Система управления двигателем и вакуумным струйным насосом

Реферат

по дисциплине Гидравлика и теплотехника

Струйные насосы

 

 

Работа студента 451 группы

Матвеева Константина Евгеньевича

Проверил:

Гребенкова Татьяна Сергеевна

 

2017 год

Содержание

1.Классификация и принцип работы струйных насосов

2.Водоструйные насосы

3.Пеносмесители

4.Газоструйные насосы

7. Вывод

 

 

Классификация и принцип работы струйных насосов.

Классификация.

Струйные насосы относятся к классу динамических насосов. По природе преобладающих сил, действующих на жидкость при работе струйных насосов, они относятся к смешанному виду, так как перекачиваемая жидкость получает энергию за счет действия на неё как массовых сил (сил инерции), так и силы жидкостного трения.

В пожарной охране применяют два типа струйных насосов по состоянию рабочей среды, подводимой к насосу: газоструйные и водоструйные.

Принцип работы струйного насоса. Рабочая среда подходит к насадку 1, который имеет сопло. На выходе из сопла жидкость, обладая запасом кинетической энергии, имеет максимальную скорость.

Увеличение скорости потока рабочей жидкости приводит к уменьшению давления в струе и камере 2 ниже атмосферного. Эжектируемая жидкость под действием атмосферного давления поступает в камеру 2 и уносится рабочей струёй в расширяющуюся камеру диффузора 3, где уменьшается скорость (скоростной напор) и увеличивается пьезометрический напор (давление) жидкости. Расход жидкости Q₃ в камере диффузора 3 равен сумме расходов рабочей Q₁ и эжектируемой жидкости Q₂:

Q₃₌ Q₁+Q₂

 

Физические зависимости работы струйного насоса могут быть выражены уравнением неразрывности потока и уравнением сохранения энергии:

Q = SV и P/γ + V²/2q + Z = const

Струйные насосы характеризуются следующими основными параметрами:

- коэффициентом эжекции = Q_Э/Q₁;

- коэффициентом подпора = H₂/ H₁;

- коэффициентом площади сечений m = ₂/ ₁;

- коэффициентом полезного действия = ;

где:

Q₃ – подача эжектируемой жидкости, (м³/с);

Q₁ - подача рабочей жидкости, (м³/с);

H₂ - напор за диффузором, (м);

H₁ - напор перед соплом, (м);

₂ – площадь сечения горловины диффузора, (м²);

₁ – площадь сечения сопла, (м).

Параметры струйных насосов зависят от конструктивных особенностей, рода и температуры рабочей жидкости, шероховатости поверхностей и во многом от соотношения площадей ₁ и ₂.

Водоструйные насосы

 

Водоструйные насосы в пожарной технике применяются для забора и подачи из открытого водоисточника дополнительного количества воды, а также в качестве смесителей при необходимости получения раствора пенообразующего вещества или смачивателя в воде.

Представителем первого из них является гидроэлеватор Г-600А, второго – стационарные (ПС-5, ПС-12) и переносные (ПС-1, ПС-2, ПС-3) пенные смесители.

 

Пеносмесители

 

В пожарной технике используются пеносмесители двух типов: предвключенные и проходные. К предвключенным относятся стационарные пеносмесители ПС-5 и ПС-12, устанавливаемые на пожарных насосах. Схема установки этих пеносмесителей представлена на рис.4.

 

Рис.4. Принципиальная схема установки

пеносмесителей и водопенных коммуникаций:

1 – пожарный насос; 2 – пеносмеситель;

3 – пенобак; 4 – цистерна

 

Пеносмеситель устанавливается на всасывающем патрубке насоса. Сопло смесителя с помощью трубопровода соединено с напорным коллектором насоса. Смесительная камера струйного насоса пеносмесителя через пробковый кран, имеющий несколько калиброванных отверстий, связана с цистерной и пенобаком.

Как следует из приведенной схемы, рабочая жидкость под давлением поступает из напорной полости насоса к соплу пеносмесителя 2 и далее через диффузор во всасывающую полость насоса 1. Дозировка пенообразователя, подсасываемого в кольцевое пространство сопла из пенобака 3 или цистерны 4, осуществляется дозатором, конструктивно соединенным со смесительной камерой струйного насоса. Подача раствора к пенным стволам или пеногенераторам регулируется напором насоса.

При работе предвключенныхпеносмесителей часть подачи насоса (до 25%) расходуется на работу пеносмесителя. Дозаторы на пеносмесителях бывают ручные или автоматические. При ручной дозировке пробковым краном имеет место несоответствие между количеством воды, проходимой через смеситель, и пенообразователя, т.е. изменяется процентное соотношение пенообразователя и воды в подаваемом растворе при изменении давления на насосе. Это приводит к снижению качества воздушно-механической пены. В связи с этим автоматические дозаторы более предпочтительны.

К проходным пеносмесителям относятся переносные смесители ПС-1, ПС-2 и ПС-3. Они устанавливаются непосредственно в напорных магистральных или рабочих рукавных линиях. Пенообразователь к смесителю подается по шлангу из посторонней емкости. Достоинством таких смесителей является возможность получения небольшого количества воздушно-механической пены с малыми затратами пенообразователя за счет снижения его потерь в рукавных линиях, т.к. смеситель может быть установлен в непосредственной близости от пенного ствола или пеногенератора.

Схема пеносмесителя ПС-5 представлена на рис.5. Он состоит из корпуса 1, дозатора 2, пробки дозатора 3, обратного клапана 4, сопла 5, диффузора 6. Дозатор 2 осуществляет регулировку подачи пенообразователя в пяти рабочих положениях пробки крана 3. Цифры на шкале пеносмесителя обозначают число пеногенераторов ГПС-600, работающих от данного насоса. Для подачи пенообразователя маховичок пробки крана поварачивают до совпадения стрелки с нужным делением шкалы. Обратный клапан 4 служит для предотвращения попадания воды в емкость с пенообразователем при работе насоса от водопроводной линии. Во время работы насоса с пеносмесителем напор на насосе должен быть 0,7-0,8 МПа, подпор во всасывающей линии при работе от водопроводной сети - не более 0,25 МПа.

Рис.5. Схема пеносмесителя ПС-5:

1 – корпус; 2 – дозатор; 3 – пробка крана; 4 – обратный клапан; 5 – сопло; 6 - диффузор

 

Пеносмеситель ПС-12 устанавливается на пожарном насосе ПН-110Б. Максимальная подача пенообразователя 4,3 л/с, что обеспечивает одновременную работу 12 пеногенераторов ГПС-600. Напор перед смесителем во время работы должен быть не менее 0,75 МПа, подпор во всасывающей линии – не более 0,15 МПа. Принципиальная схема пеносмесителя ПС-12 аналогична ранее приведенной.

Дозатор смесителя выполнен в виде ступенчатой пробки, имеющей три фиксированных положения: на 6, 9 и 12 пеногенераторов ГПС-600. Фиксация стержня обеспечивается подпружиненным шариком, а перемещение – рычагом. На лыске стержня нанесены цифры, указывающие положение дозатора. Конструкция переносного смесителя (ПС) представлена на рис.6. Известны три марки переносных смесителей ПС-1, ПС-2, ПС-3. Где цифра означает количество одновременно подключаемых пеногенераторов ГПС-600. Каждый из ПС представляет собой струйный насос, состоящий из сопла, диффузора и вакуум-камеры, отлитых из алюминиевого сплава АЛ-9В.

 

Рис.6. Схема переносного смесителя:

1 – сопло; 2 – диффузор; 3 – вакуум-камера;

4 – обратный клапан

 

В камеру ввернут штуцер с шариковым обратным клапаном. К штуцеру с помощью накидной гайки присоединен резиновый шланг для подачи пенообразователя. Техническая характеристика переносных смесителей представлена в таблице 1.

 

 

Таблица 1

Наименование параметров	Тип смесителя
ПС-1	ПС-2	ПС-3
Напор перед смесителем, МПа	0,7-1,0	0,7-1,0	0,7-1,0
Предельный напор за пеносмесителем, МПа	0,45-0,65	0,45-0,65	0,45-0,65
Подача раствора пенообразователя, л/с	5-8	10-12	15-18
Условный проход шланга, мм
Масса, кг	4,5	6,0	5,9

 

 

Газоструйные насосы

 

Газоструйные насосы в пожарной технике нашли применение в качестве вакуумных аппаратов для создания разряжения во всасывающей рукавной линии и в центробежном насосе. Работают от выхлопных газов двигателей пожарных автомобилей, а на мотопомпе МП-800Б – на воздухе, подаваемом одним из цилиндров двигателя, работающем при включении вакуум-аппарата как компрессор. В связи с изложенным, все газоструйные аппараты на всех отечественных эксплуатирующихся пожарных автомобилях устанавливаются на выхлопных тракторах двигателей перед глушителем.

Конструктивно большинство газоструйных вакуумных аппаратов отличаются незначительно.

Назначение – первоначальное заполнение насоса и всасывающей линии водой при работе из водоема осуществляется вакуумной системой, состоящей из вакуумного струйного насоса, установленного на выхлоп­ной линии автомобиля, вакуумного затвора, установленного в верх­ней части насоса, трубопроводов и рычагов управления.

Вакуумный затвор служит для соединения полости насоса с ка­мерой разрежения диффузора вакуумного струйного насоса при от­сасывании воздуха из полости насоса.

При повороте до упора на себя рукоятки 8 (рис. 7) кулачок валика открывает нижний клапан 12 (верхний клапан 7 закрыт) и соединяет полость насоса с камерой разрежения вакуумного струй­ного насоса. При включении вакуумного затвора кулачок валика открывает верхний клапан (нижний клапан закрыт) и соединяет трубопровод, идущий к вакуумному струйному насосу, с атмосфе­рой через отверстие, имеющееся в корпусе вакуумного затвора, что способствует быстрому сливу воды. из трубопровода.

Блок вакуумного струйного насоса и газовой сирены служит для создания в камере диффузора разрежения и получения сигнала тревоги.

Газовая сирена включается из кабины водителя рычагом 1 (рис. 2) через систему тяг 4 и рычаг 5 (рис. 3). В обычном по­ложении заслонки прижаты пружиной к своим седлам и выхлопные газы проходят свободно по трубопроводам. При включении сирены заслонка 3 перекрывает прямое движение выхлопных газов, и они попадают через распределителя в резонатор /. Положение заслон­ки фиксируется «рычагом и давлением выхлопных газов.

Рис. 7. Затвор вакуумный:

1-глазок; 2-упор рукоятки; 3-корпус электролампочки; 4, 6, 11-гайка; 5-корпус; 7-клапан верхний; 8-рукоятка; 9-уплотнитель; 10-улачковый валик; 12-клапан нижний; 13-пружина

Рис. 8. Выхлопная и вакуумная системы:

1-рычаг 2-щиток теплоотражательный; 3-приемная труба двигателя; 4 -тяга сирены; 5-блок вакуумного струйного насоса и газовой сирены; 6-глущитель; 7-заглушка; 8-патрубок; 9-трубопровод; 10-труба; 11-батарея; 12-затвор вакуумный

Рис. 9. Блок вакуумного струйного насоса и газовой сирены:

1-резонатор; 2-распределитель; 3, 12заслонки; 4-корпус; 5, 8-рычаги;

6-ось; 7-крышка; 9-пружина; 10-сопло; 11-диффузор

 

 

К нижнему патрубку корпуса через прокладку закреплен диф­фузор 11 с соплом 10.

Включение вакуумного струйного насоса из насосного отделения производится рычагом 8 (см. рис. 10) через систему тяг 5. При включении заслонки 12 (рис. 10), перекрывается прямое движение выхлопных газов, и они попадают в сопло и далее через диффузор в атмосферу.

Камера разрежения соединена через трубу и вакуумный затвор с внутренней полостью насоса.

Чтобы включить вакуумную систему, необходимо открыть ваку­умный затвор, включить вакуумный струйный насос и увеличить обо­роты двигателя. Когда вода заполнит всасывающий рукав, насос и появится в глазке 1 (рис. 7) вакуумного затвора, необходимо за­крыть затвор, снизить обороты и включить вакуумный струйный насос.

 

 

Рис. 10. Система управления двигателем и вакуумным струйным насосом:

1-педаль сцепления; 2- педаль управления дроссельной заслонкой; 3-трос; 4, 14—тяга сцепления; 5-тяга включения вакуумного струйного насоса; 6-тяга дроссельной заслонки; 7-рычаг привода дроссельной заслонки двигателя; 8-рычаг вакуумного струйного насоса; 9-пневмораспределитель; 10, 13-качалка; 11-пневмоцилиндр; 12-трубопровод; I—подвод воздуха

 

 

Система управления двигателем и вакуумным струйным насосом

В насосном отделении установлены рычаги для управления ва­куумным струйным насосом, сцеплением и оборотами двигателя.

Вакуумный струйный насос включать перемещением рычага 8 на себя. Заслонка перекрывает движение выхлопных газов по основному газопроводу, направляя его в сопло 10.

Сцепление включается при помощи пневмоцилиндра 11 через качалки 10, 13 и тяги 4, 14 пневмораспределителем 9, кото­рый соединен трубопроводами с пневмосистемой автомобиля.

Рычаг 7 (рис. 10) которым управляют оборотами двигателя, связан тросом 3 и тягой 6 с педалью 2 управления дроссельной за­слонкой карбюратора. При перемещении рычага на себя в край­нее положение дроссельная заслонка полностью открыта, а в по­ложении от себя — закрыта (до режима холостого хода — малый газ). В крайних и промежуточных положениях рычаг фиксируется на зубцах сектора.

Для безотказной работы системы управления необходимо сле­дить за тем, чтобы тяги были правильно отрегулированы, не имели случайных прогибов, а кронштейны качалок были. надежно закреп­лены.

Оси вращения и другие трущиеся места необходимо периодичес­ки смазывать.

При выключении сцепления с помощью пневмоцилиндра необхо­димо, чтобы давление воздуха в пневмосистеме было не менее 0,55 МРа (5,5 кгс/ом2).

Пневмоцилиндр показан на рис. 11.

Рис. 11. Пневмоцилиндр:

1-вилка; 2-гайка; 3-шток; 4-крышка; 5—угольник; 6-прокладка; 7, 11- кольцо; 8-поршень; 9-цилиндр; 10-крышка

 

Вывод: Водоструйные насосы еще длительное время будут использоваться в пожарных частях, так как они компактны, имеют маленькую массу и просты в использовании. А газоструйные насосы заменяются вакуумные насосы с электроприводом, преимуществом которых являются компактность и простота в устройстве и работе.