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柱塞隔膜泵的故障模式分析

一、前言

    本文通过对隔膜（柱塞）泵工作原理的介绍，对工作中柱塞泵/隔膜泵故障维修的工作票进行统计，对故障类型、故障原因、故障处理进行分类，总结出具有代表性的故障模式，并针对故障模式给出原因分析和处理方法。

二、工作原理介绍

    隔膜泵是一种能够通过流量调节机构将行程由0至100%进行线性调节，精密设定泵的排出流量的柱塞泵。

    在柱塞泵的液力端装上隔膜，把输送介质的过流部件和带动隔膜弹性变形的柱塞工作缸隔开的柱塞泵称为隔膜泵。隔膜泵的隔膜类型有膜片、波纹管和筒形隔膜等，其中以膜片应用最多。

    泵由电动机经联轴器通过蜗轮减速机构驱动“N”形曲轴及凸轮，经凸轮将回转运动改变为往复运动。作往复运动的柱塞与隔膜并无直接联接，而是借助于柱塞工作腔内的工作介质（压力液）把两者运动连接起来，由柱塞的往复运动使工作腔内的容积及压力产生变化，带动隔膜前后鼓凸来完成输送流体的工作。

    由于泵的柱塞与隔膜之间的动力是靠工作介质腔内的压力液来传递，因而工作介质腔内压力液的压力大小和容量的多少，对隔膜泵的性能及隔膜本身有着重大的影响。不论是压力和压力液量过大（多）、过小（少）、或者含有气体，泵均不能正常工作，因此泵设计了压力液补偿系统。补偿系统是由一个安全阀和补偿阀组成。当压力超过一定范围时，安全阀应及时起跳释放高压；当压力和压力液量不足时，补偿阀打开补充工作介质，来保证隔膜两侧压力的基本平衡。所以安全阀的定值非常重要，不能随意调节。

隔膜泵基本工作原理图解：

    当膜片（柱塞）往后拉时，出口阀球掉下与球座紧紧密合，关闭阀门，入口阀球因膜片后拉时与泵头间产生真空而往上浮起，开启法门，液体跟着被吸上来。

    当膜片（柱塞）往前推时，入口阀球掉下与球座紧紧密合，关闭阀门，使液体不会通过，而出口因膜片往前推挤使球阀开启③，液体排出。


三、故障模式分析

根据隔膜泵工作原理可见，如果泵的膜片、泵头、逆止阀存在缺陷将会导致泵无法正常工作，常见故障有：

1、泵输送介质回路或压力液腔内排气不充分；
2、逆止阀密封不严；
3、泵入口管道漏气；
4、入口、出口异物阻塞；
5、膜片（柱塞）产生永久变形或破损。

    以上设备缺陷表现出的故障模式均表现为泵出力问题，如泵出力低、泵无出力等。

四、故障模式及出处理对策

    通过对柱塞泵/隔膜泵故障维修的工作票进行统计，在660项检修记录中泵出力问题的就有251项占38℅，而在这251项泵出力存在问题的故障中有77项是与泵排气不充分相关的缺陷，占泵出力问题缺陷的31℅；泵进出口逆止阀缺陷占27.5℅；泵隔膜缺陷占19℅。其他问题有：进出口管接头渗漏、压力液液位低、压力液变质、齿轮箱油位低、齿轮箱润滑油变质、泵流量调节旋钮腐蚀、泵排气阀损坏、泵体腐蚀严重、泵驱动机构卡涩等。

隔膜（柱塞）泵的故障模式及处理对策

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