Пожарный комбинированный насос — это устройство для подачи воды и огнетушащих средств к месту тушения, включающее в себя два последовательно соединенных насоса: насос нормального давления и насос высокого давления, имеющие общий привод.

Типы комбинированных насосов Существуют различные схемы привода высокой ступени комбинированных насосов: соосная схема — с установкой на одном валу нескольких колес до 4. Вода направляется из одного колеса в следующее с помощью направляющих аппаратов. Таким образом на каждом колесе повышается давление на заданную величину.

соосная схема — с установкой на одном валу центробежного колеса нормальной ступени и колеса вихревой ступени высокого давления. Вода направляется из колеса нормальной ступени в вихревое колесо где давление сразу повышается до требуемой величины. Такой насос за счет вихревой высокой ступени имеет возможность самостоятельно всасывать воду и нет необходимости применять дополнительный вакуумный насос. Насосы такого типа широкого распространения не получили. Изготовлено несколько образцов и поставлены в части на испытания. В результате испытаний получены низкие показатели долговечности. В высокой ступени постепенно терялись параметры расхода и давления. Конструктивной доработке не подвергались и в серию не пошли.

привод с помощью гидравлической турбины. Вода из насоса нормального давления подается на турбину привода колес высокой ступени и одновременно во всасывающую полость высокой ступени (широкого распространения не получили).

привод механический с помощью повышающей зубчатой передачи с включением с помощью ручной или электромагнитной муфты. Наибольшее распространение получили насосы с механическим приводом отключающейся высокой ступени.

Основные параметры комбинированных насосов Параметры и устройство нормальной ступени комбинированного насоса соответствуют параметрам пожарного центробежного насоса нормального давления. Параметры высокой ступени комбинированного насоса отличаются у различных производителей, однако в большинстве случаев они составляют Подача (расход) насоса Q 4 л/сек

Напор насоса Н 400 м Редуктор привода насоса повышающий Число оборотов вращения высокой ступени n 6150 — 6300 об/мин (в зависимости от производителя и конструкции высокой ступени) Мощность и коэффициент полезного действия (КПД) сильно зависит от конструктивной схемы насоса, конструкции колес высокой ступени, а также параметров ступени нормального давления. Полезная мощность потребляемая определяется как произведение давления на напор и на плотность перекачиваемой жидкости насоса: Nг=ρQН/102 кВт [Ломакин А. А., Центробежные и осевые насосы, Москва – Машиностроение, 1966, стр. 10] где: ρ кг/м3 — плотность перекачиваемой жидкости; Q м3/сек — подача насоса Н м — напор насоса

Коэффициент полезного действия (КПД) ступеней определяется, как отношение полезной мощности к полной мощности потребляемой насосом. При работе одной только высокой ступени коэффициент полезного действия невелик, так как на расчет влияют значительные потери в ступени нормального давления. При совместной работе двух ступеней, коэффициент значительно улучшается. При работе одной ступени нормального давления коэффициент полезного действия значительно зависит от компоновочной схемы комбинированного насоса. Так насос с установкой колес на одном валу имеет более низкий КПД чем насос с отключающейся высокой ступенью. Вследствие того, что происходит холостое вращение не задействованных колес высокой ступени. В насосе с отключающейся высокой ступенью коэффициент полезного действия выше.

Особенности устройства Первая ступень комбинированных насосов устроена аналогично насосу нормального давления. Дополнительно на вал колеса первой ступени устанавливается муфта (ручная или электромагнитная) с шестерней привода высокой ступени. В зацеплении шестерней муфты находится промежуточная шестерня. Промежуточная шестерня установлена на оси с помощью шариковых подшипников и приводит во вращение шестерню и вал с колесами насоса высокой ступени. Зубчатая передача является повышающей. Встречаются закрытые и открытые типы колес высокой ступени. Закрытые колеса требуют дорогостоящей оснастки и сложны в изготовлении, однако имеют лучший КПД. Открытые колеса просты в изготовлении, однако имеют худшие энергетические характеристики. Для получения необходимого давления в высокой ступени в первых конструкциях насосов применялось одно колесо, в последующих два и более. Переток воды между колесами осуществляется с помощью направляющих аппаратов. Для уплотнения колес и предотвращения перетока воды из всасывающей полости в напорную применяются щелевые уплотнения. Для уплотнения вала используются торцовые уплотнения. В более ранних конструкциях использовались сальниковые набивки. Торцовые уплотнения выполняют из современных материалов они рассчитаны на продолжительный срок службы без обслуживания. В процессе работы торцовые уплотнения допускают незначительную утечку воды. Использовать резиновые уплотнения, для высокой ступени, невозможно из-за высоких оборотов вала. В большинстве комбинированных насосов, из-за высокого тепловыделения, предусматривают дополнительное охлаждение редуктора. Так же, комбинированные насосы с отключающимся механическим приводом создают значительный шум при работе высокой ступени. Несколько по другому работают насосы устроенные по соосной схеме. В таких насосах устанавливают до четырёх колес на одном валу. Включение высокой ступени заключается в пуске воды из одной ступени в следующую с помощью обычного крана. Внутри высокой ступени вода, так же, поступает через направляющие аппараты. Таким образом на каждом колесе происходит повышение давления. Такие насосы имеют большие габариты и меньший КПД, однако создают меньше шума и более надежны.

Принцип действия Принцип действия первой ступени комбинированного насоса полностью соответствует принципу действия пожарного насоса нормального давления. При включении в работу высокой ступени часть воды из напорного коллектора нормальной, первой ступени направляется во всасывающую полость высокой, второй ступени. В высокой ступени давление повышается до заданной величины и подается в напорный коллектор высокой ступени к которому, через кран, подсоединен рукав высокого давления. В большинстве пожарных автомобилей длина рукава составляет 60 м. Рукав наматывается на катушку высокого давления. К рукаву присоединен ручной ствол высокого давления с возможностью регулировки формы и параметров распыления струи.

Описание работы Работа первой ступени комбинированного насоса аналогична работе насоса нормального давления. При получении давления в первой ступени открывается кран и вода направляется во вторую ступень. Включается вращение высокой ступени. открывается кран на выходе высокой ступени и вода поступает в напорный рукав высокого давления. При необходимости комбинированный насос может работать в совместном режиме. Однако параметры первой ступени, при 2 л/c высокой ступени, несколько ниже и составляют около 15 л/c вместо 40 л/c. Высокое давление позволяет получить особо распыленную струю воды, что в свою очередь расширяет технологические возможности при тушении пожаров. Так же высокое давление позволяет поднять воду на большую высоту и тушить пожары в высотных зданиях. Пожарные автомобили с комбинированными насосами комплектуются катушками с рукавами высокого давления. Это позволяет быстро разворачиваться при тушении пожаров.

См. также Пожарный центробежный насос Вакуумный аппарат пожарных насосов Пожарный автомобиль Пожарная автоцистерна Пожарная насосная станция Пожарный поезд Пожарный вертолёт Пожарный рукав Пожарное судно

Примечания

Литература

Категория:Пожарный инвентарь Категория:Пожаротушение Категория:Пожарные насосы Категория:Гидравлика