Вакуумная система центробежного пожарного насоса
VACUUM SYSTEM OF CENTRIFUGAL FIRE PUMP

Изобретение относится к пожарной технике, в частности к вакуумной технике, а именно к пластинчато-роторным вакуумным (шиберным) насосам, и может быть использовано в насосных установках пожарных автомобилей, в частности в пожарных автоцистернах при их заполнении водой из открытых водоемов, для запуска в работу не самовсасывающих, например, центробежных насосов, а также для проверки герметичности пожарного насоса.
Известен вакуумный насос с механическим или электрическим приводом, связанным посредством фрикционной передачи через шкив с ротором, эксцентрично размещенным в корпусе и выполненным с подвижно установленными пластинами, корпус снабжен всасывающим и напорным патрубками (RU 108508 U1).
Этот вакуумный насос с индивидуальным приводом не предназначен для использования в пожарной технике.
Известна вакуумная система водозаполнения типа АВС-01Э (производитель ЗАО «УСПТК-Пожгидравлика», руководство по эксплуатации КШИН.063711.012 РЭ) в которой вакуумный насос включает вакуумный агрегат (вакуумный электронасос шиберного типа),  пульт (блок) управления, датчик заполнения, коммуникации (воздухопроводы и электрокабели) и комплект монтажных частей.
Особенностью данного аналога также является наличие индивидуального привода вакуумного насоса шиберного типа.
Автономный привод вакуумного насоса позволяет производить водозаполнение без вращения центробежного насоса.
Данная система имеет недостатки:
водозаполнение выполняется при неподвижном вале центробежного насоса, вследствие чего при срыве напора необходимо останавливать центробежный насос;
система не полностью автоматическая - остановка вакуумного насоса в конце водозаполнения выполняется автоматически, а повторный запуск при срыве напора выполняется вручную.
Указанные недостатки приводят к увеличению времени выхода насоса на режим устойчивой работы.
Известна автоматическая вакуумная система водозаполнения центробежных пожарных насосов, включающая вакуумный насос, запорное устройство с дистанционным приводом, установленное в магистрали, соединяющей вакуумный насос с всасывающим патрубком центробежного насоса, датчик давления, установленный в напорной полости центробежного насоса, и электронный блок управления включением вакуумного насоса и работой запорного устройства по сигналу от датчика давления, отличающаяся тем, что вакуумный насос выполнен с автономным электроприводом (RU 149547 U1).
В этой системе также используется автономный электропривод.
К недостаткам указанной конструкции можно отнести следующее:
сложность конструкции и низкая ремонтопригодность ввиду применения отдельного электроагрегата (электродвигателя);
необходимость применения мощного, высокомоментного электродвигателя низкого напряжения, что повышает стоимость изделия;
мощные электродвигатели потребляют из сети пожарного автомобиля значительный ток (от 80А на холостом ходу до 400А при максимальной мощности, на аналогах меньшей производительности - АВС-01Э).
Наиболее близким аналогом является разработка, защищенная патентом KR 20100002581 U.
Устройство предназначено для дозаправки пожарного насоса и содержит вакуумный насос, включающий корпус из латунного материала, в котором расположено множество лопастей, состоящих из углеродного материала. Пожарный насос и вакуумный насос связаны ременной передачей. Включение и выключение вакуумного насоса обеспечивается электромагнитной муфтой, размещенной на валу пожарного насоса.
В ближайшем аналоге (прототипе) прототипе обеспечена возможность работы вакуумной системы с приводом от центробежного пожарного насоса с необходимой производительностью, что позволяет ограничить потребление мощности центробежного насоса, а также обеспечить включение/отключение вакуумной системы без остановки центробежного насоса.
Однако есть ряд недостатков. Размещение электромагнитной муфты на валу пожарного насоса усложняет конструкцию, к ней затруднен доступ, что снижает надежность и эффективность устройства.
Корпус вакуумного насоса выполнен из дорогого материала латуни.
Кроме того, данное устройство не обеспечивает эффективную наполняемость и освобождение камер шиберного насоса.
Задачей настоящего изобретения является повышение эффективности работы заявляемого устройства.
Указанная задача решается за счет того, что в вакуумной системе центробежного пожарного насоса, содержащей размещенный в корпусе шиберный вакуумный насос, в роторе которого подвижно установлены радиальные лопасти, при этом привод шиберного насоса осуществлен от привода центробежного насоса посредством ременной передачи, подключение – отключение работы ротора осуществлено посредством электромагнитной муфты, согласно изобретению, электромагнитная муфта расположена в корпусе ведомого шкива ременной передачи.
Корпус шиберного насоса выполнен комбинированным – состоит из внутренней стальной нержавеющей гильзы и алюминиевого корпуса.
Для входа и выхода воздуха в шиберном насосе предусмотрено по два параллельно расположенных патрубка.
Размещение автономной электромагнитной муфты в корпусе ведомого шкива ременной передачи, то есть в вакуумном насосе, обеспечивает возможность легкого доступа к муфте, возможность автономной работы шиберного насоса, обеспечивающей возможность включения-отключения шиберного насоса без отключения привода центробежного насоса, что позволяет повысить эффективность работы устройства.
Кроме того, за счет выполнения корпуса шиберного насоса комбинированным (основная часть корпуса выполнена из алюминия, внутри корпуса расположена гильза из нержавеющей стали), помимо снижения себестоимости устройства, обеспечивается повышение износоустойчивости и эффективный отвод тепла от рабочей камеры при работе, что также повышает его эффективность.
Кроме того, объём камеры заявляемого вакуумного насоса превышает действующие аналоги на 80%. За счёт этого заявляемое устройство является перспективным в пожарном деле.
Заявляемая вакуумная система центробежного пожарного насоса приводится в действие посредством ремённой передачи через шкив, установленный на вал привода пожарного насоса. Данный ремённый привод оказывает меньшее воздействие и меньшую нагрузку на подшипниковые узлы, а также способен передавать больший момент при работе (по сравнению с фрикционным типом передачи момента).
Сущность заявляемого изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлен внешний вид шиберного насоса  с приводом посредством ремённой передачи, на фиг. 2 - внешний вид шиберного насоса  с впускными и выпускными патрубками, на фиг. 3 – продольный разрез шиберного насоса, на фиг. 4 – поперечный разрез шиберного насоса.
Вакуумная система предназначена для создания необходимого разрежения во всасывающей линии и насосной установке, обеспечивающего заполнение водопенных коммуникаций при заборе из открытого водоема и других источников.
Основной частью вакуумной системы является шиберный вакуумный насос 1 размещенный в корпусе 3, при этом ротор 4 насоса установлен на валу и связан через ременную передачу 2 (показано на фиг. 1) с приводом основного центробежного насоса (на чертежах не показан).
Ротор 4 с выполнен с радиальными полостями 5, в которых размещены лопасти 6.
Корпус 3 шиберного насоса 1 выполнен комбинированным. Сам корпус 3 выполнен из алюминия и снабжен связанной с ним внутренней гильзой 7 из нержавеющей стали.
Основные рабочие части шиберного насоса, в том числе ротор 4, гильза 7, фланцы 8 и 9 выполнены из нержавеющей стали.
Лопасти 6 выполнены из текстолита.
Для лучшей наполняемости камер шиберного насоса 1 предусмотрено два параллельно размещенных впускных патрубка 10 и два параллельно размещенных выпускных патрубка 11.
Ременная передача 2 передаёт крутящий момент посредством ремня 14 с ведущего шкива 12 на ведомый шкив 13 с установленной на нём электромагнитной муфтой 15.
Использование оптимально подобранного соотношения диаметров шкивов 12 и 13 позволяет получить необходимую производительность шиберного насоса, тем самым ограничивая потребляемую шиберным насосом мощность.
Установленная в корпусе ведомого шкива 13 электромагнитная муфта 15, обеспечивает плавное включение/отключение шиберного насоса, а также является ограничителем момента в аварийных ситуациях, например, при полном заполнении камеры насоса водой и попытке его заклинивания.
Работа устройства осуществляется следующим образом.
Вакуумная система устанавливается на центробежный насос. Производится запуск системы водозаполнения, после чего запускается вакуумная система, включающая шиберный насос 1. При этом открывается всасывающая линия, соединяющая впускные патрубки 10 шиберного насоса 1 со всасывающим патрубком центробежного насоса.
При работе шиберного насоса 1 во всасывающей линии центробежного насоса и в его внутренней полости создается разрежение, за счёт чего производится подъём воды.