Одним із основних елементів системи протипожежного водопостачання є насоси, які відрізняються різноманіттям конструктивних та експлуатаційних параметрів.
Насоси належать до класу гідравлічних машин. Гідромашини (ГМ) призначені для перетворення механічної енергії двигуна на енергію переміщення рідини або гідравлічної енергії потоку води на механічну енергію (гідравлічні двигуни).
Гідромашини поділяються на (рис. 1.1):
- лопасні (відцентрові, осьові, гідравлічні турбіни);
- об’ємні, які діють за принципом витиснення рідини (роторні, поршневі та інш. насоси);
- спеціальні пристрої, які використовуються для переміщення рідини (гідравлічні тарани, ежектори, ерліфти).
Рис. 1.1 – Класифікація насосів
Першим гідравлічним двигуном (більше 3000 років тому) було гідравлічне колесо (водяне колесо), для роботи якого використовувалася енергія текучої води, а першим насосом – поршневий насос, збудований в Олександрії приблизно 200 років до нової ери.
Насоси зворотно-поступової дії поділяються на поршневі та мембранні (рис. 1.2).
Рис. 1.2 - Насоси із зворотно - поступовим переміщенням поршня: а – поршневі, б – мембранні
Принцип дії їх заснований на витисненні рідини з робочого об’єму гідромашини.
Поршневі насоси використовуються для подання невеликої кількості рідини під значним тиском. Для пуску у роботу внутрішню порожнину насоса не треба заливати рідиною, як це необхідно у відцентрових насосах.
Роторні насоси поділяються на шестеренчасті, гвинтові, коловоротні, роликові, пластинчаті. Вони використовуються у схемах очищення води (гвинтові насоси) для дозування реагентів. Вони характеризуються рівномірним водопостачанням і спроможні створювати значний тиск на виході.
Лопасні насоси працюють за динамічним принципом: при роботі робочого колеса кінетична енергія від нього передається рідині, що перекачується, та на виході системи перетворюється на енергію тиску.
Лопасні насоси розподіляються на відцентрові, осьові та вихрові (рис. 1.3).
Основними елементами схеми є робоче колесо 1, його лопасті 2, корпус 3, вал 4, всмоктуючий трубопровід 5, нагнітаючий 6, патрубок 7 (рис. 1.3).
Рис. 1.3 - Лопасні насоси:
а – відцентровий: 1 – робоче колесо, 2 – вал, 3 – спіральна камера, 4 – напірний патрубок, 5 – всмоктуючий патрубок, б – вихровий: 1 – вал, 2 – корпус, 3 – кільцевий канал, 4 – напірний патрубок, 5 – всмоктуючий патрубок, 6 – ущільнювач
У протипожежному водопостачанні дуже розповсюдження відцентрові насоси (ВЦН). Основною перевагою ВЦН є простота конструкції, компактність та невеликий об’єм, зручність з’єднання з двигунами, спроможність перекачувати рідини з різними фізико-хімічними параметрами, висока потужність. Недоліком ВЦН є те, що для їх запуску необхідно використання пристроїв, які дозволяють заповнювати водою всмоктуючі лінії та корпус насоса (наприклад, використання вакуум-насосів).
Розглянемо класифікацію відцентрових насосів.
За тиском відрізняють насоси:
- низького тиску (до 20 м);
- середнього тиску (від 20 до 60 м);
- високого тиску (більше 60 м).
За кількістю робочих коліс - на:
- одноступеневі (з одним робочим колесом);
- багатоступеневі (з декількома робочими колесами).
У багатоступеневих насосах відбувається поступове збільшення тиску рідини при її проходженні через послідовно з’єднані робочі колеса. Продуктивність багатоступеневих насосів дорівнює продуктивності одного робочого колеса. Це насоси значного тиску.
За способами подачі рідини до робочого колеса відрізняють насоси:
- з постачанням по одному вводу;
- з постачанням по двох вводах.
При однаковому тиску подача рідини насосами з двома постачальними вводами більше, ніж насосами з одним.
За розміщенням вала робочого колеса насоси бувають:
- горизонтальні;
- вертикальні.
Насоси із вертикальним валом використовують для забору води від глибинних колодязів та свердловин на насосних станціях першого підйому.
За коефіцієнтом швидкохідності робочого колеса насоси поділяються на:
- тихохідні;
- нормальні;
- швидкісні.
Коефіцієнт швидкохідності характеризує конструктивні особливості насосів і визначаються за формулою
,
(1.1)
де Q – витрати води насоса, м3/с;
Н – тиск, що створюється насосом, м;
n – оберти робочого колеса.
Для тихохідних насосів коефіцієнт швидкохідності знаходиться в межах 40 ÷ 80, для звичайних (нормальних) - 80 ÷ 140, а для швидкохідних - 140 ÷ 300. Тому тихохідні насоси використовують для створення значного тиску при невеликих витратах води на виході, а швидкохідні – для великих витрат при невеликому тиску. У пожежній техніці застосовують тихохідні та звичайні (нормальні) відцентрові насоси.
Особу групу складають струменеві насоси (СН) (рис. 1.4), у яких всмоктування рідини відбувається за рахунок зниження тиску, що створюється струменем робочої рідини: рідина, що всмоктується переноситься робочим струменем до дифузора, де відбувається підвищення тиску. Недоліками СН є низький коефіцієнт корисної дії (ККД – 0,15 ÷ 0,27) та необхідність подачі великих об’ємів робочої рідини (об’єм робочої рідини в 1,5 ÷ 3 рази перевищує об’єм рідини, що відкачується).
Рис. 1.4 - Принципова схема дії струменевого насоса:
1 – напірний резервуар, 2 – постачальна труба, 3 – робоча камера, 4 – напірна труба (дифузор), 5 – всмоктуюча труба, 6 – резервуар.
| « ГЛАВА 1. ОСНОВИ ТЕОРІЇ НАСОСІВ | 1.2 Принципова схема відцентрового насоса » |