李學(xué)厚

三門核電有限公司 浙江 三門 317100

正文：

1.概述

在容積泵中，隔膜泵是其特殊的一種，其主要是依靠隔膜片的鼓動(dòng)，將工作室容積進(jìn)行改變，從而來將液體吸入以及排出。

傳動(dòng)部分以及隔膜泵頭是組成隔膜泵的重要部分，作為驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的隔膜片被傳動(dòng)裝置來帶動(dòng)，傳動(dòng)形式有機(jī)械傳動(dòng)、液壓傳動(dòng)和氣壓傳動(dòng)等，應(yīng)用最為廣泛的是液壓傳動(dòng)。如圖1所示為液壓傳動(dòng)的隔膜泵，隔膜泵工作時(shí)，曲柄連桿機(jī)構(gòu)在電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)下，帶動(dòng)柱塞做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，柱塞的運(yùn)動(dòng)通過液缸內(nèi)的液壓流體（一般為油）傳到隔膜，使隔膜來回鼓動(dòng)。

圖1 液壓隔膜泵原理圖

在工作時(shí)，泵頭部分的工藝流體和液壓流體被隔膜片分開，當(dāng)隔膜片向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，泵缸內(nèi)工作室為負(fù)壓而吸入液體；當(dāng)隔膜片向泵頭運(yùn)動(dòng)時(shí)，則排出液體。由于工藝流體與液壓流體隔開，而不接觸柱塞以及密封裝置，使得柱塞等重要零件完全在油介質(zhì)中工作，處于良好的工作狀態(tài)。

本次出現(xiàn)故障的隔膜泵采用了米頓羅高性能泵頭，該泵頭使用MARS技術(shù)（自動(dòng)機(jī)械補(bǔ)油系統(tǒng)）（見圖1），取消了傳統(tǒng)液壓隔膜泵頭所需的物料端的圓盤隔膜護(hù)盤，使泵具有管式隔膜的“直接通過性”和柱塞泵的低凈正吸入壓頭要求等性能。該泵與另一臺(tái)同型號(hào)計(jì)量泵并聯(lián)布置，出口母管長期保持3MPa左右的壓力。該泵單獨(dú)運(yùn)行時(shí)母管壓力表無波動(dòng)，并聯(lián)的另一臺(tái)泵運(yùn)行時(shí)母管上壓力表指數(shù)周期性波動(dòng)，由此判斷該泵出口壓力不足。

2.常見原因及處理措施

2.1 原因分析

（1）進(jìn)出口單向閥密封失效

進(jìn)、出口逆止閥依靠鋼球與閥座密封面的配合實(shí)現(xiàn)密封。逆止閥每次開啟和關(guān)閉，鋼球和閥座之間都會(huì)產(chǎn)生撞擊，在長期運(yùn)行之后，鋼球和閥座可能因?yàn)槎啻巫矒舫霈F(xiàn)損傷，造成逆止閥關(guān)閉不嚴(yán)?；蛘哂捎谳斔徒橘|(zhì)內(nèi)含有較多雜質(zhì)，異物夾在密封面處造成密封不嚴(yán)。在吸入沖程時(shí)，排出管路內(nèi)的液體因出口逆止閥不能關(guān)閉而回流至泵頭內(nèi)；在排出沖程時(shí)，泵頭內(nèi)的液體因進(jìn)口逆止閥不能關(guān)閉而壓入吸入管內(nèi)，造成部分液體不能進(jìn)入加藥系統(tǒng)內(nèi)因而壓力損失，從而出現(xiàn)泵出力不足現(xiàn)象。

（2）柱塞與缸套配合間隙過大

驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)柱塞前后運(yùn)動(dòng)，在吸入沖程時(shí)，柱塞向遠(yuǎn)離液端方向移動(dòng)，液壓油被往回拉，彈性隔膜恢復(fù)原狀，使工藝流體側(cè)空間增大，壓力變小，被輸送的液體通過入口逆止閥進(jìn)入泵工藝流體腔室，出口逆止閥關(guān)閉，阻止了排出管內(nèi)液體的回流。吸人沖程結(jié)束后，排出沖程開始，柱塞向液力端移動(dòng)，將液壓油壓壓向隔膜，使之向前變形，工藝流體側(cè)空間變小，壓力增大，被輸送的液體在壓力作用下向外流動(dòng)。長時(shí)間運(yùn)行后，柱塞與缸套相互摩擦，配合間隙變大，在排出沖程中，部分液壓油通過該間隙回流至液壓油室，造成液壓油壓力不足，無法提供足夠的推動(dòng)力，造成出力不足。

（3）工藝流體側(cè)或液壓流體側(cè)有空氣

液壓隔膜泵依靠液壓油推動(dòng)隔膜改變泵頭液體側(cè)容積配合進(jìn)出口逆止閥工作。液壓流體側(cè)存在空氣時(shí)，在吸入沖程，液壓腔內(nèi)空氣膨脹，減小了隔膜變形量。在排出沖程時(shí)，由于氣體壓縮比大，容積改變被氣體吸收，不能提供足夠的排出壓力。同樣，泵工藝流體存在氣體時(shí)，由于氣體的壓縮和膨脹時(shí)吸收了體積變化量，液體吸入和排出均受到阻礙。因此會(huì)出現(xiàn)出力不足的現(xiàn)象。

（4）其他原因

液壓隔膜泵入口布置有過濾器，用于過濾吸入液體中的雜質(zhì)。若運(yùn)行一段時(shí)間后，過濾器發(fā)生堵塞，導(dǎo)致泵的吸入介質(zhì)減少，將造成泵的出力不足。

隔膜破損會(huì)造成液壓油腔室與輸送介質(zhì)的泵腔室連通，隔膜兩側(cè)壓力保持平衡，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)無法通過活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)隔膜運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)致出力不足。

液壓流體側(cè)的排氣/釋壓閥在管路出口壓力過高或者液壓油量過大時(shí)開啟，通過回油管路排出液壓油，保證泵的安全運(yùn)行。若釋放閥動(dòng)作壓力改變，排出沖程時(shí)釋放閥提前動(dòng)作，液壓油回流，液壓油壓力下降，也會(huì)造成出力不足。

2.2 處理措施

根據(jù)上述原因?qū)Ρ眠M(jìn)行逐項(xiàng)檢查：（1）對(duì)泵進(jìn)行在線觀察，未見排氣/釋壓閥回油管路回油，排氣/釋壓閥未動(dòng)作；（2）檢查泵頭，隔膜完好，止回閥進(jìn)行透光檢查合格，閥門密封良好；（3）檢查泵工藝流體進(jìn)口管線濾網(wǎng)，未見堵塞。（4）檢查柱塞密封環(huán)，有輕微磨損。更換柱塞密封環(huán)后，起泵運(yùn)行，出力不足問題仍存在。

最終對(duì)泵進(jìn)行了全面解體。檢查發(fā)現(xiàn)排氣/釋壓閥內(nèi)部排氣閥堵塞，無法自動(dòng)排氣，出力不足可能是由于液壓腔室氣體無法排出導(dǎo)致。修復(fù)此缺陷后對(duì)泵進(jìn)行手動(dòng)排氣補(bǔ)油，再次起泵運(yùn)行，出力不足問題仍未解決。因此推斷該泵MARS（自動(dòng)機(jī)械補(bǔ)油系統(tǒng)）存在問題。檢查MARS閥，藍(lán)油試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)其密封面存在缺陷，且補(bǔ)油閥閥桿有輕微變形，這導(dǎo)致補(bǔ)油閥動(dòng)作不暢，泵在工作時(shí)部分液壓油通過補(bǔ)油管線回流，導(dǎo)致泵出力不足。修復(fù)該缺陷后出力不足問題得到根本解決。

針對(duì)該泵出現(xiàn)的缺陷，可通過日常維護(hù)措施避免。由于該泵采用了MARS技術(shù)，在提高泵整體性能的同時(shí)也引入了新的可能產(chǎn)生缺陷的組件，根據(jù)常規(guī)項(xiàng)目進(jìn)行維護(hù)有所疏漏。因此建議在維護(hù)項(xiàng)目中增加MARS閥及排氣/釋壓閥解體檢查項(xiàng)目，及時(shí)發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生的缺陷，避免問題產(chǎn)生。

3.結(jié)束語

液壓隔膜泵的技術(shù)及檢修維護(hù)已趨于成熟，出力不足問題按照常見原因基本都能解決。然而對(duì)于不同結(jié)構(gòu)的泵其導(dǎo)致其出現(xiàn)常見原因的缺陷可能不同，希望本文能為后續(xù)該類問題的解決提供新的思路及借鑒。