Вакуумные системы с пластинчатыми

(шиберными) насосами

Принципиальное отличие этих систем водозаполнения от ГСВА состоит в том, что в них применяются пластинчатые насосы с приводом электрического двигателя и с питанием от аккумулятора батарей пожарного автомобиля. Второй их особенностью является то, что их эксплуатация может осуществляться в ручном и автоматическом режимах управления. На некоторых ПА применяются эти системы только с ручным управлением.

Вакуумная система водозаполнения включает: вакуумный (шиберный) насос 7, электродвигатель 6, блок управления (БУ) 3 и дополнительные элементы, указанные на рис.7.7.

Рис.7.7. 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 двигателя нормативного давления; 11 – электрод; 12 – изолятор.

Вакуумный насос. Вакуумный насос пластинчатого типа. Его устройство показано на рис.7.8.

Рис.7.8. 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 всасывает воздух и перемещает его, сжимая, 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 h_вс = 3,5 м не более 20 с и при h_вс = 7,5 м – не более 40 с.

Датчик заполнения. Он представляет собой электрод 11 (рис.7.7), 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 вакууммирования 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 вакууммировании 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.7.9).

Рис.7.9. 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;
«Вакууммирование»	- 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 оперативной 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 обнаруживаются при работе пожарного насоса или его опрессовке.

Вакуумный насос АВС-01Э

Автоматическая вакуумная система АВС-01Э отличается, от ранее рассмотренной, наличием в ней специального тягового электромагнита, приводящего в действие вакуумный клапан. Она нашла широкое применение в ПЦНН и ПЦНВ, а также может устанавливаться на насосах ПН-40УВ. Она осуществляется как на заводах, производящих автоцистерны, так и рекомендована для установки вместо газоструйных вакуумных аппаратов на насосах ПН-40УВ, эксплуатируемых в пожарных частях.

Принципиальная схема АВС-01Э для установки на ПН-40УВ представлена на рис.7.10. В разъем между коллектором 1 насоса ПН-40УВ и его вакуумным краном 4 вставляется камера 2 датчика водозаполнения. К корпусу вакуумного крана 4 крепится вакуумный электроклапан 5, соединенный трубопроводом 6 с пластинчатым вакуумным насосом 8.

Рис.7.10. Принципиальная схема вакуумного насоса АВС-01Э

1 – коллектор насоса; 2 – датчик водозаполнения; 3,10 – электрокабель; 4 – вакуумный кран насоса; 5 – вакуумный клапан; 6 – воздуховод; 7 – трос; 8 – пластинчатый вакуумный насос; 9 – вакуумный агрегат; 11 – блок управления; 12 – выключатель аккумуляторной батареи; 13 – аккумуляторная батарея

Вакуумный электроклапан конструктивно разделен на два элемента: тяговый электромагнит, входящий в состав вакуумного агрегата 9. Вакуумный агрегат включает электродвигатель (на схеме не показан), соединенный с пластинчатым вакуумным насосом 8.

Блок управления 11 (рис.7.11) электрокабелями 10 соединен с электродвигателем вакуумного агрегата 9. На его панели размещены тумблеры включения питания и режимов работы: автоматический и ручной пуск, кнопки пуска и аварийного останова, а также ряд индикаторов, указывающих на протекание различных процессов с указанием вакууммирования, заполнение насоса водой и нестандартную работу («Не норма).

Рис.7.11. Пульт управления АВС-01Э

индикаторы:

1 – включение питания; 2 – вакууммирование; 3 – насос заполнен; 4 – не норма

Максимальное разрежение, создаваемое вакуумным насосом 0,85…0,9 (кгс/см²), (0,085…0,09 МПа).

Основные параметры АВС-01Э приведены в табл.7.1.

Таблица 7.1

№ п/п	Режим работы	Диаметр и длина рукава	Количество рукавов	Глубина всасывания	Время, с
	Проверка насоса	-	-	-	5…7
	Забор воды из водоисточника	Ду = 125 мм L = 4 м		3,5	5…10
	3,5	10…15
	7,5	25…30
	7,5	30…35

Количество электроэнергии, необходимое за один цикл работы не превышает 0,4 А·час.

Забор воды можно производить в ручном и автоматическом режимах работы АВС-01Э.

Независимо от предполагаемого режима предварительно необходимо: закрыть все краны и вентили, присоединить всасывающие рукава, открыть вакуумный кран (поз.4, рис.7.10), включить аккумуляторную батарею (поз.12 на рис. 7.10), включить питание на пульте управления (рис.7.11). При этом высветится индикатор 1.

Порядок забора воды в ручном режиме. Необходимо тумблером «Режим» включить ручное управление. После этого нажимают кнопку «ПУСК» и удерживают ее до заполнения насоса водой. Контроль заполнения определяют по окуляру на вакуумном кране 4 (рис.7.10).

При нажатии кнопки «ПУСК» будут приведен в действие вакуумный насос (поз.8, рис.7.10) и одновременно тяговый электромагнит тросом 7 откроет вакуумный электроклапан 5. Воздух из всасывающих рукавов и насоса будет удаляться и система постепенно заполнятся водой (показано стрелкой «вода»). При заполнении насоса водой кнопку «ПУСК» отпускают. При этом вакуумный электроклапан автоматически закрывается и одновременно останавливается вакуумный агрегат. При его остановке следует закрыть вакуумный клапан 4 и запустить центробежный насос.

Порядок забора воды в автоматическом режиме. Для приведения системы забора в работу необходимо выполнить, как было указано, подготовительные работы. При нажатии кнопки «ПУСК» включается вакуумный агрегат и автоматически открывается вакуумный электроклапан 5. При этом высветится индикатор «Вакууммирование». При заполнении водой корпуса датчика заполнения 2 будет замкнута электрическая цепь и сигналом от датчика 2 по электрокабелю будет остановлен вакуумный насос 8 и автоматически тяговый электромагнит тросом 7 закроет вакуумный электроклапан 5. При этом выключится индикатор «Вакууммирование» и высветится индикатор «Насос заполнен». После вакуумного насоса следует закрыть вакуумный кран 4 на центробежном насосе и включить его в подачу воды.

При эксплуатации АВС-01Э нештатные ситуации могут возникать при разгерметизации всасывающих рукавов, перегрузке электродвигателя или тягового электромагнита, которая может возникнуть при замерзании воды, попадающей в рабочие полости, например, при неисправном вакуумном кране и др. В этих случаях сработает устройство защиты, вакуумный насос отключится и на пульте управления (рис.7.11) высветится индикатор «Не норма». Необходимо найти и устранить неисправность.