Вакуумная система с шиберным насосом

В настоящее время в вакуумных системах центробежных пожарных насосов с целью повышения технических и эксплуатационных характеристик устанавливают шиберные вакуумные насосы, в т.ч. АВС-01Э и АВС-02Э (см. рис. 3.27 – 3.28).

По своему составу и функциональным характеристикам вакуумный насос АВС-01Э является автономной вакуумной системой водозаполнения центробежного пожарного насоса. АВС-01Э включает в себя следующие элементы: вакуумный агрегат 9, блок (пульт) управления 1 с электрокабелями, вакуумный клапан 4, трос управления вакуумным клапаном 2, датчик заполнения 6, два гибких воздухопровода 3 и 10.

Вакуумный агрегат (см. рис. 3. 29) предназначен для создания необходимого при водозаполнении разрежения в полости пожарного насоса и всасывающих рукавах. Он представляет собой вакуумный насос 3 шиберного типа с электроприводом 10. Собственно вакуумный насос состоит из корпусной части, образованной корпусом 16 с гильзой 24 и крышками 1 и 15, ротора 23 с четырьмя лопатками 22, установленного на двух шарикоподшипниках 18, системы смазки (включающей масляный бачок 26, трубку 25 и жиклёр 2) и двух патрубков 20 и 21 для присоединения воздухопроводов.

Вакуумный насос работает следующим образом. При вращении ротора 23 лопатки 22 под действием центробежных сил прижимаются к гильзе 24 и образует, таким образом, замкнутые рабочие полости. Рабочие полости за счёт вращения ротора, происходящего против часовой стрелки, перемещаются от всасывающего окна, сообщающегося с входным патрубком 20, к выходному окну, сообщающемуся с выходным патрубком 21. При прохождении через область всасывающего окна каждая рабочая полость захватывает

порцию воздуха и перемещает её к выхлопному окну, через которое воздух по воздухопроводу выбрасывается в атмосферу. Движение воздуха из всасывающего окна в рабочие полости и из рабочих полостей в выхлопное окно происходит за счёт перепадов давлений, которые образуются из-за наличия эксцентриситета между ротором и гильзой, приводящего к сжатию (расширению) объёма рабочих полостей.

Смазка трущихся поверхностей вакуумного насоса осуществляется моторным маслом, которое подаётся в его всасывающую полость из масляного бачка 26 за счёт разрежения, создаваемого самим вакуумным насосом во входном патрубке 20. Заданный расход масла обеспечивается калиброванным отверстием в жиклёре 2. Электропривод вакуумного насоса состоит из электродвигателя 10 и тягового реле 7. Электродвигатель 10, рассчитан на напряжение 12 В постоянного тока. Ротор 11 электродвигателя одним своим концом опирается на втулку 9, а второй конец через центрирующую втулку 12 опирается на выступающий вал ротора вакуумного насоса. Поэтому включение электродвигателя после отстыковки его от вакуумного насоса не допускается.

Крутящий момент от двигателя к ротору вакуумного насоса передаётся через штифт 13 и паз на конце ротора. Тяговое реле 7 обеспечивает коммутирование контактов силовой цепи «+12 В» при включении электродвигателя, а также осуществляет перемещение жилы троса 2 (см. рис. 3.28), приводящее к открытию вакуумного клапана 4, в системах где он предусмотрен. Кожух 5 защищает открытые контакты электродвигателя от случайного замыкания и от попадания на них воды при эксплуатации.

Вакуумный клапан (поз 4 на рис. 3.28) предназначен для автоматического перекрывания полости пожарного насоса от вакуумного агрегата по окончании процесса водозаполнения и установлен в дополнение к вакуумному затвору 5[12]. Устройство вакуумного клапана показано на рис. 3.30. В корпусе 1 клапана на опоре скольжения установлен шток 6. Опора скольжения уплотнена манжетой 14. Перемещаясь в полости

корпуса, шток 6 открывает (закрывает) проточный канал корпуса.

Перемещение штока 6 осуществляется тягой 7. Серьга 2, закреплённая на тяге 7 соединяется с жилой троса от тягового реле вакуумного агрегата. При этом оплётка троса фиксируется втулкой 4, имеющей продольный паз для установки троса. При включении тягового реле жила троса тянет шток 6 за серьгу 2, и проточная полость вакуумного клапана открывается. При отключении тягового реле (т.е. при отключении вакуумного агрегата), шток 6 под действием пружины 9 возвращается в исходное (закрытое) положение. При таком положении штока проточная полость вакуумного клапана остаётся перекрытой, а полости центробежного пожарного насоса и шиберного насоса – разобщёнными. Для смазки трущихся поверхностей клапана предусмотрено смазочное кольцо 8, в которое при эксплуатации вакуумной системы через отверстие «А» необходимо добавлять масло.

Датчик заполнения предназначен для подачи сигналов в блок управления о завершении процесса водозаполнения. Датчик представляет собой электрод, установленный в изоляторе в верхней точке внутренней полости центробежного пожарного насоса (см. рис. 3.28). При заполнении датчика водой, изменяется электрическое сопротивление между электродом и корпусом ("массой"). Изменение сопротивления датчика фиксируется блоком управления, в котором формируется сигнал на отключение электродвигателя вакуумного агрегата. Одновременно на пульте (блоке) управления включается индикатор «Насос заполнен».

Блок (пульт) управления (см. рис. 3.31) предназначен для обеспечения работы вакуумной системы в ручном и автоматическом режимах[13].

Тумблер 1 «Питание» служит для подачи питания к цепям управления вакуумным

агрегатом и для задействования световых индикаторов о состоянии вакуумной системы. Тумблер 2 «Режим» предназначен для изменения режима работы системы – автоматического («Авт.») или ручного («Ручн.»). Кнопка 8 «Пуск» используется для включения двигателя вакуумного агрегата. Кнопка 6 «Стоп» служит для выключения двигателя вакуумного агрегата и для снятия блокировки после загорания индикатора «Не норма». Кабели 4 и 5 предназначены для соединения блока управления, соответственно, с двигателем вакуумного агрегата и датчиком заполнения. На пульте имеются следующие световые индикаторы 7, служащие для визуального контроля за состоянием вакуумной системы:

1. Индикатор "Питание" загорается при включении тумблера 1 «Питание»;

2. Вакуумирование – сигнализирует о включении вакуумного насоса при нажатии кнопки 8 «Пуск»;

3. Насос заполнен – загорается при срабатывании датчика заполнения, когда пожарный насос полностью заполнен водой;

4. Не норма – фиксирует следующие неисправности вакуумной системы:

· превышено максимальное время непрерывной работы вакуумного насоса (45…55 секунд) вследствие недостаточной герметичности всасывающей магистрали или пожарного насоса;

· плохой или отсутствующий контакт в цепи тягового реле вакуумного агрегата из-за подгорания контактов реле или обрыва проводов;

· электродвигатель вакуумного насоса перегружен вследствие засорения шиберного вакуумного насоса или других причин.

В зависимости от комбинации положения тумблеров «Питание» и «Режим» вакуумная система может находится в четырёх возможных состояниях:

1. В нерабочем состоянии тумблер «Питание» должен находиться в положении «Откл», а тумблер «Режим» - в положении «Авт». Данное положение тумблеров является единственным, при котором нажатие на кнопку «Пуск» не приводит к включению электродвигателя вакуумного агрегата. Индикация отключена.

2. В автоматическом режиме (основной режим) тумблер «Питание» должен находится в положении «Вкл», а тумблер «Режим» - в положении «Авт». При этом электродвигатель включается кратковременным нажатием кнопки «Пуск». Отключение производится либо автоматически (при срабатывании датчика заполнения или одного из видов защиты электропривода), либо принудительно – нажатием кнопки «Стоп». Индикация включена и отражает состояние вакуумной системы.

3. В ручном режиме тумблер «Питание» должен находиться в положении «Вкл», а тумблер «Режим» - в положении «Ручн». Двигатель включается нажатием кнопки «Пуск» и работает до тех пор, пока кнопка «Пуск» удерживается в нажатом состоянии. В данном режиме электронная защита привода отключена, а показания световых индикаторов только визуально отражают лишь процесс водозаполнения. Ручной режим предназначен для возможности работы в случае сбоев в системе автоматики, при ложных срабатываниях блокировок. Контроль момента окончания процесса водозаполнения и отключения двигателя вакуумного насоса в ручном режиме осуществляется визуально по индикатору «Насос заполнен».

4. Для обеспечения выполнения боевой задачи на пожаре в случае отказа электронного блока, когда в автоматическом режиме система не работает, а в ручном режиме световые индикаторы не отражают реально происходящих процессов, существует аварийный режим, при котором тумблер «Питание» необходимо выключить, а тумблер «Режим» перевести в положение «Ручн». При этом режиме электродвигатель управляется так же, как и в ручном режиме, но индикация при этом отключена, и контроль момента окончания процесса водозаполнения и отключения двигателя вакуумного насоса осуществляется по факту появления воды из выхлопного патрубка. Систематическая работа в этом режиме недопустима, т.к. может привести к серьезным поломкам элементов вакуумной системы. Поэтому сразу же по возвращению в пожарную часть следует выявить и устранить причину неисправности блока управления.

Воздуховоды 3 и 10 (см. рис. 3.28) предназначены соответственно для соединения полости центробежного пожарного насоса с вакуумным агрегатом и для направления выхлопа из вакуумного агрегата.

Техническая характеристика АВС-01Э

Номинальное напряжение питания: 12 Вольт.

Потребляемый ток: 130…180 Ампер.

Максимальное разрежение, создаваемое вакуумным насосом: не менее 0,8

кгс/см²

Время водозаполнения с высоты 3,5 м (не более):

- 10 сек при заборе воды через один всасывающий рукав Ø125 мм, L=4 м;

- 20 сек при заборе воды через два всасывающих рукава Ø125 мм, L=4 м;

Время водозаполнения с высоты 7,5 м (не более):

- 30 сек при заборе воды через два всасывающих рукав Ø125 мм, L=4 м;

- 40 сек при заборе воды через три всасывающих рукав Ø125 мм, L=4 м.

Время непрерывной работы: не более 60 сек.

Расход масла за цикл водозаполнения: 5 мл.

Габаритные размеры вакуумного агрегата: 400×220×220 мм.

Габаритные размеры блока управления: 185×130×90 мм.

Общая масса вакуумной системы: 25 кг.

ЭКСПЛУАТАЦИЯ ВАКУУМНОЙ СИСТЕМЫ С ШИБЕРНЫМ НАСОСОМ

Порядок работы вакуумной системы:

1. Проверка пожарного насоса на герметичность («сухой вакуум»):

а) подготовить пожарный насос к проверке: установить на всасывающий патрубок заглушку, закрыть все краны и вентили;

б) открыть вакуумный затвор;

в) включить тумблер «Питание» на блоке (пульте) управления;

г) запустить вакуумный насос: в автоматическом режиме запуск производится кратковременным нажатием кнопки «Пуск», в ручном режиме – кнопку «Пуск» нужно нажать и удерживать в нажатом положении;

д) произвести вакуумирование пожарного насоса до уровня разряжения – 0,8 кгс/см² (при нормальном состоянии вакуумного насоса, пожарного насоса и его коммуникаций эта операция занимает не более 10 сек);

е) остановить вакуумный насос: в автоматическом режиме останов производится принудительно – нажатием кнопки «Стоп», в ручном режиме – нужно отпустить кнопку «Пуск»;

ж) закрыть вакуумный затвор и при помощи секундомера проверить скорость падения разрежения в полости пожарного насоса;

з) выключить тумблер «Питание» на блоке (пульте) управления, а тумблер «Режим» установить в положение «Авт».

2. Забор воды в автоматическом режиме:

а) подготовить пожарный насос к забору воды: закрыть все вентили и краны пожарного насоса и его коммуникаций, присоединить всасывающие рукава с сеткой и погрузить конец всасывающей линии в водоем;

б) открыть вакуумный затвор;

в) установить тумблер «Режим» в положение «Авт» и включить тумблер «Питание»;

г) запустить вакуумный насос – нажать и отпустить кнопку «Пуск»: при этом одновременно с включением привода вакуумного агрегата загорается индикатор «Вакуумирование»;

д) после окончания водозаполнения привод вакуумного агрегата отключается автоматически: при этом загорается индикатор «Насос заполнен» и гаснет индикатор «Вакуумирование». В случае негерметичности пожарного насоса через 45…55 секунд должно произойти автоматическое отключение привода вакуумного насоса и загореться индикатор «Не норма», после чего необходимо нажать кнопку «Стоп»;

е) закрыть вакуумный затвор и начать работу с пожарным насосом в соответствии с инструкцией по его эксплуатации;

ж) выключить тумблер «Питание» на блоке (пульте) управления.

В случае срыва напора необходимо остановить пожарный насос и повторить операции «в» – «е».

В результате отказа работоспособности датчика заполнения (это может произойти, например, при обрыве провода) автоматическое отключение вакуумного насоса не срабатывает, и индикатор «Насос заполнен» не загорается. Данная ситуация является критической, т.к. после заполнения пожарного насоса вакуумный насос не отключается и начинает «захлебываться» водой. Такой режим сразу же обнаруживается по характерному звуку, вызванному выбросом воды из выхлопного патрубка. В этом случае рекомендуется, не дожидаясь срабатывания защиты, закрыть вакуумный затвор и отключить вакуумный насос принудительно (кнопкой «Стоп»), а по окончании работы обнаружить и устранить неисправность.

3. Забор воды в ручном режиме:

а) подготовить пожарный насос к забору воды: закрыть все вентили и краны пожарного насоса и его коммуникаций, присоединить всасывающие рукава с сеткой и погрузить конец всасывающей линии в водоем;

б) открыть вакуумный затвор;

в) установить тумблер «Режим» в положение «Ручн» и включить тумблер «Питание»;

г) запустить вакуумный насос – нажать кнопку «Пуск» и удерживать ее в нажатом положении до тех пор, пока не загорится индикатор «Насос заполнен»;

д) после окончания водозаполнения (как только загорится индикатор «Насос заполнен») остановить вакуумный насос – отпустить кнопку «Пуск»;

е) закрыть вакуумный затвор и начать работу с пожарным насосом в соответствии с инструкцией по его эксплуатации;

ж) выключить тумблер «Питание» на блоке (пульте) управления, а тумблер «Режим» установить в положение «Авт».

В случае срыва напора необходимо остановить пожарный насос и повторить операции «в» – «е».

4. Особенности работы в зимнее время:

а) После каждого использования насосной установки необходимо продуть воздухопроводы вакуумного насоса, даже в тех случаях, когда подача воды пожарным насосом производилась из цистерны или гидранта (вода может попадать в вакуумный насос, например, через неплотно закрытый или неисправный вакуумный затвор). Продувку следует производить путем кратковременного (на 3÷5 сек.) включения вакуумного насоса. При этом с всасывающего патрубка пожарного насоса необходимо снять заглушку и открыть вакуумный затвор.

б) Перед началом работы следует проверять вакуумный клапан на отсутствие примерзания его подвижной части. Для проверки необходимо убедиться в подвижности его штока, потянув за серьгу 2 (см. рис. 3.30), к которой присоединена жила троса. При отсутствии примерзания серьга вместе со штоком вакуумного клапана и жилой троса должна перемещаться от усилия примерно 3÷5 кгс.

в) Для заправки масляного бачка вакуумного насоса применять зимние марки моторных масел (с пониженной вязкостью).

Для обеспечения постоянной технической готовности вакуумной системы предусматриваются следующие виды технического обслуживания: ежедневное техническое обслуживание (ЕТО) и первое техническое обслуживание (ТО-1). Перечень работ и технические требования для проведения указанных видов технического обслуживания приведены в табл.3.5.

Таблица 3.5

Перечень работ при проведении технических обслуживаний

вакуумной системы АВС-01Э.

При эксплуатации вакуумной системы возможны неисправности, представленные в табл. 3.6.

Таблица 3.6

Возможные неисправности вакуумной системы АВС-01Э

и методы их устранения