Преснов А.И., Каменцев А.Я., Иванов А.Г. и др. Пожарные автомобили: Учебник водителя пожарного автомобиля
Подождите немного. Документ загружается.
191
водоисточника (водоема). Далее пожарный извлекает совместно с водителем напорно-
всасывающий рукав, затем достает рукав диаметром 77 мм и соединяет оба рукава25. Пожарный
берет гидроэлеватор, прокладывает рукавные линии к водоему, соединяет все соединительные
головки рукавов с гидроэлеватором, а гидроэлеватор погружает в воду. Водитель опускает
напорно-всасывающий рукав в горловину цистерны и готовит пожарный насос к работе.
Пожарный следит за работой гидроэлеватора.
Б. Через всасывающую полость насоса автоцистерны (см. рис. 5.39 и 5.40).
Выполняются следующие действия расчета: водитель устанавливает водосборник на
всасывающий патрубок насоса, достает один (см. рис. 5.39) напорный рукав диаметром 77 мм
или два (см. рис.5.40) рукава диаметром 66 мм из отсека пожарного автомобиля, прокладывает его
(их) в сторону водоема и присоединяет рукав (рукава) к водосборнику. Пожарный прокладывает
напорный рукав диаметром 66 мм от напорного патрубка насоса к водоему, затем переносит
гидроэлеватор, присоединяет к нему соединительные головки рукавов, опускает его в воду и
следит за работой гидроэлеватора. Водитель работает на насосе.
При определении длины рукавных линий необходимо учитывать, что производительность
гидроэлеватора возрастает с увеличением его погружения под уровень воды.
25 Напорно-всасывающий рукав применяется в том случае, если иным способом нельзя исключить перегибы
напорного рукава на входе в горловину цистерны.
192
При установке пожарного автомобиля на водоисточник необходимо соблюдать следующие
правила:
§ при использовании пожарного гидранта его крышку открывать специальным крючком
или ломом, следить за тем, чтобы крышка не упала на ноги;
§ запрещается использовать открытый огонь для освещения колодцев пожарных гидрантов;
§ всасывающие рукава извлекать из пеналов расчетом из двух человек во избежание
поломки рукавных соединений;
§ подавать воду в рукавные линии, постепенно повышая давление, чтобы избежать падения
ствольщиков и разрыва рукавов.
Занятия по установке пожарных автомобилей на водоисточник систематически проводятся в
пожарных частях с целью обучения и тренировки личного состава в сборке всасывающих линий, а
также тренировки водителей в работе с насосом пожарного автомобиля. Нормативы упражнений
по установке пожарных автомобилей на водоисточник приведены в таблице 5.9.
Таблица 5.9.
Нормативы по установки пожарного автомобиля на водоисточник
Нормы времени, сек Упражнения
отл. хор. удовл.
Установка пожарного автомобиля на гидрант с присоединением одного
напорного и одного напорно-всасывающего рукава к всасывающему
патрубку насоса
а) в летнее время
б) в зимнее время
28
30
31
33
34
36
Установка пожарного автомобиля на водоем с присоединением двух
всасывающих рукавов и сетки
а) в летнее время
б) в зимнее время
45
50
50
55
60
65
Развертывание пожарной автоцистерны с забором воды гидроэлеватором, с
магистральной и рабочей рукавной линией по 40 м каждая
40 45 50
Примечание: время выполнения упражнений указано без забора воды.
5.4.Понятие о потерях напора в пожарных напорных рукавах и
расчете насосно-рукавных систем
Насосно-рукавной системой называется совокупность пожарного насоса и рукавных
линий со стволами.
При тушении пожаров применяют различные схемы насосно-рукавных систем, выбор
которых зависит от характера водоисточника, его удалённости, размеров очага пожара и
других показателей. Водителю пожарного автомобиля необходимо ориентироваться в
определении требуемого значения напора пожарного насоса.
Величина напора Н используется на преодоление сопротивлений в рукавной системе h
с ,
подъём жидкости на высоту Z и создание свободного напора у пожарного ствола (стволов) Н
св
для подачи струй:
Н = h
с
+ Z + Н
св
В пожарном деле величину потерь напора в рукавной системе (рукавных линиях) h
с
определяют по формуле:
h
с
= S
с
.
Q
2
(м. вод. ст.),
где: S
с
– коэффициент сопротивления рукавной системы;
Q – расход воды (жидкости), л/с.
Величина потерь напора в рукавных линиях зависит от схемы их соединения (см.
рис.5.41).
193
Если рукавная система состоит из одного пожарного рукава, то S
с =
S
р
, где S
р
–
коэффициент сопротивления пожарного рукава (см. табл.5.10), а потери напора
соответственно: h
с
= S
р
.
Q
2
.
Таблица 5.10
Значение коэффициента сопротивления пожарного рукава длиной 20 метров
Внутренний диаметр рукава, мм 51 66 77 89 150
Прорезиненный 0,13 0,044 0,015 0,007 0,0004
Sр
Непрорезиненный 0,24 0,077 0,03 - -
При последовательном соединении рукавов S
с
представляет собой сумму коэффициентов
сопротивлений всех пожарных рукавов:
S
c
= S
1
+ S
2
+ … S
n
,
а если рукава в рукавной линии одинаковые, то:
S
с
= S
р
.
n ,
где: n – количество рукавов в рукавной линии.
Потери напора в рукавной линии составят: h
с
= n
.
S
р
.
Q
2
При параллельном соединении рукавных линий:
где S
1,
S
2
…
S
n
- сопротивление одной рукавной линии в параллельном соединении.
Если рукавные линии одинаковые (S
1=
S
2=…..=
S
n
), то общее сопротивление системы будет
в n
2
меньше сопротивления одной рукавной линии в параллельном соединении т.е.
n – количество рукавных линий в параллельном соединении.
Так, например если подача жидкости осуществляется по двум параллельным и
одинаковым (S
1
= S
2
) рукавным линиям, то:
Если подача жидкости осуществляется по трем параллельным и одинаковым (S
1
= S
2
= S
3
)
рукавным линям, то:
Таким образом, параллельное соединение линий значительно снижает общее
сопротивление по сравнению с сопротивлением одной линии (при двух одинаковых линиях –
в четыре раза, при трех в девять и т.д.). Величины потерь в рукавных линиях приведены в
Приложении 3.
Свободный напор у пожарного ствола Н
св
необходим для создания компактной струи у
пожарного ствола. В таблице 5.12 приводятся величины, отражающие зависимость между
194
радиусом компактной струи, диаметром насадки, напором и расходом жидкости из пожарного
ствола. Для ручных стволов рабочей пожарной струей называют такую, у которой радиус
действия компактной части равен 17м.
Свободный напор у пожарного ствола (перед его насадком) можно также определить по
формуле:
S
H
– коэффициент сопротивления насадка (см. табл.5.11).
Q – расход воды из пожарного ствола, л/с
Таблица 5.11
Значения сопротивлений насадков пожарных стволов (S
H
)
Диаметр насадка пожарного ствола, мм 13 16 19 22 25
S
H
2,89 1,26 0,634 0,353 0,212
Таблица 5.12
Значение напора (Н) и расхода жидкости (Q)
в зависимости от радиуса компактной струи R
k
Диаметры насадков, мм
13 16 19 22 25
Rk, м
Н, м Q, л/с Н, м Q, л/с Н, м Q, л/с Н, м Q, л/с Н, м Q, л/с
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
8,1
9,6
11,2
13,0
13,9
16,9
19,1
21,4
23,9
26,7
29,7
33,2
37,1
41,7
46,8
53,3
60,9
70,3
82,2
98,2
-
-
-
1,7
1,8
2,0
2,1
2,3
2,4
2,6
2,7
2,9
3,0
3,2
3,4
3,6
3,8
4,0
4,3
4,6
4,9
5,3
5,8
-
-
-
7,8
9,2
10,7
12,4
14,1
15,8
17,7
19,7
21,8
24,0
26,5
29,2
32,2
35,6
39,4
43,7
48,7
54,6
61,5
70,2
80,6
94,2
-
2,5
2,7
2,9
3,1
3,3
3,5
3,8
4,0
4,2
4,4
4,6
4,8
5,1
5,3
5,6
5,9
6,2
6,6
7,0
7,5
8,0
8,6
-
7,7
9,0
10,4
12,0
13,6
15,2
16,9
18,7
20,6
22,6
24,7
27,1
29,6
32,5
35,6
39,1
43,1
47,6
52,7
58,9
66,2
75,1
86,2
3,5
3,8
4,1
4,3
4,6
4,9
5,2
5,4
5,7
6,0
6,2
6,5
6,8
7,1
7,5
7,8
8,2
8,7
9,1
9,6
10,2
10,9
11,6
7,7
8,9
10,2
11,7
13,2
14,7
16,3
18,0
19,8
21,6
23,6
25,7
28,0
30,5
33,2
36,3
39,6
43,4
47,7
52,7
58,5
65,3
75,5
4,6
5,0
5,4
5,8
6,1
6,5
6,8
7,2
7,5
7,8
8,2
8,5
8,9
9,3
9,7
10,1
10,6
11,1
11,7
12,2
12,9
13,7
14,5
7,5
8,7
10,1
11,5
12,9
14,4
15,9
17,5
19,2
20,9
22,7
24,7
26,8
29,1
31,5
34,3
37,3
40,6
44,3
48,6
53,5
59,1
65,8
5,9
6,4
6,9
7,4
7,8
8,3
8,7
9,1
9,6
10,0
10,4
10,8
11,3
11,7
12,2
12,8
13,3
13,9
14,5
15,2
15,9
16,8
17,7
195
Примеры расчета насосно-рукавных систем при различных схемах соединений рукавных
линий.
Пример 1. Определить минимальный требуемый напор у пожарного насоса при подаче
воды по рукавной линии (см. рис.5.41 "а") длиной 200 метров из прорезиненных рукавов
диаметром 77 мм к пожарному стволу с диаметром насадка 19 мм. Ствол поднят на
высоту 20 метров.
Решение. Напор у пожарного ствола для обеспечения рабочей пожарной струи при R
K
= 17м, должен составлять Н
СВ
= 27,1 м (см. табл.5.12). При этих условиях подача пожарного
ствола будет составлять Q = 6,5 л/с. (см. табл.5.12). Потери напора в рукавной линии
составят:
h
C
= n
.
S
P
.
Q
2
,
где количество рукавов в рукавной линии n определяется из условия 20% - ного запаса
рукавов и 20-ти метровой длины каждого рукава; n=12.
S
P
= 0,015 (см. табл.5.10)
Тогда: h
C
= 12
.
0,015
.
6.5
2
=7,6 м.
Таким образом, минимальный требуемый напор у пожарного насоса должен
составлять:
Пример 2. Определить минимальный требуемый напор у пожарного насоса при подаче
воды по двум параллельным одинаковым (S
1
=S
2
) рукавным линиям (см. рис. 5.41 "б") длиной
100 метров из прорезиненных рукавов диаметром 77 мм к пожарным стволам с диаметром
насадка 19 мм. Стволы подняты на высоту 10 метров.
Решение. При параллельном соединении рукавных линий требуемый напор у пожарного
насоса целесообразно определять по формулам:
где:
n – количество рукавов в одной рукавной линии
S
P
– коэффициент сопротивления одного рукава (см. табл.5.10)
Q – общий расход воды из двух стволов при R
K
= 17 м (см. табл.5.12)
S
H
– коэффициент сопротивления насадка пожарного ствола (см. табл.5.11)
Тогда:
Минимальный требуемый напор у пожарного насоса должен составлять:
H=30,6+10=40,6 м. (4,06 кг/см
2
или 0,4 МПа).
Пример 3. Определить минимальный требуемый напор у пожарного насоса при подаче
воды по трем параллельным одинаковым (S
1
=S
2
=S
3
) рабочим рукавным линиям, длиной 100
метров из прорезиненных рукавов диаметром 51мм к пожарным стволам с диаметрами
насадков 13 мм со смешанным соединением рукавной системы (см. рис. 5.41 "в") и
магистральной рукавной линии длиной 200 м из прорезиненных рукавов диаметром 77 мм (без
учета потерь напора на рукавном разветвлении).
Решение. Потери напора в рабочей рукавной системе состоящей из трех параллельных
одинаковых рукавных линий с пожарными стволами будут составлять:
196
где:
n
P
– количество рукавов в одной рабочей рукавной линии;
S
p
– коэффициент сопротивления одного рукава рабочей рукавной линии (см.
табл.5.10);
S
H
– коэффициент сопротивления насадка пожарного ствола (см. табл. 5.11);
Q – общий расход воды из трех стволов при R
K
= 17 м (см. табл. 5.12).
Потери напора в магистральной рукавной линии будет составлять:
где:
n
M
– количество рукавов в магистральной рукавной линии;
S
M
– коэффициент сопротивления одно
го рукава магистральной рукавной
линии (см. табл. 5.10).
Тогда минимальный требуемый напор у пожарного насоса:
5.5. Специальные мотоагрегаты (пожарные мотопомпы)
Мотопомпа пожарная (мотопомпа) – насосный агрегат с двигателем внутреннего сгорания,
укомплектованный пожарно-техническим оборудованием.
Мотопомпы предназначены для подачи воды из открытых водоисточников, перекачки воды
при тушении пожаров, а также могут быть использованы при перекачке и подачи воды для
различных хозяйственных целей. Полная автономность в работе, простота и надежность
конструкций, несложные правила обращения делают мотопомпы незаменимыми при тушении
пожаров, особенно в сельских районах. Высокая мобильность переносных мотопомп позволяет
установить их на водоисточники практически в любом месте, в том числе в местах, недоступных
для пожарных автомобилей.
В зависимости от типа привода насосных агрегатов мотопомпы подразделяются на
следующие группы:
§ мотонасосные агрегаты – насосные агрегаты, в которых приводным двигателем является
двигатель с искровым зажиганием;
§ дизель-насосные агрегаты – насосные агрегаты, в которых приводным двигателем является
дизельный двигатель.
В зависимости от конструктивных особенностей и основных показателей мотопомпы
классифицируются на:
§ мотопомпы нормального давления, обеспечивающие подачу воды и огнетушащих
растворов при давлении на выходе до 2,0 МПа (20 кгс/см
2
);
§ мотопомпы высокого давления, обеспечивающие подачу воды и огнетушащих растворов
при давлении на выходе свыше 2,0 МПа (20 кгс/см
2
).
В зависимости от способа перемещения при эксплуатации мотопомпы подразделяются на:
§ переносные – мотопомпы, доставляемые к месту эксплуатации вручную (силами расчета);
§ прицепные – мотопомпы, установленные на прицепе (полуприцепе) и доставляемые к
месту применения автомобильным транспортом.
197
В настоящее время наибольшее применение для целей пожаротушения получили
мотопомпы: МП-800Б и МП-13/80 "Гейзер".
Мотопомпа МП-800Б
Мотопомпа МП-800Б представляет собой переносной агрегат, состоящий из двигателя 5
(см. рис. 5.42), насоса 2 и вакуум-аппарата 6 смонтированных на сварном основании 1 с
рукоятками для переноса.
Мотопомпа комплектуется двумя всасывающими резинотканевыми рукавами,
всасывающей сеткой, пятью напорными рукавами, двумя рукавными зажимами, двухходовым
разветвлением, переходной соединительной головкой, комплектом пожарных стволов.
Для приведения в действие насоса и вакуумного аппарата на мотопомпе установлен
двухцилиндровый двухтактный карбюраторный двигатель внутреннего сгорания. Двигатель
(см. рис.5.43) состоит из следующих основных частей: картера 5, коленчатого вала 3 с
поршневой группой, левого 6 и правого 19 цилиндров с головками 10 и 18.
Корпус картера двигателя состоит из двух частей между которыми установлена
картонная прокладка. В полости картера имеются две кривошипные камеры для размещения
коленчатого вала. В нижней части картера расположены краники предназначенные для слива
остатков топлива и конденсата.
Коленчатый вал разъемный (состоит из двух частей) и установлен в картере двигателя на
роликоподшипниках. На левом конце коленчатого вала установлено рабочее колесо насоса,
которое в кривошипно-шатунном механизме двигателя мотопомпы частично выполняет роль
маховика. Крепления шатунов на коленчатом валу осуществляется с помощью роликовых
двухрядных подшипников, наружной обоймой которых служит нижняя головка шатуна, а
внутренней палец кривошипа.
Поршни 24 (см. рис. 5.43) изготовлены из алюминиевого сплава и крепятся к верхним
головкам шатунов с помощью стальных пустотелых поршневых пальцев 25. Наружная
цилиндрическая поверхность поршней имеет в верхней части три кольцевые канавки для
размещения поршневых колец 26, выполненных из легированного чугуна.
198
Цилиндры двигателя представляют собой отливки из легированного чугуна. Двойные
стенки цилиндра образуют полость, заполненную водой для охлаждения (водяную рубашку).
Цилиндр имеет два всасывающих, два продувочных и два выпускных окна. Всасывающие окна
соединяются с карбюратором каналами, по которым горючая смесь поступает в кривошипную
камеру двигателя. Продувочные окна сообщаются с кривошипной камерой картера каналами,
расположенными в верхней части картера. Выпускные окна соединяются с патрубками
глушителя.
Головки цилиндров и поршни изготавливаются из алюминиевого сплава. В верхней
части головок имеются резьбовые отверстия для установки свечи зажигания и
декомпрессионного краника. В головке правого цилиндра имеется наклонное отверстие для
установки спускового крана 17 системы охлаждения. Головка левого цилиндра имеет боковой
фланец для крепления вакуум-аппарата 11. Пространство между стенкой камеры сжатия и
наружной стенкой головки служит водяной рубашкой головки цилиндра.
Работу двигателя обеспечивают системы: зажигания, питания, охлаждения, пуска и
трехрежимный ограничитель оборотов коленчатого вала двигателя.
Система зажигания предназначена для образования электрической искры,
воспламеняющей рабочую смесь в цилиндрах двигателя. Она состоит из магнето 15 (см. рис.
5.42), проводов зажигания левого 12 и правого 10 цилиндров в сборе со свечами. Для
получения тока высокого напряжения и создания электрической искры на мотопомпе
199
установлено двухискровое магнето М-135 левого вращения 20 (см. рис. 5.41). Зазор между
контактами прерывателя магнето 0,25…0,35 мм. Привод магнето осуществляется от
коленчатого вала через промежуточную муфту 22. Свечи зажигания А10НТ; зазор между
центральным и боковым электродами свечи зажигания 0,6-0,7 мм.
Система питания двигателя состоит из топливного бака 8 (см. рис. 5.42) емкостью 17,5
литров, крана топливопровода 7, карбюратора поплавкового типа К-36П4 с
воздухоочистителем и узла раздельного питания двигателя, подводящего рабочую смесь в
один или два цилиндра. Топливом для двигателя служит смесь бензина А-72 с маслом М-8А из
расчета (по объему) 20 частей бензина на 1 часть масла. Топливо из бензобака 8 через кран 7
по бензошлангу самотеком поступает в карбюратор, а из карбюратора в виде воздушной смеси
в цилиндры двигателя. Подача топливовоздушной смеси регулируется воздушной и
дроссельной заслонкой карбюратора.
Смазка кривошипно-шатунного механизма и подшипников коленчатого вала
осуществляется смесью бензина с моторным маслом.
Мотопомпа оборудована трехрежимным ограничителем оборотов, предназначенного для
ограничения числа оборотов коленчатого вала двигателя на режимах холостого хода и забора
воды из водоисточника. Трехрежимный ограничитель оборотов (см. рис. 5.44) состоит из двух
основных узлов: собственно ограничителя оборотов и гидравлического диафрагменного
датчика, соединенных между собой маслопроводом 19.
Ограничитель оборотов состоит из патрубка 1, пробки 2 с масленкой и кулачком 18, стакана
3, пружины 4, заслонки 5 с пружиной 23, поршня 7 со штоком 6, штуцера 8 со шприц-масленкой 9
и колпачком 10, рычага 11 с винтом-плунжера 21, плунжера-поршня 12 с манжетой 13.
Гидравлический диафрагменный датчик смонтирован на корпусе насоса мотопомпы и состоит из
диафрагмы 15, дна диафрагмы 14, крышки диафрагмы 16 с заглушкой 17 и прокладки 22.
При запуске двигателя (положение I) заслонка 5 под действием пружины 23 плотно
прижимается к стенкам патрубка 1. Питание двигателя осуществляется через жиклер холостого
хода и отверстие холостого хода патрубка.
При переводе мотопомпы на режим всасывания (положение II) пробка 2 перекрывает подачу
топлива от карбюратору к цилиндру двигателя и соединяет последний с атмосферой, в результате
этого цилиндр начинает работать как компрессор. Во время поворота пробки 2 кулачком 18,
200
закрепленным на торце пробки, поворачивается рычаг 11, толкая винтом 21 плунжер-поршень 12.
Плунжер-поршень в свою очередь поднимает поршень 7 и штоком 6 приоткрывает заслонку 5.
Через образовавшуюся щель между дном патрубка карбюратора 1 и заслонкой 5 поступает
рабочая смесь. В режиме всасывания смазка кривошипно-шатунного механизма левого цилиндра
и опорных подшипников коленчатого вала производится маслом М-8А из масленки
трехрежимного ограничителя оборотов.
После перевода мотопомпы в рабочий режим (положение III) в насосе повышается давление
воды, которое через диафрагму 15 и масло передается поршню 7 и штоку поршня 6. Поршень со
штоком, перемещаясь в крайнее верхнее положение, фиксирует заслонку в горизонтальном
положении, полностью открывая проходное отверстие патрубка карбюратора для поступления
горючей смеси из карбюратора.
При случайных сбросах воды во всасывающей линии и при остановке двигателя давление в
насосе падает, вследствие чего давление на поршень 7, оказываемое диафрагмой 15, также
падает. Под действием пружин 4 и 23 заслонка занимает положение I, соответствующее холостому
ходу.
Охлаждение двигателя при работе мотопомпы осуществляется от насоса за счет циркуляции
части подаваемой воды по рубашке охлаждения двигателя. Для охлаждения двигателя на период
его работы в режиме холостого хода и всасывания рубашка охлаждения заполняется водой через
заливную ванну 16 (см. рис. 5.43). Во время заполнения спускной краник 17, установленный на
головке правого цилиндра, должен быть открыт, а после заполнения спускной краник и заливная
ванна должны быть закрыты.
Для запуска двигателя мотопомпа снабжена рычагом пускового механизма 14 (см. рис. 5.42)
с педалью и зубчатым сектором. При нажатии ногой на педаль рычага зубчатый сектор входит в
зацепление с зубчатым колесом 23 (рис. 5.43), которое через зубчатую муфту 22 приводит во
вращение коленчатый вал двигателя.
Для перекачки жидкости на мотопомпе установлен центробежный одноступенчатый насос.
Основными деталями насоса являются (см. рис. 5.43): корпус 2, рабочее колесо 4 и крышка насоса.
Рабочее колесо смонтировано на хвостовике коленчатого вала двигателя. В крышке насоса
установлены два сальника. Для спуска воды в нижней полости насоса имеется кран.
Корпус насоса отливается из алюминия, имеет два патрубка: всасывающий и напорный.
Напорный патрубок оборудован задвижкой 3 (см. рис. 5.42). Всасывающий патрубок – резьбовой,
он служит для присоединения всасывающей линии. На корпусе насоса установлен гидравлический
диафрагменный датчик трехрежимного ограничителя оборотов.
Рабочее колесо, отливаемое из алюминия, установлено на коленчатом валу двигателя и
имеет семь профилируемых лопаток. В корпусе насоса имеется канал с отверстием для подачи
воды из насоса в систему охлаждения двигателя. Уплотнение коленчатого вала двигателя
осуществляется двумя резиновыми сальниками, установленными уплотняющими кромками в
противоположные стороны для создания уплотнения при разряжении и давлении.
Для создания разряжения в корпусе и всасывающей линии насоса на мотопомпе установлен
вакуумный аппарат 11 (см. рис. 5.43), монтируемый на головке левого цилиндра. Включение
газоструйного вакуум-аппарата осуществляется рукояткой 7. При повороте рукоятки в сторону
задвижки насоса левый цилиндр двигателя начинает работать в режиме компрессора, направляя
сжатый воздух из цилиндра в сопло струйного насоса, создавая таким образом разряжение в
вакуумной камере струйного насоса и внутренней полости центробежного насоса. В корпусе
газоструйного вакуум-аппарата установлен обратный клапан 9, который открывается за счет
давления в цилиндре и пропускает сжатый воздух к соплу, а при разряжении в цилиндре
прижимается к седлу корпуса под действием пружины.
Основные технические данные мотопомпы МП-800Б:
§ подача при номинальной частоте вращения (номинальном числе оборотов вала) – 800
л/мин;