3.5. Насосы центробежные пожарные (нцп)

Пожарные насосы серии ПН обладают хорошими техническими возможностями. Но, к сожалению, подача ими воды по высоте струй ограничивалась 30 м. Появилась необходимость создавать пожарные насосы с величинами напоров более 100 м. На насосах необходимо ежедневно проверять работоспособность вакуумных систем. Это связано со значительными расходами топлива и моторесурса двигателей.

Вакуумные струйные насосы характеризуются невысокой надежностью. Это и ряд других причин (например, ограничение расхода пенообразователя) потребовало создания более совершенных пожарных насосов.

Промышленностью была создана серия пожарных центробежных насосов с различными техническими возможностями. Для пожарных автоцистерн и автонасосов стали производить насосы четырех типов в исполнениях нормального (Н) давления, высокого (В) давления и комбинированных (К). Насосы центробежные пожарные (НЦП) обозначаются НЦПН, НЦПВ и НЦПК, соответственно.

Насос НЦПН и первая ступень (нормального давления) насоса НЦПК идентичны. Различие только в том, что на ступени нормального давления насоса НЦПК имеется муфта включения второй ступени. Поэтому изложение устройства начнется с комбинированного насоса.

3.5.1. Насосы центробежные пожарные комбинированные (нцпк)

Насосы этого класса состоят из двух ступеней: нормального и высокого давления. Ступень нормального давления по конструкции и техническим характеристикам идентична конструкции центробежного пожарного насоса нормального давления (НЦПН-40/100).

Насос имеет несколько конструктивных исполнений. Они различаются по составу и, следовательно, по функциональным возможностям.

Обозначение насоса: НЦПК-40/100-4/400.

Подача и соответствующий ему напор ступени нормального давления 40 л/с и 100 м, соответственно. В ступени высокого давления – 4 л/с и 400 м. Максимальная глубина всасывания 7,5 м. Указанные выше параметры получены при глубине всасывания 3,5 м и частоте вращения вала насоса 2 700 об/мин.

В серийном исполнении насос имеет еще и буквенные индексы. Так, буква Т указывает, что в насосе имеется встроенный тахометр, показывающий частоту вращения приводного насоса. Буква В указывает на наличие в насосе встроенной вакуумной системы. При этом установлены следующие различия насосов.

В случае обозначения 1В указывается, что насос имеет встроенную вакуумную систему с полуавтоматическим управлением привода вакуумного насоса с возможностью работы в разном режиме управления вакуумным насосом с защитой электропривода от нештатных ситуаций.

Обозначение 2В характеризует, что насос оборудован вакуумной системой с электроприводом только с ручным управлением.

Обозначение 3В указывает, что насос оборудован автоматической системой забора воды вакуумным насосом с приводом от вала центробежного насоса.

Ступень нормального давления. Продольный разрез этой ступени представлен на рис. 3.20. Конструкция этой ступени принципиально идентична конструкции насоса ПН-40УВ (см. рис. 3.11). Однако имеется ряд отличий. Так, на валу насоса вместо стакана с манжетами установлено уплотнение торцового типа, показанное на рис. 3.21.

Дренажное отверстие

б

В

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

13

14

12

9

8

7

6

а

5

4

3

2

1

2

10

11

10

Рис. 3.20. Ступень нормального давления:

1 – полумуфта; 2 – втулка упорная; 3 – подшипник; 4 – прокладки регулировочные;

5 – муфта фрикционная; 6 – гайка регулировочная; 7 – болт стопорный; 8 – вилка;

9 – подшипник; 10–12 – крышки насоса; 13 – колесо рабочее; 14 – кран сливной;

15 – блок уплотнительный; 16 – пробка сливная; 17 – втулка нажимная;

18 – корпус насоса; 19 – кольцо упорное; 20 – кольцо прижимное; 21 – прокладка;

22 – червяк; 23 – корпус задней опоры; 24 – манжета;

В – штифт; а – рычаг; б – муфта

Рис. 3.21. Блок уплотнительный:

1 – кольцо уплотнительное; 2 – втулка упорная;

3, 4, 6 – кольцо уплотнительное;

5 – манжета; 7 – стакан; 8 – пружина

В специальном держателе закреплено уплотнительное кольцо 1, выполненное из силицированного графита. Пружиной 8 в стакане 7 оно прижимается ко второму кольцу из этого же материала, закрепленному на колесе насоса. Их контакт торцами обеспечивает требуемую герметизацию насоса. Манжета 5 служит для предотвращения поступления воды в корпус насоса (поз. 15 рис. 3.20).

Наиболее важным в рассматриваемой конструкции (см. рис. 3.20) является привод ступени вала насоса высокого давления. Он обеспечивается фрикционной муфтой 5б. Ведущие диски фрикционной муфты размещены на ее ведущей части б, которая шпонкой зафиксирована на валу насоса. Ведомые фрикционные диски размещаются в верхней части ведомой муфты 5. Она установлена на двух подшипниках качения на валу насоса. На левой части этой муфты нарезано зубчатое колесо.

При разобщенных ведущих и ведомых фрикционных дисках зубчатое колесо на муфте 5 при вращении вала насоса будет неподвижным.

На валу насоса в осевом направлении вилкой 8 перемещается нажимная втулка 17. При ее включении (перемещение влево направляется штифтом В в пазу вала насоса) скосом ее внутренней поверхности будет поворачиваться большое плечо рычага а и сжимать фрикционные диски.

При этом зубчатое колесо муфты 5 приведет во вращение вал ступени насоса высокого давления. Включение ступени высокого давления осуществляется вилкой 8, указанной на рис. 3.20.

Ступень высокого давления. Продольный ее разрез представлен на рис. 3.22. В корпусной детали 5 на подшипниках 1 серии 308 установлен полый вал-шестерня 4. Концевой подшипник 1 вмонтирован в специальный корпус 3. В осевом направлении он фиксируется крышкой 35, отделяющей внутреннюю полость вала-шестерни 4 от внутренней полости корпуса насоса 5.

А–А

1

2

3

4

5

1

6

8

9

7

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

25

24

29

26

27

28

30

8

31

32

33

34

35

38

36

37

А

А

4 отв. М4

3 отв. М8

23

22

Рис. 3.22. Ступень высокого давления:

1 – подшипник; 3 – корпус подшипника; 4 – вал-шестерня; 5 – корпус насоса; 6 – шайба упорная; 7 – винт фиксирующий;

9 – кольцо щелевого уплотнения; 10 – шайба; 11 – гайка корончатая; 12 – шплинт; 13 – втулка с калиброванным отверстием;

14 – втулка; 15 – корпус насоса; 16 – проставочное кольцо; 17 – аппарат направляющий; 18 – колесо рабочее с лопатками,

закрученными направо (если смотреть со стороны входа в колесо); 19 – аппарат направляющий; 20 – колесо рабочее с лопатками, закрученными налево; 22 – штуцер подвода охлаждающей жидкости; 23 – штуцер отвода охлаждающей жидкости;

24 – трубка; 25 – кольцо уплотнительное; 26 – блок уплотнительный; 27 – кольцо регулировочное; 28 – колесо зубчатое;

2

9 – подшипник; 30 – ось; 32 – прокладка регулировочная; 34, 35 – крышка; 36, 37 – кран сливной;

75

38 – пробка

Кольца уплотнительные по ГОСТ 18829–73: 2 – 095-100-30; 8 – 024-028-25; 21 – 200-210-46; 31 – 018-021-19; 33 – 072-078-25

Ступень насоса высокого давления состоит из двух рабочих колес. Оба колеса одинаковых размеров. Изоляция колес от корпуса насоса осуществлена щелевыми уплотнениями 9 (как в насосе ПН-40УВ), уплотнительный блок 26 торцового типа (как в ступени нормального давления, см. поз. 15 на рис. 3.20).

У щелевого уплотнения корпусной части 15 установлено проставочное колесо 16. Им обеспечивается изменение направления потока воды из щелевого уплотнения во всасывающую полость рабочего колеса 18. Ступень насоса высокого давления представляет собой центробежный двухступенчатый насос консольного типа со встречно расположенными рабочими колесами.

Рабочие колеса 20 и 18 установлены задними дисками друг к другу. Этим осуществляется разгрузка подшипников от осевых усилий. В конструкции ступени высокого давления предусмотрено уменьшение влияния на вал действующих моментов. Это обеспечивается тем, что закручивание лопаток рабочих колес 18 и 20 происходит в противоположных направлениях. Так, если смотреть на колесо 18 со стороны входа жидкости, то его лопатки закручены направо, а в колесе 20 – налево.

В корпусной детали 5 установлено промежуточное зубчатое колесо 28, обеспечивающее передачу мощности от вала ступени нормального давления на вал 4 секции высокого давления. Передаточное отношение рассматриваемого редуктора равно 2,33. Следовательно, при частоте вращения вала ступени нормального давления, равной 2 700 об/мин, вал ступени высокого давления будет вращаться с частотой более 6 000 об/мин.

При такой частоте вращения подшипники качения сильно нагреваются, что сокращает установленный для них ресурс работы. Поэтому в конструкции ступени высокого давления предусмотрено охлаждение подшипников и вала. Оно осуществляется двумя способами, образуя два контура охлаждения.

По первому контуру вода из напорной части у рабочего колеса 20, поступая во всасывающую полость рабочего колеса 18, под большим напором через калиброванное отверстие втулки 13 будет протекать внутрь трубки 24, закрепленной на валу 4. Выходя из кольца трубки 24, она будет перетекать между внутренней полостью вала 4 и наружной поверхностью трубки 24 и далее по отверстию во всасывающую полость рабочего колеса 20. Этим обеспечивается охлаждение вала 4 и подшипников 1.

По второму контуру вода будет поступать из напорного коллектора ступени нормального давления в камеру охлаждения ступени высокого давления, а потом отводиться во всасывающую полость ступени нормального давления.

Ступени нормального и высокого давления объединены в один общий агрегат – насос центробежный пожарный комбинированного тушения – НЦПК-40/100-4/400-В1-Т.

Общее устройство насоса. В конструкции насоса применяется ряд элементов, раньше не использовавшихся в насосах. Поэтому следует описать их назначение и устройство.

П адающий клапан тарельчатого типа устанавливается в коллекторе на входе в него воды из ступени нормального давления. На рассматриваемом насосе отсутствуют напорные задвижки. Поэтому обратный клапан предназначен для предотвращения обратного тока воды при остановке насоса, когда рукава проложены в верхние этажи зданий, а также для герметизации полости насоса при работе вакуумной системы. В некоторых насосах с его помощью осуществляется индикация подачи воды.

Устройство клапана показано на рис. 3.23.