金寶AK200S型血液透析機除氣系統特殊故障快速檢修及設計缺陷改良

陳沉

南方醫科大學第三附屬醫院設備器材科 （廣東廣州 510000）

金寶AK200S型血液透析機是較早進入我國市場的一款機型，至今仍在國內許多透析中心廣泛使用。儀器性能好壞直接關系到患者的治療效果和生命安全，因此，儀器在設計時非常嚴格，各參數允許的誤差值很小，且設計師非常重視儀器的安全可靠性。儀器在治療前的自檢會對每個部件進行測試，當檢測到部件有異常時，儀器會報錯且無法通過自檢[1-2]。除氣系統是血液透析機的重要組成部分，其作用是降低透析液中的氣體所占比例，保證透析治療更加精準。現使用排查法解決金寶AK200S機型除氣系統故障，并針對部件設計缺陷提出改良建議。

1 故障現象及初步分析

儀器自檢到“Degassing level regulate”步驟時，報錯誤代碼 FCN 5.06 001。

儀器自檢時，除氣室的液位應連續5 min保持在35～65 mm高度[3]，不滿足此條件則觸發以上故障代碼，按照以往的處理經驗和查閱相關維修文獻資料，常見的故障原因為：（1）濃縮液太舊或濃度不準；（2）除氣室或連接至水箱頂部管路堵塞；（3）除氣泵故障[4-5]。

2 故障檢修過程與排除

2.1 檢查濃縮液

檢修時，首先查看機器外部A、B濃縮液管吸入透析液是否正常[6]，再檢查透析液桶內是否存在氣泡（氣泡吸入除氣室后會造成液位降低，繼而引發報警）；肉眼觀察發現A、B液桶內正常，為了確保用最簡單快捷的方式解決故障，仍更換了新的A、B液，若故障依舊無法排除，需進入下一步驟。

2.2 檢修除氣室

拆機檢查與除氣系統工作相關的水路（圖1），發現位于除氣泵后方的除氣室的液面很高，并且從頂部管路溢出回到水箱，同時肉眼觀察除氣泵的進水流，發現水中的氣泡流速很快，綜合以上現象，可判斷除氣泵此時的水流量比正常狀態下要快，導致除氣室的進水速度遠大于用水速度，液面過高，同時否定了該故障是由除氣室或是頂部管路堵塞引起，將檢修重點轉移到除氣泵上。

圖1 金寶AK200S型血液透析機除氣系統水路

2.3 檢修除氣泵

正常狀態時，進入除氣室的水流在除氣泵前的負壓環境、限流口及膨脹室的三重作用下，使氣體從水中分離出來，進入除氣泵的水流即會夾雜大量肉眼可見的氣泡，進入除氣室后氣體浮至腔體上方，腔內的氣體會由除氣室頂部管路排到水箱，而不含氣泡的液體則留在腔體提供給后面水路使用，從而實現透析液中的氣體清除。除氣泵的泵前負壓反映了其運轉情況，對除氣室液位有決定性作用，進入維修菜單的overview界面下FM項，觀察到除氣泵的壓力傳感器壓力為 -588 mmHg（1 mmHg=0.133 kPa），與標準壓力值-580 mmHg[4]相差不大，屬于正常工況范圍。至此，我們可以推斷該故障起因不是以往常見的，需要對存在異常的除氣系統所有關聯水路進行更細致的排查。

2.4 特殊故障的排除過程

如圖2，當向前端管路檢修到位于膨脹室下方的循環閥時，發現閥體的傳動撥片較平時有異常松動，此時將檢修范圍再一步縮小，將故障起因聚焦在循環閥上。循環閥是一個三通閥，該閥的作用是當除氣不徹底或除氣室進水流大導致液面過高時，循環閥讓那部分液體從除氣室底部的循環水路回到循環閥并重新進入除氣泵，其原理是通過與電機轉軸上連接的偏心輪旋轉，轉動角度大小來控制閥體撥片開合大小。主水路打開得多，循環水路相對打開得少，進入除氣室的液體更多來自水箱水路；主水路打開得少，則循環水路相對打開得多，會有更多液體重新匯入主水路，從而實現更徹底的除氣及控制除氣室液面。我們分析閥體撥片松動的原因可能為：（1）閥體內部與撥片連接部分斷裂；（2）電機故障；（3）電機與撥片之間的傳動部分故障。

圖2 循環閥結構

為節約時間，我們首先不考慮拆卸循環閥檢修，應先從外部現象判斷故障，用手指輕輕掰動撥片，進入除氣泵的水流速度下降，除氣室的液面緩慢降低，證明撥片可以有效控制閥體，兩者之間的連接無斷裂；用手觸摸電機外殼，電機工作轉動時外殼震動的觸感與正常時幾乎無差異；觀察傳動部分，電機在轉動時偏心輪無法轉動，用手順時針方向旋轉偏心輪到盡頭，發現偏心輪與電機轉子間有個直徑約3 mm的空心凹槽。由于我們之前未維修過循環閥，對該部件的結構不熟悉，但根據維修經驗推斷此處應該是有一顆螺栓用于緊固偏心輪和電機轉子，螺栓脫落后導致電機轉子傳動失效；偏心輪旋轉的最大角度是270°，順時針轉到盡頭時凹槽口面朝操作人員且與地面平行，逆時針旋轉270°至盡頭時凹槽口正好垂直向下，設備在每次消毒完畢后，電機都會默認控制偏心輪旋轉到逆時針的盡頭位置；緊固螺栓極有可能是長期工作產生松動，偏心輪轉到此位置后掉落，通過仔細搜尋，位于偏心輪下方，靠近加熱器的水箱蓋頂處發現一顆細小螺栓，規格為M3×4無頭六角螺栓，用公制1.5 mm內六角扳手將螺栓擰回凹槽，固定好傳動部分，重新開機測試，設備工作正常。

3 總結與改良建議

很多透析中心機位緊張，設備長期處于滿負荷運行狀態，由于設備不能及時修復導致患者無法得到及時有效的治療，進而對透析治療排班和醫院社會形象造成負面影響，因此，如何高效快速檢修設備對于血液透析機維修人員至關重要。當循環泵出現故障時，未與電機轉子緊固的偏心輪無法轉動，金寶AK200S機型的人體工學設計只允許維修人員從機器正前方進行維修操作，同時循環閥安裝的位置高度視角只能看到偏心輪的前方及上方，故此時螺栓孔的開口朝向會被偏心輪遮住，故障點不容易被發現[7]；對于不熟悉結構的維修人員，需要花費很長時間排除故障，即使找到故障點，掉落的螺栓體積非常小，機器內部管道部件錯綜復雜，對人的視覺干擾很大，不易被肉眼發現，將給視覺搜尋帶來很大難度[8]，甚至螺栓掉到機器里面的部件縫隙深處而丟失。

本研究除了分享維修經驗，也針對循環閥的這一設計缺陷提出改良建議，參照圖3，可以考慮在偏心輪下方空間3 cm的距離處加裝一個比偏心輪橫剖面積略大的托盤，托盤放置在支架上，支架則安裝固定在循環閥附近的機器框架上，托盤可從支架上抽出，方便取出托盤內物件，此設計也為拆卸循環閥騰出必要的操作空間，保證維修人員實現快速檢修。當螺栓脫落時，維修人員很容易發現掉落在托盤上的螺栓，不必將時間消耗在搜尋螺栓上，這種規格的螺栓在血液透析機日常維修中很少使用，也不必因丟失螺栓而為該零件專門設立備件庫，或者花費時間采購零件。

圖3 經過改良的循環閥結構設想