变容式多腔森林消防泵的设计

[摘要]：文章阐述了此次课题研究的目的和意义，国内外森林消防水泵的研究现状，介绍了变容式三角转子水泵的结构与原理，探讨了研制变容式三角转子水泵存在的问题以及相关设计方法，并描述了三角转子泵的创新角度。

关键词：森林消防；三角转子；设计方法。

1. 研究目的和意义

森林火灾是造成森林资源损失的最主要的灾害源，世界范围内的的森林火灾危害形势都十分严峻，全世界每年因为森林火灾损失的森林资源面积都达到几百万公顷。而据资料显示，我国每年森林火灾过火面积也达110万公顷，因此森林火灾扑救技术一直是我国林业资源保护领域的一个重要发展点。

我国目前的森林火灾扑救技术还处于发展阶段，主要以地面人员为基础，使用手灭火工具，风力灭火机，水灭火技术等方式进行林火扑救。其中水泵因为效率高、安全系数大，在经济社会快速发展的今天越来越被普遍的应用到森林防火领域。水泵不仅可直接连接灭火喷头进行作业，还可向其他灭火设备供水，如消防车，背负式灭火水枪等。同时，也可以输送其他灭火介质如液态化学灭火剂。森林消防泵使用的水泵多为离心式水泵，由内燃机驱动，一般以汽油机作为动力源，配套设备有吸水管、水龙带、喷水枪等。但传统离心式森林消防泵在工作之前一般需要先引水，操作比较繁琐，快速反应能力较差。此外我国也开发了一些单项水灭火机具，如森林灭火手泵、轻型消防泵等，但产品能耗高，耗水量大，工作效率较低，不适合余火的清理。

由于水泵在森林火灾治理中起到的重要作用，因此对森林消防泵的研究一直是森林防火设备研究人员所关注的重要问题。针对传统消防泵存在的问题，非常有必要研究开发流量大、压力较高、体积小、重量轻、效率高、适应性强的新型森林消防水泵。因此设计新型变容式多腔森林消防泵是我国森林防灭火的需要。

变容式多腔森林消防泵研究与开发对减小森林火灾对林业生产的危害，保持森林可持续发展，将会产生巨大的社会、生态和经济效益。这种森林消防泵有体积小、重量轻、流量大、射程远的特点，应用到全国森林火灾的扑救工作中，将有效的、及时的清理余火，消灭森林火灾。

1. 国内外研究现状

随着水灭火在森林火灾扑救中越来越重视，对水灭火机具提出了更新和更高的要求，现有的森林消防泵主要为叶片式泵，基本原理是通过叶轮旋转将能量传递给流体，叶片泵中应用最广泛的是离心叶片式泵，根据叶片数的不同分为单级泵和多级泵。目前车载式、手抬式、便携式和浮艇式等森林消防水泵大多采用离心叶片式泵。国外在离心叶片泵方面的研究开展较早，技术比较先进。在离心式森林消防泵研制生产方面具有代表性的是加拿大 WATERAX 公司、美国 Hale 公司和加拿大 Mercedes textiles 公司，这些公司在森林消防水泵专业化、系列化、零部件配套等方面非常完善，装备的性能好、质量高、使用效果好。目前，我国引进的森林消防水泵主要有Wick—250型手提水泵、AK282型高压水泵和浮艇泵三种类型。国内森林消防科研机构和森林消防设备生产厂商在森林消防泵的研制上也做了很多探索，其中北京林业大学研制的BJL5和BJL4两种消防泵在我国一些林区得到推广，使用效果很好^【1】。

本文介绍一种新型泵——三角转子泵。该泵主要是运用三角转子发动机的原理并将其结构进行改革设计而成的。其主要特点是流量大、压力较高、体积小、重量轻、效率高、寿命长等。