной краник насоса;

2) закрыть заглушкой всасывающий патрубок;

3) открыть вакуумный кран;

4) включить вакуумный насос и, не включая привод пожарного насоса,

довести разрежение до 0,73 — 0,76 кгс/см2м(0,073-0,076 МПа) по мановакуумметру;

5) закрыть вакуумный кран, после чего выключить вакуумный насос.

Указанное разрежение при исправной вакуумной системе должно создаваться не более чем за 20 с.

При нормальной герметичности насоса и его коммуникаций разрежение должно уменьшаться не более 0,13 кгс/см2 (0,013 МПа) за 2,5 мин.

При большем значении падения разрежения обнаружить места нарушения герметичности путем опрессовки насоса водой давлением 12. 13 кгс/см2

(1,2-1,3 МПа). Опрессовка водой производится при работающем насосе и закрытых напорных задвижках. Обнаруженную негерметичность необходимо устранить. Насос опрессовывается только через всасывающий патрубок от водопровода или другой автоцистерны.

Пожарный насос ПН-60

Пожарный насос ПН-60 — это центробежный насос нормального давления, одноступенчатый, консольный, без направляющего аппарата. Насос ПН-60 является геометрически подобной моделью насоса ПН-40УВ, поэтому принципиально от него не отличается. Корпус насоса, крышка насоса и рабочее колесо отлиты из чугуна. Отвод жидкости от колеса происходит по спиральной однозавитковой камере, заканчивающейся диффузором. Рабочее колесо диаметром 360 мм закреплено на валу при помощи двух диаметрально расположенных шпонок, шайбы и гайки.

Уплотнение вала насоса осуществляется каркасными манжетами.

Сальники размещены в специальном стакане. Смазка сальников производится через масленку.

Для подачи воды из открытого водоисточника на всасывающий патрубок насоса навинчивают водосборник с двумя патрубками для всасывающих рукавов диаметром 125 мм.

Сливной краник насоса расположен в нижней части насоса и направлен

вертикально вниз (в насосе ПН-40УВ в сторону).

Пожарный насос ПН-110

Пожарный насос ПН-110 – центробежный насос нормального давления, одноступенчатый, консольный, без направляющего аппарата с двумя спиральными отводами и напорными задвижками на них.

Основные рабочие детали и узлы насоса ПН-110 также подобны деталям и узлам насоса ПН-40УВ. В насосе ПН-110 имеются лишь некоторые непринципиальные конструктивные отличия. Корпус насоса, крышка, рабочее колесо, всасывающий патрубок изготовлены из чугуна.

Диаметр всасывающего патрубка 200 мм, напорных патрубков — 100 мм.

19. Особенности конструкции комбинированных насосов ПНК-40/2 и ПНК-40/3.

Насосы пожарные комбинированные – насосы, состоящие из последовательно соединённых насосов нормального и высокого давления и имеющих общий привод.

К комбиниро­ванным пожарным насосам относятся такие, которые могут подавать воду под нормальным (напор до 100) и высоким давлением (напор до 300 м и более).

Пожарные насосы

Одним из наиболее сложных технологических средств вооружения МЧС являются пожарные насосы. Их главное предназначение — подача составов, тушащих огонь, к очагу пожара. Первые ручные пожарные насосы появились еще в 18 веке, в конце 19-ого уже использовались устройства с приводом от паровых машин. Сегодня в сфере пожаротушения используются несколько видов данного вооружения. Они имеют различную конструкцию, принцип действия, технические возможности, набор режимов, создают давления с разными показателями. Но и теперь разработки не окончены, в ВИПТШ и ВНИИПО продолжаются предлагать новые конструкции устройств.

Пожарные насосы: устройство, принцип работы, особенности применения

Пожарные насосы – это оборудование, которое преобразует энергию источника питания в механическую, и использует ее для перекачки жидких или газообразных рабочих сред. Этими установками комплектуются автомобили. Основное назначение ПН — обеспечение подачи веществ к очагу возгорания, работы гидравлического оборудования, вакуумных устройств. Функционал ограничен 2-мя операциями: засасывание рабочей среды и ее нагнетание. Каждое устройство характеризуется такими ключевыми параметрами:

• величина подачи, то есть объем рабочий среды, который проходит через установку за отчетное времени;
• показатели напора – это разность величины энергии рабочей среды до входа в агрегат и после него;
• высота всасывания;
• показатели КПД.

Насос сформирован несколькими рабочими модулями: входной патрубок, задвижка для изменения напора, коллектор, соединительный элемент для пожарного рукава. В подразделениях пожарной охраны преимущественно используются следующие модели: ПН-40У, PN40, ПН-40УА и ПН-40УВ.

Важно! Существует государственный стандарт на пожарные насосы, в нем регламентируется классификация, устройство и принцип действия оборудования. При выборе модели нужно ориентироваться на требования этого ГОСТ.

Классификация ПН

Современные пожарные насосы, назначение и виды предполагают несколько модификаций. На практике преимущественно применяют объемные, струйные, центробежные модификации:

Струйный насос

Этот вид помп классифицируется по двум типам:

• Водоструйные. Этими установками комплектуется каждая спецмашина. Они разрешают брать воду из водоемов даже с берегами, поросшими водной растительностью, ими же удаляют воду после пожара из помещений. Это оборудование эжекторного типа, в котором потенциал трансформируется в кинетическую энергию.
• Газоструйные. Агрегаты используются для наполнения центробежных агрегатов и трасс всасывания. Использует отработанные среды ДВС. Проходя по корпусу, рабочая среда создает разряженную зону, которая и осуществляет функционал.

Объемный насос

Передвижение среды в таком агрегате осуществляется посредством изменения объема внутреннего отсека. Объемные устройства классифицируются на несколько групп:

• Поршневые. В таких модификациях трансформация объема выполняется посредством движений поршневого элемента. Их достоинства — в высоком КПД, отличной всасываемости, а недостаток в том, что подача слаба и ее нельзя регулировать.
• Пластинчатые. Здесь работает лопатка ротора, вращаясь, она прижимается к гильзе, и формирует полости, изменяющие объем рабочей камеры. Полости движутся в направлении выхода, проталкивая к нему жидкость.
• Шестеренные. В таких насосах работа выполняется посредством двух колес, одно из которых двигается принудительно, второе — в сцепке с ним свободно.
• Водокольцевые. Изменения пространства камеры выполняет ротор, ее объем трансформируется до 2 раз. Этот вид характеризует низкий коэффициент полезного действия, а перед началом работы, в насос следует завивать жидкость.

Центробежный насос

Насосы центробежного действия устанавливают на различные виды пожарной техники. Максимально востребованы установки консольного типа с правым вращением. Центробежные агрегаты различаются по показателям давления:

• до 2,0 МПа;
• до 5,0 МПа;
• агрегаты способные создавать и то и другое давление.

Этот тип насосов принято классифицировать по нескольким параметрам:

• По количеству колес. Насосы бывают 1-ступенчатые, 2-ступенчатые и с большим числом колес.
• Расположение вала. Элемент может быть расположен под наклоном, вертикально или горизонтально.
• Максимальный напор. Эта характеристика может быть нормальной – до 100 метров, высокой – до 300 метров, комбинированной – установки способные создавать и нормальный и высокий напор.
• Размещение в спецмашине. Агрегат может размещаться в автомобиле спереди, посредине и сзади.

Внутри корпуса центробежного насоса есть колесо, которое при вращении передает жидкости энергию, при увеличении скорости повышается давление. «Зуб» направляет воду в диффузор. Так на входе формируется разряженная зона, а на выходе — с избыточным давлением. Закручивание жидкости купируют разделители.

На заметку! Какие насосы не используются в пожарной технике, регламентирует ГОСТ. Все устройства, не включенные в перечень, применять запрещено.

Общие схемы ПН

Общие сведения о насосах пожарных предлагают следующие схемы:

Схема объемных насосов

Схема центробежного насоса

Подвиды объемных пожарных насосов могут отличаться схемами, но в целом их функционал тождественен.

Объемная модификация

Разновидности

Один из важных критериев, по которым классифицируют ПН – это принцип работы. Этот параметр делит все установки на две больших группы:

• Объемные. Эти агрегаты в свою очередь подразделяются на две подкатегории: возвратно-поступательные, к которым относятся диафрагменные, поршневые, плунжерные, и роторные – пластинчатые, шестеренные, винтовые.
• Динамические. Это лопастные насосы и агрегаты трения. У первым относятся осевые, центробежные, диагональные. Насосы трения – это вихревые и струйные.

Струйные модификации

Технические параметры ПН

Классификация пожарных насосов предполагает, что каждому виду устройств присущи определенные технические характеристики. При выборе модели следует рассматривать такие ТТХ:

• рабочая подача огнетушащего вещества;
• напор в рабочем режиме;
• уровень дозирования образователя пены;
• мощность в рабочем режиме;
• наибольшая подача;
• параметры КПД;
• кавитационный запас;
• температурный диапазон рабочей среды;
• максимальные размеры и концентрация твердых веществ;
• рабочая частота вращения вала привода;
• время, за которое насос заполняется рабочей средой;
• габариты и вес;
• комплектация.

Эксплуатация и обслуживание пожарного насоса предполагают определенный порядок. Не выполнение требований увеличивает риски появление неисправностей, потерю работоспособности и преждевременную выработку ресурса.

Работа с помпой

Признаки и причины неисправностей, возможности восстановления работоспособности

Любые виды пожарных насосов могут выйти из строя, или снизить производительность по ряду причин:

• неправильное подключение к водопроводным коммуникациям;
• износ рабочих элементов устройства;
• снижение герметичности соединений.

Если неисправности не критичны, их можно устранить. В таблице ниже приведены признаки неполадок, причины их появления и способы восстановления работоспособности.

1. Открыт кран слива входного патрубка, не закрыта арматура, неплотное прилегание клапанов.

2. Неплотное соединение элементов.

1. Привести арматуру в нужную конфигурацию.

2. Заменить расходники, подтянуть крепежи.

1. Высота всасывания – больше, чем требуется.

2. Расслоение рукава.

3. Засорилась сетка.

1. Снизить высоту.

2. Поменять рукав.

3. Прочистить сетку.

1. Прибор неисправен.

2. В канале замерзла жидкость или образовался засор.

1. Поменять прибор.

2. Очистить канал.

1. Появилась кавитация.

2. Ослабли крепления.

3. Износ подшипников.

4. Попадание в устройство предметов.

1. Корректировать настройки.

2. Подтянуть крепления.

3. Поменять подшипники.

4. Очистить устройства.

1. Засорилась сетка.

2. Нарушена герметичность соединений.

3. Пропускают сальники.

1. Прочистить засор.

2. Поменять кольца.

3. Поменять сальники, проверить объем масла.

2. Износ уплотнителей.

3. Попадание воздуха в систему.

4. Повреждение лопаток колеса.

1. Устранить загрязнения.

2. Поменять уплотнители.

3. Купировать попадание воздуха.

4. Поменять колесо.

1. Засор в магистрали.

2. Засор на выходе из дозатора.

1. Прочистить магистраль.

2. Прочистить отверстие дозатора.

Признаки	Причины	Способы ремонта
В вакуумной полости не формируется разряжение
Устройство не заполняется рабочей средой
На манометре не отображается давление
Появление посторонних шумов и вибраций
При работе снижается сила струи
Установка не дает должного напора
Смеситель не подает состав для образования пены

Обратите внимание! Выполняя техническое обслуживание насосного оборудования нужно руководствоваться инструкцией по эксплуатации конкретной модели. ТО и проверки должны проводиться регулярно.

Последовательность действий при работе с насосом

Виды пожарных насосов и их классификация важны при техническом обслуживании, но не влияют на порядок работы с оборудованием:

• поскольку ПН не является самовсасывающим устройством, перед пуском его следует заполнить, из автоцистерны это выполняется без создания разряженного пространства посредством открывания арматуры;
• при заборе жидкости из водоема потребуется вакуумный насос, чтобы заполнить ПН.

Во втором случае время заполнения измерительный прибор показывает избыточные параметры давления. Затем в агрегате открывается арматура, и вода направляется в напорные рукава. Когда жидкость избавится от воздуха, насос готов к эксплуатации. Всасывание осуществляется с высоты до 7,5 метров. Увеличение параметров чревато нестабильным функционалом, появлением кавитации и срывом потока. Для производительной работы важна герметичность камер, поэтому важно регулярно проверять их. При максимальных значениях разрежённости нужно закрыть кран между ПН и вакуумной помпой.

Коммутация с рукавами

Чем отличается НЦПВ от пожарного насоса

Конструкция НЦПВ полностью тождественна пожарному насосу, включая схему и модули управления. При этом конструкторам удалось добиться существенных преимуществ:

• повышена производительность в полтора раза – до 50 литров в секунду от пожарных гидрантов, до 60 – при заборе из водоема;
• на 10% увеличен КПД;
• до 20% увеличен напор;
• возможность обеспечить функционал 8 генераторов пены;
• НЦПВ комплектуется расширенным набором измерительных приборов;
• возможность регулирования концентрации всех типов ПО и их экономия;
• кардинально изменена конструкция узла сальников, в НЦПВ он не требует техобслуживания, замены расходников, надежен и долговечен.

Чем выше тактико-технические параметры оборудования, тем быстрее заправляется цистерна спецтехники, а, следовательно, оперативно и эффективно локализуются возгорания. Поэтому прежде, чем купить агрегат, внимательно ознакомьтесь со сведениями о нем. Наиболее востребованные модели: НЦПН-40/100 и НЦПН-70.