波導系統(tǒng)自動空氣干燥機常見故障維修

陳信在,徐 展,郭代國

(91411部隊,遼寧 大連 116041)

饋線系統(tǒng)是船舶雷達、通信設備的重要組成部分，主要擔負發(fā)射信號和接收信號的傳輸與分配任務。波導作為大功率微波信號的主要傳輸饋線，其功率容限、特性阻抗、電場分布等關鍵參數(shù)受波導本身和內(nèi)部環(huán)境的影響很大。為了使波導內(nèi)部一直處于干燥的環(huán)境，防止波導因進水、進潮氣、冷凝水、銹蝕等引起微波信號無法正常發(fā)射和接收，導致設備性能下降或無法工作，通常需要使用自動空氣干燥機對波導進行干燥處理。干燥機通過對波導吹入干燥的空氣，使其內(nèi)腔一直保持干燥狀態(tài)，以滿足設備運行要求。干燥機采用空氣壓縮、汽水分離、空氣干燥、自動控制、綜合控制等多項技術，具有結構原理復雜、控制方式多樣、可靠性偏低、維修難度偏大等特點。

1 基本工作原理

自動空氣干燥機通常以無油潤滑空氣壓縮機為氣源，以周期工作的方式從環(huán)境中吸入空氣，經(jīng)過機內(nèi)干燥系統(tǒng)吸附分離出水分，變成露點為零下幾十度的干燥空氣，然后以所需壓力充入波導系統(tǒng)。自動空氣干燥機基本工作原理示意圖見圖1。

系統(tǒng)供電后，交流接觸器(KM)吸合，空氣壓縮機開始工作。空氣壓縮機將過濾后的空氣進行壓縮加壓，變成含水量較高的熱空氣送至冷凝管，將經(jīng)冷卻后變成處于水汽飽和狀態(tài)的壓縮空氣送至分水濾汽裝置進行汽水分離，水分被排除。汽水分離后的壓縮空氣經(jīng)電磁閥進入干燥筒1，氣體中所含的剩余水分被干燥筒中的分子篩所吸附[1]。從干燥筒出來的干燥氣體分為2部分，一小部分干燥氣體送入處于減壓再生狀態(tài)的干燥筒2，對干燥筒中的分子篩進行回洗，使減壓的分子篩進一步再生，并最終作為廢氣從干燥筒下部的電磁閥排氣口排出；大部分干燥氣體經(jīng)過單向閥后被送至有壓力控制器控制的儲氣罐中，壓力控制器通過設定上下限壓力預置值可實現(xiàn)設備的自動充氣功能。儲氣罐中的氣體經(jīng)過調(diào)壓閥調(diào)壓和濕度指示器后，經(jīng)過輸出接口送至波導系統(tǒng)中的帶充氣嘴的波導，進入波導系統(tǒng)。

圖1 自動空氣干燥機基本工作原理示意圖

設備工作過程中，2個干燥筒及配套設備輪換工作，當一個處于吸水干燥狀態(tài)，另一個則處于減壓回洗再生狀態(tài),2個干燥筒的工作狀態(tài)由定時轉換器控制進行切換[2]。壓力控制器利用內(nèi)部的上限壓力開關和下限壓力開關控制整個氣路系統(tǒng)的工作狀態(tài)，壓力到達上限時干燥機氣路系統(tǒng)停止工作，壓力到達下限時氣路系統(tǒng)恢復工作。氣路系統(tǒng)利用壓力表顯示關鍵部位的氣體壓力，利用濕度指示器顯示輸出氣體的干濕狀態(tài)。

干燥機的電路系統(tǒng)主要負責設備的供電、工作狀態(tài)控制、系統(tǒng)保護、冷空氣加熱和設備散熱等功能。定時轉換器通過控制電磁閥來控制2個干燥筒的輪流工作；往復延時繼電器(KS)用于控制整機的連續(xù)工作時間和停機時間，確保充氣機處于間歇性的周期工作狀態(tài)；為了防止空氣壓縮機(M1)斷相或過熱損壞，系統(tǒng)使用了熱繼電器(FA)進行斷相和過熱保護，并使用軸流風機(C1)對壓縮機進行散熱；冬季，當環(huán)境溫度低于0 ℃時，可使用加熱裝置(E1)加熱空氣以防止汽水通路堵塞，加熱系統(tǒng)具備熱保護開關(ST)；電源系統(tǒng)負責各相應部位的供電與用電保護；狀態(tài)顯示系統(tǒng)用于顯示設備的各個工作狀態(tài)。

2 氣路系統(tǒng)常見故障的分析與排除

2.1 壓力異常故障

1)筒前壓力不足。筒前壓力不足主要分為2種情況，一種是2個干燥筒工作時筒前壓力均不足，另一種是1個干燥筒工作時筒前壓力不足。

2個干燥筒工作時筒前壓力均不足的原因主要有：筒前管路接頭嚴重漏氣，導致壓力下降；分水濾汽裝置(汽水分離器)排水口漏氣，導致壓力下降；空氣壓縮機過濾網(wǎng)堵塞，導致壓縮機吸氣量不足；空氣壓縮機安全閥損壞漏氣，導致壓縮機無法將空氣壓縮至規(guī)定壓力[3]；空氣壓縮機損壞；壓力控制器設置不當或故障等。1個干燥筒工作時壓力不足的原因主要有：相關部分管路漏氣；滑座內(nèi)滑塞卡死，導致壓力不足；電磁閥失靈，引起系統(tǒng)漏氣導致壓力降低。

如果2個干燥筒工作時筒前壓力均不足，可首先檢查筒前管路接頭是否漏氣，如果漏氣則進行緊固和密封；如果未漏氣，則檢查分水濾汽裝置排水口是否漏氣，如果排水口漏氣，則旋轉分水濾汽裝置的排水口去除異物并清潔排水口，以使自動排水口良好復位，維護清潔無效則更換分水濾汽裝置；如果分水濾汽裝置工作正常，則檢查壓縮機安全閥是否損壞漏氣，如果漏氣則更換安全閥；如果安全閥正常，則檢查空氣壓縮機濾網(wǎng)是否堵塞，如果濾網(wǎng)堵塞則視情清理或更換濾網(wǎng)；如果濾網(wǎng)正常，則檢查壓力控制器的設置及工作是否正常，如果壓力控制器異常，則進行調(diào)整或更換；如果以上均正常，則更換空氣壓縮機。

如果1個干燥筒工作時筒前壓力不足，可首先檢查相關部分管路是否漏氣，如有漏氣則進行緊固和密封；如果管路未漏氣，則打開滑座檢查滑座內(nèi)滑塞是否卡死，如果滑塞卡死則清潔滑塞，確保滑塞滑動良好；如果以上均正常，則檢查電磁閥是否正常，如果電磁閥運行不正常，則進行適當?shù)那逑矗蝗绻逑礋o效，則更換電磁閥。

2)輸出壓力不足。輸出壓力不足的原因主要有：筒前壓力不足，導致輸出壓力不足或周期性壓力不足；單向閥之后的相關氣路接頭有漏氣；調(diào)壓閥調(diào)節(jié)不當或故障；波導饋線系統(tǒng)漏氣或干燥機至波導的連接管路漏氣。

對于該故障，首先應檢查筒前壓力或周期性壓力是否不足，如果是，可參照上述“1)筒前壓力不足”的方法進行維修。如果筒前壓力正常，可調(diào)節(jié)調(diào)壓閥看能否調(diào)至正常，如果調(diào)節(jié)無效則更換調(diào)壓閥；如果可以調(diào)節(jié)但無法調(diào)至正常值，可檢查干燥機至波導的連接管路是否漏氣，如有漏氣則進行緊固、密封和修理；如無漏氣則檢查干燥機單向閥后的相關氣路是否漏氣，如有漏氣，則進行緊固和密封；如無漏氣，則檢查波導饋線系統(tǒng)的密封情況。

2.2 氣量異常故障

1)無輸出氣量。無輸出氣量的原因主要有：分水濾汽裝置自動排水口未復位，導致嚴重漏氣；分水濾汽裝置損壞；相關管路嚴重漏氣。根據(jù)故障發(fā)生的頻率，可首先檢查分水濾汽裝置的自動排水口是否復位，如果排水口未復位，則旋轉分水濾汽裝置的排水口，視情清潔并去除異物，以使自動排水口復位；如果仍無法復位，則需更換分水濾汽裝置；如果分水濾汽裝置工作正常，則檢查相關管路的漏氣情況。

2)輸出氣量減少。輸出氣量減少的原因主要有：分水濾汽裝置自動排水口未完全復位，被微小異物卡住；相關管路有漏氣。維修時，可檢查分水濾汽裝置的排水口是否完全復位，如未完全復位，則清潔分水濾汽裝置，去除自動排水口附近的異物，使其正常復位；如果分水濾汽裝置的排水口已完全復位，則檢查相關管路的漏氣情況。

2.3 運轉異常故障

1)空氣壓縮機運轉時聲音不正常。該故障的原因主要有：空氣壓縮機固定不牢或其它相關機件松動；壓縮機進氣口堵塞；壓縮機工作電壓不正常；壓縮機損壞，三相繞組不平衡或機械故障。

設備關機斷電，首先檢查空氣壓縮機是否固定牢固、相關機件有否松動及脫落，如果壓縮機固定不牢或相關機件松動、脫落，則緊固壓縮機或緊固重裝相關機件；如果壓縮機及相關機件均安裝固定良好，則檢查壓縮機的進氣濾網(wǎng)是否過臟、堵塞，進氣接頭是否堵塞，如有堵塞則進行清理，并視情更換濾網(wǎng)；如無堵塞，則開機檢查壓縮機工作的U、V、W三相電源(380 V)是否正常、三相是否平衡，如果電源不正常，則檢修電源故障；如果電源正常，則更換空氣壓縮機。

2)安全閥放氣。安全閥放氣的原因主要有：單向閥堵塞；電磁閥未打開；干燥筒堵塞；安全閥故障，在低氣壓狀態(tài)下泄氣。

維修前，可首先檢查筒前壓力是否過低，如果筒前壓力過低，則為安全閥故障，更換安全閥；如果筒前壓力正常或偏高，則觀察2個干燥筒切換工作的情況。

當僅有1個干燥筒工作時安全閥放氣，則檢查相應的電磁閥是否正常打開，如果電磁閥正常打開，則為該干燥筒堵塞，需進行檢查和清理；如果電磁閥未正常打開，則檢查相應的干燥筒指示燈是否正常亮，如果燈正常亮，則為電磁閥故障；如果干燥筒指示燈不亮，則為定時轉換器故障。

當2個干燥筒工作時安全閥均放氣，則檢查干燥筒指示燈，如果干燥筒指示燈均異常，則為定時轉換器故障；如果干燥筒指示燈均正常，則為單向閥堵塞，視情清理或更換。

3)壓縮機頻繁啟動。原因主要有：波導饋線系統(tǒng)密封不良；壓力控制器設置不當；儲氣罐之后的氣路有輕微漏氣。維修時，可首先拆下干燥機輸出管路，堵塞輸出接口后啟動干燥機，如果壓縮機不再頻繁啟動，則波導饋線系統(tǒng)密封不良，需進行波導氣密性檢查；如果壓縮機仍頻繁啟動，則檢查儲氣罐之后的氣路有無輕微漏氣，如有輕微漏氣，則進行緊固和密封；如無輕微漏氣，則適當調(diào)節(jié)壓力控制器的壓力控制值設定。

4)濕度指示異常，硅膠呈白色或紅色。原因主要有：濕度指示器污染、臟污；電磁閥故障，再生氣路不通；滑塞節(jié)流氣孔堵塞，再生氣路不通；筒前氣路壓力低；干燥筒內(nèi)分子篩老化。

可首先檢查濕度指示器有無污染、臟污，如有則查明污染原因并進行清理，視情更換變色硅膠；如無污染，則檢查干燥筒的筒前壓力是否不足，如果筒前壓力不足，按“2.1中1)筒前壓力不足”的方法進行維修；如果筒前壓力正常，則檢查滑塞節(jié)流氣孔是否堵塞，如果氣孔堵塞，則清洗疏通節(jié)流氣孔；如果氣孔未堵塞，則應為電磁閥失靈，導致再生氣路不通，可視情修理或更換電磁閥；如果以上均正常，則可能是干燥筒內(nèi)的分子篩老化，需更換分子篩或將原分子篩進行活化。

3 電路系統(tǒng)常見故障的分析與排除

1)空氣壓縮機不啟動。壓縮機不啟動的原因主要有：壓縮機過熱保護；壓縮機故障；電源電壓異常或缺相；交流接觸器(KM)故障；時間繼電器(KS)故障；壓力控制器(KP)故障。

對于該故障，可檢查壓縮機不啟動故障發(fā)生在剛開機時還是發(fā)生在長時間開機后。如果壓縮機不啟動故障發(fā)生在剛開機時，可首先檢查散熱風扇(C1)工作是否正常，如果C1工作正常，則壓縮機故障；如果C1工作不正常，則檢查KM是否正常吸合。如果KM正常吸合，則熱繼電器(FA)故障；如果KM不吸合，則檢查KM的380 V線圈電壓是否正常，如果線圈電壓正常，則KM故障；如果線圈電壓不正常，則檢查KS是否正常吸合。如果KS正常吸合，則KP故障；如果KS不能正常吸合，則KS故障。

如果故障發(fā)生在長時間開機后，常為壓縮機發(fā)生了過熱保護，可首先檢查壓縮機是否過熱(注意防止燙傷)；如果壓縮機過熱，則檢查C1是否工作正常，如C1工作不正常，則更換風扇；如C1工作正常，則壓縮機故障，視情檢修或更換。

2)無法開機。無法開機的原因主要有：輸入的三相380 V/50 Hz電源異常；電源保險絲損壞或接觸不良；電源開關(S1)故障。

維修時，可首先檢查電源保險絲F1、F2、F3是否正常，是否有接觸不良，如果電源保險絲未斷且裝接良好，則拔下干燥機電源插頭，測量三相380 V/50 Hz電源輸入是否正常，如果電源異常，則檢修輸入電源；如果電源正常，則打開S1，如果電源指示燈(H1)正常亮，則說明壓縮機控制電路故障，按“3中1)空氣壓縮機不啟動”故障的維修方法維修即可；如果電源指示燈不亮且壓縮機不啟動，則S1故障，視情維修或更換即可；如果電源保險絲斷，則更換電源保險絲；如果屢燒電源保險絲，則檢查KM、KS、變壓器(T1)、定時轉換器等負載是否有短路或絕緣異常情況，排除負載異常故障。

3)干燥筒不切換。干燥筒不切換的原因主要有：T1故障，輸出電壓異常；定時轉換器故障，輸出控制電壓異常；電磁閥(YV1或YV2)故障，未正常切換。維修時，可首先觀察干燥筒1和干燥筒2的切換與指示燈(H1、H2)的切換是否一致，如果僅為指示燈切換而干燥筒未切換，則對應未切換的YV1或YV2故障；如果干燥筒和指示燈均不切換，則可觀察2個干燥筒的H1、H2是否均不亮，如果指示燈均不亮，則檢查T1的220 V輸出電壓是否正常，如果輸出電壓正常，則定時控制器故障；如果輸出電壓不正常，則定時轉換器故障；如果有一只指示燈亮但不切換，則為定時轉換器故障。

4 結束語

空氣干燥機是船舶信息設備波導饋線系統(tǒng)的重要組成和支持設備，氣路系統(tǒng)和電路系統(tǒng)是常發(fā)生故障的系統(tǒng)。由于該設備系統(tǒng)復雜、綜合性較強、復合故障多，電路系統(tǒng)和氣路系統(tǒng)常相互作用、相互控制、相互影響，導致設備的故障具有復合性和交叉性，在檢測和維修時需要進行系統(tǒng)的分析、綜合的檢測和靈活的各類故障診斷。