氣動(dòng)隔膜泵常見(jiàn)故障原因分析及處理

李 晶

（江西銅業(yè)股份有限公司德興銅礦，江西上饒 334224）

0 引言

隔膜泵又稱(chēng)控制泵，在工業(yè)領(lǐng)域是一種主要用于物料傳輸?shù)脑O(shè)備。氣動(dòng)隔膜泵是以空氣為動(dòng)力，是一種由膜片往復(fù)通過(guò)氣壓改變腔體容積的設(shè)備，具有體積比小、容易移動(dòng)、不需要構(gòu)建地基、占地面積小、安裝簡(jiǎn)單方便等特點(diǎn)，可以在易燃易爆或條件較差的環(huán)境中運(yùn)行，是物料運(yùn)輸中不或缺的輸送工具。其在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)因?yàn)橐恍┳陨砘蛲庠谝蛩爻霈F(xiàn)故障，影響企業(yè)的正常生產(chǎn)，產(chǎn)生不必要的經(jīng)濟(jì)損失。本文將就其構(gòu)成、工作原理等進(jìn)行分析，以期盡快排查其使用過(guò)程中出現(xiàn)的故障，最大限度減少故障影響。

1 氣動(dòng)隔膜泵簡(jiǎn)介

氣動(dòng)隔膜泵以壓縮空氣為動(dòng)力，一般由進(jìn)氣口、配氣閥、圓球、球座、隔膜、連桿、連桿、中間支架、泵進(jìn)口、排氣口等組成。在接到控制指令后啟動(dòng)執(zhí)行，借助空氣的壓力、通過(guò)特殊的內(nèi)部構(gòu)造完成物料的傳輸工作。其對(duì)于介質(zhì)的性質(zhì)要求不高，可以傳輸多種物料，如各種固液混合的流體，具有腐蝕性的酸堿液體，易揮發(fā)、易燃、有毒液體、粘稠的液體等，工作效率高，使用簡(jiǎn)單，但在工作中由于配件的老化或使用不當(dāng)，也會(huì)造成隔膜泵故障。

1.1 材料

氣動(dòng)隔膜泵常用的材料有4 種，分別是鋁合金、工程塑料、合金和不銹鋼。根據(jù)介質(zhì)不同，氣動(dòng)隔膜泵也會(huì)做出相應(yīng)的調(diào)整，以滿足多種不同用戶的使用要求。根據(jù)使用場(chǎng)所的不同，可抽取各種常規(guī)泵不能抽吸的介質(zhì)，受到廣大用戶的良好評(píng)價(jià)。

1.2 工作原理

隔膜泵通過(guò)動(dòng)力源推動(dòng)活塞運(yùn)動(dòng)，并通過(guò)液壓油來(lái)回推動(dòng)隔膜，以完成液體的吸入和排出，實(shí)現(xiàn)液體的傳輸。通過(guò)吸入和排放來(lái)實(shí)現(xiàn)隔膜泵的工作，將液體進(jìn)行轉(zhuǎn)移。當(dāng)隔膜泵活塞向后移動(dòng)時(shí)，空氣壓力改變會(huì)使隔膜產(chǎn)生形變向外凹陷，隔膜泵腔室體積逐漸增大，壓力相應(yīng)減小。當(dāng)壓力低于氣管壓力時(shí)，泵的進(jìn)口閥打開(kāi)，流體流入膜片泵室。當(dāng)活塞移動(dòng)到極限范圍后，泵室容積此時(shí)最大，壓力此時(shí)是最小狀態(tài)，當(dāng)入口閥關(guān)閉時(shí)液體充滿膜片泵室。吸入過(guò)程完成，進(jìn)入液體壓力過(guò)程。隨著活塞向前移動(dòng)，膜片緩慢鼓起，膜泵室體積越來(lái)越小，腔壓力逐漸上升，出口閥阻力小于泵室壓力，液體就會(huì)被擠出泵室。當(dāng)活塞到達(dá)外部極限時(shí)，出口閥會(huì)在重力和彈簧力的共同作用下實(shí)現(xiàn)閥門(mén)的關(guān)閉，液體排出過(guò)程完成，隔膜泵開(kāi)始下一個(gè)吸入和排除的流程。隨著一吸一排，隔膜泵完成液體的輸送。

1.3 特性

（1）氣泵產(chǎn)熱量低：通過(guò)壓縮空氣提供工作動(dòng)力，而排氣是膨脹吸熱的過(guò)程，氣動(dòng)泵運(yùn)行溫度降低，物理特性的改變并不改變空氣的性質(zhì)，因此不會(huì)排放有害氣體。

（2）不會(huì)出現(xiàn)火花：由于氣動(dòng)隔膜泵不以電作為源動(dòng)力，與地面之間接觸將靜電傳到地表，不會(huì)有火花產(chǎn)生。

（3）固體顆粒也可以隨液體被吸引，由于容積式工作方式不會(huì)發(fā)生逆流、不會(huì)堵塞。

（4）不影響物料狀態(tài)。氣泵只是完成傳輸工作，不會(huì)影響物料形狀，即使傳輸?shù)氖腔瘜W(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定的液體。

（5）流量可控，在出口處增加節(jié)流閥裝置還可以控制流量。

（6）具有自吸的功能。

（7）可以空載運(yùn)行，且不會(huì)有危險(xiǎn)。

（8）可以潛水工作。

（9）輸送的液體范圍廣泛，無(wú)論其質(zhì)地如水一樣還是呈粘稠狀。

（10）系統(tǒng)簡(jiǎn)單易操控，不需要電纜或保險(xiǎn)絲。

（11）小巧且移動(dòng)方便。

（12）無(wú)需潤(rùn)滑，所以維修簡(jiǎn)便，也不會(huì)因滴漏而污染環(huán)境。

（13）性能穩(wěn)定，不會(huì)因?yàn)槟p而下降。

2 常見(jiàn)故障及原因分析

氣動(dòng)隔膜泵外表上體積較小，不會(huì)占用過(guò)多的面積，但是其內(nèi)部部件數(shù)量多且結(jié)構(gòu)復(fù)雜，任何部件的故障都會(huì)造成整個(gè)泵無(wú)法正常運(yùn)行。在運(yùn)行過(guò)程中如果出現(xiàn)雜音、液體外滲或控制閥工作失常等，都能提示氣動(dòng)隔膜泵出現(xiàn)故障，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行維修。另外，組件摩擦產(chǎn)生的磨損或老化也會(huì)導(dǎo)致故障發(fā)生。

2.1 氣泵不工作

（1）故障表現(xiàn)：發(fā)生故障后在啟動(dòng)時(shí)就會(huì)產(chǎn)生異樣，當(dāng)設(shè)備啟動(dòng)但氣動(dòng)隔膜泵沒(méi)有反應(yīng)，即使能夠正常啟動(dòng)但是很快就停止運(yùn)轉(zhuǎn)。

（2）主要原因：①線路出現(xiàn)斷路或短路，線路不能正常聯(lián)通，線路處于斷開(kāi)狀態(tài)，氣泵不能正常工作；②系統(tǒng)部件的損壞程度較嚴(yán)重，如球閥磨損嚴(yán)重，氣閥損壞導(dǎo)致無(wú)法維持工作需要的壓力等，同樣會(huì)造成系統(tǒng)運(yùn)行失靈或突然中止的現(xiàn)象。

2.2 進(jìn)出口管線堵塞

（1）異常表現(xiàn)：設(shè)備啟動(dòng)后所產(chǎn)生的壓力不滿足正常工作需求，壓力小、吸力小，液體轉(zhuǎn)移速度明顯減緩。

（2）氣動(dòng)隔膜泵工作壓力不足的原因主要為：①吸取的物料質(zhì)地粘稠，附著在管壁上，口徑變小，管壁的平整度降低，增加了吸取阻力，進(jìn)而影響管道的平整度；②一臺(tái)設(shè)備吸取多種物料，造成混料，每次使用并沒(méi)有進(jìn)行完全清理，混合后的物料產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)影響設(shè)備的正常運(yùn)行。

2.3 球座磨損嚴(yán)重

球座端表面在反復(fù)摩擦中會(huì)出現(xiàn)磨損，從而造成球與球座出現(xiàn)間隙，不僅氣泵會(huì)出現(xiàn)漏氣，也會(huì)導(dǎo)致氣動(dòng)膜片泵量下降。

2.4 球閥磨損嚴(yán)重

球閥磨損主要表現(xiàn)為球誤差大，球表面明顯凹坑，重度腐蝕使球外徑較小等。故障原因主要為：①制作工藝的差別會(huì)導(dǎo)致球座與球不匹配，導(dǎo)致該問(wèn)題的出現(xiàn)；②長(zhǎng)期工作期間，受部件摩擦、外部環(huán)境腐蝕等因素影響，球閥會(huì)出現(xiàn)不同程度的損壞，導(dǎo)致該問(wèn)題。

2.5 氣泵無(wú)規(guī)律工作

正常啟動(dòng)后氣泵卻不能按正常工作程序完成液體的吸取，即使調(diào)整工作狀態(tài)也不能完成抽吸工作。故障原因主要有：①球閥使用時(shí)間太長(zhǎng)后損壞，影響氣泵的正常運(yùn)行；②受隔膜損壞老化的影響，也會(huì)出現(xiàn)不正常工作；③對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行不同的預(yù)設(shè)也會(huì)成為氣泵無(wú)法正常工作。

2.6 氣源壓力供給不足、空氣質(zhì)量差

氣源壓力供給不足會(huì)影響進(jìn)入氣腔內(nèi)氣體體積、造成壓力過(guò)低，因此不能維持連動(dòng)桿的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，一般增大壓力就能解決。另外，空氣質(zhì)量差也會(huì)影響連動(dòng)桿的運(yùn)動(dòng)，降低馬達(dá)的速率，氣泵輸出無(wú)力。氣動(dòng)隔膜泵常見(jiàn)故障的處理方法見(jiàn)表1。

表1 氣動(dòng)隔膜泵常見(jiàn)故障處理方法

3 故障排查與處理措施

3.1 氣泵不工作

當(dāng)發(fā)現(xiàn)氣動(dòng)隔膜泵不能正常啟動(dòng)或者啟動(dòng)后立即出現(xiàn)停轉(zhuǎn)的情況，就要根據(jù)這一表現(xiàn)進(jìn)行檢修：

（1）首先要檢查線路的連接處是否發(fā)生斷裂，如果線路出現(xiàn)破損和連接處松動(dòng)的情況，要及時(shí)更換線路中的線體或加固連接處，讓設(shè)備恢復(fù)運(yùn)轉(zhuǎn)，提高氣泵的穩(wěn)定狀態(tài)。

（2）如果發(fā)現(xiàn)經(jīng)常產(chǎn)生摩擦的配件出現(xiàn)了明顯磨損或已經(jīng)老化、失去彈性，應(yīng)該考慮更換配件，提升系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。

3.2 進(jìn)出口管線堵塞

確定氣泵的問(wèn)題出現(xiàn)在進(jìn)出口管線，因?yàn)楣芫€堵塞造成的氣泵無(wú)法正常運(yùn)轉(zhuǎn)的，需要根據(jù)以下表現(xiàn)進(jìn)行檢修：

（1）將設(shè)備內(nèi)部的管線拆卸下來(lái)并進(jìn)行清潔，清理附著在管線上的各種雜質(zhì)。提升管壁的清潔度，增加設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定度。

（2）加強(qiáng)介質(zhì)用料的管理，確保物料不會(huì)因?yàn)楣灿枚a(chǎn)生混料現(xiàn)象，盡量保持一臺(tái)設(shè)備只針對(duì)某種物料進(jìn)行抽取。如果必須使用同一臺(tái)設(shè)備，就要及時(shí)清理管線，避免氣泵管道堵塞，提高氣泵工作狀態(tài)的穩(wěn)定性能。

3.3 球座磨損嚴(yán)重

通過(guò)檢查確定球座磨損的，可通過(guò)以下措施進(jìn)行檢查排除故障：

（1）首先確認(rèn)其密封性是否能夠支持設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)，如果不能判斷球座磨損過(guò)于嚴(yán)重，應(yīng)更換球座，保持球座與球之間的貼合度，避免密封不嚴(yán)的情況。

（2）由于球座與球之間摩擦不可避免，在日常中應(yīng)實(shí)時(shí)監(jiān)控球座的運(yùn)行狀態(tài)，提升設(shè)備整體運(yùn)行的穩(wěn)定性。

3.4 球閥磨損嚴(yán)重

通過(guò)檢查確定球閥磨損情況，當(dāng)球閥磨損嚴(yán)重時(shí)可通過(guò)以下措施進(jìn)行檢查排除故障：

（1）更換嚴(yán)重破損的球閥，如果無(wú)備用球閥可暫時(shí)用滾珠軸承代替，事后再更換配套的球閥。

（2）黏度過(guò)大的介質(zhì)會(huì)增加圓球的阻力，不能靈活運(yùn)轉(zhuǎn)，此時(shí)就需要清潔球閥和底座，保持運(yùn)送順暢，提升設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性。

3.5 氣泵工作無(wú)規(guī)律

針對(duì)氣泵工作不規(guī)律的問(wèn)題，需要根據(jù)具體表現(xiàn)進(jìn)行檢修。

（1）替換已經(jīng)嚴(yán)重磨損的球閥，提高結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

（2）隔膜損壞時(shí)也要及時(shí)更換，以提高系統(tǒng)處理過(guò)程的可靠性。

（3）由于預(yù)設(shè)系統(tǒng)的限制，則可以通過(guò)升級(jí)系統(tǒng)提高設(shè)備系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。

3.6 氣源壓力供給不足

由于氣源壓力不足引發(fā)的問(wèn)題，可以通過(guò)以下措施進(jìn)行檢查、排除故障：

（1）確認(rèn)設(shè)備運(yùn)行系統(tǒng)是否穩(wěn)定，檢查系統(tǒng)壓力狀況，滿足需求可繼續(xù)使用，否則應(yīng)盡快進(jìn)行調(diào)試。

（2）為保持壓縮空氣量及潔凈度，可以增加空氣過(guò)濾裝置、改變壓縮空氣的純度，保持設(shè)備輸出率，提升體統(tǒng)的穩(wěn)定性。

4 結(jié)束語(yǔ)

氣動(dòng)隔膜泵不能正常運(yùn)轉(zhuǎn)的原因有多種，應(yīng)根據(jù)不同的故障表現(xiàn)采取不同的檢修流程，排除故障，提升設(shè)備工作系統(tǒng)的穩(wěn)定性。影響氣動(dòng)隔膜泵的兩大原因主要為膜片及單向閥問(wèn)題和配氣問(wèn)題。為了保證氣泵的正常運(yùn)行，排除介質(zhì)干擾，應(yīng)在啟動(dòng)前進(jìn)行空機(jī)試運(yùn)行，觀察是否有異動(dòng)，然后再通入介質(zhì)運(yùn)轉(zhuǎn)，并做好氣泵的日常維護(hù)，保證設(shè)備正常運(yùn)行。