低壓復合環(huán)境試驗艙故障維修1 例

李 晗，楊立軍，顧 昭，王桂友，涂 磊

（1.空軍特色醫(yī)學中心，北京100142；2.貴州風雷航空軍械有限責任公司，貴州安順561000）

0 引言

我中心于2012 年8 月引入DYC-2879T 型低壓復合環(huán)境試驗艙（以下簡稱“低壓艙”）作為模擬高空低氣壓環(huán)境的試驗裝備。低壓艙主要用于飛行員進行高空低氣壓和缺氧耐力的檢查、訓練、體驗和研究，為飛機供氧裝備防護性能鑒定提供試驗手段[1]。近期，我中心計劃使用低壓艙組織飛行員開展一次高空生理訓練，檢測評價飛行員相關高空生理指標。正式訓練前，工作人員對低壓艙進行開機檢查和操作演練，但在操作控制低壓艙高度上升過程中遇到了高度調節(jié)不工作的故障，經過分析研判和線路排查[2]，確定導致故障的機構部件位于電磁閥，然后對故障部件進行相應處理，故障得以排除。在之后的廠家維保檢修中，針對此次故障現(xiàn)象進行再次研討和重新排查，使?jié)撛诘纳顚哟螁栴}得到解決。本文對此次故障的維修過程進行介紹，以供同行參考。

1 故障現(xiàn)象

開機后，操作人員首先設置低壓艙上升目標高度，以80 m/s 速度上升至第一目標高度2 500 m。在完成2 500 m 高度所規(guī)定的爆炸減壓訓練科目內容后，繼續(xù)操作控制低壓艙以80 m/s 速度上升至第二目標高度7 000 m。但當高度到達5 500 m 后，低壓艙無法繼續(xù)上升。反復進行低壓艙高度調節(jié)操作，但是艙室高度始終無法升至第二目標高度7 000 m，操作人員遂將低壓艙調整回歸至地面高度，操作演練終止。

2 艙室結構布局與線路分析

低壓艙結構布局由試驗大廳和設備動力間組成：試驗大廳位于地上一層，主要包括各功能艙體、主控制臺、指揮臺、顯示屏幕等；設備動力間位于地下一層，主要安裝真空機組、水泵、空壓機、制冷機組、除濕機組、風冷液冷設備、配電柜、負壓罐和管路附件等附屬設備[3]。與低壓艙氣壓高度控制功能密切相關的系統(tǒng)和機構主要包括操作控制系統(tǒng)、動力管路系統(tǒng)和控制閥組等，因此故障分析應按照整體連接順序依次進行，首先檢查包括操作控制臺在內的操作控制系統(tǒng)是否存在故障，其次檢查動力管路系統(tǒng)和控制閥組是否存在故障，最后檢查其他相關系統(tǒng)和機構組件是否存在故障。

3 排除故障過程

首先檢查操作控制系統(tǒng)，通常情況下控制艙內升降速度和高度按照預定數(shù)值自動升降是在操作控制臺通過設置需要達到的高度和速度的有關參數(shù)來完成的[4]。開機啟動操作控制系統(tǒng)后，可編程邏輯控制器（programmable logic controller，PLC）一直處于通電運行狀態(tài)，工作期間水泵和真空泵等設備由PLC和控制計算機控制[5]，設備設置面板上真空泵頻率、電磁閥控制、抽氣閥控制、主進氣閥控制均顯示為“自動”狀態(tài)，如圖1 所示。根據工作需要，如果在設備電控柜上將控制旋鈕置于“手動”位，水泵和真空泵等設備也可以通過控制電控柜柜體上的按鈕啟動和停止。此次操作過程中，控制臺各控制面板在使用過程中沒有出現(xiàn)任何異常，故可以排除操作控制系統(tǒng)故障。

圖1 設備設置面板

由于控制低壓艙氣壓高度升降的機構組件位于動力管路系統(tǒng)中，接下來應重點排查動力管路系統(tǒng)故障[6]。該型低壓艙的動力管路系統(tǒng)包括抽真空系統(tǒng)、新風系統(tǒng)、冷卻水循環(huán)系統(tǒng)和供氧系統(tǒng)4 個部分，其中抽真空系統(tǒng)、新風系統(tǒng)、冷卻水循環(huán)系統(tǒng)3個部分相互協(xié)調工作，共同實現(xiàn)試驗所需的高度維持、高度上升、下降速率控制等功能，并維持各系統(tǒng)設備持續(xù)工作等。抽真空系統(tǒng)、新風系統(tǒng)、冷卻水循環(huán)系統(tǒng)各組成設備可以單獨手動啟動，也可以通過計算機進行遠程操作控制，主要由相應的真空泵機組、水泵、電磁閥和電動調節(jié)閥等組成。

變頻柜屬于動力管路系統(tǒng)機構組件，通過變頻器控制各個真空泵，正常情況下變頻器操作面板上的液晶屏顯示為“REM”（遠程控制）。檢查時觸及到螺桿式真空泵時，發(fā)現(xiàn)此時泵體局部溫度仍然很高且夾套外部發(fā)熱，屬于不正?，F(xiàn)象。關閉真空泵，重啟冷卻水系統(tǒng)和真空泵，泵體局部高溫現(xiàn)象消失。再次進行線路檢查，將真空泵與低壓艙連接管路中間的電磁閥拆開，取出閥芯及閥芯套，使用CCl4溶液清洗閥芯及導桿后，回裝閥芯使得閥芯在閥套內動作靈活，重新開機，操作低壓艙調節(jié)高度可至設定目標高度，故障現(xiàn)象消失，高度調節(jié)不工作問題得到解決。

4 原因分析及體會

在自動工作狀態(tài)中真空泵因為故障原因導致意外停機，控制系統(tǒng)將自動關閉調節(jié)閥和電磁閥，解除自動功能，保證低壓艙內壓力不變，并確保艙內人員安全。此次故障問題的根本原因是電磁閥不動作所致，但泵體局部溫度升高及夾套外部發(fā)熱的問題具有一定的隱蔽性，后期經廠家專門維修人員到現(xiàn)場處置，拆解真空泵，發(fā)現(xiàn)溫度傳感器損壞，需更換溫度傳感器。真空泵出現(xiàn)發(fā)熱的原因主要有：（1）泵體和螺桿間的摩擦，螺桿間的碰撞，泵吸入某些雜質；（2）真空泵使用時間長，螺桿和泵體被腐蝕，泵的各部位間隙變大，泵的抽氣能力降低，大量被排出的氣體返回到吸入端。具體解決方法：及時記錄不正常情況，對軸承溫度、振動和噪聲作常規(guī)性檢查；可以通過聽診器監(jiān)聽噪聲，記錄螺桿間或螺桿與泵體之間的碰撞摩擦；真空泵運行一定時間后，故障報警顯示高溫，應首先檢查冷卻水供給是否正常（如不正常則需要重啟冷卻水系統(tǒng)），再檢查真空泵各溫度傳感器是否損壞（溫度傳感器如果損壞則需要立即更換已損壞的溫度傳感器），最后重啟真空泵觀察有無超溫報警，如無報警則表明高溫故障已排除。

5 小結

在低壓艙日常使用操作過程中，出現(xiàn)故障時嚴禁盲目、隨意開啟動力管路系統(tǒng)進行檢修，應先對故障進行深入研究，查看設備機構組件工作記錄，然后按照由外及內、由簡至繁的順序進行分析討論和線路排查。對于不同部位的同類機構部件出現(xiàn)的故障問題，其產生原因也會存在較大差異，應加強低壓艙日常檢修與故障處理，確保低壓艙使用維護更加合理，從而延長低壓艙的使用壽命。