RU2776461C1

RU2776461C1 - Vacuum system of centrifugal fire pump

Info

Publication number: RU2776461C1
Application number: RU2021117109A
Authority: RU
Inventors: Анатолий Георгиевич Шпаков
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "УНИМОД"
Filing date: 2021-06-11
Publication date: 2022-07-21

Abstract

FIELD: fire protection.

SUBSTANCE: invention relates to a vacuum system of a centrifugal fire pump. The system contains a slide vane pump 1 located in the housing, in the rotor of which radial blades are movably mounted. The drive of the pump 1 is arranged from the drive of the centrifugal pump by means of a belt drive 2. The connection/disconnection of the rotor is carried out by means of an electromagnetic clutch connected to the pulley 13 of the drive 2. The clutch is located in the housing of the pulley 13.

EFFECT: invention is aimed at improving the efficiency of the system.

3 cl, 4 dwg

Description

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.The invention relates to fire engineering, in particular to vacuum technology, namely to rotary vane vacuum (slide) pumps, and can be used in pumping units of fire trucks, in particular in fire trucks when they are filled with water from open water, to run in operation of non-self-priming, for example, centrifugal pumps, as well as to check the tightness of a fire pump.

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).Known vacuum pump with a mechanical or electrical drive connected by means of a friction transmission through a pulley with a rotor eccentrically placed in the housing and made with movably mounted plates, the housing is equipped with suction and discharge pipes (RU 108508 U1).

Этот вакуумный насос с индивидуальным приводом не предназначен для использования в пожарной технике.This individually driven vacuum pump is not intended for use in fire fighting applications.

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. Known vacuum water filling system type ABC-01E (manufacturer CJSC "USPTK-Pozhgidravlika", operating manual KShIN.063711.012 RE) in which the vacuum pump includes a vacuum unit (vacuum electric pump of the slide type), a control panel (unit) control, a filling sensor, communications ( air ducts and electrical cables) and a set of mounting parts.

Особенностью данного аналога также является наличие индивидуального привода вакуумного насоса шиберного типа.A feature of this analogue is also the presence of an individual drive of a slide-type vacuum pump.

Автономный привод вакуумного насоса позволяет производить водозаполнение без вращения центробежного насоса. Autonomous drive of the vacuum pump allows water filling without rotation of the centrifugal pump.

Данная система имеет недостатки:This system has disadvantages:

водозаполнение выполняется при неподвижном вале центробежного насоса, вследствие чего при срыве напора необходимо останавливать центробежный насос;water filling is carried out with a stationary shaft of the centrifugal pump, as a result of which, in the event of a head failure, it is necessary to stop the centrifugal pump;

система не полностью автоматическая - остановка вакуумного насоса в конце водозаполнения выполняется автоматически, а повторный запуск при срыве напора выполняется вручную.the system is not fully automatic - the stop of the vacuum pump at the end of water filling is carried out automatically, and the restart in case of pressure failure is carried out manually.

Указанные недостатки приводят к увеличению времени выхода насоса на режим устойчивой работы.These shortcomings lead to an increase in the time for the pump to reach the stable operation mode.

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).Known automatic vacuum system for filling centrifugal fire pumps, including a vacuum pump, a shut-off device with a remote drive installed in the line connecting the vacuum pump to the suction pipe of the centrifugal pump, a pressure sensor installed in the pressure cavity of the centrifugal pump, and an electronic control unit for turning on the vacuum pump and the operation of the locking device on a signal from the pressure sensor, characterized in that the vacuum pump is made with an autonomous electric drive (RU 149547 U1).

В этой системе также используется автономный электропривод.This system also uses an autonomous electric drive.

К недостаткам указанной конструкции можно отнести следующее:The disadvantages of this design include the following:

сложность конструкции и низкая ремонтопригодность ввиду применения отдельного электроагрегата (электродвигателя);design complexity and low maintainability due to the use of a separate electric unit (electric motor);

необходимость применения мощного, высокомоментного электродвигателя низкого напряжения, что повышает стоимость изделия;the need to use a powerful, high-torque low-voltage electric motor, which increases the cost of the product;

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).powerful electric motors consume a significant current from the fire truck network (from 80A at idle to 400A at maximum power, on analogs of lower performance - ABC-01E).

Наиболее близким аналогом является разработка, защищенная патентом KR 20100002581 U.The closest analogue is the development protected by patent 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.The device is intended for refueling a fire pump and contains a vacuum pump, including a body made of brass material, in which a plurality of blades, consisting of carbon material, are located. The fire pump and the vacuum pump are connected by a belt drive. Turning the vacuum pump on and off is provided by an electromagnetic clutch located on the fire pump shaft.

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.In the closest analogue (prototype) of the prototype, it is possible to operate a vacuum system driven by a centrifugal fire pump with the required capacity, which allows limiting the power consumption of the centrifugal pump, as well as enabling/disabling the vacuum system without stopping the centrifugal pump.

Однако есть ряд недостатков. Размещение электромагнитной муфты на валу пожарного насоса усложняет конструкцию, к ней затруднен доступ, что снижает надежность и эффективность устройства.However, there are a number of disadvantages. The placement of the electromagnetic clutch on the shaft of the fire pump complicates the design, it is difficult to access, which reduces the reliability and efficiency of the device.

Корпус вакуумного насоса выполнен из дорогого материала латуни.The body of the vacuum pump is made of expensive brass material.

Кроме того, данное устройство не обеспечивает эффективную наполняемость и освобождение камер шиберного насоса.In addition, this device does not provide effective filling and release of the chambers of the vane pump.

Задачей настоящего изобретения является повышение эффективности работы заявляемого устройства.The objective of the present invention is to improve the efficiency of the proposed device.

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.This problem is solved due to the fact that in the vacuum system of a centrifugal fire pump, containing a vane vacuum pump located in the housing, in the rotor of which radial blades are movably installed, while the vane pump is driven from the centrifugal pump drive by means of a belt drive, the connection - shutdown of the rotor carried out by means of an electromagnetic clutch, according to the invention, the electromagnetic clutch is located in the housing of the driven pulley of the belt drive.

Корпус шиберного насоса выполнен комбинированным – состоит из внутренней стальной нержавеющей гильзы и алюминиевого корпуса.The vane pump housing is made combined - it consists of an internal stainless steel sleeve and an aluminum housing.

Для входа и выхода воздуха в шиберном насосе предусмотрено по два параллельно расположенных патрубка.For air inlet and outlet in the vane pump, two parallel nozzles are provided.

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.The placement of an autonomous electromagnetic clutch in the housing of the driven pulley of the belt drive, that is, in the vacuum pump, provides easy access to the clutch, the possibility of autonomous operation of the vane pump, which makes it possible to turn the vane pump on and off without turning off the centrifugal pump drive, which makes it possible to increase the efficiency of the device.

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.In addition, due to the combination of the vane pump housing (the main part of the housing is made of aluminum, a stainless steel sleeve is located inside the housing), in addition to reducing the cost of the device, it provides increased wear resistance and efficient heat removal from the working chamber during operation, which also increases its efficiency. .

Кроме того, объём камеры заявляемого вакуумного насоса превышает действующие аналоги на 80%. За счёт этого заявляемое устройство является перспективным в пожарном деле.In addition, the volume of the chamber of the proposed vacuum pump exceeds the existing analogues by 80%. Due to this, the claimed device is promising in the fire business.

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).The inventive vacuum system of a centrifugal fire pump is driven by a belt drive through a pulley mounted on the fire pump drive shaft. This belt drive has less impact and less load on the bearing assemblies, and is also capable of transmitting more torque during operation (compared to the friction type of torque transmission).

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.The essence of the claimed invention is illustrated by drawings, where in Fig. 1 shows the appearance of a vane pump driven by a belt drive, Fig. 2 - external view of the vane pump with inlet and outlet nozzles, in Fig. 3 is a longitudinal section of the vane pump, in Fig. 4 - cross section of the vane pump.

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.The vacuum system is designed to create the necessary vacuum in the suction line and pumping unit, which ensures the filling of water-and-foam communications when taken from an open reservoir and other sources.

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).The main part of the vacuum system is a vane vacuum pump 1 placed in a housing 3, while the pump rotor 4 is mounted on a shaft and connected through a belt drive 2 (shown in Fig. 1) with the drive of the main centrifugal pump (not shown in the drawings).

Ротор 4 с выполнен с радиальными полостями 5, в которых размещены лопасти 6.Rotor 4 c is made with radial cavities 5 in which blades 6 are placed.

Корпус 3 шиберного насоса 1 выполнен комбинированным. Сам корпус 3 выполнен из алюминия и снабжен связанной с ним внутренней гильзой 7 из нержавеющей стали.The housing 3 of the vane pump 1 is combined. The housing 3 itself is made of aluminum and is provided with an inner sleeve 7 of stainless steel associated with it.

Основные рабочие части шиберного насоса, в том числе ротор 4, гильза 7, фланцы 8 и 9 выполнены из нержавеющей стали.The main working parts of the vane pump, including the rotor 4, sleeve 7, flanges 8 and 9 are made of stainless steel.

Лопасти 6 выполнены из текстолита.Blades 6 are made of textolite.

Для лучшей наполняемости камер шиберного насоса 1 предусмотрено два параллельно размещенных впускных патрубка 10 и два параллельно размещенных выпускных патрубка 11.For better filling of the chambers of the vane pump 1, two parallel inlet pipes 10 and two parallel outlet pipes 11 are provided.

Ременная передача 2 передаёт крутящий момент посредством ремня 14 с ведущего шкива 12 на ведомый шкив 13 с установленной на нём электромагнитной муфтой 15. Belt drive 2 transmits torque through the belt 14 from the drive pulley 12 to the driven pulley 13 with the electromagnetic clutch 15 installed on it.

Использование оптимально подобранного соотношения диаметров шкивов 12 и 13 позволяет получить необходимую производительность шиберного насоса, тем самым ограничивая потребляемую шиберным насосом мощность.The use of an optimally selected ratio of the diameters of the pulleys 12 and 13 makes it possible to obtain the required performance of the vane pump, thereby limiting the power consumed by the vane pump.

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.The electromagnetic clutch 15 installed in the housing of the driven pulley 13 provides smooth switching on / off of the vane pump, and is also a torque limiter in emergency situations, for example, when the pump chamber is completely filled with water and an attempt is made to jam it.

Работа устройства осуществляется следующим образом.The operation of the device is carried out as follows.

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.The vacuum system is mounted on a centrifugal pump. The water filling system is started, after which the vacuum system is started, including the vane pump 1. This opens the suction line connecting the inlet pipes 10 of the vane pump 1 with the suction pipe of the centrifugal pump.

При работе шиберного насоса 1 во всасывающей линии центробежного насоса и в его внутренней полости создается разрежение, за счёт чего производится подъём воды.When the vane pump 1 is operating, a vacuum is created in the suction line of the centrifugal pump and in its internal cavity, due to which water is lifted.

Claims

1. Vacuum system of a centrifugal fire pump, containing a vane vacuum pump located in the housing, in the rotor of which radial blades are movably installed, while the vane pump is driven from the centrifugal pump drive by means of a belt drive, while the connection - shutdown of the rotor is carried out by means of an electromagnetic clutch, associated with a belt drive pulley, characterized in that the electromagnetic clutch is located in the housing of the driven pulley of the belt drive.

2. The vacuum system of the centrifugal fire pump according to claim 1, characterized in that the vane pump housing is made combined - consists of an internal stainless steel sleeve and an aluminum housing.

3. The vacuum system of the centrifugal fire pump according to claim 1, characterized in that the vane pump has two parallel pipes for air inlet and outlet.