На основі наукового аналізу тактико-технічних характеристик та досвіду застосування пожежних насосів показано, що існуючі пожежні насоси не дозволяють підвищувати їх продуктивність без збільшення маси, непридатні до застосування забрудненої води водоймищ, коефіцієнт їх корисної дії може бути збільшений лише за рахунок застосування нових конструктивних рішень та науково - обґрунтованих параметрів. Розроблено узагальнену математичну модель з диференціальних рівнянь другого порядку, виведених з використанням принципу Д’Аламбера та рівняння Лагранжа другого роду, для опису механічних та гідродинамічних процесів, що виникають при роботі пожежних насосів з криволінійно-профільованими роторами. Розв’язком системи рівнянь чисельним багатокроковим методом Гіра доведено, що при однакових габаритах та швидкості обертання, продуктивність дволопатевого пожежного насосу у 1,88 рази більша від трилопатевого і в 2,85 рази більша від чотирилопатевого. Розроблено методику досліджень та експериментально визначено, що значні амплітуди відносних кутових коливань роторів пожежного насосу, які виникають при високих напорах стовпа рідини, можуть призвести до їх заклинювання через ліквідацію профільного зазору. Встановлено, що амплітуда відносних кутових коливань роторів під час всмоктування води є втричі меншою від амплітуди, що виникає під час нагнітання води, однак амплітуда коливань роторів (0,23 мм) є меншою від профільного зазору (0,4 мм), що підтверджує працездатність насосу.
4. Обгрунтовано основані параметри пожежного насосу з дволопатевими криволінійно профільованими роторами: геометричні розміри (міжцентрова відстань - 80 мм, діаметр ротора – 47 мм, довжина ротора - 150 мм), функціональні зазори (основні відхилення профілю роторів в межах допусків е8 та d9; а оптимальні радіальні та торцеві посадки “корпус – ротор” – ), матеріали та конструкція корпуса (АЛ9), валів (30Х) та їх опор, роторів, деталей зубчастої передачі, системи ущільнень тощо, що дозволило підвищити ефективність роботи пожежного насосу в умовах гасіння пожеж та проведення пожежно-рятувальних робіт. Розроблено зразок пожежного насосу з покращеними технічними характеристиками: при n=1500 об/хв напір H=0,8 МПа, а продуктивність Q=1200 л/хв; коефіцієнт відношення продуктивності до його маси 61,5 для ПКПР-1200 (НШН-600 – 24, ПН-40У – 32, МП-800Б – 26,7); коефіцієнт корисної дії – 0,78 (НШН-600 – 0,65, ПН-40У – 0,58, МП-800Б – 0,54); час всмоктування рідини на висоту 6 м – 20 с (НШН-600 – 40 с). Річний економічний ефект при застосуванні в підрозділах пожежної охорони насосу ПКПР-1200 буде становити 3 тис. грн. на одну установку. Економічний ефект отримано в результаті оптимізації конструкторсько-технологічних параметрів роторного насосу, зменшенням його металомісткості, підвищенням технологічності окремих деталей та вузлів. Подана заявка на авторське свідоцтво.
Список опублікованих праць Дворянин І. В. Шляхи підвищення надійності пожежних мотопомп // Машинознавство.– 2001, №8. – С. 41–43. Харченко Є. В., Дворянин І. В. Особливості розрахунку та конструювання насоса типу Рутс // Науковий вісник УкрНДІ пожежної безпеки. – Київ: УкрНДІПБ МВС України: 2002.– №1(5). – С. 129–133. Харченко Є. В., Дворянин І. В. Причини динамічних навантажень елементів привода при експлуатації роторного насоса типу Рутс // Пожежна безпека.– Львів: ЛІПБ, 2002.– № 2.– С. 106-111. Харченко Є.В., Дворянин І.В. Оптимізація геометричних параметрів роторів рідинних насосів типу Рутс // Оптимізація виробничих процесів та технічний контроль у машинобудуванні та приладобудуванні. Вісник НУ “Львівська політехніка” №442.– 2002.– С. 122–125. Дворянин И.В. Использование гидравлического насоса типа Рутс в качестве пульсаторного вибровозбудителя // Международный периодический сборник научных трудов. НПО “Вотум”, выпуск №11.– Одесса.– 2001.– С. 66–68. Дворянин І. В.. Розробка конструкції пожежної мотопомпи на основі компресора типу Рутс// Збірник наукових праць Львівського інституту пожежної безпеки “Пожежна безпека–2001”, №1.– Львів, “СПОЛОМ”, 2001.– С. 189–191. Дворянин І.В. Аналіз об’ємних втрат у зазорах між роторами та корпусом в рідинному насосі типу Рутс // Тези доповідей V міжнародної науково–методичної конференції “Інтеграція освіти, науки та виробництва”. - Луцьк, 2001.– С. 57–59. Дворянин І.В. Шляхи підвищення надійності пожежних мотопомп // Тези доповідей 5-го міжнародного симпозіуму українських інженерів–механіків у Львові. - Львів, 2001.– С. 81. Дворянин І.В., Ковалишин В.В. Обґрунтування конструктивних параметрів пожежних насосних установок. // Пожежна безпека.– Львів: ЛІПБ, 2004.– № 4.– С. 156 - 162. Дворянин І.В., Ковалишин В.В. Дослідження експлуатаційних характеристик пожежних помп з криволінійно-профільованими роторами. // Пожежна безпека.– Львів: ЛІПБ, 2004.– № 5.– С.24-28. Дворянин І.В. Впровадження пожежної насосної установки на основі помпи з криволінійно-профільованими роторами. // Науковий вісник УкрНДІ пожежної безпеки. – Київ: УкрНДІПБ МНС України: 2004.– №2 – С. 77-82.
|
