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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計，對故障類型、故障原因、故障處理進行分類，總結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節機構將行程由0至100%進行線性調節，精密設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，其中以膜片應用最多。
泵由電動機經聯軸器通過蝸輪減速機構驅動“N”形曲軸及凸輪，經凸輪將回轉運動改變為往復運動。作往復運動的柱塞與隔膜并無直接聯接，而是借助于柱塞工作腔內的工作介質（壓力液）把兩者運動連接起來，由柱塞的往復運動使工作腔內的容積及壓力產生變化，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腔內的壓力液來傳遞，因而工作介質腔內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，因此泵設計了壓力液補償系統。補償系統是由一個安全閥和補償閥組成。當壓力超過一定范圍時，安全閥應及時起跳釋放高壓；當壓力和壓力液量不足時，補償閥打開補充工作介質，來保證隔膜兩側壓力的基本平衡。所以安全閥的定值非常重要，不能隨意調節。
隔膜泵基本工作原理圖解：
當膜片（柱塞）往后拉時，出口閥球掉下與球座緊緊密合，關閉閥門，入口閥球因膜片后拉時與泵頭間產生真空而往上浮起，開啟法門，液體跟著被吸上來。
當膜片（柱塞）往前推時，入口閥球掉下與球座緊緊密合，關閉閥門，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致泵無法正常工作，常見故障有：
1、泵輸送介質回路或壓力液腔內排氣不充分；
2、逆止閥密封不嚴；
3、泵入口管道漏氣；
4、入口、出口異物阻塞；
5、膜片（柱塞）產生永久變形或破損。
以上設備缺陷表現出的故障模式均表現為泵出力問題，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、齒輪箱油位低、齒輪箱潤滑油變質、泵流量調節旋鈕腐蝕、泵排氣閥損壞、泵體腐蝕嚴重、泵驅動機構卡澀等。
隔膜（柱塞）泵的故障模式及處理對策
| 故障模式 |
原因分析 |
處理方法 |
| 壓力液、潤滑油液位低 |
檢查無漏點 |
正常損耗 |
補充至正常液位 |
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檢查有漏點 |
回路滲漏 |
消除漏點，補充至正常液位 |
| 壓力液變質 |
使用時間過長或進入雜質 |
沖洗壓力液杯，補充至正常液位 |
| 齒輪箱潤滑油變質 |
使用時間過長或進入雜質齒輪磨損 |
取油樣化驗，檢查金屬含量，判斷齒輪磨損情況，決定是否更換整泵。沖洗齒輪箱潤滑油室，補充至正常液位 |
| 流量調節旋鈕腐蝕 |
環境腐蝕 |
更換流量調節旋鈕 |
| 泵排氣閥旋鈕損壞 |
環境腐蝕或操作不當 |
更換泵排氣閥旋鈕，如果無法更換旋鈕，只有整體更換泵 |
| 泵體腐蝕嚴重 |
環境腐蝕 |
防腐，整體更換泵 |
| 泵驅動機構卡澀 |
齒輪箱或傳動曲軸損壞 |
整體更換泵 |
| 泵出力低 泵無出力 |
泵輸送介質回路或壓力液腔內排氣不充分 |
對泵輸送介質回路或壓力液腔內排氣不充分 |
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逆止閥密封不嚴 |
更換逆止閥或閥球 |
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入口、出口異物阻塞 |
清理入口、出口異物 |
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膜片（柱塞）產生永久變形或破損 |
更換隔膜（柱塞）或柱塞密封 |
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壓力液補償系統損壞 |
更換壓力液補償系統 |
五、結束語
通過對設備故障維修的檢修記錄的統計，甄別出具有代表性的故障模式和處理措施，用于指導現場設備故障診斷，將大大提高設備維護、維修的技能水平，提高設備維修的質量。
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