Präsentation zum Lehrgang Maschinisten Teil 2

Transkript

1 Niedersächsische Folie 43 Präsentation zum Teil 2

2 Kavitation 4. Feuerlöschkreiselpumpen Folie 44 Entstehung der Kavitation: Wenn eine Feuerlöschkreiselpumpe mehr Wasser fördern soll als überhaupt zufließen kann, dann entsteht vor dem Laufrad im Pumpengehäuse ein übermäßig hoher Unterdruck (Hohlsog). Hierbei kommt es zur Dampfblasenbildung. Nach deren Kondensation entstehen sehr hohe Drücke und Temperaturen. Dies führt zu Schäden an Laufrädern und Leitapparat. Erkennung der Kavitation Auftreten unüblicher Pumpengeräusche Unterdruck steigt stark an Ausgangsdruck sinkt stark ab Starke Abweichung zwischen manometrischer und geodätischer Saughöhe

3 4. Feuerlöschkreiselpumpen Folie 45 Maßnahmen zur Vermeidung von Kavitation: Saughöhen über 7,50 m vermeiden Nicht mit freiem Auslauf (Lenzbetrieb) arbeiten Drehzahl der Feuerlöschkreiselpumpe und Fördermenge reduzieren Verschmutzung im Saugbereich beseitigen Wassererwärmung in der Feuerlöschkreiselpumpe, Verbrühungsgefahr! Entstehung: Feuerlöschkreiselpumpe in Betrieb, aber keine Wasserabgabe. Gegenmaßnahmen: Für ausreichende Wasserabgabe sorgen, ggf. Tankkreislauf durchführen

4 4. Feuerlöschkreiselpumpen Folie 46 Entlüftungseinrichtungen Handkolben- Entlüftungspumpe Flüssigkeitsring Entlüftungspumpen Auspuff-Ejektor (Gasstrahler) Kolben-Entlüftungspumpen Trockenring-Entlüftungspumpen Membran-Entlüftungspumpen

5 4. Feuerlöschkreiselpumpen Folie 47 Handkolben- Entlüftungspumpe Kolbenstange Pumpenkolben mit Abdichtung Einlassventil Entlüftungskanal Auslassventil Ausstoßöffnung

6 4. Feuerlöschkreiselpumpen Folie 48 Flüssigkeitsring Entlüftungspumpe Auffüllöffnung mit Sieb Entlüftungsleitung von der Feuerlöschkreiselpumpe Drehrichtung Schaltventil Ausstoßöffnung ins Freie Gehäuse Saugschlitz Druckschlitz Flüssigkeitsring Sternförmiges Schaufelrad Entleerungshahn

7 4. Feuerlöschkreiselpumpen Folie 49 Auspuff-Ejektor (Gasstrahler) Entlüftungsleitung von der Feuerlöschkreiselpumpe Drehschieber Schalthebel Auspuff vom Motor Schaltventil oder Schalthahn Saugraum Fangdüse Treibdüse Auspuff ins Freie Ansaugen

8 4. Feuerlöschkreiselpumpen Folie 50 Kolben-Entlüftungspumpe Entlüftungsleitung zur Feuerlöschkreiselpumpe Einlassventil Kolben Gehäuse Druckfeder Auslassventil Exzenter Auslassventil Ausstoßöffnung ins Freie Antriebswelle Ausstoßöffnung ins Freie

9 4. Feuerlöschkreiselpumpen Folie 51 Kolben-Entlüftungspumpe Abschaltzustand Entlüftungsleitung zur Feuerlöschkreiselpumpe Einlassventil Kolben Gehäuse Druckfeder Auslassventil Exzenter Auslassventil Ausstoßöffnung ins Freie Antriebswelle Ausstoßöffnung ins Freie

10 4. Feuerlöschkreiselpumpen Folie 52 Trockenring-Entlüftungspumpe Luftdruck Be- und Entlüftungsventil Entlüftungsleitung Saugseite der FP Druckseite der FP Ausstoßöffnung ins Freie Drehkolben I = äußere Raum II = innerer Raum

11 4. Feuerlöschkreiselpumpen Folie 53 Membran-Entlüftungspumpe Entlüftungsleitung zur Feuerlöschkreiselpumpe

12 4. Feuerlöschkreiselpumpen Folie 54 Membran-Entlüftungspumpe Entlüftungsleitung zur Feuerlöschkreiselpumpe Abschaltzustand

13 4. Feuerlöschkreiselpumpen Saugvorgang Folie 55 In Meereshöhe lastet bei normalem Luftdruck auf jedem cm² der Erdoberfläche eine Luftsäule mit einem Gewicht von 1,033 kg = Gewicht einer Wassersäule (bei + 4 C) mit 1 cm² Grundfläche und 10,33 m Höhe.

14 4. Feuerlöschkreiselpumpen Entlüften der Saugleitung Folie 56 Durch das Entlüften verringert sich das Luftgewicht (Luftdruck) in der Saugleitung. Der auf der Wasseroberfläche wirkende höhere Luftdruck drückt das Wasser in die Saugleitung.

15 4. Feuerlöschkreiselpumpen Folie 57 Theoretische Saughöhe Bei Jahresdurchschnitt des Luftdrucks von 1013 hpa Auf Meereshöhe Bei 4 C Wassertemperatur 10,33 m Ändert sich durch folgende Einflüsse: Wetterlage Höhenlage Wassertemperatur Faustformel: Ortsbarometerstand in Hektopascal (hpa) geteilt durch 100 ist die theoretische Saughöhe in Meter

16 Berechnungsbeispiel: 4. Feuerlöschkreiselpumpen Praktische Saughöhe Folie 58 Standort: Ortsbarometerstand: Wassertemperatur: (Zunehmende Wassertemperatur = Saughöhenabnahme, da sich die Wasserdampfbildung erhöht und einen Gegendruck bewirkt) 600 m über NN 941 hpa 20 C Theoretische Saughöhe bei 4 C Wassertemperatur 941: 100 = 9,41 m Abnahme bei 20 C - 0,24 m Verbleibende theoretische Saughöhe davon 15% Verlust (Reibungsverluste) Praktische Saughöhe = 9,17 m - 1,38 m = 7,79 m

17 4. Feuerlöschkreiselpumpen Folie 59 Geodätische Saughöhe Manometrische Saughöhe Geodätische Saughöhe = Senkrechter Abstand zwischen Wasseroberfläche und Mitte Laufradwelle Manometrische Saughöhe = Geodätische Saughöhe + Summe aller Saughöhenverluste (wird am Eingangsdruckmanometer abgelesen)

18 5. Motorenkunde Folie 60 Motorenkunde Für den Antrieb von Feuerwehrfahrzeugen, Tragkraftspritzen und kraftbetriebenen Geräten werden unterschiedliche Verbrennungsmotoren eingesetzt. Dabei werden zwei Motorenarten unterschieden: 1. Ottomotor - Viertaktmotor - Zweitaktmotor 2. Dieselmotor - Viertaktmotor

19 Aufbau des 4-Takt Ottomotor 5. Motorenkunde Folie 61 Nockenwelle Zylinderkopf Ventile Kolben Motorblock Pleuel Kurbelwelle Schwungscheibe Ölwanne

20 5. Motorenkunde Folie 62 Arbeitsweise 4-Takt Ottomotor 1. Takt 2. Takt Ansaugen Verdichten Zündkerze 3. Takt Verbrennen 4. Takt Ausstoßen Einlassventil Auslassventil Kraftstoff Luft Gemisch 1. Kurbelwellendrehung 2. Kurbelwellendrehung

21 5. Motorenkunde Folie 63 Arbeitsweise 2-Takt Ottomotor 1. Takt 2. Takt Verdichten und Ansaugen Zündkerze Arbeiten und Vorverdichten Gaswechsel Ausstoßen und Vorverdichten Gaswechsel Überströmen und Spülen Kolben Zylinderkopf Pleuel Kurbelwelle Kurbelgehäuse

22 Aufbau des 4-Takt Dieselmotor 5. Motorenkunde Folie 64 Nockenwelle Zylinderkopf Ventile Kolben Motorblock Pleuel Kurbelwelle Schwungscheibe Ölwanne

23 Arbeitsweise 4-Takt Dieselmotor 5. Motorenkunde Folie 65 Einlassventil 1. Takt 2. Takt 3. Takt Ansaugen Verdichten Verbrennen Einspritzdüse Auslassventil Kraftstoffeinspritzung Selbstzündung 4. Takt Ausstoßen Luft

24 Allgemeines: 6. Wasserförderung Folie 66 Bei der Löschwasserentnahme wird unterschieden in: 1. Wasserzuführung zur FP mit Druck Wasserentnahme zentrale Wasserversorgung (Hydrantenbetrieb) Innerhalb einer Förderstrecke (Geschlossene Schaltreihe) 2. Wasserzuführung zur FP ohne Druck Wasserentnahme unabhängige Löschwasserversorgung Innerhalb einer Förderstrecke (Offene Schaltreihe)

25 6. Wasserförderung Löschwasserförderung in der Förderstrecke Folie 67 Geschlossene Schaltreihe Offene Schaltreihe Schlauchleitung durchgehend von der Wasserentnahme bis zur Wasserabgabe verlegt. Förderstrecke ist unterbrochen z.b. durch einen Faltbehälter oder auch Löschwasserbehälter vom Fahrzeug (Tankbetrieb) der als Puffer dient.

26 6. Wasserförderung Folie 68 Aufbau einer Förderstrecke: Förderstrecke Strahlrohrstrecke Wasserentnahme und Fortleitung Druckerhöhung und Fortleitung p~ 4 bar p= 8 bar p= 8 bar Druckbegrenzungsventile (2,5 bar)

27 6. Wasserförderung Folie 69 Physikalische Zusammenhänge bei der Löschwasserfortleitung Der Druckverlust in der Förderstrecke ist abhängig von: Reibungsverlusten (Schlauchlänge, Förderstrom) Höhenunterschied Merke: Pro 10 m Höhenunterschied ändert sich der Druck um 1 bar Druckverluste in bar für je 100 m Schlauchlänge (ermittelt nach Tabelle 2 in DIN Blatt 1) abgerundet für den praktischen Verbrauch Wassermenge in B C 52 C 42 l/min 100 0,2 0, ,1 0,6 2, ,2 1, ,3 2 8, ,5 3,3 13, ,7 4, ,9 6, ,1 8, ,4 10, ,7 13, ,1 16, , , , , , Bei 300m Schlauchlänge z.b. würde der Druckverlust das dreifache betragen

28 6. Wasserförderung Folie 70 Wasserlieferungstabelle aus Strahlrohrmundstücken nach DIN

29 6. Wasserförderung Folie 71 Berechnung der Brandstellenpumpe p a = p R +p vert ±p h p a = Ausgangsdruck p R = Druckverlust durch Reibung p vert = Druck am Verteiler (5 bar) p h = Druckverlust /-gewinn durch Höhenunterschied Aufgabe: p a =? 320 m FP Gesucht: 5 m C mit B mit C ohne Gegeben: Druck am Verteiler = 5 bar C mit Mundstück = 100 l/min C ohne Mundstück = 200 l/min B mit Mundstück = 300 l/min B ohne Mundstück = 600 l/min Förderstrom =? Ausgangsdruck =?

30 6. Wasserförderung Folie 72 Wasserförderung über lange Wege

31 7. Kraftbetriebene und sonstige Geräte Folie 73 Tragkraftspritzen (TS) nach DIN Tragkraftspritze Typ mit Feuerlösch- Kreiselpumpe nach DIN Mit Lenz- Kreiselpumpe nach DIN Höchstgewicht TS 2/5 FP 2/5 40 kg TS 4/5 FP 4/5 75 kg TS 8/8 FP 8/8 190 kg TS 24/3 LP 24/3 190 kg

32 7. Kraftbetriebene und sonstige Geräte Folie 74 Tragkraftspritzen (TS) nach DIN Bezeichnung: z.b. TS 8 / 8-8 = Nennförderdruck in bar - 8 x 100 = Nennförderstrom in l/min - Tragkraftspritze Zweck: TS 2/5, TS 4/5, TS 8/8 (Brandbekämpfung) TS 24/3 (Lenzeinsatz / Zubringerpumpe) Kraftstoffvorrat: TS 2/5 + TS 4/5 (mind. eine Stunde) TS 8/8 + TS 24/3 (mind. zwei Stunden) Traggestell: -mitkufen - Tragegriffe nur vorn und hinten - TS 2/5 + TS 4/5 muss von 2 Personen getragen werden können - TS 8/8 + TS 24/3 muss von 6 Personen getragen werden können. Ab TS 8/8 Gelände Ab TS 8/8

33 7. Kraftbetriebene und sonstige Geräte Folie 75 Tragkraftspritzen nach DIN EN (neue Norm) Bezeichnung: z.b. PFPN = Nennförderstrom in l/min 10 = Nennförderdruck in bar Portable Feuerlöschkreiselpumpe Normaldruck Anforderungen an Tragkraftspritzen nach DIN EN : - Kraftstoffvorrat für mind. 1 Stunde Laufzeit bei Nennförderstrom - bei Tragkraftspritzen mit einem Gewicht bis 100 kg müssen Tragepunkte für mind. 2 Personen und bei Tragkraftspritzen mit einem Gewicht bis 200 kg für mind. 4 Personen vorgesehen sein. - eine Beleuchtungseinrichtung für den Betrieb bei Dunkelheit muss vorhanden sein (z.b. Scheinwerfer). - Alle Bedienelemente müssen von einer Stelle aus zu betätigen sein. - Die Entlüftungszeit darf je Entlüftungsvorgang max. 30 Sekunden betragen.

34 7. Kraftbetriebene und sonstige Geräte Tragkraftspritzen Folie 76 TS 2/5 - Sauganschluss: C - Druckanschluss: 1 C - Hauptfarbe: Rot (RAL 3000) - Gewicht: max. 40 kg TS 4/5 - Sauganschluss: B - Druckanschluss: 1 B - Hauptfarbe: Rot (RAL 3000) - Gewicht: max. 75 kg

35 7. Kraftbetriebene und sonstige Geräte Folie 77 Tragkraftspritzen TS 8/8 - Sauganschluss: A - Druckanschluss: 2 B - Hauptfarbe: Rot (RAL 3000) - Gewicht: max. 190 kg TS 24/3 - Sauganschluss: A - Druckanschluss: 2 B - Hauptfarbe: Gelborange (RAL 2000) - Gewicht: max. 190 kg

36 O I Niedersächsische 7. Kraftbetriebene und sonstige Geräte Stromerzeuger Folie 78 Die Leistung der bei der Feuerwehr verwendeten Stromerzeuger wird als Scheinleistung in Kilovoltampere (kva) angegeben. Tragbare Stromerzeuger werden in der Regel mitgeführt auf: - Löschgruppenfahrzeugen - Rüstwagen - Gerätewagen - Drehleitern - Einsatzleitwagen Leistung: nach Norm 5 kva oder 8 kva Kraftstoffbehälter: Für eine Betriebsdauer von mind. 1,5 Std. ausgelegt. Festeingebaute Stromerzeuger werden in der Regel mitgeführt auf: - Rüstwagen Leistung: - bei RW 1: mindestens 12 kva - bei RW 2: 15 bis 20 kva - bei RW (neuer Norm): 22 bis 30 kva

37 7. Kraftbetriebene und sonstige Geräte Folie 79 Bedienfeld Tragbare Stromerzeuger (Wesentliche Bestandteile) Generator Verbrennungsmotor

38 7. Kraftbetriebene und sonstige Geräte Folie 80 Bedienfeld (Wesentliche Bestandteile) Sicherungsautomaten Wechselstrom Sicherungsautomaten Drehstrom Schutzleiterprüfeinrichtung Last / Spannungsanzeige Betriebsstundenzähler Steckdosen Wechselstrom Steckdose Drehstrom

39 7. Kraftbetriebene und sonstige Geräte Leistung der Stromerzeuger Bosch Typ BSKH 5 DIN 4685/6280 Best.Nr Bauj. Gew. 102 Kg Fab.-Nr FD min Hz Gen IP 44 Is.-Kl. F VDE ~ 400V 7,9 A 5,5 kva 0,8cos 1 ~ 230V 21,7A 5 kva 0,8 cos Made in Germany (ϕ) (ϕ) Folie 81 Scheinleistung x Leistungsfaktor = Wirkleistung S x cos (ϕ) = P 5 kva x 0,8 = 4 kw D. h., der Stromerzeuger kann z.b. mit 4 Scheinwerfern (Wirkverbraucher) zu je 1000W belastet werden.

40 7. Kraftbetriebene und sonstige Geräte Folie 82 Anschlusslängen bei Stromerzeugern der Feuerwehr Zulässig S S 100 m 10 m 50 m 10 m 50 m 10 m V V V 10 m 10 m 10 m V V V -Gesamtleitungslänge max. 100 m - bis zu 10 m Geräteanschlussleitung können vernachlässigt werden Unzulässig S S 50 m 50 m 50 m V V V 10 m V 50 m 10 m V 100 m V S 50 m 10 m 50 m 30 m V V S = Stromerzeuger V = Verbraucher

41 7. Kraftbetriebene und sonstige Geräte Folie 83 Motorsäge Sicherheitstechnische Ausrüstung: Vibrationsgedämpfte Griffe Vorderer Handschutz Gashebelsperre Kettenbremse Hinterer Handschutz Kettenschutz/ Transportsicherung Krallenanschlag Kettenfangbolzen

42 7. Kraftbetriebene und sonstige Geräte Folie 84 Trennschleifmaschinener mit Elektromotor mit Verbrennungsmotor Schutzausrüstung: Schutzhandschuhe, Gesichtsschutz

43 Pumpengrößen: 7. Kraftbetriebene und sonstige Geräte Tauchmotorpumpe (TP) nach DIN Folie 85 TP 4 / 1 TP 8 / 1 TP 15 / 1 1 bar Nennförderdruck 400 l/min Nennförderstrom Tauchmotorpumpe 1 bar Nennförderdruck 800 l/min Nennförderstrom Tauchmotorpumpe 1 bar Nennförderdruck 400 l/min Nennförderstrom Tauchmotorpumpe Merkmale: Korndurchlass: 8 mm Pumpenausgang: B Merkmale: Korndurchlass: 10 mm Pumpenausgang: B Merkmale: Korndurchlass: 15 mm Pumpenausgang: A

44 7. Kraftbetriebene und sonstige Geräte Wasserstrahlpumpe nach DIN Folie 86 Eingang (C) Q 1 Q gesamt Ausgang (B) Q 2 Treibwasserstrom (Q1) + Förderwasserstrom (Q2) = Gesamtförderstrom (Qgesamt) Förderwasserstrom = 1,25 x Treibwasserstrom

45 7. Kraftbetriebene und sonstige Geräte Folie 87 Tragbare Turbotauchpumpen (TTP 8/1/8) nach DIN Q T Druckeingang - Turbine Druckausgang - Turbine Innenliegende - Turbine Q P Druckausgang - Pumpenteil Innenliegendes Schaufelrad Q T = Förderstrom der Turbine Q P = Förderstrom der Pumpe Q P TTP 8 / 1 / 8 8 bar Treibwasserdruck 1 bar Nennförderdruck 800 l/min Nennförderstrom TragbareTurboTauchpumpe

46 7. Kraftbetriebene und sonstige Geräte Folie 88 Lüftungsgeräte 1. Be- und Entlüftungsgeräte: Techn. Daten: m³/h V Drehstrommotor - ex-geschützt 2. Drucklüfter: Techn. Daten: - bis m³/h V Elektromotor - z.t. ex-geschützt Techn. Daten: - bis m³/h - Benzinmotor - nicht ex-geschützt 3. Turbinen-Drucklüfter: Techn. Daten: - bis m³/h - 16,13 kw Wasserturbine - ex-geschützt