Эффективная борьба с огнем требует применения пожарными подразделениями системы МЧС оснащения, рассчитанного на выполнение этих задач. В предлагаемом материале рассматривается вакуумная система пожарного и аварийно-спасательного автомобиля с учетом назначения, истории применения, видов и регламента технического обслуживания оборудования.
Что такое вакуумная система пожарного автомобиля
Так называют оборудование, заполняющее водой насос высокого давления, условия эксплуатации которого не предполагают работу всухую. Необходимость использования вакуумной системы (ВС) возникает при заборе жидкости из открытого водного источника, для перекачивания, при подаче к очагу возгорания или на другую машину.
Дополнительная функция оснащения предусматривает испытание насосной установки на герметичность созданием давления в камере.
История применения и развития
Впервые центробежные насосы пожарных машин стали наполнять водой посредством струйных вакуумных аппаратов, получивших название «газоструй». Это оборудование отличала предельная простота конструкции, что не создавало проблем при изготовлении.
Установку монтировали на выхлопную трубу, до глушителя. Вакуум создавали, перекрывая вход в глушитель, с перенаправлением выхлопных газов в камеру диффузора, соединенного вакуумной трубкой с пожарным насосом.
В результате такого нехитрого приема в камере насосной установки создавали разреженное давление, достаточное для принудительного всасывания жидкости. Уровень заполнения контролировали через смотровой глазок, закрывая газоструй вручную при запуске насоса.
Некоторые установки дополнительно оснащали усилителем звука сирены пожарной машины. Такие вакуумные системы использовались длительное время и еще сохранились на некоторой старой технике.
По мере развития инженерного дела появились новые виды аппаратов с разработкой шиберных и поршневых устройств. Предпринимались попытки использования диафрагменных и водокольцевых установок, но это оборудование не получило распространения.
Технические характеристики
С учетом вида и модели аппарата оборудование отличается техническими параметрами, указанными в таблице.
| Характеристика | Единица измерения | Показатель |
| Предельная величина разрежения | кгс/см2 | 0,7–1 |
| Промежуток времени выхода в режим номинального давления | с | 4–8 |
| Номинальное значение напряжения: — на вакуумной установке; — на пульте управления. | В | 12 24 |
| Максимальная величина силы тока | А | 160 |
| Вес аппарата | кг | 15–20 |
Принцип работы
Принцип работы аппарата рассмотрен на примере газоструйной установки. На рисунке изображено устройство вакуумного блока.
Аппарат устанавливают на выхлопной трубе, перед глушителем. Управляют устройством из насосного блока автомобиля посредством выведенного рычага, открывающего и закрывающего клапан.
При погружении всасывающего рукава в воду открытого источника вакуумная система работает следующим образом:
- При запущенном двигателе автомобиля рычагом отжимают клапан, перенаправляя поток отработанных выхлопных газов в камеру диффузора (при перекрытом канале глушителя).
- Открывается канал из полости вакуумной установки к насосу с направлением в него потока газа.
- В полости насоса создается давление, всасывающее воду из источника.
- После того как насос наполнится, движением рукоятки отключают клапан, и вакуумная установка перестает работать.
На заметку. Такой аппарат – не лучшее решение, учитывая низкую производительность, трудоемкость производства и сложные конструкционные материалы.
Типы вакуумных аппаратов
По мере развития техники создавали новые установки, основанные на других принципах действия. Далее рассмотрим детальнее отдельные разновидности ВС.
Струйные
Устаревшая система, описанная выше. Кроме того, что оборудование имеет недостаточную мощность, оно не удовлетворяет современным экологическим характеристикам. Работа установки связана с включением двигателя автомобиля при каждой проверке пожарного насоса на герметичность. Это увеличивает расход топлива и загрязняет воздух.
Дополнительная экологическая опасность связана с тем, что выхлоп, задействованный в ВС, не проходит должную очистку.
Установка таких аппаратов на новых автомобилях (учитывая и устаревшие характеристики) нецелесообразна по той причине, что монтаж связан с внесением конструктивных изменений в выхлопную систему двигателя, что не разрешено изготовителями.
Шиберные
Шиберные насосы работают от электродвигателя. Вакуум создают обратным нагнетанием воздуха за счет вращения ротора с четырьмя лопатками, расположенного внутри корпуса на подшипниковых опорах.
При вращении ротора под воздействием центробежной силы образуются замкнутые рабочие объемы вследствие прижатия лопаток к стенкам цилиндра. Каждая из образованных полостей захватывает часть воздуха, выбрасывая его в атмосферу через воздухопровод.
При попеременной работе полостей создается перепад давления со всасыванием жидкости в камеру насоса.
Функционирование вакуумного насоса требует постоянной смазки лопаток и подшипников. Моторное масло поступает из бачка через калиброванный выход жиклера.
Ротор соединен с электродвигателем штифтом, вращательный момент передается за счет паза на валу.
При заполнении основного насоса канал с вакуумной установкой перекрывает клапан. Изначально этот элемент срабатывает от воздействия тягового реле. Но после отключения вакуумного аппарата под силой действия пружины перекрывает канал.
Уровень заполнения камеры насоса контролирует датчик, реагирующий на изменение показателя сопротивления электрода, установленного в вакуумной установке.
При срабатывании датчика и отключении ВС на пульт управления насосного блока поступает соответствующий сигнал со световой индикацией на панели.
Поршневые
Поршневые установки отличаются более совершенной конструкцией в техническом плане и экологической безопасностью. Предусмотрено ручное или автоматическое включение при различных типах привода. Чаще такие аппараты конструктивно входят в состав основного насоса. Но возможно использование в качестве отдельного модуля.
Принцип действия основан на возвратно-поступательном движении поршня, приводимого в действие коленчатым валом, с открытием и закрытием впускного и выпускного клапанов, соединенных соответственно с камерой насоса и атмосферой.
Конструктивные недостатки такого оборудования – неравномерность работы без возможности регулирования напора.
Диафрагменные
Диафрагменный вакуумный насос создает разрежение при возвратно-поступательном движении диафрагмы, на которую воздействует шатун, установленный на эксцентриковом валу.
Коленчатый вал приводит в действие электродвигатель. По мере перекачивания воздуха из полости насоса высокого давления попеременно срабатывают впускной и выпускной клапаны.
Особенности конструктивного устройства таких аппаратов не позволяют увеличить камеру, поскольку это приведет к быстрому износу диафрагмы. Чтобы увеличить производительность, выполняют установки из нескольких цилиндров.
Эти устройства не распространены по причине высокой стоимости изготовления, требующего применения особых материалов.
Водокольцевые
Принцип действия схож с шиберным насосом. Объем камеры периодически изменяется при вращении ротора с лопатками, образуется разрежение, воздух всасывается с последующим выбросом в атмосферу.
Недостатки такой установки в низкой эффективности и необходимости заливки воды для запуска, что связано с большими неудобствами.
Неисправности ВС и их устранение
Характер неисправностей ВС аварийно-спасательных пожарных машин связан с особенностями конструктивного устройства. Для струйных аппаратов характерно загрязнение каналов отложениями от продуктов выхлопа. Это требует периодического демонтажа и очистки.
На шиберных, поршневых, диафрагменных и водокольцевых насосах нередко начинают заедать клапаны по причине загрязнения или износа элементов. В каналах может остаться вода, из-за этого есть вероятность образования отложений на стенках.
Для устранения неисправностей проводят ревизию оборудования с заменой изношенных элементов.
Возможен износ трущихся узлов, что также требует замены.
Техобслуживание
Для обеспечения нормальной работы оборудование подвергают периодическому техническому обслуживанию. После каждого запуска продувают систему воздухом под давлением, чтобы удалить из полостей и каналов влагу и пыль. Смазывают трущиеся узлы.
Периодически аппараты разбирают и проводят полную ревизию с диагностикой состояния элементов, заменой изношенных деталей. Частоту обслуживания определяет изготовитель, указывая эти условия в технической документации на оборудование. В руководстве по эксплуатации приводят рекомендации по продолжительности и структуре ремонтного цикла, видах и характере регламентированных ремонтов.
Своевременное проведение обслуживания исключит аварийный выход аппарата из строя.
Нормативные требования
Регламент к характеристикам ВС указан в законе № 123-ФЗ, определяющем общие условия пожарной безопасности, включая противопожарное оборудование.
Этот норматив предусматривает обязательность создания надлежащего уровня давления для забора воды из источников.
Технические условия к проектированию, изготовлению и эксплуатации насосного оборудования пожарного назначения, в том числе ВС, устанавливает ГОСТ Р 58790-2019.
Выводы
Назначение вакуумной системы пожарного автомобиля – в заливке рабочей камеры основного насоса высокого давления. Поэтому от технической готовности данного устройства зависит возможность подачи воды на источник возгорания для ликвидации чрезвычайной ситуации и проведения спасательной операции.
