Сдам Сам

ПОЛЕЗНОЕ


КАТЕГОРИИ







Требования к насосным установкам





Глава 7

НАСОСНЫЕ УСТАНОВКИ

Насосные установки состоят из пожарного насоса, привода к нему и органов управления, а также системы трубопроводов и специальной арматуры. Трубопроводы и арматура образуют водопенные коммуникации. Они составляют систему, обеспечивающую регулирование величин подачи насосов и развиваемого ими напора. Насосная установка является главной частью пожарной надстройки, во многом определяющей компоновку автоцистерн.

 

Требования к насосным установкам

К насосным установкам пожарных автомобилей предъявляется ряд специфических требований, обусловленных НПБ 163-97, способствующих обеспечению эффективной подачи воды при эксплуатации насоса в различных условиях работы и в различных режимах.

Изложенные требования являются основными, а по желанию заказчика они могут быть изменены или устранены.

Установленные на автоцистернах насосы и системы к ним должны обеспечивать подачу воды и раствора пенообразователя с водородным показателем (рН от 7 до 10, плотностью 1000 кг/м3 и массовой концентрацией твердых частиц до 0,5 % при максимальном размере 3 мм).

Привод насоса передает мощность от двигателя к насосу через дополнительную трансмиссию. Во избежание перегрева двигателя потребляемая мощность насосной установки не должна превышать 70 % номинальной мощности двигателя.

Привод должен обеспечивать работу насоса во время стоянки и в движении. Он должен обеспечить включение насоса при холостых оборотах двигателя и выключение при частичной нагрузке на насос.

Насосная установка может размещаться в специальном кормовом отсеке (заднее размещение) или в средней части автомобиля (в салоне). При заднем расположении насосной установки должен предусматриваться обогрев насосного отсека для предотвращения замерзания воды в насосе или трубопроводах в зимних условиях. В различных условиях эксплуатации насосная установка должна эффективно работать без перегрева привода насоса в течение не менее 6 ч.



Специальные требования предъявляются к органам управления насосной установкой. Рукоятки (рычаги) на пульте управления вне кабины боевого расчета должны располагаться слева направо:

рычаг включения вакуумного насоса;

рычаг выключения сцепления;

рычаг регулирования частоты вращения вала насоса.

При расположении насоса в задней части автомобиля органы управления должны быть размещены с левой стороны по ходу движения ПА.

Водопенные коммуникации АЦ

Водопенные коммуникации всех АЦ принципиально одинаковы, они выполняют одинаковые функции. В них используется идентичная арматура. Однако они имеют ряд конструктивных особенностей, которые ниже будут рассмотрены на АЦ прежнего и нового поколения.

Водопенные коммуникации пожарной автоцистерны АЦ-40(131)137. Принципиальная схема водопенных коммуникаций представлена на рис. 7.6. При рассмотрении работы коммуникаций будем использовать только ручной привод. В исходном положении все вентили, краны и задвижки должны быть закрыты.

 

 

Рис. 7.6. Принципиальная схема водопенных коммуникаций АЦ-40(131)137:

1 – масленка; 2 – пеносмеситель; 3, 17 – заглушка; 4 – крестовина; 5 – вентиль; 6 – кран;
13 – клапан; 7 – пенобак; 8 – вакуумный кран; 9 – коллектор; 10 – цистерна;
11 – распределительный клапан; 12 – лафетный ствол; 14, 15 – задвижки; 16 – напорная труба; 18 – пожарный насос; 19 – всасывающий патрубок; 20 – заглушка

В системе ВПК этой автоцистерны имеется распределительный клапан. Его устройство показано на рис. 7.7. Он предназначен регулировать подачу воды насосом в цистерну или лафетный ствол.

 

Рис. 7.7. Распределительный клапан:

1 – патрубок; 2 – седло; 3 – клапан; 4 – седло; 5 – корпус; 6 – манжеты; 7 – гайка;
8 – цилиндр; 9 – поршень; 10 – уплотнительное кольцо; 11 – пробка; 12 – масленка

 

В положении клапана 3, указанном на рисунке, вода, подаваемая насосом, будет поступать в лафетный ствол. При подаче воздуха под давлением в надпоршневое пространство цилиндра 8 поршень 9 переместится в левую сторону. При этом клапан 3 войдет в контакт с седлом 2 и вода из насоса будет поступать в цистерну.

На АЦ этого и другого типа устанавливают лафетные стволы для подачи воды и воздушно-механической пены на большие расстояния до 60 м.

Лафетные стволы могут подавать до 60 л/с воды и до 25 м3/мин пены. Лафетный ствол ПЛС-20, установленный на АЦ-40(131)137, – 20 л/с и до
10 м3 /мин пены кратностью до 10.

Лафетный ствол ПЛС-20 (рис. 7.8) устроен следующим образом. Разветвление 8 с помощью стальных втулок 10 с фланцами установлено на тройнике 9. Ствол, вращаясь вокруг горизонатальной оси, перемещается также и в вертикальной плоскости. Внутри разветвления 8 размещен золотник 7. Он уплотняется втулками 13 из фторопласта. С помощью рукоятки 11 посредством хвостовика 12 золотник 7 поворачивается на 90о. В положении, указанном на рисунке, вода поступает в ствол 4. Она может подаваться через насадки 1 с диаметром спрысков, равным 19 и 25 мм. Возможна подача воды через сменную насадку с диаметром спрыска
38 мм. Успокоитель 5 (стальная труба) служит для формирования потока струи. При необходимости подавать воздушно-механическую пену золотник следует повернуть на 90о. Вода с пенообразователем будет поступать в воздушно-пенный ствол 2 через втулки-распылители 6. Воздух будет эжектироваться через раструб ствола 2 и образовывать пену.

 

 

 

Рис. 7.8. Лафетный ствол:

1 – сменная насадка; 2 – воздушно-пенный ствол; 3 – насадка; 4 – ствол;
5 – успокоитель; 6 – втулки-распылители; 7 – золотник; 8 – разветвление;
9 – тройник; 10 – стальная втулка; 11 – рукоятка; 12 – хвостовик;
13 – уплотнительные втулки

 

Управление лафетными стволами обеспечивается механизмом поворота и механизмом подъема. Механизм поворота обеспечивает поворот лафетного ствола в горизонтальной плоскости на 130о в обе стороны. Механизм подъема лафетного ствола служит для обеспечения движения в вертикальной плоскости на угол в пределах от –8 до +75о от горизонтали.

Заполнение пожарного насоса водой из цистерны (см. рис. 7.6) производится по трубопроводу при открытом клапане 13 типа
Ду-80, а из открытого водоема – с помощью всасывающих рукавов, подсоединяемых к всасывающему патрубку насоса 18. Забор воды из водопроводной сети производится колонкой, установленной на гидрант. Разрежение во всасывающей полости создается газоструйным вакуумаппаратом, который соединяется со всасывающей полостью вакуумным краном 8. От коллектора 9 по трубопроводу при открытой винтовой задвижке 14 вода подается в распределительный клапан 11, а от него в цистерну или к лафетному стволу. Задвижку 14 необходимо открывать перед выездом, если предполагается работа лафетным стволом на ходу автомобиля. По трубопроводу от коллектора при открытой задвижке 14 цистерну можно заполнить водой из водоисточника или водоема. При этом распределительный клапан 11 должен быть поставлен в положение «Цистерна».

К задвижке 15 присоединены напорные трубы 16 с соединительными головками для подсоединения напорных рукавов. Эти трубы закрыты заглушками 17.

Подача воды. При подаче воды в рукавную линию ствола «первой помощи» вода в цистерне 10 при открытом клапане 13 по трубопроводу поступает в насос. Из насоса вода поступает в коллектор 9, и при открытии напорной задвижки 15 она подается в напорные трубы 16 и в присоединенные к ним рукавные линии.

При подаче воды лафетным стволом из цистерны необходимо открыть клапан 13 и напорную задвижку 14. Кроме того, распределительный клапан следует предварительно поставить в положение «Лафетный ствол».

Для подачи воды ручным стволом или лафетным стволом при ее заборе из открытого водоема, сняв заглушку, подсоединяют к всасывающему патрубку 19 насоса 18 всасывающие пожарные рукава. С помощью вакуумной системы производится забор воды. При открытых задвижках 14 и 15 вода подается в лафетный 12 или ручные стволы через рукавные линии, подсоединенные к напорным трубам 16. Для подачи воды стволами при заборе ее из водопроводной сети, сняв заглушку со всасывающего патрубка насоса 18, присоединяют к нему водосборник. Установив пожарную колонку на гидрант, соединяют его патрубки всасывающими рукавами с водосборником. Для надежного забора воды один из рукавов должен быть обязательно жестким. Подача воды насосом производится, как указано выше.

Подача водного раствора пенообразователя. Поступление пенообразователя в насос возможно из пенобака 7, посторонней емкости или цистерны 10 (если она вместо воды заполнена пенообразователем).

При всех способах забора воды и подачи ее к стволам можно подавать водный раствор пенообразователя. Для этого необходимо включить пеносмеситель 2, открыв его кран и вентиль 5. При этом пенообразователь из бака 7 по трубопроводу поступит к пеносмесителю 2 и от него будет эжектироваться и по трубопроводу поступать во всасывающую полость насоса 18. Подача насосом водного раствора пенообразователя осуществляется так же, как при подаче воды.

Подачу пенообразователя в пеносмеситель можно осуществить из посторонней емкости. Для этого необходимо снять заглушку 3 с крестовины 4 и подсоединить к ней шланг от внешней емкости с пенообразователем. При этом пенообразователь (клапан 6 должен быть закрыт), как описано выше, будет поступать в насос. Если цистерна 10 заполнена пенообразователем, то его поступление в пеносмеситель будет происходить при открытом вентиле 5 и закрытом клапане 6.

Промывка системы пеносмесителя. Пенообразователь вызывает сильную коррозию металлов, поэтому после работы систему необходимо промыть водой. Промывка может осуществляться водой из цистерны или из посторонней емкости. При открытом вентиле 5 и работающем насосе необходимо включить кран пеносмесителя 2. Вода из цистерны 10 пойдет по трубопроводам через вентиль 5, крестовину 4, пеносмеситель 2 во всасывающую полость насоса 18, при этом целесообразно несколько раз повернуть рукоятку пеносмесителя. Остатки пенообразователя будет удалены из трубопроводов и пеносмесителя. Промывка системы из посторонней емкости производится так же, как и подача пенообразователя.

Пневматическое дистанционное управление клапанами водопенных коммуникаций на АЦ-40(131)137 (рис. 7.9).

 

 

Рис. 7.9. Схема пневматического дистанционного привода:

1 – пенобак; 2, 8 – клапаны; 3, 11 – поршни; 4 – пружина; 5 – клапан Ду-32;
6 – цистерна; 7 – клапан Ду-80; 9 – клапан- распределитель; 10 – шток; 12 – баллон
со сжатым воздухом; 13 – клапан-ограничитель; 14 – разобщительный кран;
15 – золотник; 16 – колонка управления

Из баллона 12 сжатый воздух поступает по трубопроводам через разобщительный кран 14 и клапан-ограничитель 13 к кранам I, II , III колонки управления 16, установленной на крыше кабины водителя слева от лафетного ствола. Разобщительный кран отключает от пневматического привода тормозов систему дистанционного управления, если в ней появляются неисправности. Клапан-ограничитель поддерживает необходимое давление в тормозной системе.

По трубопроводу от крана I воздух поступает к клапану 5, а от крана II – к клапану 7, кран III соединен с пневмоцилиндром распределительного клапана 9. Корпуса кранов I, II и III имеют по три штуцера: А – для подвода воздуха из баллонов 12, Б и В – для подвода воздуха к исполнительным механизмам. На штуцера Б кранов I и II установлены заглушки. Через штуцер Г полость каждого крана и клапана сообщается с атмосферой. В кранах I, II и III золотниками 15 регулируется направление воздуха в системе.

Заправка цистерны водой. Рассмотрим схему, приведенную на рис. 7.9. В кранах I и II путь воздуху прегражден. Из крана III воздух по трубопроводу поступает к центральному штуцеру пневмоцилиндра распределительного клапана 9. При движении поршня 11 с уплотнительными кольцами заслонка в штоке 10 прижимается к седлу корпуса и вода из пожарного насоса поступает в цистерну.

Подача воды в лафетный ствол. Для подачи воды необходимо выполнить следующие действия.

1. Поставить кран III в положение “Включение” (см. расположение золотника в правой части рисунка). При этом положении золотника воздух будет поступать по воздухопроводу в левую часть пневмоцилиндра и перемещать поршень 11, а с ним шток 10 и клапан 8, открывая путь воде к лафетному пожарному стволу. Воздух из правой части пневмоцилиндра распределительного клапана через воздухопровод и золотник 15 будет выходить в атмосферу. При открытой задвижке 14 (см.рис. 7.6) вода из насоса будет поступать в лафетный ствол. Так будет подаваться вода, если пожарная автоцистерна установлена на водоисточник.

2. Для забора воды из цистерны необходимо включить клапан 7. Для этого следует перевести рукоятку крана II в положение “Включено”. Воздух по трубопроводу поступит в пневмоцилиндр клапана 7. При движении поршня 3, преодолевая сопротивление пружины 4, вместе с ним переместится клапан 2, давая доступ воде из цистерны в пожарный насос и к распределительному клапану. По окончании работы рукоятку крана следует переместить в положение “Выключено”, при этом под действием пружины 4 клапан 2 перекроет доступ воды из цистерны в пожарный насос. Воздух из пневмоцилиндра по воздухопроводу выйдет в атмосферу.

Подача воздушно-механической пены. Для подачи воздушно-механической пены необходимо на лафетный ствол подать воду, а во всасывающую полость насоса – пенообразователь. Для этого следует включить водяной кран пеносмесителя и установить дозировку. Затем нужно рукоятку крана I перевести в положение “Включено”, при этом по воздухопроводу сжатый воздух поступит в клапан 5. Этот клапан работает аналогично клапану 7. Клапан 2 откроет трубопровод из бака с пенообразователем 1, и пенообразователь поступит к пеносмесителю, а затем во всасывающую полость насоса.

Поддержание необходимого давления воздуха в тормозной системе обеспечивает клапан-ограничитель (рис. 7.10). Мембранная диафрагма 11 зажата между корпусом 5 и крышкой клапана 7, соединенными шпильками. На диафрагме закреплены две стальные детали 10 и 12 в виде полых цилиндров с дном, а также латунный клапан 6 с резиновой вставкой. Между мембраной и шайбой 3 размещена пружина 4. Воздух проходит через штуцер 9 и давит на диафрагму. Преодолевая силу пружины 4, мембрана прогибается и отводит клапан 6 вниз. При этом открывается проход воздуха через отверстие 8, в которое ввертывается выходной штуцер.

Пружина рассчитана таким образом, что клапан открывается только при давлении выше 539 кПа. Сила сжатия пружины регулируется болтом 1, который стопорится контргайкой 2. Давление воздуха в системе обычно около 735 кПа. При разборке клапана его детали 10 и 12 должны смазываться смазкой ЦИАТИМ-201. Разобщительный кран и клапан-ограничитель монтируются на крыше кабины.

Водопенные коммуникации пожарных автоцистерн других типов. На пожарных автоцистернах АЦ-30(130): №А, АЦ-40(130)63Б, АЦ-30(53А)106Б, а также на автонасосах АН-30(130)64А и АНР-40(130)127А принципиальные схемы водопенных коммуникаций и их устройство незначительно отличаются от представленной на рис. 7.6. На этих пожарных автомобилях не устанавливаются лафетные стволы; кроме того, управление водопенными коммуникациями на них предусмотрено только ручное, поэтому клапаны Ду-80 и Ду-32 заменены вентилями.

Водопенные коммуникации АЦ на шасси Урал 5557 и 55571. На этих шасси производятся четыре АЦ. Две из них имеют лафетные стволы [АЦП-6/6-40(5557)-10 и АЦП-8/6(55571)-30] и две без лафетных стволов
[АЦП –9/3-40(55571)-30 и АЦП-6/3-40(5557)-10]. В водопенных коммуникациях (рис. 7.11) применяются вентили (задвижки), конструкция которых описывалась раньше. Так, задвижка 5 – типа Ду-25, 9 – типа Ду-80, а
12 – типа Ду-100.

В отличие от общей схемы АЦ-40(131)137 (см. рис. 7.6) в этой схеме отдельно установлен лафетный ствол 7. Вода к нему поступает от коллектора 16 насоса при открытом вентиле 9.

Особенностью этой системы является также то, что в ней не предусмотрена промывка водопенных коммуникаций с забором воды из цистерны. Эта операция должна выполняться подачей воды от постороннего источника, подсоединяемого к тройнику 3.

Пенообразователь для тушения может забираться из пенобака 6 при открытом вентиле 5 или из посторонней емкости, подсоединяемой к тройнику 3.

На всех АЦ этого типа устанавливается только насос ПН-40УВ. На ВПК осуществляются все операции, аналогично тому, как это описано для АЦ-40(131)137.

Водопенные коммуникации АЦ на шасси КамАЗ.На шасси КамАЗ разработаны и производятся ряд автоцистерн. На них могут быть установлены пожарные насосы ПН-40-УВ, ПЦНН-40/100, ПЦНК-40/100-4/400. На ряде из них могут быть лафетные стволы с ручным или гидравлическим приводом. Из возможных комбинаций оборудования АЦ выделим типичные.

Водопенные коммуникации АЦ с лафетными стволами и насосами ПН-40УВ.Такими ВПК оборудованы автоцистерны АЦ-5-40(4310), АЦ-7-4-(53213) и др. Принципиальная схема ВПК представлена на
рис. 7.12.

Заполнение насоса водой производится из постороннего водоисточника (водоема или водопроводной сети) так же, как описано раньше. При заполнении его из цистерны 1 должны быть закрыты вентили 15 и 3 и открыта задвижка 2. При открытом вакуумном кране вода заполнит насос.

Подача воды в рукавные линии может осуществляться из цистерны 1 при открытой задвижке 2 и закрытых вентилях 3 и 15. Вода поступит в насос, а из него к напорной задвижке 9, к штуцеру которой должна быть присоединена рукавная линия.

Поступление воды в лафетный ствол 13 может осуществляться из цистерны 1 (задвижка 2 открыта, а вентили 3 и 15 закрыты) или от посторонних источников, подсоединяемых к всасывающему патрубку 4. Управление клапаном 12 и лафетным стволом может осуществляться вручную или с помощью гидропривода 11.

Подача раствора пенообразователя в насос 14 может осуществляться из пенобака при открытом вентиле 7 через пеносмеситель 6. Возможно забирать пенообразователь из посторонней емкости, подсоединяемой к штуцеру 5. Последовательность операций такая же, как уже описывалось. На серии этих АЦ возможно цистерны заполнять пенообразователем и использовать их как автомобили воздушно-пенного тушения. Заправка цистерны 1 пенообразователем возможна через штуцер 5 при открытом вентиле 3 и закрытых задвижке 2 и вентилях 15 и 7.

Применяемый в схеме способ заполнения цистерны пенообразователем используется и для промывки системы подачи пенообразователя. При закрытых вентилях 15 и 7 и задвижке 2 вода из цистерны 1 будет забираться пеносмесителем 6 и подаваться в насос и его коммуникации, осуществляя их промывку.

Заполнение цистерны водой может осуществляться заливкой ее через заливной патрубок на крышке люка. После тушения пожара от постороннего источника вода насосом подается через вентиль 15 при закрытых задвижке 2 и вентиле 3.

Дистанционное управление лафетным стволом ПЛС-20. На автоцистерне применяется гидравлическая система управления лафетным стволом. Составной ее частью является кран-гидрозамок (рис. 7.13). Он предназначен для запирания рабочей жидкости в цилиндрах поворота механизма управления движением лафетного ствола при выключенной системе гидроуправления во время движения автоцистерны.

                                                 
   
 
   
 
   
1
   
9
   
10
   
5
   
6
   
7
 
8
           
4
 
 
 
 
 
 
     
2
     
3
 
 
   
9

 


Рис. 7.13. Кран-гидрозамок:

1 – корпус; 2 – маховик; 3 – игольчатый клапан; 4 – гайка; 5 – золотник; 6 – клапан;
7 – пружина; 8 – прокладка; 9 – штуцер; 10 – кольцо

 

В канале корпуса 1 гидрозамка имеются два клапана 6, две пружины 7 и золотники 5. Канал закрыт гайками 4. Усилиями пружины клапаны прижаты к гнездам в корпусе 1. При подаче масла от пульта управления к одному из штуцеров в полость крана между золотниками 5 и клапанами происходит следующее (рассмотрим это на примере подачи масла в правую полость в сечении Б-Б). Масло под давлением откроет клапаны и поступит по внутреннему каналу а (сечение А-А) к правому цилиндру поворота лафетного ствола. Золотник, открывая противоположный клапан, соединит полость левого цилиндра поворота со сливом масла. При открывании игольчатого клапана 3 (сечение А-А) обе полости цилиндров поворота будут соединены между собой. В этом случае станет возможным управление лафетным стволом вручную.

Дистанционное управление (рис. 7.14) обеспечивается работой золотниковых распределителей 3 управлением движения лафетного ствола 4. Распределительная панель с золотниковыми распределителями 3 и манометр размещены на пульте управления, закрепленном на правой стенке подставки сидения водителя. Масло из маслобака 1 по трубопроводам подается на распределительную панель в золотниковые распределители 3. Они обеспечивают работу привода 5 подъема лафетного ствола и привода 7 его поворота в горизонтальной плоскости. В качестве рабочей жидкости используется веретенное масло. Рабочее давление в системе 3–4 МПа.

Все золотниковые устройства надежно работают, если в них исключается утечка масла. Поэтому в процессе эксплуатации необходимо следить, чтобы обеспечивалась хорошая фильтрация масла, тем самым достигается уменьшение изнашивания рабочих поверхностей плунжера и гильзы.

И потребителей энергии

 

Потребителями энергии могут быть генераторы электрического тока, лебедки, компрессоры, приводы механизмов пожарных автолестниц и автоколенчатых подъемников, а также пожарные насосы на автоцистернах и автонасосах.

Мощность потребителей энергии на пожарных машинах сравнительно небольшая, да и эксплуатируются они в основном (кроме пожарных насосов) при постоянных скоростных режимах. Поэтому согласование режимов их эксплуатации и двигателя в основном осуществляется по скоростным параметрам. Рассмотрим это на следующем примере (рис. 7.17).

На этом рисунке кривая 2 является частичной скоростной характеристикой, ограничивающей мощность двигателя при его работе в стационарном режиме. Кривая 3 характеризует крутящий момент, соответствующий частичной скоростной характеристике (кривая 2). Прямая 4 характеризует максимальную мощность потребителя. Диапазон скоростных его режимов от nм до nк может быть рекомендован для привода потребителя. Зная обороты вала потребителя nп и выбранные обороты двигателя nдв, определяют передаточное отношение привода:

. (7.1)

Более сложным является согласование режимов эксплуатации пожарных насосов и двигателей. Пожарные насосы эксплуатируются в широком интервале величин развиваемых ими напоров и подач воды. Изменение от максимальных до минимальных значений величин напоров и подач воды образуют поле эксплуатации насосов. Естественно, что каждой точке этого поля будет соответствовать величина потребляемой мощности. Вот эти мощности и необходимо согласовать с полем мощности, отдаваемой двигателем в стационарном режиме работы двигателя.

Для осуществления процедуры согласования необходимо знать зависимости напоров Н, м, развиваемых насосами, от величин подачи Q, л/с. Такие зависимости
H = f(Q) при заданной величине высоты всасывания hвс = 3,5 м и постоянных оборотах вала насоса получают экспериментально. При этом, естественно, определяют мощность N = f(Q) и значение коэффициента полезного действия.

Было установлено, что изменение Н, N и η в зависимости от величины Q можно выразить аналитически:

уі = Ai + BiQ - CiQ2 , (7.2)

где i = 1 – величина напора, м вод.ст.; i = 2 – величина потребляемой мощности, кВт; i = 3 – значение коэффициента полезного действия; Q – подача насоса, л/с.

Значения постоянных А, В и С приводятся в табл. 7.1.

При определении мощности N, потребляемой пожарным насосом, необходимо учитывать ее потери в трансмиссии. При этом будет определена мощность, отдаваемая двигателем. Потери мощности учитываются коэффициентом полезного действия трансмиссии:

, (7.3)

где = 0,97 – КПД зубчатой передачи; = 0,99 – КПД карданного вала; ηп.о= 0,99 – КПД промежуточной опоры; к – количество зацеплений
зубчатых колес или опор карданного вала.

Таблица 7.1

№ п/п Насосы и показатели Размер-ность Константы
А В С
  ПН-40УВ Напор Н Мощность N КПД   м кВт -   110,11 22,78   0,49 1,33 0,031   0,02 8,85·10-3 3,77·10-4
  ПН-60 Напор Н Мощность N КПД   м кВт -     0,38 0,42 0,013   1,74·10-3 5,54·10-3 7,94·10-5
  ПН-110 Напор Н Мощность N КПД   м кВт -   111,7 87,75   0,23 0,67 0,0098   29,23·10-4 1,99·10-4 3,9·10-5

 

С учетом КПД трансмиссии насоса потребляемая им мощность Nн равна

, (7.4)

где N'н – мощность, вычисленная по формуле (7.2).

Значения Н, N и η, вычисленные по формулам (7.2) и (7.4), характерны только при одной скорости nн вала насоса. Они изображены кривыми ав и a'в' на рис. 7.18.

Для того чтобы определить поле мощности, потребляемой насосом, необходимо построить зависимости Н = f(Q) и N = f(Q) при частотах вращения вала nн2 и nн3. Предположив, что подача воды насосом возможна при 0,5 Нном, выбирают величину nн3. Это соответствует nн3 @ 0,65 nн1. Величину nн2 выбирают в интервале от nн1 до nн3.

Обозначим выбираемую скорость nнх, тогда соответствующие ей значения Q, Н и N определим на основании формулы теории подобия:

. (7.5)

Вычисленные значения Нх и Nх при различных скоростях nN изображают, как показано на рис. 7.18. Поле а'b'dc' характеризует потребляемую насосом мощность.

Для сопоставления отбираемой от двигателя мощности и мощности, потребляемой насосом, необходимо согласовать частоты вращения вала двигателя nдв с частотами вращения nн вала насоса. Это согласование осуществляется передаточным отношением коробки отбора мощности по формуле

(7.6)

где nN – частота вращения вала двигателя при максимальной мощности,
об/ мин; nн1 – номинальная частота вращения вала насоса, об/мин.

 
 

 

 


Рис. 7.18. Согласование режимов работы двигателя и пожарного насоса

Используя передаточное отношение, легко находим частоты вращения вала двигателя, соответствующие скоростям вала насоса n1= i nн1,
n2= inн2 и т.д. Полученные значения частот вращения вала двигателя устанавливаем на оси частот вращения двигателя в третьем квадранте графической схемы расчета. Затем в этом квадранте строим внешнюю скоростную характеристику двигателя и, как указывалось выше, определяем точку К. Из точек n1, n2и n3 на оси абсцисс опускаем перпендикулярные прямые. На них с помощью горизонтальных прямых c'...c'', d'...d'' и т.д. находим точки a''e"c"d"f"в". Соединяя эти точки отрезками прямых и кривых линий, определяем поле мощности, потребляемой насосом. Если имеется требуемый запас мощности в точке К, то двигатель будет эксплуатироваться в стационарных условиях работы без перегрева.

Совмещение полей мощности двигателя и насоса позволяет определять и наиболее экономичные по расходу топлива режимы. Для такой оценки на поле мощностей двигателя наносят изолинии удельных расходов топлива ge г/(кВт·ч). Для двигателя дизель ЗИЛ 645 изолинии удельных расходов топлива ge г/(кВт·ч) представлены на рис. 7.19. На нем поз. 3 означает поле d"в"а"с" мощности, потребляемой пожарным насосом ПН-40УВ. Тонкими кривыми линями типа 2 обозначены удельные расходы топлива.

У каждой из них указаны величины удельных расходов. Из анализа результатов сравнения границ поля мощности, потребляемой насосом, и удельных расходов топлива следует ряд выводов. Во-первых, в области малых и больших расходов воды повышение напора, соответственно, от с к а и от d к в (см. рис. 7.18) сопровождается, как показано на рис. 7.19 (соответственно от с" к а" и от d" к в"), уменьшением удельных расходов топлива. Во-вторых, аналогично уменьшаются удельные расходы топлива при увеличении подач воды насосом (от с" до d" и от а" до в"). Таким образом, наиболее экономичным по удельному расходу двигателя являются режимы работы насоса, близкие к номинальным величинам подачи насоса и развиваемым им напора.

 

 

Глава 7

НАСОСНЫЕ УСТАНОВКИ

Насосные установки состоят из пожарного насоса, привода к нему и органов управления, а также системы трубопроводов и специальной арматуры. Трубопроводы и арматура образуют водопенные коммуникации. Они составляют систему, обеспечивающую регулирование величин подачи насосов и развиваемого ими напора. Насосная установка является главной частью пожарной надстройки, во многом определяющей компоновку автоцистерн.

 

Требования к насосным установкам

К насосным установкам пожарных автомобилей предъявляется ряд специфических требований, обусловленных НПБ 163-97, способствующих обеспечению эффективной подачи воды при эксплуатации насоса в различных условиях работы и в различных режимах.

Изложенные требования являются основными, а по желанию заказчика они могут быть изменены или устранены.

Установленные на автоцистернах насосы и системы к ним должны обеспечивать подачу воды и раствора пенообразователя с водородным показателем (рН от 7 до 10, плотностью 1000 кг/м3 и массовой концентрацией твердых частиц до 0,5 % при максимальном размере 3 мм).

Привод насоса передает мощность от двигателя к насосу через дополнительную трансмиссию. Во избежание перегрева двигателя потребляемая мощность насосной установки не должна превышать 70 % номинальной мощности двигателя.

Привод должен обеспечивать работу насоса во время стоянки и в движении. Он должен обеспечить включение насоса при холостых оборотах двигателя и выключение при частичной нагрузке на насос.

Насосная установка может размещаться в специальном кормовом отсеке (заднее размещение) или в средней части автомобиля (в салоне). При заднем расположении насосной установки должен предусматриваться обогрев насосного отсека для предотвращения замерзания воды в насосе или трубопроводах в зимних условиях. В различных условиях эксплуатации насосная установка должна эффективно работать без перегрева привода насоса в течение не менее 6 ч.

Специальные требования предъявляются к органам управления насосной установкой. Рукоятки (рычаги) на пульте управления вне кабины боевого расчета должны располагаться слева направо:

рычаг включения вакуумного насоса;

рычаг выключения сцепления;

рычаг регулирования частоты вращения вала насоса.

При расположении насоса в задней части автомобиля органы управления должны быть размещены с левой стороны по ходу движения ПА.









Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:


©2015- 2018 zdamsam.ru Размещенные материалы защищены законодательством РФ.