Вакуумная система водозаполнения
Вакуумная система предназначена для создания в центробежном насосе разрежения, необходимого для заполнения его водой из водоемов. Она включает вакуумный насос, вакуумный кран (поз.25 на рис.1.9), блок управления, датчик заполнения, электродвигатель. Система автономная с питанием от аккумуляторной батареи пожарного автомобиля.
Включение всех указанных частей системы представлено на рис.1.14.
Рис.1.14. Принципиальная схема вакуумной системы: 1 – аккумуляторная батарея; 2 – выключатель; 3 – блок управления; 4 и 5 – кабели; 6 – электромотор; 7 – вакуумный насос; 8 – сосуд с маслом; 9 – вакуумный кран; 10 – фрагмент коллектора нормативного давления; 11 – электрод; 12 – изолятор.
Вакуумный насос. Вакуумный насос пластинчатого типа. Его устройство показано на рис.1.15.
Рис.1.15. Вакуумный насос: 1 – выходной патрубок; 2 – лопатки; 3 – ротор; 4 – гильза; 5 – входной патрубок; 6 – корпус.
В корпусе 6 насоса запрессована гильза 4. Внутри ее размещен ротор 3 с вставленными в него пластинами 2. При вращении ротора пластины под влиянием центробежных сил прижимаются к внутренней поверхности гильзы 4. При этом образуются замкнутые рабочие полости различного объема. При вращении ротора (против часовой стрелки) полости перемещаются от всасывающего окна, сообщающегося с входным патрубком Б к выходному окну, которое сообщается с выходным патрубком 1.
Каждая рабочая полость в области всасывающего окна захватывает порции воздуха и перемещает ее к выходному окну, выбрасывая в атмосферу.
При работе насоса в него поступает масло для смазывания рабочих поверхностей пластин, находящихся в контакте с внутренней поверхностью гильзы. Масло поступает во всасывающую полость насоса из, находящегося рядом, бачка за счет разрежения создаваемого в нем всасываемым воздухом. Требуемый расход масла регулируется разрежением. Масло в насос поступает через калиброванное отверстие в трубке.
Вакуумный насос создает максимальное разрежение не менее 0,08 МПа. Время заполнения насоса при высоте всасывания hвс = 3,5 м не более 20 с и при hвс = 7,5 м – не более 40 с.
Датчик заполнения. Он представляет собой электрод 11 (рис.1.14), установленный через изолятор 12 в верхней части коллектора 10. Он срабатывает следующим образом. При заполнении верхней части коллектора водой изменяется электрическое сопротивление между электродом 11 и корпусом 10. Это изменение фиксируется блоком управления 3. При этом формируется сигнал на отключение электродвигателя 6 вакуумного насоса 7.
Электродвигатель. В системе вакуумирования используется двигатель постоянного тока, который при напряжении 12 В потребляет ток до 150 А. За один цикл водозаполнения потребляется энергия 0,5...2,0 А· час.
Электродвигатель и вакуумный насос соединены муфтой. Вакуумный насос, в свою очередь, соединен шлангом с вакуумным краном, установленном на коллекторе ступени нормального давления. При вакуумировании масло из сосуда эжектируется внутрь насоса и смазывает зоны контакта пластин с поверхностью гильзы насоса.
Блок управления (БУ). Блок управления предназначен для обеспечения работы вакуумной системы в ручном и автоматическом режимах и визуальной индикации о состоянии системы (рис.1.16).
Рис.1.16. Блок управления: 1 – тумблер «Питания»; 2 – тумблер «Режим»; 3 – кронштейн для крепления блока; 4 – кабель соединения с вакуумным агрегатом; 5 – кабель соединения с датчиком заполнения; 6 – кнопка «Стоп»; 7 – световые индикаторы; 8 – кнопка «пуск».
Тумблер 1 «Питание» служит для подачи питания к цепям управления вакуумным агрегатом и для задействования световых индикаторов о состоянии вакуумной системы.
Тумблер «Режим» служит для изменения режима работы системы – автоматического («Авт») или ручного («Ручн»).
Кнопка «Пуск» служит для включения двигателя вакуумного агрегата.
Кнопка «Стоп» служит для выключения двигателя вакуумного агрегата и для снятия блокировки после загорания индикатора «Не норма».
Кабели 4 и 5 служат для соединения блока управления, соответственно, с двигателем вакуумного агрегата и с датчиком заполнения.
Световые индикаторы предназначены для визуального контроля за состоянием вакуумной системы:
Назначение индикаторов указано ниже.
| «Питание» | - питание блока управления включено; |
| «Вакуумирование» | - электродвигатель вакуумного агрегата включен, вакуумный насос работает |
| «Насос заполнен» | - пожарный насос полностью заполнен водой, сработал датчик заполнения; |
| «Не норма» | - зафиксировано наличие одной или нескольких неисправностей системы: 1) превышено максимальное время непрерывной работы вакуумного насоса (45...55 секунд) вследствие недостаточной герметичности всасывающей магистрали или иной причины; 2) отсутствует или плохой контакт тягового реле вакуумного агрегата вследствие подгорания контактов тягового реле; 3) электродвигатель перегружен (заклинило ротор вакуумного насоса вследствие замерзания попавшей воды или посторонними предметами) |
В зависимости от комбинации положений тумблеров «Питание» и «Режим» вакуумная система может находиться в четырех возможных состояниях.
Примечание. Эти режимы полностью заимствованы из Руководства по эксплуатации КШИН.062223.00287 «Насос центробежный пожарный комбинированный НЦПК-40/100-4/400, 2003».
1)В нерабочем состоянии тумблер «Питание» должен находиться в положении «Откл», а тумблер «Режим» – в положении «Авт». Данное положение тумблеров является единственным, при котором нажатие на кнопку «Пуск» не приводит к включению электродвигателя вакуумного агрегата. Индикация отключена.
2) В автоматическом режиме (основной режим) тумблер «Питание» должен находиться в положении «Вкл.», а тумблер «Режим» – в положении «Авт». При этом электродвигатель включается кратковременным нажатием кнопки «Пуск». Отключение производится либо автоматически (при срабатывании датчика заполнения или одного из видов защиты электропривода), либо принудительно – нажатием кнопки «Стоп». Индикация включена и отражает состояние вакуумной системы.
3) В ручном режиме тумблер «Питание» должен находиться в положении «Вкл», а тумблер «Режим» – в положении «Ручн». Двигатель включается нажатием кнопки «Пуск» и работает до тех пор пока кнопка «Пуск» удерживается в нажатом состоянии, независимо от показаний световых индикаторов, которые отражают состояние процесса водозаполнения, свидетельствуют о ненормальном режиме работы системы, но не влияют на работу двигателя, т.к. электронная защита привода в этом режиме отключена. То есть, в случае ненормальной работы электропривода (перегрузка двигателя, отсутствует или плохой контакт в тяговом реле, превышение времени непрерывной работы) автоматического отключения не происходит, а только загорается индикатор «Не норма». Данный режим предназначен для возможности работы в случае сбоев в системе автоматики, при ложных срабатываниях блокировок. При этом режиме контроль момента окончания процесса водозаполнения и отключения двигателя вакуумного насоса осуществляется визуально по индикатору «Насос заполнен».
4) Для обеспечения выполнения боевой задачи на пожаре в случае отказа электронного блока, когда в автоматическом режиме система не работает, а в ручном режиме световые индикаторы не отражают реально происходящих процессов, существует аварийный режим, при котором тумблер «Питание» необходимо выключить, а тумблер «Режим» перевести в положение «Ручн». При этом режиме электродвигатель управляется так же, как и в ручном режиме, но индикация при этом отключена, и контроль момента окончания процесса водозаполнения и отключения двигателя вакуумного насоса осуществляется по появлению воды из выхлопного патрубка. Систематическая работа в этом режиме недопустима, т.к. может привести к серьезным поломкам элементов вакуумной системы. Поэтому сразу же по возвращении в часть после возникновения необходимости использовать систему в этом режиме следует выяснить и устранить причину неисправности блока управления.
Порядок проверки работоспособности вакуумной системы. Последовательность проверки:
а. На всасывающий патрубок ПН установить заглушку и, закрыв все краны, открыть вакуумный кран;
б. Установить тумблер «Режим» блока управления в положение «Авт.»;
Тумблер «Питание» установить в положение «Вкл.»;
При этом загорается индикатор «Питание».
в. Нажать кнопку «Пуск» загорается индикатор «Вакууммирование». Разрежение должно нарастать. Во время работы вакуумного насоса масло в трубке от бачка к насосу должно подниматься.
г. По достижении разрежения не менее 0,75 кГс/см2 закрыть вакуумный кран и отключить часть вакуумный насос, нажав кнопку «Стоп».
д. По истечении 3 минут произвести измерение повторно. Различие в показаниях больше 0,2 кГс/см2 свидетельствует о неплотностях в ПН или коммуникациях. Неплотности обнаруживают по утечкам при работе ПМ или его опрессовке.