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Aufbau und Funktion der Feuerlöschkreiselpumpe Iveco Fire

Man kann die Bestandteile Feuerlöschkreiselpumpe in äußere und innere Teile einteilen. Zu den äußeren Teilen gehören vor allem das Pumpengehäuse (1) mit Saug- und Druckraum (2 und 3) aus einer seewasserbeständigen Leichtmetalllegierung, die Druckstutzen mit den selbst schließenden Niederschraubventilen, der Pumpendeckel (4) mit Saugeingang (5), A-Festkupplung sowie dem Schutzsieb. Zur Überwachung der Pumpentätigkeit befinden sich an der Pumpe ein Eingangsdruck-Messgerät (6), mit einem negativen und einem positiven Messbereich, sowie einem Ausgangdruck-Messgerät (7). Weitere äußere Teile sind der Entwässerungshahn (in der Zeichnung nicht erkennbar) und die Gleitring-Pumpenwellenabdichtung (8). Zu den inneren Teilen gehören die Pumpenwelle (9), Laufräder (10) mit ihrem festen Sitz auf der aus rostfreiem Stahl gefertigte Pumpenwelle  inklusive der zu- gehörigen, austauschbaren Spaltringe (11) und der feststehende Leitapparat (12). Eine Stufe besteht jeweils einem Laufrad einem Teil des Leitapparates. Die Pumpenwelle läuft in zwei Lagern. Das Lager an der Saugseite im Saugdeckel ist ein Gleitlager (13) und druckseitig ist die Pumpenwelle in einem Wälzlager (14) gelagert. Es nimmt den durch die Pumpenarbeit entstehenden axialen Druck auf. Damit dieser Druck nicht zu groß wird sind in den Laufrädern einige Löcher (15) vorhanden die einen gewissen Druckausgleich zwischen der Vorder- und  Rückseite der Laufräder zulassen. Weiterhin läuft auf der Pumpenwelle noch der ölbadgeschmierte Exzenter (16) zum Antrieb der Entlüftungseinrichtung. Zusätzlich ist der rechten Abbildung noch die Mechanik zum Ausrücken der Kupplung (17) und  der Wärmetauscher (18) zu erkennen. Arbeitsweise der Feuerlöschkreiselpumpe: Das Wasser tritt durch den Saugeingang in das  Innere des  Pumpengehäuses ein, fließt in den Laufradmund wird von den Schaufeln des rotierenden Laufrades erfasst und durch die dabei auftretende Fliehkraft nach außen in den Leitapparat geschleudert. Der Leitapparat führt den Wasserstrom dann der zweiten Stufe zu, wo das Wasser vom zweiten Leitrad aufgenommen wird. Hier erhöht sich der Druck aufgrund der Zentrifugalkraft weiter. Die Höhe dieser Energie ist hauptsächlich abhängig von dem Durchmesser und der Drehzahl des Laufrades sowie der Formgebung der Schaufeln. Im Leitapparat wird das Wasser angestaut und dadurch die Wassergeschwindigkeit verringert. Da Geschwindigkeit und Druck in umgekehrtem Verhältnis zueinander stehen, steigt mit dem Sinken der Geschwindigkeit der Druck an. Bei geschlossenen Niederschraubventilen wird also das gesamte Wasser angestaut und die Wassergeschwindigkeit auf Null verringert, das heißt die gesamte Geschwindigkeitsenergie wird in Druck umgewandelt. Unter diesen Umständen erreicht die Pumpe den höchsten Druck und man spricht vom so genannten Schließdruck. Öffnet man jetzt ein Niederschraubventil, wird die Stauung des Wassers geringer, die Fließgeschwindigkeit nimmt zu und der Druck in der Pumpe sinkt ab. Der in der ersten Stufe erzeugte Druck wird in der zweiten Stufe annähernd verdoppelt. Der Bediener kann den Druck durch Regulierung der Motordrehzahl erhöhen, wobei der Ausgangsdruck mindestens 1,5 bis 2,0 bar betragen muss, damit die automatisch arbeitende Entlüftungseinrichtung zuverlässig abschaltet.

 

Wie funktioniert die Entlüftungseinrichtung?

 

Wie bereits an anderer Stelle erwähnt, sind Kreiselpumpen gewöhnlicher Bauart nicht in der Lage das Wasser “anzusaugen”. Sie können die Luft nicht in nennenswertem Maße aus der Pumpe und der Saugleitung entfernen. Dies ist aber notwendig, damit der äußere Luftdruck das Wasser durch den Saugschlauch in die Pumpe drücken kann. Diesen Vorgang nennt man “Entlüften”, wobei häufig auch die ganz korrekten Begriffe “Saugen” oder “Ansaugen” benutzt werden. Feuerlöschkreiselpumpen sind auf Grund ihrer Spaltmaße zwischen Laufrädern und Leitapparat, die etwa 0,4 mm betragen, nicht in der Lage das Förderwasser selbsttätig anzusaugen. Sie kann nur Flüssigkeiten fördern und benötigt daher eine Einrichtung um die Saugleitung und das Pumpengehäuse zu entlüften. Dann kann der atmosphärische Luftdruck das Wasser in die Saugleitung drücken. Als Notbehelf könnte man die Pumpe über einer der B-Druckabgänge (Ventil über die Sperre geöffnet) auch mit dem Segeltucheimer auffüllen, dafür ist der nämlich vorgesehen, aber bei Undichtigkeiten, ungünstiger Aufstellung des Fahrzeuges oder einer nötigen Unterbrechung des Pumpenbetriebes kann die Wassersäule abreißen. Ein mühsames Verfahren dann die Saugleitung immer wieder neu auffüllen zu müssen und deshalb nur für den Notfall vorgesehen. Deshalb ist die Tragkraftspritze Iveco Fire mit der selben automatisch arbeitenden Entlüftungseinrichtung “Primatic” ausgerüstet wie die Heckpumpe unseres Löschgruppenfahrzeuges. Durch das Einkuppeln werden gleichzeitig mit der Kreiselpumpe die Membran-Entlüftungspumpen in Betrieb gesetzt. Sie arbeitet nur solange bis die Saugleitung und die Pumpe vollständig mit Wasser gefüllt ist. Danach schaltet sie sich automatisch und beim Abreißen der Wassersäule auch wieder selbsttätig zu. Der Abschaltdruck im Pumpengehäuse liegt hier bei etwa 1,5 bis 2 bar.

 

 

Zur zusätzlichen Kühlung des Antriebsmotors bei Vollastbetrieb ist an der Pumpe noch ein Wärmetauscher (16) montiert. Ein Teil des Förderwassers wird über einen kleinen Kanal und einer Rohrleitung dem Wärmetauscher zugeführt und über eine weitere Rohrleitung auf der Saugseite der Pumpe wieder zurück geführt. Der Kühlwasserkreislauf des Antriebsmotors wird mit dem Ausgang des Kühlers ebenfalls an den Wärmetauscher angeschlossen und von dort aus über das motorseitige Thermostat wieder zurück zum Zylinderkopf geführt.