Вакуум клапан назначение устройство принцип работы основные неисправности

Как устроен и где применяется клапан вакуумного насоса?

Вакуумные насосы используются во многих сферах. С помощью таких агрегатов подается чистая вода в дом, транспортируются химические жидкости и газы на предприятиях. Уменьшенный вариант устройства установлен в машины для создания вакуума и управления пневматическими клапанами.

Довольно часто насосы вакуумного типа используются с дополнительным оборудованием (гидроаккумулятор, автоматика). При этом одним из важнейших элементов конструкции прибора остается клапан вакуумного насоса. Именно он отвечает за герметизацию устройства на отдельных фазах работы, которая обеспечивает защиту насоса, а также предотвращает возврат воды в линию.

1 Какая конструкция у клапана вакуумного насоса?

Специфика работы затворного клапана, используемого на насосном оборудовании, является следствием его устройства. Несмотря на внешнюю незамысловатость элемента в конструктивном плане он выполнен достаточно тонко. Обычно он состоит из таких составных частей:

• цилиндрический корпус из металла;
• запорная часть;
• рабочий орган, представленный золотником и сопутствующими элементами.

Конструкция обратного клапана Корпус устройства выполняется из разных металлических сплавов. Тип сплава зависит от среды, с которой работает агрегат. Чаще всего это латунь, бронза, чугун или сталь. Внешне он представляет собой цилиндр, края которого оснащены резьбой для врезки в отрезок трубопровода. Края корпуса могут оборудоваться отверстиями под фиксирующие элементы (винты или болты). Также резьба часто дополняется резиновыми уплотнителями, которые предотвращают потерю жидкости в ходе работы. Внутри корпуса находится рабочий орган. Состоит он из золотника, посаженого на шток, двух дисков и прокладки, расположенной между ними. Тарелки и золотник устройства чаще всего выполняют из меди, цинка или нейтральных полимерных составов. На шток под тарелками также установлена пружина. Ее роль заключается в возврате клапана в седло. Пружина изготовлена из прочных сортов стали.
к меню ↑

1.1 Принцип действия устройства

В конструкции вакуумного насоса обратный клапан играет важную роль. Он регулирует давление внутри трубы или канала, а также предотвращает возврат жидкости назад в источник. Если большой объем жидкости после отключения насоса снова возвращается в колодец или скважину, внутри трубы создается обратный напор. Он раскручивает рабочее колесо аппарата в обратную сторону. В результате нескольких таких циклов аппарат может выйти из строя или частично потерять функциональность. Предотвращение таких моментов и является основной задачей клапана. Благодаря конструкции он сразу же после отключения насосного аппарата перекрывает участок трубы, тем самым ограничивая обратный напор. Межфланцевый обратный клапан Происходит регулировка давления следующим образом:

1. Вакуумный насос начинает работать. При этом создается область разряженного давления, и жидкость всасывается внутрь линии.
2. Жидкость в процессе движения образует напор, который давит на диски запорного элемента.
3. Пружина сокращается, и клапан поднимается в седло. Вследствие этого жидкость беспрепятственно поступает внутрь трубы.
4. Если помпа отключается, поток внутри линии трубопровода ослабевает. При этом уменьшается давление на диски. Пружина пересиливает его и возвращает тарелки на середину канала, тем самым перекрывая ход жидкости назад.

На большинстве моделей вакуумных насосов обратный клапан уже входит в конструкцию прибора. Но, некоторые модели предполагают дополнительное приобретение такого элемента с целью врезки в трубопровод. Особенностью данного устройство является то, что его можно устанавливать и с другими типами насосного оборудования или сантехники. При этом, если установить обратные клапаны периодически по всей линии трубопровода, это позволит предотвратить утечки жидкости в случае повреждения каналов.

Главными преимуществами работы таких устройств являются:

• полное отсутствие шума;
• надежность конструкции;
• легкость монтажа и простая замена в случае выхода из строя элемента;
• свободный ход жидкости в рабочем положении (обычно составляет от 10 до 50 мм).

2 Типы обратных клапанов для вакуумного насосного оборудования

Рассмотренное выше устройство и принцип действия являются лишь одним из вариантов исполнения запорных элементов. Другие типы таких устройств рассчитаны на различные условия работы, поэтому и в конструктивном плане имеют некоторые отличия.

Так, например, для вертикальных линий трубопровода чаще применяются клапаны шарикового типа. В них в качестве рабочего органа выступают уже не золотник, а шарик. Шток в таком устройстве не используется. Положение шарика удерживается самим суженым каналом. Когда жидкость нагнетает вверх, она выталкивает шарик в трубопровод, освобождая проход. Когда напор падает, шарик в начальное положение возвращается пружиной.

Обратный клапан подъемного типа

Также достаточно часто применяются варианты межфланцевого типа. Принцип их действия строится на основе вертикально установленного диска, зафиксированного с двух сторон пружинами. Под давлением жидкости пружины деформируются и диск проворачивается в горизонтальную плоскость. При этом освобождается канал по обе стороны от диска. Когда подача прекращается, диск снова возвращается в вертикальное положение и перекрывает канал.

Хорошими пропускными характеристиками отличается клапан подъемного типа. В них в качестве рабочего органа также используется диск. Но, в отличие от предыдущего типа, он закреплен одной специальной пружиной в верхней части корпуса. Под давлением жидкости пружина деформируется, и диск поднимается к верхней части корпуса. Такое положение удерживается на протяжении всей подачи жидкости. Когда поток прекращается, пружина, как крышкой, снова закрывает канал. Главным недостатком таких моделей является громкий хлопок во время закрытия.

Для промышленных предприятий используются более сложные конструктивные варианты. Такие модели, как правило, отличаются большим диаметром канала. Он составляет не менее 1,5 дюйма. Промышленные шариковые клапаны имеют форму буквы «У». Причем вода проходит только по двум линиям корпуса. В оставшийся третий отвод закатывается шарик после воздействия на него жидкости. Для этого внутри трубы расположен специальный дуговой канал. Внутренний торец третьего направления имеет гнездо, в которое садится шарик.

Такой вариант устройств используется исключительно на вертикальных линиях трубы с восходящим направлением жидкости. Пружина в строении не используется. Назад в седло шарик возвращается под силой притяжения.

Для автомобильных насосов используется дисковый тип клапана. Он состоит из двух тарелок, которые плотно стыкуются между собой. От каждой из тарелок отходят каналы для движения жидкости. При этом в одной тарелке прямо напротив канала фиксируется пружина, которая толкает диск. Во второй тарелке расположено гнездо под диск. В ходе движения жидкости, она выдавливает диск из гнезда и через полости пружины проходит в противоположный канал. При прекращении подачи жидкости, пружина вдавливает диск в седло и перекрывает впускной канал.

Чаще всего такой тип обратного запорного элемента устанавливается на дизельные двигатели крупногабаритных автомобилей. Но, и на легковых автомобилях он также встречается. Например, такой вариант клапана является стандартной комплектующей насосов Кайрон.

3 Как правильно установить клапан на вакуумный насос?

В случае если обратный клапан уже установлен на модель насосной техники, то проблем с ее установкой не возникает. Если же вдруг в изначальной комплектации модели такое устройство не предполагается его необходимо установить в линию самостоятельно. В плане исполнения задача не сильно сложная, но требует соблюдения ряда моментов.

Подключение обратного клапана к пластиковой трубе

Прежде всего, следует определиться с местом размещения детали. В этом случае выделяется два варианты установки:

1. В водяных вакуумных насосах, автомобильных, промышленных устройствах его лучше всего устанавливать на всасывающем патрубке. Это предотвратит завоздушивание линии, а также будет происходить более четкая регуляция количества жидкости. При этом для водяных насосов нижняя часть патрубка также дополняется фильтром. Это предотвратит отложение примесей на внутренних поверхностях устройства и продлит срок его эксплуатации.
2. В насосных станциях клапан лучше разместить на участке перед гидроаккумулятором. В ресивере накапливается большой объем жидкости, и устройство будет предотвращать ее возвращение назад в камеру аппарата. К тому же такая мера позволит предотвратить «сухой» ход прибора и износ его деталей.

Обратный клапан на насосной станции

В случае с погружными агрегатами, клапан лучше размещать вторым способом. Если установить его на всасывающем патрубке, сразу отпадет возможность слива жидкости в источник. А без этого невозможно провести обслуживание прибора. Кроме того, в таком случае необходимо тщательно загерметизировать все стыки и установить на отрезок 2-3 воздушных клапана, которые будут задерживать, растворенный в жидкости, воздух и газы.

К трубе устройство подключается при помощи латунного сгона или фитинга. Крайние резьбовые соединения перед стыковкой желательно обмотать специальной фум-лентой. Она предотвратит протекание в местах соединений.

Кроме того, при покупке обратного элемента необходимо четко определится с направлением движения внутри него. Если установить элемент на трубе не правильно, это приведет к чрезмерному повышению давления. Следствием такого явления могут быть повреждения самого электронасоса или участков трубопровода.
к меню ↑

Вакуумные системы пожарных насосов: классификация и применение

Вакуумная система центробежного пожарного насоса предназначена для предварительного заполнения водой всасывающей линии и насоса при заборе воды из открытого водоисточника (водоёма). Кроме того, с помощью вакуумной системы можно создать в корпусе центробежного пожарного насоса разряжение (вакуум) для проверки герметичности пожарного насоса.

В настоящее время на отечественных пожарных автомобилях применяется два типа вакуумных систем. В основе вакуумной системы первого типа лежит газоструйный вакуумный аппарат (ГВА) с насосом струйного типа, а в основе второго типа – шиберный вакуумный насос (объёмного типа).

Вывод по вопросу: на современных марках пожарных автомобилей используют различные вакуумные системы.

Газоструйные вакуумные системы

Данная вакуумная система состоит из следующих основных элементов: вакуумного клапана (затвора), установленного на коллекторе пожарного насоса, газоструйного вакуумного аппарата, установленного в выпускном тракте двигателя пожарного автомобиля, перед глушителем, механизма управления ГВА, рычаг управления которым размещён в насосном отсеке, и трубопровода, соединяющего газоструйный вакуумный аппарат и вакуумный клапан (затвор). Принципиальная схема вакуумной системы показана на рис. 1.

Рис. 1. Схема вакуумной системы центробежного пожарного насоса

1 – корпус газоструйного вакуумного аппарата; 2 – заслонка; 3 – струйный насос; 4 – трубопровод; 5 – отверстие к полости пожарного насоса; 6 – пружина; 7 – клапан; 8 – эксцентрик; 9 – ось эксцентрика; 10 – рукоятка эксцентрика; 11 – корпус вакуумного клапана; 12 – отверстие; 13 – выпускная труба, 14 – седло клапана

Корпус газоструйного вакуумного аппарата 1 имеет заслонку 2, которая изменяет направление движения отработавших газов двигателя пожарного автомобиля либо к струйному насосу 3, либо в выпускную трубу 13. Струйный насос 3 соединён трубопроводом 4 с вакуумным клапаном 11. Вакуумный клапан установлен на насосе и сообщается с ним через отверстие 5. Внутри корпуса вакуумного клапана пружинами 6 к сёдлам 14 прижимаются два клапана 7. При перемещении рукоятки 10 с осью 9 эксцентрик 8 отжимает клапаны 7 от сёдел. Работа системы происходит следующим образом.

В транспортном положении пожарного автомобиля (см. рис. 1А) заслонка 2 находится в горизонтальном положении. Клапаны 7 пружинами 6 прижаты к сёдлам. Отработавшие газы двигателя проходят через корпус 1, выпускную трубу 13 и выбрасываются в атмосферу через глушитель.

При заборе воды из открытого водоисточника (см. рис. 1Б) после присоединения к насосу всасывающей линии, рукояткой вакуумного клапана отжимают нижний клапан вниз. При этом полость насоса через полость вакуумного клапана и трубопровод 4 соединяется с полостью струйного насоса. Заслонку 2 переводят в вертикальное положение. Отработавшие газы будут направлены в струйный насос. Во всасывающей полости насоса будет создаваться разрежение, и насос будет заполнен водой под атмосферным давлением.

Выключение вакуумной системы происходит после заполнения насоса водой (см. рис. 1 В). Перемещая рукоятку, отжимают от седла верхний клапан. При этом нижний клапан будет прижат к седлу. Всасывающая полость насоса отключается от атмосферы. Но теперь с атмосферой через отверстие 12 будет соединен трубопровод 4, и струйный насос удалит воду из вакуумного клапана и соединительных трубопроводов. Это особенно необходимо проделать на зимний период для предотвращения замерзания воды в трубопроводах. Затем рукоятку 10 и заслонку 2 ставят в исходное положение.

1 – глазок; 2 – платик; 3 – упор рукоятки; 4 – корпус электролампочки; 5, 7, 12 – гайки; 6 – корпус вакуумного аппарата; 8 – верхний клапан; 9 – рукоятка; 10 – уплотнение; 11 – кулачковый валик; 13 – нижний клапан; 14 – пружина

Вакуумный клапан (см. рис. 2) пр едназначен для соединения всасывающей полости насоса с газоструйным вакуум-аппаратом при заборе воды из открытых водоемов и удаления воды из трубопроводов после заполнения насоса. В корпусе 6 клапана, отливаемого из чугуна или алюминиевого сплава, размещены два клапана 8 и 13 . Они прижимаются пружинами 14 к седлам. При положении рукоятки 9 «от себя», эксцентрик на валике 11 отжимает от седла верхний клапан. В этом положении насос отсоединен от струйного насоса. Перемещая рукоятку «на себя», отжимаем от седла нижний клапан 13, и всасывающая полость насоса соединяется со струйным насосом. При вертикальном положении рукоятки оба клапана будут прижаты к своим седлам.

В средней части корпуса выполнен платик 2 с отверстием для присоединения фланца соединительного трубопровода. В нижней части расположены два отверстия, закрытые глазками 1 из органического стекла. К одному из них прикрепляется корпус 4 электролампочки. Через глазок контролируют заполнение насоса водой.

На современных пожарных автомобилях в вакуумных системах пожарных насосов вместо вакуумного клапана (затвора) зачастую для соединения (разъединения) всасывающей полости пожарного насоса со струйным насосом устанавливают пробковые водопроводные краны в обыкновенном исполнении.

Газоструйный вакуумный аппарат предназначен для создания разрежения в полости пожарного насоса и всасывающей линии при предварительном заполнении их водой из открытого водоисточника. На пожарных автомобилях с бензиновыми двигателями устанавливают одноступенчатые газоструйные вакуумные аппараты, конструкция одного из которых представлена на рис. 3

Рис. 3. Конструкция одноступенчатого газоструйного вакуумного аппарата

1 – диффузор; 2 – вакуумная камера (камера смешения); 3 – сопло; 4 – прокладка; 5 – корпус; 6 – пружина; 7 – рычаг; 8 – штуцер; 9 – трубопровод; 10 – фланец; 11 – кронштейн; 12 – ось заслонки; 13 – рычаг заслонки; 14 – заслонка

Корпус 5 (распределительная камера) предназначен для распределения потока отработавших газов и изготавливается из серого чугуна. Внутри распределительной камеры предусмотрены приливы, обработанные под сёдла поворотной заслонки 14. Корпус имеет фланцы для крепления к выпускному тракту двигателя и для крепления вакуумного струйного насоса. Заслонка 14 изготавливается из жаропрочной легированной стали или ковкого чугуна и с помощью рычага 13 закреплена на оси 12. Ось заслонки 12 собирается на графитной смазке.

Посредством рычага 7 ось 12 поворачивается, закрывая либо отверстие корпуса 5, либо полость струйного насоса заслонкой 14. Струйный вакуумный насос состоит из чугунного или стального диффузора 1 и стального сопла 3. На струйном вакуумном насосе имеется фланец для присоединения трубопровода 9, который соединяет вакуумную камеру струйного насоса с полостью пожарного насоса через вакуумный клапан. При вертикальном положении заслонки 14 отработавшие газы проходят в струйный насос, как показано стрелкой на рис. 3.25. Вследствие разрежения в вакуумной камере 2 по трубопроводу 9 отсасывается воздух из пожарного насоса при открытом вакуумном клапане. Причём, чем больше скорость прохождения отработавших газов через сопло 3, тем больше создаётся разрежение в вакуумной камере 2, трубопроводе 9, пожарном насосе и всасывающей линии, если она присоединена к насосу.

Поэтому на практике при работе вакуумного струйного насоса (при заборе воды в пожарный насос или проверке его на герметичность) устанавливают максимальные обороты двигателя пожарного автомобиля. Если заслонка 14 перекрывает отверстие в вакуумный струйный насос, отработавшие газы проходят через корпус 5 газоструйного вакуумного аппарата в глушитель и далее в атмосферу.

На пожарных автомобилях с дизельным двигателем в вакуумных системах устанавливают двухступенчатые газоструйные вакуумные аппараты, которые по устройству и принципу работы напоминают одноступенчатые. Конструкция данных аппаратов способна обеспечивать кратковременную работу дизеля при возникновении противодавления в его выпускном тракте. Двухступенчатый газоструйный вакуумный аппарат показан на рис. 4. Вакуумный струйный насос аппарата прифланцован к корпусу 1 распределительной камеры и состоит из сопла 8, промежуточного сопла 3, приёмного сопла 4, диффузора 2, промежуточной камеры 5, вакуумной камеры 7, соединяющейся с атмосферой, через сопло 8, а через промежуточное сопло – с приёмным соплом и диффузором. В вакуумной камере 7 предусмотрено отверстие 9 для соединения её с полостью центробежного пожарного насоса.

Схема работы электропневмопривода включения ГВА

Схема работы электропневмопривода включения газоструйного вакуумного аппарата

1 – газоструйный вакуумный аппарат; 2 – пневмоцилиндр привода ГВА; 3 – приводной рычаг; 4 – ЭПК включения ГВА; 5 – ЭПК выключения ГВА; 6 – ресивер; 7 – клапан ограничения давления; 8 – тумблер; 9 – атмосферный выход

Для включения вакуумного струйного насоса необходимо заслонку в распределительной камере 1 повернуть на 90°. При этом заслонка перекроет выход отработавших газов дизеля через глушитель в атмосферу. Отработавшие газы поступают в промежуточную камеру 5 и, проходя через приёмное сопло 4, создают разрежение в промежуточном сопле 3. Под действием разрежения в промежуточном сопле 3 атмосферный воздух проходит через сопло 8 и повышает вакуум в вакуумной камере 7. Данная конструкция газоструйного вакуумного аппарата позволяет эффективно работать струйному насосу даже при невысоком давлении (скорости) потока отработавших газов.

На многих современных пожарных автомобилях применяется электропневматическая система привода ГВА, состав, конструкция, принцип действия и особенности эксплуатации которой изложены в главе.

Рис. 4. Двухступенчатый газоструйный вакуумный аппарат

1 – корпус распределительной камеры; 2 – диффузор; 3 – промежуточное сопло; 4 – приёмное сопло; 5 – промежуточная камера; 6 – корпус; 7 – вакуумная камера; 8 – сопло; 9 – отверстие

Порядок работы с вакуумной системой на основе ГВА приведён на примере автоцистерн модели 63Б (137А).

Для заполнения пожарного насоса водой от открытого водоисточника или проверке пожарного насоса на герметичность необходимо:

• убедиться в герметичности пожарного насоса (проверить плотность закрытия всех кранов, вентилей и задвижек пожарного насоса);
• открыть нижний клапан вакуумного затвора (рукоятку вакуумного клапана повернуть «на себя»);
• включить газоструйный вакуумный аппарат (соответствующим рычагом управления с помощью заслонки в распределительной камере перекрыть выпуск отработавших газов через глушитель в атмосферу);
• увеличить обороты холостого хода двигателя до максимальных;
• наблюдать за появлением воды в смотровом глазке вакуумного клапана или за показанием мановакууметра на пожарном насосе;
• при появлении воды в смотровом глазке вакуумного клапана или при показаниях мановакууметра разрежения в насосе не менее 73 кПа (0,73 кгс/см 2 ), закрыть нижний клапан вакуумного затвора (рукоятку вакуумного клапана установить в вертикальное положение или повернуть «от себя»), уменьшить обороты двигателя до минимальных холостого хода и выключить газоструйный вакуумный аппарат (соответствующим рычагом управления с помощью заслонки в распределительной камере перекрыть поступление отработавших газов в струйный насос).

Время заполнения пожарного насоса водой при геометрической высоте всасывания 7 м должно быть не более 35 с. Вакуум (при проверке пожарного насоса на герметичность) в пределах 73…76 кПа должен достигаться за время не более 20 с.

Система управления газоструйным вакуумным аппаратом так же может иметь ручной или электропневматический привод

Ручной привод включения (поворота заслонки) осуществляется рычагом 8 (см. рис. 5) из насосного отсека, соединенным через систему тяг 10 и 12 с рычагом оси заслонки газоструйного вакуумного аппарата. Для обеспечения плотного прилегания заслонки к седлам распределительной камеры газоструйного вакуумного аппарата в процессе эксплуатации пожарного автомобиля требуется периодическая регулировка длины тяг с помощью соответствующих регулировочных узлов. Плотность прилегания заслонки в ее вертикальном положении (при включении газоструйного вакуумного аппарата) оценивается по отсутствию прохождения отработавших газов через глушитель в атмосферу (при целостности самой заслонки и исправности её привода).

Вывод по вопросу: вакуумная система центробежного пожарного насоса предназначена для предварительного заполнения водой всасывающей линии и насоса при заборе воды из открытого водоисточника (водоёма), кроме того, с помощью вакуумной системы можно создать в корпусе центробежного пожарного насоса разряжение (вакуум) для проверки герметичности пожарного насоса.

Электрический шиберный вакуумный насос

В настоящее время в вакуумных системах центробежных пожарных насосов с целью повышения технических и эксплуатационных характеристик устанавливают шиберные вакуумные насосы, в т.ч. АВС-01Э и АВС-02Э.

Комплект вакуумной системы АВС-01Э и его размещение в насосном отсеке автоцистерны АЦ 3,0-40 (43206)1МИ

1 – пожарный насос ПН-40УВ; 2 – всасывающий воздуховод; 3 – выхлопной воздуховод; 4 – вакуумный агрегат; 5 – пульт управления; 6 – трос управления вакуумным клапаном; 7 – вакуумный клапан; 8 – датчик заполнения

Схема установки вакуумного насоса АВС-01Э на пожарном насосе ПН-40УВ

По своему составу и функциональным характеристикам вакуумный насос АВС-01Э является автономной вакуумной системой водозаполнения центробежного пожарного насоса.

АВС-01Э включает в себя следующие элементы:

1 – блок (пульт) управления с электрокабелями; 2 – трос управления вакуумным клапаном; 3, 10 – два гибких воздухопровода: всасывающий и выхлопной соответственно; 4 – вакуумный клапан; 5 – вакуумный затвор; 6 – датчик заполнения; 7 – пожарный насос; 8 – кабель силовой «+12В»; 9 – вакуумный агрегат

1 – крышка; 2 – жиклёр; 3 – вакуумный насос; 4 – амортизатор; 5 – кожух защитный; 6 – якорь тягового реле; 7 – тяговое реле; 8 – кронштейн; 9 – опора скольжения; 10 – электродвигатель; 11 – ротор двигателя; 12 – втулка центрирующая; 13 – штифт; 14 – кольцо прижимное; 15 – крышка; 16 – корпус насоса; 17 – манжета 1-22-35 ГОСТ 8752; 18 – подшипник 203 ГОСТ 8338; 19 – крышка; 20 – патрубок всасывающий; 21 – патрубок выхлопной; 22 – лопатка; 23 – ротор; 24 – гильза; 25 – трубка маслоподающая; 26 – бачок масляный

Вакуумный агрегат предназначен для создания необходимого при водозаполнении разрежения в полости пожарного насоса и всасывающих рукавах. Он представляет собой вакуумный насос 3 шиберного типа с электроприводом 10. Собственно вакуумный насос состоит из корпусной части, образованной корпусом 16 с гильзой 24 и крышками 1 и 15, ротора 23 с четырьмя лопатками 22, установленного на двух шарикоподшипниках 18, системы смазки (включающей масляный бачок 26, трубку 25 и жиклёр 2) и двух патрубков 20 и 21 для присоединения воздухопроводов.

Автоматическая вакуумная система (automatic priming system)

Принцип работы вакуумного насоса

Вакуумный агрегат работает следующим образом. При вращении ротора 23 лопатки 22 под действием центробежных сил прижимаются к гильзе 24 и образует, таким образом, замкнутые рабочие полости. Рабочие полости за счёт вращения ротора, происходящего против часовой стрелки, перемещаются от всасывающего окна, сообщающегося с входным патрубком 20, к выходному окну, сообщающемуся с выходным патрубком 21. 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. Движение воздуха из всасывающего окна в рабочие полости и из рабочих полостей в выхлопное окно происходит за счёт перепадов давлений, которые образуются из-за наличия эксцентриситета между ротором и гильзой, приводящего к сжатию (расширению) объёма рабочих полостей.

Смазка трущихся поверхностей вакуумного насоса осуществляется моторным маслом, которое подаётся в его всасывающую полость из масляного бачка 26 за счёт разрежения, создаваемого самим вакуумным насосом во входном патрубке 20. Заданный расход масла обеспечивается калиброванным отверстием в жиклёре 2. Электропривод вакуумного насоса состоит из электродвигателя 10 и тягового реле 7. Электродвигатель 10, рассчитан на напряжение 12В постоянного тока. Ротор 11 электродвигателя одним своим концом опирается на втулку 9, а второй конец через центрирующую втулку 12 опирается на выступающий вал ротора вакуумного насоса. Поэтому включение электродвигателя после отстыковки его от вакуумного насоса не допускается.

Крутящий момент от двигателя к ротору вакуумного насоса передаётся через штифт 13 и паз на конце ротора. Тяговое реле 7 обеспечивает коммутирование контактов силовой цепи «+12 В» при включении электродвигателя, а также осуществляет перемещение жилы троса 2, приводящее к открытию вакуумного клапана 4, в системах где он предусмотрен. Кожух 5 защищает открытые контакты электродвигателя от случайного замыкания и от попадания на них воды при эксплуатации.

Вакуумный клапан предназначен для автоматического перекрывания полости пожарного насоса от вакуумного агрегата по окончании процесса водозаполнения и установлен в дополнение к вакуумному затвору 5. 2, закреплённая на тяге 7 соединяется с жилой троса от тягового реле вакуумного агрегата. При этом оплётка троса фиксируется втулкой 4, имеющей продольный паз для установки троса. При включении тягового реле жила троса тянет шток 6 за серьгу 2, и проточная полость вакуумного клапана открывается. При отключении тягового реле (т.е. при отключении вакуумного агрегата), шток 6 под действием пружины 9 возвращается в исходное (закрытое) положение. При таком положении штока проточная полость вакуумного клапана остаётся перекрытой, а полости центробежного пожарного насоса и шиберного насоса – разобщёнными. Для смазки трущихся поверхностей клапана предусмотрено смазочное кольцо 8, в которое при эксплуатации вакуумной системы через отверстие «А» необходимо добавлять масло.

Датчик заполнения предназначен для подачи сигналов в блок управления о завершении процесса водозаполнения. Датчик представляет собой электрод, установленный в изоляторе в верхней точке внутренней полости центробежного пожарного насоса. При заполнении датчика водой, изменяется электрическое сопротивление между электродом и корпусом («массой»). Изменение сопротивления датчика фиксируется блоком управления, в котором формируется сигнал на отключение электродвигателя вакуумного агрегата. Одновременно на пульте (блоке) управления включается индикатор «Насос заполнен».

Блок (пульт) управления предназначен для обеспечения работы вакуумной системы в ручном и автоматическом режимах.

Тумблер 1 «Питание» служит для подачи питания к цепям управления вакуумным агрегатом и для задействования световых индикаторов о состоянии вакуумной системы. Тумблер 2 «Режим» предназначен для изменения режима работы системы – автоматического («Авт.») или ручного («Ручн.»). Кнопка 8 «Пуск» используется для включения двигателя вакуумного агрегата. Кнопка 6 «Стоп» служит для выключения двигателя вакуумного агрегата и для снятия блокировки после загорания индикатора «Не норма». Кабели 4 и 5 предназначены для соединения блока управления, соответственно, с двигателем вакуумного агрегата и датчиком заполнения. На пульте имеются следующие световые индикаторы 7, служащие для визуального контроля за состоянием вакуумной системы:

1. Индикатор «Питание» загорается при включении тумблера 1 «Питание»;

2. Вакуумирование – сигнализирует о включении вакуумного насоса при нажатии кнопки 8 «Пуск»;

1. Насос заполнен – загорается при срабатывании датчика заполнения, когда пожарный насос полностью заполнен водой;
2. Не норма – фиксирует следующие неисправности вакуумной системы:
   • превышено максимальное время непрерывной работы вакуумного насоса (45…55 секунд) вследствие недостаточной герметичности всасывающей магистрали или пожарного насоса;
   • плохой или отсутствующий контакт в цепи тягового реле вакуумного агрегата из-за подгорания контактов реле или обрыва проводов;
   • электродвигатель вакуумного насоса перегружен вследствие засорения шиберного вакуумного насоса или других причин.

Блок (пульт) управления АВС-01Э

1 – тумблер «Питание»; 2 – тумблер «Режим»; 3 – кронштейн для крепления блока; 4 – кабель соединения с вакуумным агрегатом; 5 – кабель соединения с датчиком

На модели АВС-02Э и последних моделях АВС-01Э вакуумный клапан (поз. 4 на схеме установки вакуумного насоса АВС-01Э на пожарном насосе ПН-40УВ) не устанавливается.

Вакуумный насос АВС-02Э обеспечивает работу вакуумной системы только в ручном режиме.

В зависимости от комбинации положения тумблеров «Питание» и «Режим» вакуумная система может находится в четырёх возможных состояниях:

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 находится 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. В данном режиме электронная защита привода отключена, а показания световых индикаторов только визуально отражают лишь процесс водозаполнения. Ручной режим предназначен для возможности работы в случае сбоев в системе автоматики, при ложных срабатываниях блокировок. Контроль момента окончания процесса водозаполнения и отключения двигателя вакуумного насоса в ручном режиме 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 факту появления воды из выхлопного патрубка. Систематическая работа в этом режиме недопустима, т.к. может привести к серьезным поломкам элементов вакуумной системы. Поэтому сразу же по возвращению в пожарную часть следует выявить и устранить причину неисправности блока управления.

Воздуховоды 3 и 10 (см. схему установки вакуумного насоса АВС-01Э на пожарном насосе ПН-40УВ) предназначены соответственно для соединения полости центробежного пожарного насоса с вакуумным агрегатом и для направления выхлопа из вакуумного агрегата.

Эксплуатация вакуумной системы с шиберным насосом

Порядок работы вакуумной системы:

1. Проверка пожарного насоса на герметичность («сухой вакуум»):

а) подготовить пожарный насос к проверке: установить на всасывающий патрубок заглушку, закрыть все краны и вентили;

б) открыть вакуумный затвор;

в) включить тумблер «Питание» на блоке (пульте) управления;

г) запустить вакуумный насос: в автоматическом режиме запуск производится кратковременным нажатием кнопки «Пуск», в ручном режиме – кнопку «Пуск» нужно нажать и удерживать в нажатом положении;

д) произвести вакуумирование пожарного насоса до уровня разряжения – 0,8 кгс/см 2 (при нормальном состоянии вакуумного насоса, пожарного насоса и его коммуникаций эта операция занимает не более 10 сек);

е) остановить вакуумный насос: в автоматическом режиме останов производится принудительно – нажатием кнопки «Стоп», в ручном режиме – нужно отпустить кнопку «Пуск»;

ж) закрыть вакуумный затвор и при помощи секундомера проверить скорость падения разрежения в полости пожарного насоса;

з) выключить тумблер «Питание» на блоке (пульте) управления, а тумблер «Режим» установить в положение «Авт».

1. Забор воды в автоматическом режиме:

а) подготовить пожарный насос к забору воды: закрыть все вентили и краны пожарного насоса и его коммуникаций, присоединить всасывающие рукава с сеткой и погрузить конец всасывающей линии в водоем;

б) открыть вакуумный затвор;

в) установить тумблер «Режим» в положение «Авт» и включить тумблер «Питание»;

г) запустить вакуумный насос – нажать и отпустить кнопку «Пуск»: при этом одновременно с включением привода вакуумного агрегата загорается индикатор «Вакуумирование»;

д) после окончания водозаполнения привод вакуумного агрегата отключается автоматически: при этом загорается индикатор «Насос заполнен» и гаснет индикатор «Вакуумирование». В случае негерметичности пожарного насоса через 45…55 секунд должно произойти автоматическое отключение привода вакуумного насоса и загореться индикатор «Не норма», после чего необходимо нажать кнопку «Стоп»;

е) закрыть вакуумный затвор и начать работу с пожарным насосом в соответствии с инструкцией по его эксплуатации;

ж) выключить тумблер «Питание» на блоке (пульте) управления.

В случае срыва напора необходимо остановить пожарный насос и повторить операции «в» – «е».

В результате отказа работоспособности датчика заполнения (это может произойти, например, при обрыве провода) автоматическое отключение вакуумного насоса не срабатывает, и индикатор «Насос заполнен» не загорается. Данная ситуация является критической, т.к. после заполнения пожарного насоса вакуумный насос не отключается и начинает «захлебываться» водой. Такой режим сразу же обнаруживается по характерному звуку, вызванному выбросом воды из выхлопного патрубка. В этом случае рекомендуется, не дожидаясь срабатывания защиты, закрыть вакуумный затвор и отключить вакуумный насос принудительно (кнопкой «Стоп»), а по окончании работы обнаружить и устранить неисправность.

а) подготовить пожарный насос к забору воды: закрыть все вентили и краны пожарного насоса и его коммуникаций, присоединить всасывающие рукава с сеткой и погрузить конец всасывающей линии в водоем;

б) открыть вакуумный затвор;

в) установить тумблер «Режим» в положение «Ручн» и включить тумблер «Питание»;

г) запустить вакуумный насос – нажать кнопку «Пуск» и удерживать ее в нажатом положении до тех пор, пока не загорится индикатор «Насос заполнен»;

д) после окончания водозаполнения (как только загорится индикатор «Насос заполнен») остановить вакуумный насос – отпустить кнопку «Пуск»;

е) закрыть вакуумный затвор и начать работу с пожарным насосом в соответствии с инструкцией по его эксплуатации;

ж) выключить тумблер «Питание» на блоке (пульте) управления, а тумблер «Режим» установить в положение «Авт».

В случае срыва напора необходимо остановить пожарный насос и повторить операции «в» – «е».

1. Особенности работы в зимнее время:

а) После каждого использования насосной установки необходимо продуть воздухопроводы вакуумного насоса, даже в тех случаях, когда подача воды пожарным насосом производилась из цистерны или гидранта (вода может попадать в вакуумный насос, например, через неплотно закрытый или неисправный вакуумный затвор). Продувку следует производить путем кратковременного (на 3÷5 сек.) включения вакуумного насоса. При этом с всасывающего патрубка пожарного насоса необходимо снять заглушку и открыть вакуумный затвор.

б) Перед началом работы следует проверять вакуумный клапан на отсутствие примерзания его подвижной части. Для проверки необходимо убедиться в подвижности его штока, потянув за серьгу 2 (см. рис. 3.30), к которой присоединена жила троса. При отсутствии примерзания серьга вместе со штоком вакуумного клапана и жилой троса должна перемещаться от усилия примерно 3÷5 кгс.

в) Для заправки масляного бачка вакуумного насоса применять зимние марки моторных масел (с пониженной вязкостью).

Вывод по вопросу: в вакуумных системах центробежных пожарных насосов с целью повышения технических и эксплуатационных характеристик устанавливают шиберные вакуумные насосы.

Техническое обслуживание

При ежедневном техническом обслуживании одновременно с проверкой пожарного насоса на герметичность проверяют работоспособность газоструйного вакуумного аппарата, вакуумного клапана и осуществляют (при необходимости) регулировку тяг привода газоструйного вакуумного аппарата.

ТО-1 включает операции ежедневного технического обслуживания. Кроме того, при необходимости, производится демонтаж, полная разборка, смазка, замена изношенных деталей и монтаж газоструйного вакуумного аппарата и вакуумного клапана. Для смазки оси заслонки в распределительной камере газоструйного вакуумного аппарата применяется графитная смазка.

При ТО-2, помимо операций ТО-1, проверяется работоспособность вакуумной системы на специальных стендах станции (поста) технической диагностики.

Для обеспечения постоянной технической готовности вакуумной системы предусматриваются следующие виды технического обслуживания: ежедневное техническое обслуживание (ЕТО) и первое техническое обслуживание (ТО-1). Перечень работ и технические требования для проведения указанных видов технического обслуживания приведены в табл.

Перечень работ при проведении ТО вакуумной системы АВС-01Э

Вид технического обслуживания

Технические требования (методика проведения)

Ежедневное техническое обслуживание (ЕТО)1. Проверка наличия масла в масляном бачке.1. Поддерживать уровень масла в бачке не менее 1/3 его объема.2. Проверка работоспособности вакуумного насоса и функционирования системы смазки шиберного насоса.2. Проверку провести в режиме испытания пожарного насоса на герметичность («сухой вакуум»). При включении вакуумного насоса маслоподводящая трубка должна полностью заполниться маслом до жиклёра.

Первое техническое обслуживание (ТО-1)

• зазора «Б» – при неработающем электроприводе;
• зазора «В» – при работающем электроприводе.

Величины зазоров «Б» и «В» должны быть не менее 1 мм.

При необходимости зазоры следует отрегулировать.

Вывод по вопросу: проведение ТО необходимо для поддержания вакуумных систем в работоспособном состоянии.

Неисправности вакуумных систем

При эксплуатации вакуумной системы в составе насосной установки наиболее характерна следующая неисправность вакуумной системы: насос не заполняется водой (или не создаётся требуемый вакуум) при включённой вакуумной системе. Данная неисправность, при исправном двигателе пожарного автомобиля, может быть вызвана следующими причинами:

1. Не полностью перекрыт заслонкой выход отработавших газов через глушитель в атмосферу. Причинами могут быть наличие нагара на заслонке и в корпусе ГВА, нарушение регулировки привода тяги его управления, износа оси заслонки.
2. Засорён диффузор или сопло вакуумного струйного насоса.
3. Имеются неплотности в соединениях вакуумного клапана и пожарного насоса, трубопровода вакуумной системы или трещин в ней.
4. Имеются деформации или трещины корпуса ГВА.
5. Имеются неплотности в выпускном тракте двигателя пожарного автомобиля (происходят, как правило, из-за прогара выпускных труб).
6. Засорение трубопровода вакуумной системы или замерзание в нём воды.

Возможные неисправности вакуумной системы АВС-01Э и методы их устранения

Наименование отказа, его внешние признаки	Вероятная причина	Метод устранения
При включении тумблера «Питание» индикатор «Питание» не загорается.	Перегорел предохранитель блока управления.	Заменить предохранитель.
	Обрыв в цепи питания блока управления.	Устранить обрыв.
При работе в автоматическом режиме после забора воды автоматического отключения вакуумного насоса не происходит.	Обрыв цепи от электрода или от корпуса датчика заполнения.	Устранить обрыв цепи.
	Снижение электропроводности поверхности корпуса и электрода датчика заполнения	Снять датчик заполнения и очистить электрод и поверхность его корпуса от загрязнений.
	Недостаточное напряжение питания на блоке управления.	Проверить надёжность контактов в электрических соединениях; обеспечить напряжение питания блока управления не менее 10 В.
В автоматическом режиме вакуумный насос запускается, но через 1-2 сек. останавливается; гаснет индикатор «Вакуумирование» и загорается индикатор «Не норма». В ручном режиме насос работает нормально.	Ненадежный контакт в соединительных кабелях между блоком управления и электроприводом вакуумного насоса.	Проверить надёжность контактов в электрических соединениях.
	Окислены наконечники проводов на контактных болтах тягового реле или ослабли гайки их крепления.	Зачистить наконечники и затянуть гайки.
	Большое (более 0,5 В) падение напряжения между контактными болтами тягового реле при работе электродвигателя.	Снять тяговое реле, проверить лёгкость перемещения якоря. Если якорь перемешается свободно, то зачистить контакты реле или заменить его.
Вакуумный насос не запускается ни в автоматическом, ни в ручном режиме. Через 1-2 сек. после нажатия кнопки «Пуск» гаснет индикатор «Вакуумирование» и загорается индикатор «Не норма»	Затруднено перемещение жилы троса управления вакуумным клапаном.	Проверить легкость перемещения жилы троса, при необходимости устранить сильный изгиб троса или смазать моторным маслом его жилу.
	Затруднено перемещение штока вакуумного клапана.	Смазать клапан через отверстие А. В зимнее время принять меры, исключающие примерзание деталей вакуумного клапана.
	Обрыв силовой цепи питания	Устранить обрыв цепи.
	Нарушено положение серьги вакуумного клапана.	Отрегулировать положение серьги.
	Обрыв электрических

Вывод по вопросу: зная устройство и возможные неисправности вакуумных систем, водитель может быстро найти и устранить неисправность.

Вывод по занятию: вакуумная система центробежного пожарного насоса предназначена для предварительного заполнения водой всасывающей линии и насоса при заборе воды из открытого водоисточника (водоёма), кроме того, с помощью вакуумной системы можно создать в корпусе центробежного пожарного насоса разряжение (вакуум) для проверки герметичности пожарного насоса.

Также ознакомьтесь с познавательным материалом по теме:

🎬 Видео