Пожарные насосы.

Техническое состояние пожарных насосов ухудшается вследствие изнашивания щелевых уплотнений, подшипников качения, поверхностей вала в зоне контакта с резиновыми манжетами, деформации шпонок, соединяющих вал с рабочим колесом. Большое влияние на техническое состояние насоса оказывает перекрытие проточных каналов колес твердыми телами.

Первоначальный зазор в щелевых уплотнениях равен 0,2 – 0,3 мм (рис. 11.11). Потоком циркулирующей жидкости поверхности щелевых колец изнашиваются, зазор между ними увеличивается до 1 – 1,5 мм. Особенно интенсивно кольца изнашиваются, если вода содержит абразив. Увеличение зазора усиливает циркуляцию воды. Подача Q, л/с, и развиваемый насосом напор Н, м, уменьшаются.

Поток циркулирующей жидкости направлен перпендикулярно потоку всасывания. Это уменьшает живое сечение всасываемого потока на 25 – 30 %, увеличивает внутренние потери и снижает КПД насоса. Уменьшается Q и Н также при перекрытии проточных каналов насоса твердыми телами (камни, щепки и т.д.).

Для частоты вращения n, об/мин, рабочего колеса насоса, близкой к номинальной, изменения Н, м, и Q, л/с, описываются уравнениями:

Н = 25,28 + 2,88·10^-2 n – 12,12b – 1,36·10^-2w; (11.2)

Q = 5,15 + 1,31·10^-2 n – 2,56b – 0,318·10^-2w, (11.3)

где b – зазор в уплотнении, мм; w – уменьшение площади проточных каналов, мм².

Влияние увеличения площади перекрытия каналов w на Q и Н приводится в табл. 13.1.

Таблица 11.1

Площадь перекрытия каналов w = 400 мм² (около 25 % общего сечения) соответствует поперечному сечению двух камушков d = 15 мм.

Изменение Q и Н существенным образом влияет на характеристику
H = f(Q), как показано на рис. 11.12. Допустимая величина уменьшения Н при больших подачах не должна превышать ΔН = 15 %. Поэтому необходимо контролировать работоспособность насоса. При малых подачах уменьшается КПД вследствие повышения сопротивления движению жидкости.

Одной из важных характеристик пожарного насоса является работоспособность системы всасывания t, с. Она определяется продолжительностью забора воды из открытого водоисточника. Ее можно выразить формулой

, (11.4)

где r – плотность воды, кг·м^-3; g – ускорение свободного падения, м·с^-2;
V_ν – объем воздуха в системе до начала всасывания, м³; S – площадь поперечного сечения рукава, м²; h – высота водяного столба в данный момент времени, м; R – газовая постоянная, Дж·кг^-1×К^-1; T – температура воздуха, К; Q (ΔР) – производительность вакуумного насоса, м³·с^-1.

При недостаточной герметичности продолжительность всасывания будет увеличиваться, так как система будет опорожняться с расходом, м³×с^-1,

Q (ΔР) - Σ Q_н(ΔР).

Время t будет увеличиваться при уменьшении Q (ΔР) вследствие ухудшения работоспособности газоструйного вакуумного аппарата и снижении температуры воздуха Т.

Приток воздуха в систему Σ Q_н(ΔР) возможен через различные неплотности в насосе и в соединениях всасывающих рукавов. При этом увеличится продолжительность забора воды и работы двигателя с газоструйным вакуумным аппаратом. Наибольшее влияние на приток воздуха будет оказывать нарушение герметизации насоса. Ухудшение герметичности насоса может происходить по двум причинам. Во-первых, может ухудшаться герметичность, обеспечиваемая прокладками заслонок и клапана коллектора насоса. Часто она ухудшается из-за износа вала под кромкой манжеты, обеспечивающей герметизацию насоса.

Диаметр вала насоса под манжетами равен 45 мм. Следовательно, манжета при ее надевании на вал плотно его охватывает и пружина прижимает ее к валу.

При создании вакуума в насосе прижатие манжеты к валу еще больше усиливается. Этим обеспечивается поддержание вакуума в насосе достаточно продолжительно.

При работе насоса изнашивается кромка манжеты и вала. Вал изнашивается потому, что твердость ингредиентов, входящих в резину, больше твердости слоя окисла, покрывающего вал. Постепенное увеличение износа приведет к тому, что диаметр вала в зоне контакта с манжетой станет равным диаметру кромки манжеты в свободном состоянии. При этом атмосферное давление станет недостаточным для прижатия кромки манжеты к валу. Создавать требуемый вакуум станет или невозможно, или его падение не будет соответствовать нормативному.

Обеспечение работоспособности системы всасывания требует постоянной проверки технического состояния газоструйного вакуумного аппарата и герметичности пожарного насоса.