Студопедия

Главная страница Случайная страница

КАТЕГОРИИ:

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






Эту разность давлений называют вакуумметрической высотой всасывания.




Основные характеристики пожарных насосов – высота

Всасывания, напор, создаваемый насосом, подача.

Геометрической высотой всасывания называют раз –

Ность отметок оси насоса и уровня поверхности воды в водоеме, из которого жидкость забирают насосом.

Чтобы насос мог поднять жидкость до уровня, располо –

Женного ниже оси насоса, он должен создать разряжение (вакуум) во всасывающей линии.

Подъем жидкости происходит в результате разности давлений на поверхности водоема и внутри всасывающей рукавной линии, точнее на уровне оси насоса.

Эту разность давлений называют вакуумметрической высотой всасывания.

 

 

- 2 -

II ЛОПАСТНЫЕ НАСОСЫ Теоретически вакуумметрическая высота всасывания при атмосферном давлении 0,1 МПа (1 кг/см2) может быть 10,33 мм вод. ст., практически она не превышает 8 м вод. ст. Высоту всасывания уменьшают сопротивле – ния во всасывающей линии, сальниках и кранах насоса, неплотности соединений, повышения температуры жид – кости и другие причины. Напор, создаваемый пожарными насосами, расхо­дуется на подъем жидкости на высоту от приемного уровня до выхода из спрыска, на преодоление разно­сти давлений на конце всасывающего рукава и у спрыска, на преодо – ление гидравлических сопротивле­ний во всасывающей и напорной линиях. Подача (расход) насоса зависит от его конструк­тивных характеристик и частоты вращения вала (для поршне – вых насосов – частоты движения поршня).   Центробежные пожарные насосы Широкое распространение центробежных насосов для пожаротушения обусловлено их до­стоинствами: - равномерной (без пульсации) подачей жидкости; - относительно малыми габаритами и массой; - способностью обеспечивать работу «на себя» при за – крытых напорных линиях без повышения давления сверх допустимого; - воз­можностью работы на загрязненной воде; - достаточно высокой надежностью и долговечностью. Принципиальным недостатком центробежных насосов является то, что они не являются самовсасывающими при работе с откры­того водоисточника. Перед началом работы необходима заливка внутренней полости насоса водой, что усложняет управление и конструкцию насос – ной установки. Принцип действия центробежного насоса основан на переме­щении массы перекачиваемой жидкости от центра к периферии под действием центробежной силы при вращении рабочего коле­са. В связи с этим в центре (приемном окне) рабочего колеса и в пространстве под –водящего канала создается разрежение, кото­рое обеспе –чивает подъем жидкости из водоисточника по всасыва – ющему рукаву под действием атмосферного давления. Основные элементы конструкций пожарных центробежных на­сосов Особенности работы пожарных центробежных насосов, а также место их расположения на раме базового шасси с приво­дом от автомобильного двигателя обусловливают ряд требований к их конструкциям. Центробежные насосы должны иметь небольшие габа – риты и массу, быть простыми и удобными в обслужи –вании. Это позволя­ет рационально использовать грузо – подъемность и объем кузова, а также важно при монта – же и демонтаже насоса. Насосы должны обладать высо – кими антикавитационными свойствами и надеж­ностью

- 3 -



даже при работе на загрязненной воде. При увеличении геометрической высоты всасывания с 3,5 м до 7 м уменьшение по­дачи насоса не должно быть более 20% от ее номинального зна­чения. Число точек смазки насоса должно быть минималь­ным, слив воды из его корпуса и всех коммуникаций осуществля­ется через один сливной кран. Разнообразные конструкции пожарных центробежных насосов (ПН – 30; ПН – 40; ПН – 60; ПН – 100 и их моди –фикации) имеют ряд общих основных элементов, отли – чающихся друг от друга у насосов различных типов только формами и размерами. Рис. 1 Принципиальная схема конструкции центробежного насоса 1 – вал; 2 – отвод; 3 – уплотнения рабочих колес; 4 – уплотнение вала; 5 – подшипник; 6 – корпус; 7 – рабочее колесо; 8 – подводящий канал. Подводящий канал Подводящий канал соединяет водоисточник с внутрен –ней полостью насоса. Условно подводящий канал можно разделить на 2 участка: - всасывающий трубопровод (рукав); - всасывающий патрубок. Всасывающий патрубок служит для формирования по – тока жидкости при входе в приемное окно рабочего ко –леса. При этом должно быть обеспечено равномерное распределение скорости по­тока по всей площади сечения патрубка. Принято считать, что скорость потока жидкос –ти во всасывающем патрубке и рукаве не должна пре – вышать 2 – 3 м/с. Это соответствует минимально допус – тимым гидравлическим сопротивлениям при минималь – но возможных геометрических размерах всасывающего рукава. Наибольшее распространение в конструкциях пожар –ных насосов получил всасывающий патрубок, выпол –ненный в виде прямоосного конфузора с углом раскры – тия в сторону рабочего колеса 5 – 6°, что обеспечивает минимальные потери напора при всех других возможных формах. Гидравлическая характеристика подводящего канала в значи­тельной степени определяет такой важный такти – ко – технический параметр пожарного насоса, как допус – каемая геометрическая вы­сота всасывания.

- 4 -



  Фактором, ограничивающим высоту всасывания и час – тоту вращения вала насоса, является кавитация. При больших высотах всасывания и увеличенных подачах остаточное давление на отдельных участках проточной части подводящего канала и внутренней полости рабо – чего колеса уменьшается настолько, что становится равным или даже меньшим давления упругости паров жидкости при данной температуре. При этом происходит обра­зование кавитационных пузырьков. Внешними приз –наками кави­тации являются резкое падение подачи и напора, появление шума в насосе, иногда переходящего в треск и вибрацию корпуса на­соса. Возможность возник – новения кавитации в насосе характери­зуется кавитаци – онными характеристиками, которые определяются при испытаниях на специальных стендах. При эксплуатации пожарных центробежных насосов предот­вращение кавитации достигается: - выбором места установки пожарных машин с мини – мально воз­можной высотой всасывания; - снижением потерь во всасывающем рукаве; - уменьшением частоты вращения вала насоса; использованием подаваемой воды с минимально воз – можной температурой; - обеспечением надежной герметичности всасывающей линии и сальников насоса. Рабочее колесо Рабочее колесо с лопатками является основным эле –ментом центробежного насоса. Оно крепится на валу внутри корпуса, который соединен со всасывающей ли –нией. Рабочее колесо передает механическую энергию от ва –ла насоса к потоку перекачиваемой жидкости. Рабочее колесо со­стоит из двух дисков, между которыми распо – лагаются лопатки, загнутые в сторону, противоположную направлению вращения колеса. Рабочие колеса проек – тируют с учетом получения минимальных потерь напо – ра проточной части, механической прочности и рацио –нальной технологии изготовления. Существуют две фор – мы профилей лопаток рабочих колес: - цилиндрическая ПН – 25; - двоякой кривизны (ПН – 30, ПН – 40УА и их модификации). Послед­няя форма лопаток обеспечивает минимальные гидравлические потери и лучшие антикавитационные свойства насоса. Рабочие колеса крепят на валу шпонками со скользя – щей или плотной посадкой. От перемещения в осевом направлении колеса крепят стопорной гайкой. Большинство рабочих колес изготавли­вают цельноли – тыми, как правило, из сплавов алюминия АЛ9В и реже из чугуна СЧ – 18 – 36. Перед началом работы насос и всасывающий трубо – провод заполняют водой с по­мощью вакуум – аппарата, иногда воду заливают из цистерны или другой емкости.  

- 5 -

  При вращении рабочего колеса вода, заполняющая ка – налы между его лопатками, под действием центро­бежной силы отбрасывается от центра колеса с боль­шой ско – ростью, поступает в спиральную камеру и далее в наг –нетательный трубопровод – выкидную линию. В цент – ральной части насоса, т. е. перед входом воды в рабочее колесо, создается разрежение (вакуум). Под атмосферным давлением вода из водоема по всасы­вающему пожарно - му рукаву устремляется к насосу. Таким образом, вода непрерывно подается насосом. Центробежные насосы разделяются на одно – и много – ­колесные, низконапорные, создающие давление до 0,2 МПа (2 кгс/см2), средненапорные – 0,2 . . . 0,6 МПа (2 . . . 6 кгс/см2), высоконапорные – 0,6 МПа (6 кгс/см2). Отвод Отвод предназначен для сбора струй жидкости, выхо –дящей из каналов рабочего колеса, и преобразования ее кинетической энергии в потенциальную энергию давле – ния или напора, развива­емую насосом. Отводы пожарных центробежных насосов выпол­няются в виде спиральной камеры и диффузора (ПН – 30, 40, 60, 100 и их модифи – кации) или с направляющим аппаратом и кольцевой напорной камерой (ПН – 45 и их модификации, а также на­сосы на мотопомпах М – 600, 800, МП – 13). Большинство современных конструкций пожарных центробеж­ных насосов имеют спиральный отвод. Такой отвод обладает ря­дом достоинств по сравнению с нап – равляющим аппаратом: его конструкция проще, он менее чувствителен к механическим при­месям в перекачивае –мой жидкости, у него более плавная харак­теристика и выше значение КПД. Спираль­ный отвод имеет вид пос – тоянно расширяющегося канала, охваты­вающего рабочее колесо по окружности и переходящего в прямоосный диффузор у напорного патрубка. В конструкциях центробежных пожарных насосов со спираль­ным отводом для разгрузки вала от радиальной силы поток жид­кости, выходящей из рабочего колеса, делят на 2 части. Такое деление позволяет получить равные и противоположно направ­ленные напоры для каждой части потока, при этом общая равнодействующая радиальная сила равна нулю. Конструктивно деление потока в спиральном отводе может быть выполнено в двух вариантах. Вариант 1 Рис. 2 Двойной спиральный отвод Двойной спи­ральный отвод применяют в большинстве пожарных насосов. Однако уравновешивание радиальных

- 6 -

  сил в конструкциях насосов такого типа достигается только в том случае, если подача от каждого напорного патрубка будет одина­ковой. В противном случае, ради – альная сила достигает макси­мального значения.   Вариант 2   Рис. 3 Деление потока жидкости перегородкой   В варианте 2 - жидкость делится на 2 потока перегород – кой 1, установленной в спиральном отводе и соединяют – ся в один поток в общем диффузоре. Этот вари­ант применяется только в конструкциях на – сосов ПН – 110 и ПН – 60 и полностью разгружает вал и подшипники насоса от действия радиальной силы. В насосах с направляющим аппаратом радиальная си – ла от­сутствует. Уплотнения рабочих колес Уплотнения рабочих колес позволяют уменьшать пе – ретекание перекачиваемой жидкости из напорной во всасываю­щую полость насоса. В конструкциях пожарных насосов наиболь­шее распространение получили уплот – нительные кольца, устанав­ливаемые между рабочим колесом и корпусом насоса. Величина утечек через уплотнения в значительной степени определяет объемный КПД насоса и влияет на подачу огнетушащих жидкостей к месту тушения пожа – ра. Уплотнения вала Уплотнения вала устанавливают между валом и кор – пу­сом насоса для предотвращения утечки жидкости и возможного подсоса атмосферного воздуха во внутрен – нюю полость насоса. Неудовлетворительная работа саль – ников вызывает значительное увеличение времени забо –ра воды из открытого водоема, резкое снижение высоты всасывания, уменьшение напора и подачи, по­явление вибрации насоса и хлопков у ствола. В пожарных насосах получили распространение наби – вочные сальники и манжетные уплотнения, устанавли –ваемые в стакане. Для сальниковой набивки применяют хлопчатобумаж –ную ткань или асбестовый шнур, пропитанные смесью графитового порошка с консистентной смазкой и добав –лением свинцовой стружки. При­знаком хорошей работы набивочных сальников является просачи­вание отдель – ных капель воды в местах уплотнения.

- 7 -

  Манжетные уплотнения типа АСК – 45 состоят из комплекта ко­жаных или резиновых манжет, прижимае – мых к валу специаль­ными пружинами, а также набора колец. Уплотнительные манжеты обычно устанавливают так, что часть их исключает попадание воздуха из окружаю – щей атмосфе­ры во внутреннюю полость насоса, а другая часть предотвращает перетекание жидкости наружу вдоль вала насоса. Корпус насоса Корпус насоса выполняется литым и имеет крышку. Кор­пус и крышка, разъемные в плоскости, перпендику – лярной оси ва­ла, в собранном виде образуют полость. Между ними проложен уплотнительный резиновый шнур. В корпусе устанавливают под­шипники, сальнико – вые уплотнения и привод тахометра. Достоинства центробежных пожарных наосов Простота устройства, надежность в работе, равномер – ная подача воды в напорные рукава, способность рабо – тать при закрытых напорных задвижках и долговечнос – ти. Недостатки Необходимость дополнительного устройства в виде газоструйного или другого типа вакуум – аппарата для создания разрежения в насосе и всасывающей ру­кавной линии. Центробежные насосы разделяются на: - одноколесные; - много­колесные; - низконапорные, создающие давление до 0,2 МПа (2 кгс/см2); - средненапорные от 0,2 . . . 0,6 МПа (2 . . . 6 кгс/см2); - высоконапорные - 0,6 МПа (6 кгс/см2) и более; - с односторонним - и двусторонним подводом воды к рабо­чему колесу. В пожарной охране в основном исполь­зуют одноколес – ные высоконапорпые с односторонним подводом воды центробежные насосы. Широкое рас­пространение полу – чили насосы с подачей воды 30, 40, 60 и 11О л/с. Таблица 1 Технические характеристики центробежных насосов
Показатель ПН – 40УА ПН – 60 ПН – 110
Число напорных патрубков
Диаметр, мм: патрубков всасывающего напорного рабочего колеса 2 х 125

- 8 -

III. ОБЪЕМНЫЕ НАСОСЫ   Продолжение табл. 1
Частота вращения вала, с-1
Подача номинальная, л/мин
Давление номинальное, МПа (кгс/см2) 0,98 (9,8) 0,88 (8,8) 0,88 (8,8)
Высота всасывания, м
Вакуум – аппарат: Тип Создаваемое разряже – ние, МПа (кгс/см2) газоструйный 0,077 (0,77)
Время всасывания, с

mylektsii.ru - Мои Лекции - 2015-2018 год. (0.006 сек.)Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав Пожаловаться на материал