Какое давление должен иметь пожарный насос чтобы подавать воду на высоту

Пожарные насосы: основные виды, ТТХ и принцип действия

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.

Основные характеристики

Конструкцией насосов занимались инженеры в разных странах и в разное время. Поэтому их разновидностей очень много, и они постоянно совершенствуются.

В тушении пожара незаменимы центробежные агрегаты, в которых вода всасывается за счет инерционной силы. Их используют для подачи огнетушащей жидкости, пены, создания вакуума и прокачки воды в трубопроводах.

Основные характеристики насосов, независимо от их устройства:

• объем подаваемой воды или другого тушащего вещества в единицу времени (подача), л/с или куб. м/с;
• напор (на сколько поднимается струя), м;
• расстояние от поверхности воды до горизонтальной оси насоса (высота всасывания), м;
• частота, с которой вращается вал, об/мин;
• КПД (коэффициент полезного действия).

Напор — это высота, на которую может подняться жидкость. Если рассуждать более строго, то напор представляет собой разность энергий жидкости до и после насоса. На практике напор определяют по показаниям манометра или вакуумметра.

Если интересует вопрос, какое давление должен иметь пожарный насос, чтобы струя воды поднималась на заданную высоту, то необходимо вспомнить формулу. Давление равно произведению плотности жидкости на постоянную величину g=9,8 Н/кг и на высоту водяного столба. Таким образом, если взять высоту 100 м и плотность воды 1000 кг/куб м, то давление на выходе насоса должно быть 1 МПа.

В России распространены модели нормального давления, дающие напор 100 м, и рассчитанные на высоту всасывания 7-7,5 м. За секунду таким устройством в штатном режиме работы подается 40 л жидкости.

По нормам пожарные насосы высокого давления создают напор 200 м или 400 м. КПД при нормальном давлении достигает 60% или больше, а при высоком — не менее 40%.

Как устроен центробежный пожарный агрегат

Без чего совершенно не будет работать центробежный пожарный насос, так это без колеса с лопастями. Вращаясь, лопасти загребают воду, она движется по кругу и вследствие действия центробежной силы ускоряется, прижимается к стенкам и засасывается. Затем проходит по спирали, попадает на площадку и направляется в конусный диффузор, расширяющий и замедляющий поток.

Чтобы поток воды на входе не закручивался, установлен разделитель. А для увеличения скорости предусмотрен переход большего сечения отверстия в меньшее. Такое устройство называется конфузером.

Пожарный насос снабжают пеносмесителем, который позволяет создавать пену, путем смешивания воды и специального вещества (пенообразователя). Для распределения жидкости в рукава предназначен коллектор.

Насосные агрегаты, установленные на пожарных автомобилях, состоят непосредственно из насосов, коллекторов, запорной арматуры, приборов, создающих вакуум, и подающих вещество для образования пены. Температура тушащего вещества должна составлять не более 30 °C. Максимальный размер частиц, которые могут присутствовать в воде, составляет 3 мм, а их концентрации по массе не должна превышать 0,5%.

Вода в таких насосах не должна замерзать, поэтому их устанавливают в отделениях пожарной техники, где поддерживается температура выше 0 °C.

Если установлено одно колесо, то устройство называют одноступенчатым, если колес больше — многоступенчатым. Многоступенчатые противопожарные насосы применяют для создания высокого давления. Число колес в них может достигать 10. Колеса соединяют последовательно, размещая на валу.

Жидкость к рабочему колесу может подаваться с одной стороны (правой или левой) или с двух сторон. Правым называется вращение по часовой стрелке, если наблюдать со стороны привода.

Прежде чем включать пожарный центробежный насос, его надо заполнить водой, чтобы не было примесей воздуха. Установленные на пожарных машинах агрегаты заполняются из цистерны, как только открываются задвижки.

Если насос берет воду из открытого водоема, то вначале включают вакуумный аппарат, который откачивает воздух, что заставляет воду затекать внутрь. После заполнения водой работа по созданию вакуума прекращается, и включают режим вращения лопастей. Когда манометр покажет избыточное давление, открывают клапаны, и пускают воду в пожарный рукав.

Проверка герметичности

Без должной герметичности ни один насос, в том числе пожарный, работать не будет. Поэтому все они проходят проверку на сухой вакуум. Для этого закрывают краны и задвижки агрегата и запускают мотор. При помощи вакуумной системы за 15 секунд создается давление 75-80 кПа. В насосе воздух должен разрядиться до 13 кПа или меньше за 2,5 секунды.

Если проверка на вакуум не пройдена, то смачивают места соединения мыльным раствором и делают опрессовку водой под давлением 0,6 МПа или меньше. Места протечки воздуха будут выдавать себя пузырьками мыльной пены.

ГОСТ требует, чтобы все детали были надежно скреплены. Не допускается самопроизвольное отвинчивание и ослабление соединений в процессе работы.

Существуют всего 6 видов испытаний, среди которых периодические и типовые. Их разрешено проводить на предприятиях при наличии соответствующего оборудования.

Классификация пожарных насосов

Рассматриваемые модели современных пожарных насосов разделяются на несколько модификаций. В настоящее время самыми популярными и востребованными являются струйные, объёмные и центробежные насосы. Поговорим подробнее о каждой модификации отдельно.

Струйный насос

Данная разновидность пожарных насосов и помп может быть классифицирована следующим образом:

• Газоструйные насосы. Эти модели задействуются специально для того, чтобы наполнять центробежные агрегаты и трассы всасывания. В работе используются разряженные зоны двигателя внутреннего сгорания. Двигаясь по корпусу насоса, среда становится причиной разряженной зоны, благодаря которой и осуществляется функционирование насоса.
• Водоструйные насосы. Такими насосами укомплектована каждая пожарная машина. Эти насосы позволяют использовать воду из разных источников. При помощи данных насосов удаляется лишняя вода из помещений.

Объёмный пожарный насос

Также, как и струйные, объёмные насосы можно разделить на несколько типов:

• Водокольцевые насосы — в этих моделях специальная роторная установка изменяет рабочее пространство и таким образом трансформирует объём до 2 раз. У данного типа насосов очень низкий показатель полезности и прежде, чем начать использование, необходимо залить в него немного жидкости.
• Шестерённые насосы — работают за счёт двух колёс. Первое двигается в принудительном порядке, а второе в свободном.
• Пластинчатые насосы — тут работают лопатки ротора, которые прижимаются и создают полость для изменения объёма камеры внутреннего сгорания. Также с помощью лопастей жидкость направляется к выходу.
• Поршневые насосы — в них главным элементом является поршневая деталь. У этих насосов очень высокий показатель полезного действия, отличная всасываемость, но очень слабая подача воды.

Центробежные насосы

Центробежные пожарные насосы используются на разных моделях специальных машин. По статистике компании СТ-Авто самыми востребованными являются модели консольного формата с правым вращением. Эти агрегаты можно разделить по давлению:

• до 2,0 МПа;
• до 5,0 МПа;
• Модели, создающие оба варианта давления.

Помимо этого, центробежные насосы можно разделить по техническим характеристикам:

• Число колёс. Имеются пожарные насосы 1- и 2-ступенчатые, а также варианты с большим количеством колёс.
• Расположение вала. Вал можно расположить по горизонтали, вертикали и под наклоном.
• Максимально допустимый напор. Средний показатель — до 100 метров, максимальный — до 300 метров. Также доступны комбинированные модели.
• Размещение в пожарной машине. Насос можно использовать сзади, спереди и посередине автомобиля.

Пожарные модели ПН-и НЦПН-40/100

Среди самых распространенных типов пожарных насосов еще со времен Советского Союза стоит выделить ПН-40. Ими оснащали практически всю автомобильную пожарную технику. Обозначение расшифровывается, как пожарный насос, выдающий 40 л/с. Модификация может дополнятся буквой У, что означает «универсальный».

Корпус и емкость для масла у ПН-40 выполнены, как единая деталь. Есть по два напорных патрубка и задвижки, коллектор, смеситель пены. Вал, на котором размещено рабочее колесо, делают из прочной стали. Само колесо и корпусные детали делают из нержавеющего алюминиевого сплава.

На аэродромном пожарном автотранспорте устанавливают модель ПН-60, а на насосных станциях модель ПН-110 с диаметрами рабочего колеса соответственно 360 мм и 630 мм У них схожее устройство и принцип действия, но увеличены габариты. Корпусные детали отливают из чугуна, что сказывается на массе.

После совершенствования проточной части пожарного насоса ПН-40, удалось создать более продуктивную модель НЦПН-40/100УВМ. Она выдает максимальные 60 л/с воды, и укомплектована закрытыми подшипниками, что позволяет на протяжении всего срока службы не прибегать к дополнительной смазке. При повышенных огнетушащих характеристиках обеспечивает небольшой расход тушащего вещества, поскольку может создавать тонкие распыляющие струи.

Торцовый уплотнитель вала также не требует смазки и отличается повышенной прочностью. Пожарный насос снабжен прибором, соединяющим в себе функции тахометра, счетчика моточасов, манометра и вакуумметра. Модификации НЦПН в настоящее время чаще всего устанавливают на пожарном транспорте.

Другие полезные статьи:

• Забор воды из водоема пожарной машиной
• Дополнительная трансмиссия пожарных автомобилей

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.

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

Перекачка воды из водоема

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

Пожарная насосная станция

Тушение пожаров водой является традиционным и эффективным. До 90% возгораний тушатся водой. Насосные пожарные станции применяются в системах спринклерного и гидратного водяного пожаротушения. Стандартная станция пожаротушения представляет собой установку, состоящую из:

Пожарная насосная станция в работе

• группы центробежных насосов смонтированных на опоре;
• комплекта запорной арматуры;
• всасывающего и напорного коллекторов;
• КИП (контрольно измерительных приборов);
• шкафа управления (ШУ).

На рынке пожарного оборудования в пределах стран СНГ пользуются спросом насосные станции Иртыш, выпускаемые в России. Насосы для пожаротушения Иртыш серии ЦНК способны работать с морской водой. Электрические шкафы управления насосными станциями серии Иртыш имеют компактные размеры и оснащены надежными контрольно измерительными приборами и автоматикой. Источником воды для станций могут быть открытые водоемы, пожарные емкости и водопроводы различного назначения.

Водопенные коммуникации

Пожарные автоцистерны составляют 90% парка пожарных автомобилей. Для более эффективной борьбы с огнем посредством пены автоцистерны оборудуются баком для пенообразователя.

Водопенные коммуникации — это стационарные и переносные технические средства для подачи воздушно-механической пены, выработка которой менее затратна и трудоемка, чем выработка химической пены. Воздушно-механическая пена вырабатывается механическим смешиванием воды, воздуха и пенообразователя в специальных воздушно-пенных стволах. Дозирование пеннобразователя происходит в смесителях.

Так как водопенные коммуникации более компактны, а хранение пенообразователя и его доставка к смесителям и воздушно-пенным стволам удобнее, чем пеногенераторных порошков, большее распространение получила воздушно-механическая пена.

В систему водопенной коммуникации при тушении пожаров в замкнутых пространствах включен генератор обильной пены вентиляторного типа. Генератор состоит из осевого вентилятора, распределителя, корпуса с сеткой, которые формируют пену. Привод генератора работает от двигателя шасси через КОМ.

Тестирование пожарного насоса

За рубежом водопенные коммуникации автомобилей для пенного тушения пожаров выполняются в виде переносных генераторов высокократной пены. Привод у них производится водяной турбиной под напором, который создает пожарный насос.

Источник