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柱塞隔膜泵的故障模式分析

一、前言

    本文通過對隔膜（柱塞）泵工作原理的介紹，對工作中柱塞泵/隔膜泵故障維修的工作票進行統(tǒng)計，對故障類型、故障原因、故障處理進行分類，總結(jié)出具有代表性的故障模式，并針對故障模式給出原因分析和處理方法。

二、工作原理介紹

    隔膜泵是一種能夠通過流量調(diào)節(jié)機構(gòu)將行程由0至100%進行線性調(diào)節(jié)，精密設(shè)定泵的排出流量的柱塞泵。

    在柱塞泵的液力端裝上隔膜，把輸送介質(zhì)的過流部件和帶動隔膜彈性變形的柱塞工作缸隔開的柱塞泵稱為隔膜泵。隔膜泵的隔膜類型有膜片、波紋管和筒形隔膜等，其中以膜片應(yīng)用最多。

    泵由電動機經(jīng)聯(lián)軸器通過蝸輪減速機構(gòu)驅(qū)動“N”形曲軸及凸輪，經(jīng)凸輪將回轉(zhuǎn)運動改變?yōu)橥鶑?fù)運動。作往復(fù)運動的柱塞與隔膜并無直接聯(lián)接，而是借助于柱塞工作腔內(nèi)的工作介質(zhì)（壓力液）把兩者運動連接起來，由柱塞的往復(fù)運動使工作腔內(nèi)的容積及壓力產(chǎn)生變化，帶動隔膜前后鼓凸來完成輸送流體的工作。

    由于泵的柱塞與隔膜之間的動力是靠工作介質(zhì)腔內(nèi)的壓力液來傳遞，因而工作介質(zhì)腔內(nèi)壓力液的壓力大小和容量的多少，對隔膜泵的性能及隔膜本身有著重大的影響。不論是壓力和壓力液量過大（多）、過小（少）、或者含有氣體，泵均不能正常工作，因此泵設(shè)計了壓力液補償系統(tǒng)。補償系統(tǒng)是由一個安全閥和補償閥組成。當(dāng)壓力超過一定范圍時，安全閥應(yīng)及時起跳釋放高壓；當(dāng)壓力和壓力液量不足時，補償閥打開補充工作介質(zhì)，來保證隔膜兩側(cè)壓力的基本平衡。所以安全閥的定值非常重要，不能隨意調(diào)節(jié)。

隔膜泵基本工作原理圖解：

    當(dāng)膜片（柱塞）往后拉時，出口閥球掉下與球座緊緊密合，關(guān)閉閥門，入口閥球因膜片后拉時與泵頭間產(chǎn)生真空而往上浮起，開啟法門，液體跟著被吸上來。

    當(dāng)膜片（柱塞）往前推時，入口閥球掉下與球座緊緊密合，關(guān)閉閥門，使液體不會通過，而出口因膜片往前推擠使球閥開啟③，液體排出。


三、故障模式分析

根據(jù)隔膜泵工作原理可見，如果泵的膜片、泵頭、逆止閥存在缺陷將會導(dǎo)致泵無法正常工作，常見故障有：

1、泵輸送介質(zhì)回路或壓力液腔內(nèi)排氣不充分；
2、逆止閥密封不嚴(yán)；
3、泵入口管道漏氣；
4、入口、出口異物阻塞；
5、膜片（柱塞）產(chǎn)生永久變形或破損。

    以上設(shè)備缺陷表現(xiàn)出的故障模式均表現(xiàn)為泵出力問題，如泵出力低、泵無出力等。

四、故障模式及出處理對策

    通過對柱塞泵/隔膜泵故障維修的工作票進行統(tǒng)計，在660項檢修記錄中泵出力問題的就有251項占38℅，而在這251項泵出力存在問題的故障中有77項是與泵排氣不充分相關(guān)的缺陷，占泵出力問題缺陷的31℅；泵進出口逆止閥缺陷占27.5℅；泵隔膜缺陷占19℅。其他問題有：進出口管接頭滲漏、壓力液液位低、壓力液變質(zhì)、齒輪箱油位低、齒輪箱潤滑油變質(zhì)、泵流量調(diào)節(jié)旋鈕腐蝕、泵排氣閥損壞、泵體腐蝕嚴(yán)重、泵驅(qū)動機構(gòu)卡澀等。

隔膜（柱塞）泵的故障模式及處理對策

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