Насосы центробежные пожарные высокого давления
В настоящее время для более эффективного тушения пожаров всё более широко используются пожарные насосы высокого давления. К пожарным насосам высокого давления относятся насосы, способные подавать воду или водные растворы под напором более 200 метров.
Создание повышенных напоров в центробежных пожарных насосах высокого давления достигается, как правило, в поэтапном (ступенчатом) создании напора рабочими колёсами. При этом рабочая жидкость (вода) из напорной полости первой ступени, пройдя направляющий аппарат, подаётся уже под напором во всасывающую полость второй ступени, где рабочим колесом второй ступени происходит создание повышенного напора, и т.д. в зависимости от числа ступеней.
https://www.youtube.com/watch?v=g-ludwFGDaY
Агрегат мотонасосный пожарный высокого давления МНПВ-90/300 (далее по тексту – «мотонасос») предназначен для подачи воды и водных растворов пено-образователей с температурой 30 0С с водородным показател (РН) от 7 до 10 плотностью до 1010 кг/м3 и массовой концентрацией твердых частиц до 0,5 %, при их максимальном размере 3 мм.
Мотонасос применяется для комплектации пожарно-спасательных автомобилей, пожарных автомобилей первой помощи, прицепных и переносных пожарных мотопомп высокого давления и других установок, используемых при тушении пожаров.
Работа мотонасоса на морской воде не предусматривается. Мотонасос МНПВ-90/300 установлен на автомобиле первой помощи лёгкого класса АПП-0,5-5(2705)мод.008ПВ СПЧ-5.
Таблица № 9
ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ МНПВ-90/300
| Наименование параметров | Значение |
| Центробежный насос | |
| Номинальная подача насоса | 90 л/мин |
| Напор насоса в номинальном режиме (при номинальных значениях подачи и частоты вращения) | не менее 300 м.вод.ст. |
| Максимальное рабочее давление на входе в насос | 6 кг/см2 |
| Наибольшая геометрическая высота всасывания | 3,5 м |
| Подача насоса при работе с максимальной геометрической высоты всасывания и номинальном напоре | не менее 90 л/мин |
| Количество и условный проход присоединительных патрубков: – всасывающего – напорных | 1 х Dу 80 мм 1 х Dу 20 мм |
| Вакуумная система водозаполнения | |
| Тип вакуумного насоса | встроенный, шиберного типа, с электроприводом, с ручным управлением |
| Максимальное разрежение, создаваемое вакуумным насосом в полости центробежного насоса | не менее 0,8 кг/см2 |
| Время заполнения насоса с наибольшей геометрической высоты всасывания | не более 20 сек. |
| Система дозирования пенообразователя | |
| Тип системы | ручная |
| Уровень дозирования пенообразователя, % | 3,0 ± 0,6 %; 6,0 ± 1,2 % 12 ± 2,4 % |
| Приводной двигатель | |
| Марка двигателя | GX670-TXF4 “Хонда” (Япония) |
| Тип двигателя | карбюраторный, V-образный, 4‑тактный с центробежным ограничителем оборотов |
| Максимальная мощность при n = 3600 об/мин. | 17,6 кВт (25 л.с.) |
| Вид топлива | бензин АИ-92 |
| Расход бензина на номинальном режиме работы насоса | 8,0 л/час |
| Система зажигания | транзисторное магнето |
| Свечи зажигания | ZGR5A (NGK), J16CR-U (DENSO) |
| Система охлаждения | принудительный обдув воздухом встроенным вентилятором |
| Система запуска | электростартер |
| Напряжение питания электростартера | 12В постоянного тока |
| Наименование параметров | Значение |
| Система смазки двигателя | картерная с принудительной циркуляцией масла |
| Марка масла для смазки двигателя | моторное, минеральное (класс SG или SF по API) вязкостью SAE 10W-30 |
| Объём заливаемого масла в картер двигателя | 1,9 л. |
| Мотонасос | |
| Источник электроэнергии для запуска двигателя и работы вакуумной системы водозаполнения | аккумуляторная батарея емкостью 45 А·ч напряжением 12 В |
| Уровень шума в зоне оператора при работе на номинальном режиме | не более 90 дБ(А) |
| Габаритные размеры мотонасоса, не более | |
| – длина | 600 мм |
| – ширина | 800 мм |
| – высота | 600 мм |
| Масса, не более: – сухая – снаряженная | 130 кг 132 кг |
Мотонасос представляет собой пожарный насос с приводом от двигателя внутреннего сгорания. Общий вид, основные составные части мотонасоса и органы управления показаны на рис. 20, 21, 22.
Рис. 20, 21, 22. Агрегат мотонасосный пожарный высокого давления МНПВ-90/300.
1 – напорный коллектор; 2 – масляный бачок; 3 – манометр МТП-1М-60 кгс/см2 на выходе; 4 – пеносмеситель; 5 – кнопка включения вакуумного насоса; 6 – счётчик времени наработки;
7 – световой индикатор разряда АКБ; 8 – топливный фильтр; 9 – рукоятка управления дроссельной заслонкой карбюратора (управления “газом”); 10 – рукоятка управления воздушной заслонкой карбюратора (управления “подсосом”);
11 – двигатель; 12 – замок зажигания; 13 – пробка слива масла; 14– рама; 15 – амортизатор; 16– кран сливной; 17 – рукоятка управления сливными кранами;
18 – насос центробежный; 19– мановакуумметр МВТП-1М 5 кгс/см2 на входе; 20 – клапан перепускной; 21– кран эжектора; 22 – рукоятка дозатора; 23 – рукоятка выключения фрикционной муфты;
24 – глушитель; 25 – масляный рукав; 26– коллектор выпускной; 27 – пробка для заливки масла; 28 – вакуумный агрегат; 29– патрубок подвода пенообразователя;
30 – патрубок для присоединения рукавной катушки; 31 – напорный кран; 32 – штуцер для соединения с емкостью автомобиля; 33 – вакуумный кран; 34 – всасывающий рукав вакуумного агрегата;
35 – сливной кран; 36 – выхлопной рукав вакуумного агрегата; 37 – редуктор; 38 – пробка слива масла из редуктора; 39 – аккумуляторная батарея; 40 – щуп для контроля уровня масла в редукторе;
Пожарный насос состоит из центробежного насоса 18 (рис. 20), напорного коллектора 1, системы дозирования и подачи пенообразователя, системы водозаполнения.
Рис. 23. Насос центробежный.
1 ‑ корпус насоса; 2– крышка задняя; 3 – подшипник 107 ГОСТ 8338; 4 – колесо цилиндрическое косозубое; 5 – манжета 1-40х60-3 ГОСТ 8752-79; 6 – корпус задней опоры;
7 – штуцер для слива утечек из блока уплотнительного; 8 – блок уплотнитель-ный; 9, 10, 13, 15 – направляющий аппарат; 11, 14 – колесо рабочее; 12 – опора скольжения; 16 – передняя опора;
Центробежный насос (рис. 23) представляет собой центробежный четырёх-ступенчатый насос со встречно расположенными рабочими колесами 11, 14, осевым подводом первой ступени и отводящими устройствами лопаточного типа (направляющими аппаратами) 9, 10, 13, 15.
Центробежный насос состоит из цилиндрического корпуса 1, закрытого с торцов крышками 2, 16, четырёх направляющих аппаратов 9, 10, 13, 15 и четырёх рабочих колёс 11, 14, расположенных на валу 18.
В корпусе 1 насоса выполнены переводные каналы, соединяющие отводящие каналы направляющего аппарата 13 второй ступени с подводящими каналами третьей ступени, расположенными в крышке 2. В крышке 16 насоса установлена защитная сетка 19.
Рабочие колёса 11, 14 выполнены с полуоткрытыми цилиндрическими лопатками – без переднего покрывающего диска. Колёса 14 отличаются от колёс 11 только направлением лопаток. Зазор между торцами лопаток рабочих колёс 11, 14 и дисками 21 или крышкой 16 величиной (0,3…0,4) мм (без учёта осевого люфта в подшипниках) обеспечивается подбором регулировочных прокладок 20.
Вал 18 насоса установлен на двух опорах. В качестве одной опоры использованы два однорядных радиальных шарикоподшипника 3, закрепленных в корпусе 6 и ограничивающих осевое перемещение вала 18. В качестве второй опоры вала 18 использован подшипник скольжения 12, состоящий из двух втулок, выполненных из износостойкого материала, обладающего низким коэффициентом трения в воде (силицированный графит СГП).
Межступенные уплотнения – щелевого типа.
Уплотнение вала 18 обеспечивается сальниковым уплотнением, состоящим из набора уплотнительных колец (рис. 24), поджимаемых в осевом направлении нажимным кольцом 5.
Для слива утечек воды через сальниковое уплотнение в крышке 2 имеется штуцер 7.
Рис. 24. Блок уплотнительный.
1 – уплотнительные кольца из набивки; 2 – кольцо нажимное; 3 – болт; 4 – вал насоса; 5 – кольцо уплотнительное 085-090-30-2-2 ГОСТ 18829-73; 6 – корпус уплотнительного блока; 7 – кольцо уплотнительное 075-080-30-2-2 ГОСТ 18829-73; 8 – проволока контровочная.
Переводные каналы направляющего аппарата 10 четвёртой ступени заканчиваются кольцевой камерой, образованной направляющими аппаратами 10, 13, и соединяющейся с выходным патрубком на корпусе 1 насоса.
Для слива воды из полостей насоса в нижней части его корпуса установлены два шаровых крана 16 (рис. 22). Оба крана объединены тягой и управляются одной рукояткой 17 (рис. 22).
Напорный коллектор 1 (рис. 20) крепится к выходному патрубку насоса. На напорном коллекторе установлены перепускной клапан 20, напорный шаровый кран 31 , вакуумный кран 33.
Перепускной клапан 20 (рис. 20) обеспечивает обмен воды в насосе при отсутствии подачи, предотвращая перегрев насоса и резкое изменение нагрузки на двигатель.
Перепускной клапан (рис. 25) состоит из корпуса 2 и установленных в нём на оси 3 заслонки 11 и клапана 10. Поджатие клапана 10 к втулке 13 обеспечивается прижимной пружиной 9. При отсутствии напора воды заслонка 11 перекрывает отверстие в корпусе напорного коллектора насоса 12 и удерживается в таком положении возвратной пружиной 1.
При наличии подачи заслонка 11 потоком воды, проходящей по напорному коллектору, поворачивается с осью 3, преодолевая момент, создаваемый возвратной пружиной 1. Клапан 10 поджимается пружиной 9 к торцу втулки 13, исключая переток воды из коллектора.
При отсутствии напора заслонка 11 под действием пружины 1 возвращается в исходное положение. При этом специальный выступ на оси 3 приподнимает клапан 10, открывая отверстие во втулке 13. Вода из напорного коллектора через отверстия во втулке 13 и штуцере 18, приоткрыв клапан 17, через штуцер 14 сливается в цистерну пожарного автомобиля.
Для слива воды, оставшейся над клапаном, предназначен сливной кран 6.
Рис. 25. Клапан перепускной.
1 – возвратная пружина; 2– корпус перепускного клапана; 3 – ось заслонки; 4 – вакуумный кран; 5 – патрубок для присоединения всасывающего рукава вакуумного насоса; 6 – сливной кран;
8 – фланец; 9 – пружина; 10 – клапан; 11 – заслонка; 12 – корпус коллектора; 13 – втулка; 14 – штуцер; 16 – пружина; 17 – клапан; 18 – штуцер; кольца уплотнительные по ГОСТ 18829: 7 – 016-020‑25‑2-2; 15 – 013‑016‑19‑2‑2.
Напорный 31 (рис. 22) и вакуумный 33 кран шарового типа. Для всех шаровых кранов в закрытом положении рукоятка крана расположена поперёк оси крана, в открытом положении – вдоль оси крана. Открытие крана обеспечивается поворотом его рукоятки на 90° против часовой стрелки, закрытие – по часовой стрелке.
Система дозирования предназначена для обеспечения требуемой концентрации водного раствора пенообразователя за счёт его дозированной подачи во всасывающую полость центробежного насоса.
https://www.youtube.com/watch?v=PkLarYLmdRA
Система дозирования состоит из пеносмесителя 3 (рис. 20) и патрубка подвода пенообразователя 29 с обратным клапаном.
Пеносмеситель (рис. 26) представляет собой водоструйный эжекторный насос (эжектор), совмещенный с дозатором.
Пеносмеситель состоит из корпуса эжектора 6, сопла 8, пробкового крана включения эжектора (состоящего из корпуса 1, пробки 2 и рукоятки 3), дозатора (состоящего из пробки 7, рукоятки 5, шкалы 4 и стрелки 9).
Питание эжектора осуществляется из напорного коллектора насоса через кран включения эжектора. Сопловой (входной) конец корпуса 6 эжектора крепится к корпусу 1 крана включения эжектора, а диффузорный (выходной) конец эжектора вставляется в крышку 16 (рис. 23) насоса.
Рукоятка 3 (рис. 26) крана включения эжектора имеет два положения “З” и “О” на корпусе 1 крана, обозначающие, соответственно, закрытое и открытое положения.
Шкала 4 дозатора (рис. 26) имеет четыре риски: “0”, “3%”, “6%” и “12%”, соответствующие уровню концентрации водного раствора пенообразователя. При установке стрелки 9 в указанные положения изменяется проходное сечение пробки 7 дозатора и, соответственно, – подача пенообразователя. В положении рукоятки “0” дозатор закрыт, подача пенообразователя отсутствует.
Рис. 26. Пеносмеситель.
1 – корпус крана; 2 – пробка; 3 – рукоятка; 4 – шкала; 5 – рукоятка дозатора; 6 – корпус эжектора; 7 – пробка дозатора; 8 – сопло; 9 – указатель положения дозатора.
Узел подачи пенообразователя показан на рис. 27. Между патрубком 1 и корпусом 3 установлен обратный клапан 2 лепесткового типа, предназначенный для предотвращения попадания воды в пенобак, когда при работе от гидранта закрывают кран эжектора или останавливают насос, не закрыв предварительно кран подачи пенообразователя из пенобака в насос.
Система водозаполнения пожарного насоса.
Вакуумная система водозаполнения предназначена для заполнения пожарного насоса водой при работе из открытого водоисточника (водоёма). В её состав входят следующие элементы: вакуумный агрегат 28 (рис. 22), вакуумный кран 33, кнопка включения привода 5, соединительные кабели и воздухопроводы (рукава).
Вакуумный агрегат предназначен для создания необходимого при водозаполнении разрежения в полости пожарного насоса и всасывающих рукавов. Вакуумный агрегат представляет собой вакуумный насос шиберного типа с электро-приводом. Устройство вакуумного агрегата показано на рис. 28.
Рис. 28. Вакуумный агрегат.
1 – крышка; 2 –корпус; 3 –жиклер; 4 –крышка; 5 –амортизатор; 6 –якорь тягового реле; 7 –тяговое реле;
8 –контакт “2”; 9 –контакт “1”; 10 –втулка; 11 –электро-двигатель; 12 –якорь электродвигателя; 13 –центрирующая втулка;
14 –шпонка; 15 –кронштейн; 16 –манжета 1-22-35 ГОСТ 8752; 17 –подшипник 203 ГОСТ 8378; 18 –крышка; 19 –патрубок всасывающий;
Вакуумный насос работает следующим образом. При вращении ротора 22 лопатки 23 под действием центробежных сил прижимаются к гильзе 24 и образуют, таким образом, замкнутые рабочие полости. Рабочие полости за счёт вращения ротора, происходящего против часовой стрелки (см. сечение А-А), перемещаются от всасываю-щего окна, сообщающегося с входным патрубком 19, к выхлопному окну, сообщаю-щемуся с выходным патрубком 20.
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. Засасывание воздуха из всасывающего окна в рабочие полости происходит за счёт изменения (увеличения) объема полостей при прохождении их в зоне всасывающего окна. Изменение объёма рабочих полостей обеспечивается наличием эксцентриситета между ротором и гильзой.
Смазка трущихся поверхностей вакуумного насоса осуществляется маслом, которое подаётся в его всасывающую полость из масляного бачка 4 (рис. 22) за счёт разрежения, создаваемого самим вакуумным насосом во входном патрубке. Заданный расход масла обеспечивается калиброванным отверстием в жиклере 3 (рис. 28).
Привод вакуумного насоса обеспечивается электродвигателем 11, рассчитанным на напряжение 12 В постоянного тока. Ротор двигателя одним своим концом опирается на втулку 10, а второй конец через центрирующую втулку 13 опирается на подшипник вакуумного насоса (поэтому включение электродвигателя после отстыковки его от вакуумного насоса не допускается).
Вакуумный кран 33 (рис. 22) предназначен для перекрытия вакуумной магистрали в конце процесса водозаполнения и представляет собой шаровой кран.
Включение и отключение привода вакуумного агрегата обеспечивается кнопкой 5 (рис. 20) на панели управления. Привод вакуумного агрегата работает до тех пор пока кнопка находится в нажатом состоянии.
Насосы центробежные пожарные комбинированные
Комбинированные пожарные насосы, состоящие из последовательно соединён-ных насосов нормального и высокого давления, объединённых общим приводом, отличаются своей универсальностью. Они способны подавать огнетушащую жидкость под нормальным и высоким давлениями одновременно.
Принцип создания повышенных напоров в таких насосах аналогичен пожарным насосам высокого давления: огнетушащая жидкость из напорной полости насоса (ступени) нормального давления уже под напором поступает во всасывающую полость насоса (ступени) высокого давления, где рабочим колесом (рабочими колёсами) и создаётся повышенный напор.
В последнее время основные пожарные автомобили отечественного производства начали комплектоваться центробежным пожарным комбинированным насосом НЦПК-40/100-4/400 (рис. 11) производства ЗАО «УСПТК-Пожгидравлика» (г. Миасс).
Рис. 11. Внешний вид центробежного пожарного комбинированного насоса
НЦПК-40/100-4/400.
Насос НЦПК-40/100-4/400 предназначен для подачи воды и водных растворов пенообразователей температурой до 30 0С, плотностью до 1010 кг/м3 и массовой концентрацией твёрдых частиц до 0,5 % при их максимальном размере 3 мм.
Насос устанавливается в закрытых отсеках пожарных автомобилей, в которых во время работы обеспечивается положительная температура воздуха, и обеспечивает подачу воды (водных растворов пенообразователя) от цистерны пожарного автомобиля, пожарного гидранта водопроводной сети или открытого водоисточника в трёх режимах:
- подача огнетушащей жидкости насосом нормального давления при отключённом насосе высокого давления;
- подача огнетушащей жидкости насосом высокого давления на один или два ствола-распылителя высокого давления СРВД-2/300 при нулевой подаче насоса нормального давления;
- одновременная подача огнетушащей жидкости насосами нормального и высокого давления.
Пожарный насос НЦПК-40/100-4/400 (рис. 12) представляет собой агрегат, состоящий из ступени (насоса) нормального давления 14, ступени (насоса) высокого давления 17 с приводным редуктором и механизмом включения, напорного коллектора нормального давления 2, напорного коллектора высокого давления 22, полуавтоматической вакуумной системы водозаполнения (см. выше), пеносмесителя 6 и контрольно-измерительных приборов.
Рис. 12. Насос центробежный пожарный комбинированный НЦПК-40/100-4/400.
1 – напорный вентиль нормального давления; 2 – коллектор нормального давления; 3 – панель управления; 4 – рукоятка включения эжектора пеносмесителя; 5 – указатель тахометра; 6 – пеносмеситель; 7 – рукоятка дозатора пеносмесителя; 8 – счетчик моточасов;
9 – дозатор пеносмесителя; 10 – напорный вентиль подачи воды в цистерну; 11 – патрубок подвода пенообразователя; 12 – манометр нормального давления; 13 – рукоятка включения привода высокого давления; 14 – ступень нормального давления; 15 – сливной кран ступени нормального давления;
16 – рукоятка управления сливными кранами ступени высокого давления; 17 – ступень высокого давления; 18 – манометр высокого давления; 19 – мановакууметр; 20 – проушина для переноски насоса; 21 – клапан перепускной; 22 – коллектор высокого давления; 23 – кран высокого давления;
24 – патрубок всасывающий; 25 – вакуумный кран; 26 – заглушка выхода на лафетный ствол; 27 – механизм управления сливными кранами ступени высокого давления; 28 – сливные краны ступени высокого давления; 29 – первичный преобразователь тахометра; 30 – фильтр.
Ступень нормального давления (рис. 13) представляет собой центробежный одноступенчатый насос консольного типа с осевым подводом, выполненным в крышке 12, и спиральным отводом, выполненным в корпусе 18.
Рис. 13. Ступень нормального давления насоса НЦПК-40/100-4/400.
1 – полумуфта; 2, 10, 11, 21 – кольца уплотнительные; 3 – подшипник 307 ГОСТ 8338; 4 – прокладки регулировочные; 5 – муфта фрикционная; 6 – гайка регулировочная; 7 – болт стопорный; 8 – вилка; 9 – подшипник 309 ГОСТ 8338; 12 – крышка насоса; 13 – рабочее колесо;
По своему устройству ступень нормального давления НЦПК-40/100-4/400 напоминает пожарный насос ПН-40УВ (НПЦ-40/100). Принципиальным отличием является установка на валу ступени нормального давления фрикционной муфты 5 привода ступени высокого давления.
В крышке 12 ступени нормального давления установлена защитная сетка для предотвращения попадания в насос посторонних предметов. Уплотнение рабочего колеса 13 щелевого типа (как и на насосах ПН-40УВ и НПЦ-40/100); уплотнение вала – торцевого типа. Торцевое уплотнение состоит из двух уплотнительных колец, одно из которых вращается вместе с рабочим колесом, а второе неподвижно и установлено в уплотнительном блоке (рис. 14).
Уплотнение обеспечивается за счёт плотного прилегания рабочих поверхностей уплотнительных колец друг к другу и сжатия их между собой набором пружин 8. Уплотнительные кольца выполнены из силицированного графита, обладающего высокой износо-стойкостью и низким коэффициентом трения в воде.
В то же время, графит является достаточно хрупким, поэтому уплотнительные кольца вклеены в металлические обоймы. Работа насоса без воды приводит к сильному нагреву узла, что влечёт за собой нарушение прочности клеевого соединения и растрескивание или даже полное разрушение колец.
К корпусу ступени нормального давления (к её напорной полости) крепится напорный коллектор 2 (рис. 12), который через фильтр 30 (рис. 15), присоединён к корпусу насоса высокого давления. На напорном коллекторе 2 установлены два вентиля 1 (рис. 14) для подачи воды в напорные рукава, вентиль 10 для подачи воды в цистерну, вакуумный кран и датчик заполнения вакуумной системы водозаполнения, пробковый кран эжектора и дозатор пеносмесителя 6, панель с контрольно-измерительными приборами и органами управления 3.
Рис. 15. Фильтр.
- 1 – крышка;
- 2 – кольцо уплотнительное;
- 3 – сетка;
- 4 – корпус.
Ступени нормального и высокого давления включены последовательно: вода с выхода (из напорного коллектора) ступени нормального давления через фильтр 30 поступает на вход (всасывающий патрубок) ступени высокого давления.
Ступень высокого давления (рис. 16) представляет собой центробежный двух-ступенчатый насос консольного типа со встречно расположенными рабочими колёсами 15, 17 и отводящими устройствами лопаточного типа (направляющими аппаратами) 14 и 16.
Уплотнение рабочих колёс и межступенное уплотнение – щелевого типа, концевое уплотнение вала – торцевого типа, конструкция которого аналогична уплотнительному блоку (рис. 14) ступени нормального давления.
Ввиду высокой частоты вращения вала ступени высокого давления (до 6300 об/мин.) подшипники и вал-шестерня могут сильно нагреваться. Для охлаждения задней опоры вала через корпус 3 подшипника (рис. 16) пропускается вода, которая через штуцеры 29 поступает по трубопроводу с выхода ступени нормального давления и сбрасывается затем на вход той же ступени.
Слив воды из насоса обеспечивается сливными кранами 30 и 31.
Рис. 16. Ступень высокого давления насоса НЦПК-40/100-4/400.
1 – подшипник 308 ГОСТ 8338; 2, 8, 18, 24, 26 – кольца уплотнительные; 3 – корпус подшипника; 4 – вал-шестерня; 5 – корпус насоса; 6 – шайба упорная; 7 – винт фиксирующий; 9 – шайба; 10 – гайка корончатая; 11 – шплинт; 12 – втулка; 13 – корпус насоса;
14 – направляющий аппарат; 15 – рабочее колесо с лопатками, закрученными направо; 16 – направляющий аппарат; 17 – рабочее колесо с лопатками, закрученными налево; 19 – блок уплотнительный; 20 – кольцо регулировочное; 21 – колесо зубчатое (промежуточная шестерня);
К выходному патрубку ступени высокого давления присоединён напорный коллектор 22 (рис. 12), на котором установлен один запорный кран 23 шарового типа и перепускной клапан 21. Штуцер 1 (рис. 17) перепускного клапана при монтаже насоса соединяется с цистерной пожарного автомобиля.
Перепускной клапан обеспечивает обмен воды в насосе за счёт частичного перетока воды в цистерну пожарного автомобиля, предотвращая тем самым перегрев насоса при нулевой подаче ступени высокого давления (при закрытом запорном кране или стволе-распылителе).
К напорному коллектору высокого давления присоединён патрубок для соединения с напорной линией высокого давления. Патрубок имеет отвод с обратным клапаном для продувки пожарного насоса и напорной линии высокого давления сжатым воздухом.
Привод вала-шестерни 4 (рис. 16) ступени высокого давления осуществляется от вала ступени нормального давления через многодисковую фрикционную муфту и промежуточную (паразитную) шестерню 21. Шестерённый механизм представляет собой повышающий редуктор с передаточным отношением 2,33.
Механизм включения ступени высокого давления состоит из фрикционной муфты 5 (рис. 13) и механизма включения фрикционной муфты, показанного на рис. 18 в положении «Отключено» (рукоятка 1 – в верхнем положении). При переводе рукоятки 1 в нижнее положение «Включено» вилкой 8 (рис. 13) происходит перемещение втулки 17 влево.
В результате этого сжимаются между собой фрикционные диски муфты 5, и ведомый муфтой зубчатый венец передаёт вращение от вала ступени нормального давления на промежуточ-ную (паразитную) шестерню 21 (рис.16) привода ступени высокого давления. Для обеспечения требуемого передава-емого момента (16…18 кгс·м) произво-дится регулирование фрикционной муфты привода ступени высокого давления.
Регулирование передаваемого муфтой момента производится гайкой 4 (рис. 20) через специальное окно в корпусе ступени нормального давления, закрытое крышкой 5. Стопорение гайки производится тремя болтами 3, которые при регулировке должны подтягиваться или ослабляться равномерно.
Пеносмеситель (рис. 19) обеспечивает подсос пенообразователя и его дозированную подачу во всасывающую полость ступени нормального давления.
Он состоит из эжектора (струйного насоса), крана 1 включения эжектора, дозатора 2 и обратного клапана 4 лепесткового типа. Эжектор состоит из сопла 12, корпуса 11 и диффузора 8. Подача в эжектор осуществляется из напорной полости ступени нормального давления через кран эжектора пробкового типа, закреплённого на напорном коллекторе ступени нормального давления.
Диффузор эжектора вставляется в крышку ступени нормального давления, а сопло крепится к крану включения эжектора. Дозатор через патрубок 7 крепится к корпусу эжектора. В дозаторе регулирование подачи пенообразователя обеспечивается изменением проходного сечения подающей магистрали при изменении угла поворота заслонки 5 от 0 до 900.
Зубчатая передача, состоящая из колеса 24 и сектора 23 с передаточным числом 3, обеспечивает более плавную регулировку подачи пенообразователя за счёт увеличения угла поворота рукоятки до 2700. Угол поворота рукоятки зубчатого колеса ограничива-ется упором 25.
Резиновое кольцо 18 предназначено для увеличения момента трения с целью исключения самопроизвольного разворота регулирующей заслонки 5. Обратный клапан 4 предотвращает доступ воды в пенобак при работе насоса от пожарного гидранта водопроводной сети в тех случаях, когда закрывают пробковый кран эжектора или останавливают насос, не закрыв предварительно кран подачи пенообразователя из пенобака в насос.
Рукоятки крана эжектора и дозатора выведены на панель управления 3 (рис. 12). Рукоятка крана эжектора имеет два положения: «ОТКР» и «ЗАКР». Шкала дозатора имеет несколько фиксированных положений, соответствую-щих заданной концентрации водного раствора пенообразователя 3% или 6% при работе с разным количеством подключённых пеногенераторов типа ГПС-600 (положения от «1» до «5») или при работе с высоконапорным стволом-распылителем типа СРВД-2/300 (положение «1В»).
Рис. 19. Пеносмеситель насоса НЦПК-40/100-4/400.
1 – кран эжектора; 2 – дозатор; 3 – патрубок подвода пенообразователя; 4 – клапан обратный (лепестковый); 5 – заслонка регулирующая; 6, 9, 10, 17, 18, 20 – кольца уплотнительные; 7 – патрубок; 8 – диффузор; 11 – корпус пеносмесителя; 12 – сопло; 13 – корпус крана эжектора; 14 –пробка;
Для контроля параметров работы насоса на нём установлены мановакуумметр 19 (рис. 12) на входе в насос и два манометра 12 и 18 для контроля давления на выходе, соответственно, ступеней нормального и высокого давления. Измерение частоты вращения приводного вала насоса осуществляет тахометр магнитоиндукционного типа.
Тахометр состоит из первичного преобразователя 29 (рис. 12) и указателя (измеритель-ного прибора) 5, соединённых между собой электрическим кабелем. Первичный преобразователь закреплён на корпусе задней опоры вала ступени нормального давления и приводится во вращение от червяка 22 (рис. 13).
Пожарный насос НЦПК-40/100-4/400 оборудуется автономной вакуумной системой водозаполнения АВС-01Э или АВС-02Э (см. выше).
Таблица № 6
Техническая характеристика пожарного насоса НЦПК-40/100-4/400
| Наименование параметра | Значение |
| Параметры ступени нормального давления: | |
| Номинальная частота вращения приводного вала насоса | 2700 об/мин |
| Номинальная подача | 40 л/с |
| Номинальный напор на выходе ступени нормального давления | 100 м.вод.ст. |
| Номинальная потребляемая мощность в режиме ступени нормального давления | не более 60 кВт (82 л.с.) |
| Максимальное давление на входе насоса | 6 кгс/см2 |
| Максимальное давление на выходе из насоса | 15 кгс/см2 |
| Параметры ступени высокого давления (при последовательной работе двух ступеней): | |
| Номинальная частота вращения приводного вала насоса | 2700 об/мин |
| Номинальная подача | 4 л/с |
| Номинальный напор на выходе ступени высокого давления | 400 м.вод.ст. |
| Номинальная потребляемая мощность в режиме ступени высокого давления | не более 55 кВт (75 л.с.) |
| Параметры насоса при совместной работе двух ступеней: | |
| Номинальная подача ступени нормального давления | 15 л/с |
| Номинальная подача ступени высокого давления | 2 л/с |
| Напор в номинальном режиме ступени нормального давления | 100 м.вод.ст. |
| Напор в номинальном режиме ступени высокого давления | 400 м.вод.ст. |
| Мощность (общая) в номинальном режиме | не более 58 кВт (80 л.с.) |
| Наибольшая геометрическая высота всасывания | 7,5 метров |
| Подача насоса при наибольшей геометрической высоте всасывания и номинальном напоре | 20 л/с |
| Уровень дозирования пенообразователя | 6,0 ± 1,2 и 3,0 ± 0,6 % |
| Наибольшее число одновременно работающих стволов типа ГПС-600 или «Пурга-5» | 5 шт. |
| Габаритные размеры вакуумного агрегата | 750×750×800 мм |
| Общая масса (сухая) | не более 150 кг |
Таблица № 7
Техническое обслуживание пожарного насоса НЦПК-40/100-4/400
| Содержание работ | Технические требования (методика проведения) |
| 1 | 2 |
| Ежедневное техническое обслуживание (ЕТО) | |
| Проверка работоспособности кранов и вентилей. | Открыть полностью и вновь закрыть все вентили и краны. Вращение маховиков и рукояток должно быть плавным, без заеданий. |
| Проверка целостности коммуникаций насоса. | Осмотреть наружные поверхности насоса и коммуникаций. Не должно быть трещин, пробоин, сколов и других механических повреждений, а также утечек масла из масляных емкостей. |
| Проверка наличия масла в картере ступени нормального давления. | Уровень масла должен быть между рисками на щупе. При необходимости масло долить. |
| Проверка работы фрикционной муфты привода включения ступени высокого давления. | При переключении рукоятки чувствуется увеличение сопротивления до 3…4 кгс, слышен характерный щелчок в конце рабочего хода. |
| Проверка герметичности насоса и его коммуникаций. | С помощью вакуумной системы создать внутри насоса разряжение не менее 0,75 кгс/см2. Падение разрежения в полости насоса не должно превышать 0,2 кгс/см2 за 3 минуты. Превышение данного значения свидетельствует о наличии неплотностей в насосе или его коммуникациях, которые необходимо устранить. Обнаружить места неплотностей насоса целесообразно путём опрессовки насоса водой при закрытых напорных вентилях давлением не более 6 кгс/см2. |
| Чистка насоса. | Очистить наружные поверхности насоса от пыли, грязи, потёков пенообразователя и излишней смазки. |
| Техническое обслуживание № 1 (ТО-1) | |
| ЕТО | Выполнить объём работ ЕТО. |
| Проверка затяжки крепежных деталей насоса. | Проверить затяжку крепежа насоса и его элементов. |
| Очистка фильтра на входе ступени высокого давления. | Ослабить гайки крепления и снять крышку 1 фильтра (см. рис. 17), вынуть из корпуса 4 сетку 3, очистить её и собрать фильтр в обратной последовательности. |
Примечание: При ТО-1 и ТО-2 дополнительно выполняются работы по оборудованию насосного отсека, которое обеспечивает надёжное и безопасное функционирование пожарного насоса:
- очистка и окраска (при необходимости) арматуры и трубопроводов;
- проверка эффективности работы системы обогрева насосного отсека (включая воздуховоды);
- устранение повреждений экранов, чехлов и кожухов, обеспечивающих защиту насосного отсека от загрязнения и переохлаждения.
Таблица № 8
Наиболее вероятные неисправности
https://www.youtube.com/watch?v=videoseries
пожарных насосов НЦПК-40/100-4/400 и способы их устранения
| Наименование неисправности и её внешнее проявление | Вероятная причина | Способ устранения |
| 1 | 2 | 3 |
| При работе насоса снизилась подача, давление на выходе ниже нормы | Засорена всасывающая сетка | Очистить сетку |
| Засорен фильтр 30 (см. рис. 12) на входе ступени высокого давления | Очистить фильтр | |
| Подача насоса превышает допустимую для данной высоты всасывания | Уменьшить подачу (число работающих стволов или частоту вращения) | |
| Засорены рабочие полости насоса (каналы рабочих колес или направляющих аппаратов) | Очистить рабочие полости насоса | |
| При работе насоса наблюдаются стуки и вибрация | Ослабли болты крепления насоса | Подтянуть болты |
| В полость насоса попали посторонние предметы | Удалить посторонние предметы | |
| Износ рабочих органов насоса | Насос подлежит капитальному ремонту | |
| 1 | 2 | 3 |
| Вал насоса не прокручивается | В летний период – засорение насоса | Очистить полость насоса |
| В зимний период – примерзание рабочих колес или уплотнений | Прогреть насос тёплым воздухом или горячей водой | |
| Из дренажного отверстия ступени нормального или высокого давления струйкой течет вода | Нарушение герметичности торцевого уплотнения | Заменить изношенные детали торцевого уплотнения |
| При работе ступени высокого давления «плавает» давление на выходе насоса | Недостаточное сцепление фрикционной муфты привода ступени высокого давления | Отрегулировать муфту сцепления в соответствии с руководством по эксплуатации насоса |
| При отключенной ступени высокого давления показания манометра высокого давления выше, чем манометра нормального давления; слышится звук, характерный для работы ступени высокого давления | Сцепление фрикционной муфты привода ступени высокого давления выше нормы | Отрегулировать муфту сцепления в соответствии с руководством по эксплуатации насоса |
| Снизилась подача ступени высокого давления, давление на выходе из ступени – в норме | Засорение высоконапорного рукава или ствола-распылителя | Прочистить рукав и ствол-распылитель |
| Большой расход масла в масляной ванне редуктора | Износ уплотнительных манжет | Заменить манжеты |
| Из закрытого сливного крана 15 (см. рис. 12) ступени нормального давления течёт вода | Износ уплотнительных колец сливного крана | Заменить кран |
| Из закрытых сливных кранов 28 (см. рис. 12) ступени высокого давления течёт вода | Износ уплотнительных колец сливного крана | Заменить изношенные детали сливного крана |
| Вал насоса вращается, стрелка тахометра на нуле или «прыгает» | Неисправность (обрыв) в электрических цепях тахометра | Обнаружить и устранить обрыв электрических цепей |
| Проскальзывание червяка 22 (см. рис. 13) на валу ступени нормального давления или износ (поломка) зубчатого зацепления привода тахометра | Проверить состояние зубчатого зацепления привода тахометра и осевую затяжку червяка Изношенные или сломанные детали заменить | |
| При работе ступени высокого давления происходит ощутимый нагрев её корпуса | Неисправность перепускного клапана 21 (см. рис. 12) | Заменить или отремонтировать (прочистить) перепускной клапан При давлении на выходе ступени высокого давления более 2,0 МПа (20 кгс/см2) через перепускной клапан должна течь вода |
Реферат: насосы и пожарные автомобили –
XVII – XVIII вв. подготовили почву для небывалого научно-технического прогресса. Большие успехи науки позволили достичь значительных результатов и в создании пожарно-технического оборудования. Начиная со второй половины XVIII в., появляется техника, изменившая тактику и способы борьбы с огнем. Меняется и облик пожарных формирований. Начинается период повсеместного образования профессиональных команд.
До 30-х годов XIX столетия ручные водозаливные (водоливные) трубы были основным техническим средством тушения пожаров. Над их созданием работал ряд выдающихся механиков того времени. Только в России использовалось свыше 20 типов ручных насосов собственного производства.Тщательное хранение секретов производства, отсутствие обмена информацией приводило к тому, что изобретатели независимо друг от друга создавали несовершенные насосы.
Например, насос английского производства 1766 г. и немецкий образца 1785г. объединял один недостаток- вода из них выбрасывалась через стационарный ствол, который мог вращаться только вокруг своей оси. А так как дальность действия водяной струи этих насосов составляла примерно 6-7 метров, то приходилось их устанавливать на минимальном расстоянии от очага пожара. По этой причине очень много воды попадало на огонь. Большая ее часть разливалась бесцельно. В то же время еще в 1672 г. братья Ван дёр Хейде предложили заменить неудобную поворотную шейку рукавами, при этом дальность действия водяной струи уже составляла примерно 10 метров.
Заливные пожарные трубы (не насосы, а именно трубы, т.к. под трубой подразумевали устройство только для тушения огня, тогда как термин “насос” употребляли для обозначения механизма для перекачивания не только воды, но и других жидкостей) не имели рукавов для всасывания воды из естественных водоисточников, а снабжались специальными заливными ящиками, куда вода подавалась ведрами. Подача воды на пожарах с помощью подобных насосов требовала больших затрат ручного труда. Например, в середине XVIII в. для обслуживания одной трубы необходимо былопримерно 50 человек. Из них 30 человек ведрами носили воду в короб, 12 – в две смены качали коромысло насоса, и 8 – обслуживали выкидные рукава и ствол.
Различали большие, средние и мелкие заливные трубы, производительность которых была соответственно 18, 15 и 12 ведер в минуту (в литрах соответственно 216, 180 и 144 л/мин). В комплект большой и средней труб входили рукава длиной 40 м, а малой – длиной 16 м. Малая труба – это одноцилиндровый поршневой насос, переносимый двумя пожарными. Ее использовали для тушения огня на верхних этажах зданий. Воду к ней подавали большой и средней трубами, первая из которых устанавливалась возле здания и подавала воду в короб средней трубы. В зависимости от местонахождения очага пожара средняя труба устанавливалась либо на первом этаже, либо выше. А уже отсюда воду качали в короб малой трубы. Позднее ведра заменили бочками, которые вместе с трубами перевозились на повозках. Компоновка таких повозок была разной. В Венгрии, например, трубно-бочечный ход запрягали парой лошадей, а насос размещали между сиденьем кучера и бочкой. Такая компоновка имеет ряд недостатков.
Во-первых, площадку для перевозки насоса целесообразно устраивать позади бочки-легче снимать трубу с хода. Кроме того, при этом имеется возможность использовать для перевозки людей и другого снаряжения три свободных стороны (слева, справа и сзади). В Польше получили широкое распространение (особенно в малонаселенных районах) одноконные двухколесные конно-бочечныехода. С их помощью доставляли емкости, рассчитанные на 180 – 216л воды. Использовались также и четырехколесные пароконные повозки с большой бочкой, вмещавшей 48 л воды. На таких повозках перевозили также лестницы и пожарных. В России в XIX в. перевозку людей и инструментов осуществляли на конных линейках, представляющих собой четырехколесную рессорную повозку, в которую впрягали четверку или тройку лошадей. В начальный период использования их изготовляли почти целиком из древесины, а затем ряд элементов стали делать из металла. Это повысило прочность линеек и сделало их более легкими. Этими и другими усовершенствованиями добивались сокращения времени прибытия на пожары.
У американских пожарных в 1882 г. использовался для перевозок трубо-линеечный ход. В отличие от известных у этого хода больше диаметр колес, а под скамейками на уровне задней оси предусматривалось место для ручной трубы. Такая компоновка позволила перевозить больший набор пожарных инструментов.
Общей деталью всех ходов являлась их яркая окраска. В начале XX в. конные хода тщательно отделывали и использовали для покраски красные эмали. Отдельные металлические части окрашивались в черный цвет, а деревянные детали покрывали лаком. Германские мастера, например, украшали ободья двухметровых деревянных колес, кузова и дышла ходов затейливым орнаментом и резьбой, сам насос расписывали. Словом, конный ход своим обликом напоминал дворянскую карету.
Весь пожарный обоз в начале XXI в. был выкатным. По тревоге повозки выкатывались вручную на улицу; одновременно выводились из конюшен лошади. При этом способе закладки обоза время сбора по тревоге составляло 90 – 105 секунд. С помощью различных усовершенствований (подвесная сбруя и т.п.) время сбора было снижено и составило 50 секунд. Эта работа требовала постоянных тренировок и была очень тяжелой, так как типовой обоз пожарных команд был очень громоздким. Например, обоз петербургской команды состоял из линейки для боевого расчета и инструмента (отсюда название: линеечный или трубо-линеечный ход при наличии ручной трубы); насосно-бочечных или бочечных ходов (40-ведерной бочки с ручным насосом или без него) и повозки для багров (багорного хода). Позднее в состав обоза включили и механические лестницы.
Работы по модернизации поршневых насосов в конце XVIII -начале XX вв. не внесли принципиальных изменений. Их дальнейшее усовершенствование касалось, в основном, конструктивных элементов. Появляются шлифованные латунные поршни, шаровые клапаны, заливные коробки из листового железа взамен деревянных, обшитых медью и т.п. Например, в шестидесятых годах XIX столетия французская труба имела чугунные цилиндры, резиновые шаровые клапаны, кожаные поршни. Российский инженер Густав Лист, трубам которого неоднократно присуждались медали высшего достоинства, отказался от применения кожаных клапанов и поршней, заменив их медными. Это усовершенствование повысило надежность трубы и ее работоспособность.
Основное направление совершенствования переносных насосов – снижение их веса, что позволяло ускорить подачу “первого ствола” при тушении пожаров в многоэтажных зданиях. В 60-х годах прошлого века большой интерес вызвала новинка -гидропульт, который предназначался для пользования населением. Печать того времени уделяла гидропульту много внимания. Но как было показано выше, в 1450г. в Вюрцбурге уже имелись устройства, имевшие с гидропультом больше общего, нежели отличий. Поэтому можно говорить лишь о создании брандспойтов нового поколения, их модернизации. Различали два вида гидропультов: гидропульт-ведро и гидропульт-костыль. В отличие от брандспойта в его поршне имелся открывающийся клапан. В верхней части насоса, ниже сальника для прохода штока поршня, имелся штуцер, к которому присоединялся выкидной рукав с металлическим стволом. В первом случае жидкость всасывалась насосом из ведра, а во втором – гидропульт конструктивно не был соединен с резервуаром. Подобный насос использовался во многих странах. Один из создателей гидропульта нового поколения – русский механик Павел Зарубин, получивший в 1864 г. за этот насос золотую медаль Экономического общества. Вот что он писал о своем изобретении: “Бесспорно, что гидропульт по своему внешнему устройству есть такой ручной насос, удобнее которого до сих пор не было, и что он может принести большую пользу каждому домовладельцу, если случится тушить не вполне еще развившийся пожар…” Подобные насосы применялись около ста лет.
В XVIII – XIX вв. создается большое количество центробежных насосов различного типа. Причем их конструкции зачастую не учитывали имеющихся достижений. Так случилось, например, с Эйлером, предложившим худшую по сравнению с насосом Папена конструкцию центробежного насоса. В 1838 г. русским инженером А. Саблуковым вторично изобретается насос Папена. Основу его конструкции составляет цилиндрический корпус, соединенный посредством патрубка с резервуаром, наполняемым водой. Внутри корпуса устанавливалось четырехлопастное колесо с радиальными лопатками. Принцип действия насоса был основан на отбрасывании воды вращающимися лопатками от центра насоса к цилиндрическому патрубку с выкидным отверстием. Все устройство насоса отличалось простотой, так как в нем не было трущихся частей, кроме вала с насаженными на нем лопатками. По мнению автора, преимущество подобных насосов перед поршневыми заключалось в простоте конструкции, небольших габаритах, небольшими потерями на трении. Кроме того, насосы могли работать при наличии в воде примесей песка и глины.
В 1851 г. на Всемирной выставке в Лондоне уже был представлен целый ряд центробежных насосов, прошедших испытания. В таблице приведены их основные технические характеристики.
| Автор насоса | Подача, л/с | Напор, м | Число оборотов в минуту, об/мин | КПД, % |
| Эпольд | 93,6 | 5,9 | 788 | 68 |
| Гвин | 22,0 | 4,2 | 670 | 19 |
| Бессемер | 64,3 | 1,0 | 60 | 22,5 |
Однако возможности и этих насосов были ограничены, не говоря уже о заливных пожарных трубах, производительность которых составляла порядка 3 л/с. По данным американских и английских практиков, для успешного тушения наружного пожара требовалось подавать 42000 ведер в час (140 л/с).
Изобретение парового двигателя внесло коренные изменения и в деле борьбы с огнем. Началась эра механизации труда пожарных. В 1829 г. в Лондоне инженеры Брайтуайт и Эриксон сконструировали первый пожарный паровой насос. Внешне он напоминал скорее паровоз и состоял из парового котла, паровой машины и поршневого насоса. Котел цилиндрической формы вмещал до 125 л воды. Под котлом размещалась печь, отделенная от других частей насоса, а рядом с ней – ящик для угля и место для кочегара. Котел помещался внутри кожуха из металлических листов, а пространство между ними заполнялось водой. Для увеличения скорости образования пара изобретатели установили над печью медные трубы, по которым циркулировала вода. Первый насос транспортировался с помощью конной тяги, а его производительность достигала до 1000 л/мин.
После некоторых усовершенствований в 1841 г. к производству паровых насосов приступил ряд фирм, среди которых наиболее известными стали фирмы “Шанд, Мейсон и К°”, “Мер-ривитер и сыновья” в Англии, фирма “Ли” в США. Производительность насосов уже к этому времени достигала 2000 – 3000 л/мин, а дальность подачи струи – до 40 м и более. Конструкцию паровых насосов в значительной степени определял способ их доставки. Помимо насосов на конной тяге, появились стационарные насосы, а также размещаемые на пожарных судах. Последние зачастую не имели собственного парового котла, поскольку для их работы использовался пар пароходного котла. Стационарные насосы, устанавливаемые на фабриках и заводах, также использовали пар от внешних установок. По числу цилиндров насосы подразделялись на одно-, двух- и трехцилиндровые, причем созданы были они как с вертикальным расположением цилиндров, так и с горизонтальным. Лучшими считались насосы прямого действия, у которых поршни парового и насосного цилиндра соединялись между собой тягой. У них давление пара на поршень парового цилиндра без толчков и ударов плавно передавалось на поршень насосного цилиндра. Несмотря на высокую производительность, паровые пожарные насосы XIX в. не получили широкого распространения. Так, например, в Лондоне в 1879 г. один паровой насос приходился на 300 тыс. жителей, в Нью-Йорке-4 насоса на 100 тыс. жителей. До изобретения двигателя внутреннего сгорания паровой насос был единственным эффективным средством в борьбе с огнем. Ими оснащались профессиональные пожарные команды почти во всем мире. Практическое использование паровых насосов говорило само за себя. Во время одного из больших пожаров в Лондоне девятью такими насосами было подано 4 млн литров воды. Чтобы достигнуть тех же результатов ручными насосами, необходимо было бы задействовать 41 такой насос и 1900 человек обслуживающего персонала. При этом расходы в первом случае составили бы 4 фунта стерлингов, а во втором обошлись бы в 476 фунтов (т.е. 1:120).
Ручные насосы оставались главным образом в добровольных командах, так как на приобретение паровых насосов не хватало средств. Например, паровой пожарный насос фирмы “Гуго Герман Мейра” из Риги оценивался в 3,5 тыс. рублей, в то время, как полный пожарный обоз по тому же денежному курсу для фабрик, заводов, сельской местности стоил 257 рублей. А ручной насос стоил 10650 франков, что в конце XIX в. составляло около 4 тыс. руб. Производительность французского насоса была 150 ведер в минуту, а его вес – 150 пудов. Дороговизна паровых пожарных насосов, с одной стороны, и стремление увеличить производительность ручных насосов, с другой стороны, привели в конце прошлого века к созданию целого семейства необычных устройств для тушения пожаров. Одним из представителей этого семейства стала “пожарная труба, сочлененная с велосипедом”, появившаяся во многих пожарных командах Парижа. Это устройство представляло собой два соединенных велосипеда, между которыми устанавливались помпа и ящик с парусиновыми рукавами длиной 150 – 180 м. Такой тандем был рассчитан на 4 пожарных. По прибытии на место тушения пожара задние колеса устанавливались на специальную стойку, а насос приводился в действие велосипедными педалями при помощи специальных механизмов. Пожарные велосипеды были признаны весьма удобными и, например, в США, имелись повсеместно. Готовность к подаче воды с момента прибытия на пожар составляла 2,5 минуты, а производительность насоса составляла 10 тыс. литров воды в час. Дальность подачи воды у подобных устройств не превышала 30 м.
Пожарный велосипед, созданный в Бельгии, принципиально отличался от французского. Он также был создан на основе двух сочлененных велосипедов, но служил лишь как средство передвижения трех пожарных и доставки в прицепной тележке 100 м рукавов, ручного поршневого насоса, ключа для отпирания гидрантов и спасательной веревки. На среднем сиденье велосипеда находился начальник выезда, управляющий движением. В его распоряжении находились и тормоза. По прибытии на место пожарные подсоединяли рукав к ближайшему гидранту и приступали к тушению.
Идея использования мускулатуры ног коснулась и пожарных линеек. Например, днище линейки пожарного обоза с насосом “Магируса”, находящегося на вооружении немецких пожарных, посредством механической передачи соединялось с поршнем насоса. Переступая поочередно на положенные вдоль линейки брусья, пожарные приводили в действие насос. Кроме 14 пожарных, на линейке размещались рукава, всасывающий короб насоса, 2 брандспойта и пр. Изумление жителей Берлина вызывал так называемый “самодвигатель”, представляющий собой четырехколесную тележку, приводимую в движение усилиями ног. Этот агрегат представлял собой род сложного велосипеда, “который мог двигаться со скоростью, – как писали журналы тех лет, – превышающей скорость экипажа с лошадью”. В печати также отмечалось, что использование таких повозок избавляет от необходимости содержания в пожарных командах лошадей.
Однако технический прогресс прочно входил в жизнь. Идея создания автомобиля появилась одновременно с появлением паровой машины. И люди реализовали свою мечту. В 1769 г. французский инженер Кюно создает первый паровой автомобиль, скорость передвижения которого составляла 5 км/час. В 1858 г. фирмой “Ковель-Йорск” создается первый паровой пожарный автомобиль. Внешний вид его напоминал паровоз. Обслуживало его 2 человека, один их которых непосредственно управлял движением, а другой следил за работой паровой машины. Производительность парового поршневого насоса составляла 5 тыс. л/мин при давлении 5 атм. Уже следующие разработки позволили повысить производительность насоса до 6 тыс. л/мин. Первые пожарные автомобили оказались крайне неудобными. Дело в том, что для поднятия давления пара до 10-12 атм. затрачивалось 10-15 минут. Поэтому для обеспечения постоянной готовности к выезду необходимо было все время поддерживать давление пара в котле до 4-6 атм. Кроме того, они передвигались с малой скоростью и выезжали на пожар после конного обоза. Начальник пожарной команды г. Неаполя, характеризуя опыт использования автомобилей, отмечал, что “автомобили не могут при своем теперешнем устройстве заменить лошадей. Конная тяга удовлетворяет нас. Несколько хороших лошадей могут использоваться 12 – 14лет. Нам нужна сила, перевозящая примерно 3 тонны на экипаж, быстрота передвижения и немедленное действие насоса на месте; ни один из автомобилей не отвечает подобным условиям”. И, как отмечали специалисты, прибытие такой техники через 15 – 20 минут после развития пожара оказывалось бесполезным – команда приезжала на пепелище.
Для сокращения времени готовности насоса к работе принимались различные меры. Например, у ряда автомобилей имелась система постоянного подогрева воды. Однако это не было выходом из положения. Задача быстрого разведения паров подобных насосов была решена русским изобретателем А. Шпаковским. В 1867 г. весь мир облетела весть о создании им первой форсунки. Им же была проведена сравнительная оценка топлива для паровых машин, в качестве которого использовали уголь, скипидар и нефть. Пока велась дискуссия о рентабельности пульверизации жидкого топлива в паровых котлах, Шпаковский на своем заводе создал паровую машину (локомобиль Шпаковского) с распылением жидкого топлива при сжигании его в топке парового котла. Таким образом, первая в мире форсунка была использована в пожарной технике. Производительность насоса локомобиля составляла 50 ведер воды в минуту, а его полный вес – 20 пудов. Расход скипидара – около 12 л/час. Максимальная производительность достигалась через 3 – 4 минуты после начала работы. Дальность действия водяной струи составляла более 30 м. Стоил локомобиль 2 тыс. рублей, а его экипаж состоял из трех человек. Как сообщала печать, пожарные насосы с пульверизацией жидкого топлива показали хорошие результаты при тушении крупного пожара в Санкт-Петербурге в 1868 г., когда двумя насосами в течение трех суток без перерыва было доставлено свыше 1 млн ведер воды. В результате успешных действий были спасены материальные ценности на сотни тысяч рублей. Стоимость же израсходованного скипидара для насосов не превышала 400 рублей.
Идея Шпаковского оказалась плодотворной. Подобные насосы получили распространение во всем мире. “…Изобретение Шпаковского, – писал английский журнал “Fireman” в 1902 г., – несмотря на небольшую экономию в смысле топлива, имело большое значение в смысле большой скорости образования пара…”
К 1889 г. относится первая попытка использовать автомобиль не только для перевозки собственного насоса, а также и пожарных с необходимыми инструментами.
Созданный в США пожарный автомобиль мог перевозить семь членов команды и прицепную тележку с инструментами. Энергия пара у данного автомобиля использовалась не только для работы насоса, но и для движения. Однако машина получилась массивной, неудобной, в результате чего городские службы отказались от ее эксплуатации.
Немецкая фирма “Магирус” в начале XX в. также выпускает несколько подобных машин массой 5 – 6 т. Принципиальной разницы в их конструкции не было. Сзади размещался медный водяной котел. Паровая машина была установлена вертикально в центре шасси и посредством цепных передач приводила в движение сам экипаж и расположенный снизу насос, обеспечивающий подачу 2000 л/мин. Рукавная катушка размещалась спереди. Боевой расчет составлял пять человек. Топлива хватало на 25 – 60 км (в зависимости от его количества), а максимальная скорость передвижения не превышала 25 – 35 км/час.
В начале 90-х годов прошлого века внимание специалистов привлек комбинированный насос Вернрейтера, в состав которого входили две пожарные помпы. Одна из них была паровой, другая – ручная. Пока давление пара в котле было мало, огонь тушили ручной помпой, производительность которой составляла 250 л/мин. Затем использовали паровую помпу. Впоследствии производство подобных насосов освоили многие фирмы.
В 1892 г. в Германии и США появляется очередная новинка – электрический насос. Его основу составили два насоса двойного действия, соединенные с электродвигателем зубчатой передачей. Производительность насоса немецкой фирмы “Kummer и С°” составляла 500 л/м при достижении скорости вала электродвигателя 250 об/мин. С помощью этого насоса можно было подать воду на высоту 30 – 40 м. Обслуживало его четыре человека. Полный вес насоса достигал 1,3 тонны. Для питания электронасоса использовалась сеть уличного освещения и трамвайная электросеть. Для этого на столбах, предназначенных для электросети, устанавливались особые штепселя для включения электронасосов. По мнению специалистов, места подключения электронасосов необходимо было оборудовать на всей городской территории. Поэтому, помимо специального соединительного кабеля, к насосу прилагались подключающее устройство и пусковой реостат. На состоявшейся в том же году электрической выставке во Франкфурте-на-Майне электрический насос показал хорошие результаты. В частности, высота подачи воды при испытаниях достигала отметки 41 м.
Примерно в то же время американский инженер ф. Ирвинг начал работу по созданию пожарного автомобиля, предназначенного для перевозки насоса. Как уже отмечалось выше, самодвижущийся пожарный насос оказался несовершенным, а использование электроэнергии обещало значительные преимущества – снижение веса, сокращение времени подготовки к работе и др. Для питания электродвигателя использовались аккумуляторные батареи, причем и для передвижения, и для работы насоса служил один двигатель.
В 1901 г. журнал “Пожарное дело” сообщил своим читателям о создании во Франции двух типов пожарных электромобилей. Один из них предназначался для перевозки насоса, 400 литров воды и катушки, рассчитанной на 40 м рукавов. Скорость передвижения автомобиля составляла 19 км/час, а радиус действия 60 км. Производительность насоса достигала 80 л/мин. Батарея аккумуляторов весила 580 кг. Запаса воды хватало на 5 – 6 мин. работы. При установке на водоем энергии аккумуляторов могло хватить на 6 часов непрерывной работы. Второй электромобиль служил для перевозки 6 пожарных, трех стволов, рукавной катушки и прочего имущества. Интересно, что во всех первых пожарных автомобилях шофер располагался на высоких козлах, а диаметры передних и задних колес различались между собой. Внешний облик конных экипажей в начале XX в. пока еще сохранялся и в автомобилях. Примерно в этот же период подобную пожарную линейку выпускает немецкая фирма “Юстус Кристиан Браун”. На нее ставили съемный насос подачей 430 л/мин. Боевой расчет составлял 11 человек. Этой же фирмой был налажен серийный выпуск электромобиля с паровым насосом, подающим до 2500 л/мин. Колеса приводились в движение двумя осевыми электромоторами общей мощностью 9,6 кВт.
Преимущества пожарных автомобилей над паровыми были очевидны. Как показали испытания электромобилей, проведенные в г. Руане (Франция) в 1902 г., время готовности к работе по прибытию на пожар составило 3 – 4 мин. Для паровых насосов это время составляло 13-14 мин. Вес машины с экипажем из двух человек не превышал 1 тонны, тогда как паровой насос, как уже отмечалось выше, весил от 2 до 4,5 тонны. Большим преимуществом явилась и простота конструкции электромобиля, и меньшая стоимость. К числу их недостатков специалисты относили необходимость частой перезарядки аккумуляторов, которая могла быть произведена только в пожарных частях, где имелось соответствующее оборудование. Там же, в Руане, Р. Лефебром была проанализирована работа электрической пожарной помпы с центробежным насосом, расположенной на оси с электродвигателем. Мощность насоса составляла 350 л/с, а дальность подачи струи -35 м. Центробежные насосы этого типа могли обеспечить подачу большого количества воды, но не давали сильного напора. Насосы с одним лопастным колесом обычно развивают напор не свыше 2 – 3 атм., что при тушении пожаров явно недостаточно. Для увеличения напора в дальнейшем несколько одинарных насосов стали соединять между собой таким образом, что вода из первого переходила во второй, из второго в третий и т.д. При переходе увеличивалась скорость подачи воды, а соответственно и давление. Двухступенчатый насос уже давал 4 – 6 атм., а трехступенчатый – 6 – 9 атм. и т.д. Поршневой насос с паровой помпой отходил на задний план и использовался как машина второй очереди, вступающая в работу при продолжительных пожарах.
1901 год по праву можно считать годом зарождения механизированных пожарных частей. В этом году бранддиректор Рейхель создает в Германии первую автомобильную пожарную часть, в состав которой вошли 2 электромобиля и 1 самодвижущийся паровой насос.
Параллельно с созданием пожарных автомобилей интенсивно велись и работы по использованию в пожарной технике двигателей внутреннего сгорания. На проходившей в 1888 г. в Ганновере пожарной выставке посетители смогли ознакомиться с пожарным насосом, приводимым в действие бензиновым двигателем мощностью 4 л.с. Это было детище Канштатской компании по производству моторов Г. Даймлера. Вскоре на его базе был изготовлен поршневой насос с более высокой мощностью. По сравнению с паровыми обслуживание насосов с двигателем внутреннего сгорания отличалось простотой. Расход бензина составлял 3,6 л/час. У насоса, размещаемого на специальной тележке, имелось 2 запасных бака на 10 литров горючего, а бак двигателя был рассчитан на 3,5 литра. Таким образом, насос мог беспрерывно работать в течение 6 – 6,5 часов и был готов к работе после 1 – 2 минут с момента прибытия на пожар. Вес насоса с принадлежностями составлял почти 1,5 тонны, а стоимость – 6600 марок. Ознакомившись с новым насосом, специалисты отметили, что “…если эта новая машина при тщательном испытании ее на практике окажется действительно пригодной, то, по всей вероятности, с понижением ее теперешней стоимости она не замедлит потеснить в складах больших пожарных команд обыкновенные большие ручные насосы и займет далеко не последнее место в ряду огнетушительных орудий…”
В первых пожарных машинах отразилось еще одно направление в развитии самоходных транспортных средств. Его автором стал инженер Д. Порше. Чтобы отказаться от перевозки крайне тяжелых аккумуляторных батарей и увеличить запас хода машины, он предложил установить на ней небольшую генераторную установку. Небольшой бензиновый мотор вращал генератор, ток от которого поступал на электродвигатели, приводящие в движение колеса машины. Было изготовлено несколько таких машин, но из-за сложности конструкции они не получили широкого распространения.
Пройдет немногим более десятка лет, и двигатели внутреннего сгорания вытеснят другие источники. А пока… пока пожарная служба нуждалась в источниках энергии, способных перевезти примерно 3 тонны снаряжения вместе с экипажем.
Опыты с двигателями внутреннего сгорания, произведенные в Вене и Париже, дали отрицательный результат, так как для перевозки тяжелых пожарных обозов они оказались малопригодными. В результате несовершенства двигателей нередки были случаи их отказа, особенно в зимнее время. Поэтому в начале нынешнего столетия широкое распространение получили именно паровые и электрические пожарные автомобили. Большим достоинством электромобилей являлась их надежность в работе, безотказный запуск двигателя, легкость управления. В Германии, например, из 50 имевшихся в то время пожарных автомобилей 25 были электрическими, 19 – паровыми, 6 – с двигателем внутреннего сгорания. Уже в 1913 году там насчитывалось 313 автомобилей, в том числе 143 – с двигателем внутреннего сгорания. В основном это были машины открытого типа, рассчитанные на экипаж из 10 – 15 пожарных. Насос располагался сзади или в средней части машины. Его подача достигала 200 л/ мин. Пожарный инвентарь размещался в ящике под сиденьями. На автонасосах ставили баки вместимостью 200 – 400 л воды. Тогда же появляются и первые пожарные цистерны емкостью 1200 – 1500 л для обеспечения подачи воды насосами до подключения их к системам городского водоснабжения. Основным типом насоса на протяжении двух тысячелетий во всем мире оставался поршневой насос. Сложность его конструкции, поступательное движение поршня не позволяли использовать новые мощные двигатели. Поэтому с наступлением эры двигателей внутреннего сгорания практическое применение получают центробежные насосы высокого давления. Работа над их созданием начиналась несколько веков назад.
В 1907 году Москвичи стали свидетелями события, которое долго служило предметом пересудов. И не удивительно: в те времена машины были явлением не частым, а тут — форменная диковинка — по улице на боевой выезд промчался автонасос-линейка Мясницкой части. Рядом с шофером важно восседал брандмейстер. На платформе примостились пожарные, один из них бил в начищенный колокол.
Сбоку красовалась надпись: “Завод Густава Листа”. Правда, в Москве был изготовлен лишь кузов. Двигатель и ходовую часть для первого автомобиля столичной команды фабрикант выписал из Германии. Следом в клубах синего дыма бежали восхищенные мальчишки. На пожаре обыватели не столько тушение наблюдали, сколько глазели на необычный экипаж.
– На постном масле работает, — утверждали “знатоки”.
– Да куда ему против красавцев-коней! Не потянет.
Однако пренебрежительные прогнозы не оправдались. Автомобиль “потянул”. Число “стальных лошадок” все росло. Хотя и медленно — на всю Россию в ту пору был единственный автозавод: “Руссо-Балт”, приходилось покупать за границей. К шестнадцатому году огнеборцы Москвы располагали тринадцатью машинами. Из них лишь три имели на вооружении насосы небольшой мощности. Остальные представляли собою механизированные выездные линейки.
…Конец 1917-го ознаменовался небывалым разгулом “красного петуха”. Тяжелый удушливый дым поднимался над нефтяными баками Симоновской слободы, пылали пакгаузы с хлопком на товарной станции Московско-Казанской железной дороги, оглушительные взрывы сотрясали окрестности артиллерийских складов на Ходынском поле. Перед огнеборцами с драматической остротой встала проблема средств передвижения и тушения. Теперь уже под вопросом оказалась эффективность конской тяги.
С конца восемнадцатого года в мастерских Московской пожарной команды началось переоборудование старых грузовиков, выделенных военным ведомством. Но только по окончании военных действий стало возможным серьезно рассчитывать на полное переоснащение всей службы. К 1922 г. было около тридцати машин. Однако большинство из них не имели насосов и предназначались для доставки личного состава. 8 августа того же года автомобильный обоз впервые участвовал в параде частей МПК на Красной площади. Восторженное внимание зрителей привлек “предок” современных ГВП — “автопеногон” с коловратным насосом и баками с щелочным и кислотным растворами.
Созданный в 1925 году на Миусской площади специальный завод фирмы “Автопромторг” значительно ускорил дело “моторизации”. Через короткое время на вооружении состояли 85 автоходов, в том числе:
26 линеек,
32 насоса,
12 механических лестниц.
В середине десятилетия для боевых расчетов конная тяга превратилась в историю. Появилась следующая задача: перейти на отечественную технику. “Первой ласточкой” стал в 1928-м серийный АМО-Ф-15, оснащенный коловратным насосом производительностью 1200 литров в минуту. По традиции он был снабжен медным колоколом, а трубач сигналил с подножки, требуя уступить дорогу команде, мчащейся на помощь терпящим бедствие от огня.
В 1931 г. в депо появились машины АМО-4 с центробежными насосами. Но промышленность развивалась столь бурно, что и они вскоре отошли в прошлое. Уже в 1933—35 годах московские огнеборцы полностью обновили парк машин. Были закуплены импортные мехлестницы. Серьезным подспорьем стали первые отечественные автоцистерны ПМЗ-2 емкостью полторы тысячи литров на базе ЗИС-5. Под пару им были и ПМЗ-1: насосы “Д-20”, монтировавшиеся на шасси мощных ЗИС-11.
С 1937 года МУПО начало получать и серийные спецмашины: газодымозащитной службы, прожекторные, средств связи, углекислотного тушения. Техника сделала пожарную охрану мобильной и мощной. Большинство загорании ликвидировалось в самом начале. Это поколение автоходов без преувеличения можно назвать боевым: с честью прошло оно “испытание на прочность” во время Отечественной войны.
…Страна еще не закончила восстанавливать разрушенное в период сражений, а “отцы города” уже думали, как лучше защитить столицу от огненной напасти. В 1948 г. исполком Моссовета повелел отделу техники и связи УПО приступить к разработке новых образцов пожарных автомашин, на которые боевым расчетам предстояло пересесть в течение 1950—1952 гг.
И на сей день красно-белые ЗИЛы остаются в глазах горожан символом службы “01”. Их внешний облик мало изменился. А вот “внутренности” — сильно. Развитие техники не стоит на месте. В наши дни насчитываются десятки разновидностей автомобилей — всех модификаций не перечислить. Жизнь к тому же ставит все новые задачи: ликвидация последствий аварий, катастроф, стихийных бедствий. Чтобы их успешно решать, требуется соответствующее снаряжение. Скажем, ваварийно-спасательной части, помимо традиционных пожарных машин, есть дорожные, строительные, инженерные, химической разведки…
Изменилось и отношение к зарубежным разработкам. Если раньше считалось необходимым обеспечение службы за счет исключительно “советской” продукции, то в конце семидесятых стала очевидной потребность в закупках иностранного оборудования. В результате появились такие “симбиозы”, как финский коленчатый гидроподъемник “Бронто” на базе родных КАМАЗов. Впрочем, доля “импорта” в вооружении пожарных не так уж велика, а отечественные производители стараются не отставать от западных конкурентов. …Город не только расползается вширь, но и тянется ввысь. Сегодня для успешного проникновения на верхние этажи “башен” малы оказываются даже новейшие автолестницы. Тогда помощь приходит… с воздуха — в дело вступают вертолеты. Но все же летающие “цистерны” пока скорее экзотическая диковинка. Главной техникой по-прежнему остаются “железные кони”.
C развитием городской индустрии встал вопрос о создании специального завода который выпускал и разрабатывал современную пожарную технику. В 1935 году начал свое существование завд пожарной техники в городе Торжке.
В пожарной охране нашей страны хорошо известны и применяются следующие модели автолестниц, спроектированные и произведенные “Пожтехникой”: АЛ-30 (ЗИЛ-131), АЛ-30 (КамАЗ-4310, 53213, 53228) АЛ-37 (КамАЗ-53213, 53228) АЛ-50 (КамАЗ-53229, 53228) АЦЛ-3-40-17 (ЗИЛ-5301) Всего выпущено около пяти тысяч автолестниц высотой от 17 до 50 метров:
1953 год – первая автомеханическая автолестница АМ-35(200).
1954 год: автомеханическая автолестница AM-45 (200) с лифтом грузоподъемностью 180 кг.
Середина 60-х годов. Автолестницы АЛ-17 (ГАЗ-51), АЛ-18 (ГАЗ-52) с механическим приводом. Восстановление малых городов и увеличение потребностей строительных и коммунальных служб поставили перед производителями новые задачи по изготовлению компактных и маневренных автомеханических лестниц с малой высотой подъема (17-18 метров). Так появились автолестницы на шасси ГАЗ-51, 52.
Начало 80-х годов. Автолестница АЛ-30 (ЗИЛ-131). Впервые применен гидравлический привод для управления движениями лестницы.
1994 год – АЛ-50 (КамАЗ-53229). Увеличение этажности здании привело к созданию автолестниц большей высотой подъема, была изготовлена первая 50 метровая автолестница с комплектом колен фирмы “Ивеко Магирус”, а в 1995-м с коленами собственного производства.
