氣動隔膜泵常見故障原因分析及處理

李 晶

（江西銅業股份有限公司德興銅礦，江西上饒 334224）

0 引言

隔膜泵又稱控制泵，在工業領域是一種主要用于物料傳輸的設備。氣動隔膜泵是以空氣為動力，是一種由膜片往復通過氣壓改變腔體容積的設備，具有體積比小、容易移動、不需要構建地基、占地面積小、安裝簡單方便等特點，可以在易燃易爆或條件較差的環境中運行，是物料運輸中不或缺的輸送工具。其在運行過程中會因為一些自身或外在因素出現故障，影響企業的正常生產，產生不必要的經濟損失。本文將就其構成、工作原理等進行分析，以期盡快排查其使用過程中出現的故障，最大限度減少故障影響。

1 氣動隔膜泵簡介

氣動隔膜泵以壓縮空氣為動力，一般由進氣口、配氣閥、圓球、球座、隔膜、連桿、連桿、中間支架、泵進口、排氣口等組成。在接到控制指令后啟動執行，借助空氣的壓力、通過特殊的內部構造完成物料的傳輸工作。其對于介質的性質要求不高，可以傳輸多種物料，如各種固液混合的流體，具有腐蝕性的酸堿液體，易揮發、易燃、有毒液體、粘稠的液體等，工作效率高，使用簡單，但在工作中由于配件的老化或使用不當，也會造成隔膜泵故障。

1.1 材料

氣動隔膜泵常用的材料有4 種，分別是鋁合金、工程塑料、合金和不銹鋼。根據介質不同，氣動隔膜泵也會做出相應的調整，以滿足多種不同用戶的使用要求。根據使用場所的不同，可抽取各種常規泵不能抽吸的介質，受到廣大用戶的良好評價。

1.2 工作原理

隔膜泵通過動力源推動活塞運動，并通過液壓油來回推動隔膜，以完成液體的吸入和排出，實現液體的傳輸。通過吸入和排放來實現隔膜泵的工作，將液體進行轉移。當隔膜泵活塞向后移動時，空氣壓力改變會使隔膜產生形變向外凹陷，隔膜泵腔室體積逐漸增大，壓力相應減小。當壓力低于氣管壓力時，泵的進口閥打開，流體流入膜片泵室。當活塞移動到極限范圍后，泵室容積此時最大，壓力此時是最小狀態，當入口閥關閉時液體充滿膜片泵室。吸入過程完成，進入液體壓力過程。隨著活塞向前移動，膜片緩慢鼓起，膜泵室體積越來越小，腔壓力逐漸上升，出口閥阻力小于泵室壓力，液體就會被擠出泵室。當活塞到達外部極限時，出口閥會在重力和彈簧力的共同作用下實現閥門的關閉，液體排出過程完成，隔膜泵開始下一個吸入和排除的流程。隨著一吸一排，隔膜泵完成液體的輸送。

1.3 特性

（1）氣泵產熱量低：通過壓縮空氣提供工作動力，而排氣是膨脹吸熱的過程，氣動泵運行溫度降低，物理特性的改變并不改變空氣的性質，因此不會排放有害氣體。

（2）不會出現火花：由于氣動隔膜泵不以電作為源動力，與地面之間接觸將靜電傳到地表，不會有火花產生。

（3）固體顆粒也可以隨液體被吸引，由于容積式工作方式不會發生逆流、不會堵塞。

（4）不影響物料狀態。氣泵只是完成傳輸工作，不會影響物料形狀，即使傳輸的是化學性質不穩定的液體。

（5）流量可控，在出口處增加節流閥裝置還可以控制流量。

（6）具有自吸的功能。

（7）可以空載運行，且不會有危險。

（8）可以潛水工作。

（9）輸送的液體范圍廣泛，無論其質地如水一樣還是呈粘稠狀。

（10）系統簡單易操控，不需要電纜或保險絲。

（11）小巧且移動方便。

（12）無需潤滑，所以維修簡便，也不會因滴漏而污染環境。

（13）性能穩定，不會因為磨損而下降。

2 常見故障及原因分析

氣動隔膜泵外表上體積較小，不會占用過多的面積，但是其內部部件數量多且結構復雜，任何部件的故障都會造成整個泵無法正常運行。在運行過程中如果出現雜音、液體外滲或控制閥工作失常等，都能提示氣動隔膜泵出現故障，應及時進行維修。另外，組件摩擦產生的磨損或老化也會導致故障發生。

2.1 氣泵不工作

（1）故障表現：發生故障后在啟動時就會產生異樣，當設備啟動但氣動隔膜泵沒有反應，即使能夠正常啟動但是很快就停止運轉。

（2）主要原因：①線路出現斷路或短路，線路不能正常聯通，線路處于斷開狀態，氣泵不能正常工作；②系統部件的損壞程度較嚴重，如球閥磨損嚴重，氣閥損壞導致無法維持工作需要的壓力等，同樣會造成系統運行失靈或突然中止的現象。

2.2 進出口管線堵塞

（1）異常表現：設備啟動后所產生的壓力不滿足正常工作需求，壓力小、吸力小，液體轉移速度明顯減緩。

（2）氣動隔膜泵工作壓力不足的原因主要為：①吸取的物料質地粘稠，附著在管壁上，口徑變小，管壁的平整度降低，增加了吸取阻力，進而影響管道的平整度；②一臺設備吸取多種物料，造成混料，每次使用并沒有進行完全清理，混合后的物料產生化學反應影響設備的正常運行。

2.3 球座磨損嚴重

球座端表面在反復摩擦中會出現磨損，從而造成球與球座出現間隙，不僅氣泵會出現漏氣，也會導致氣動膜片泵量下降。

2.4 球閥磨損嚴重

球閥磨損主要表現為球誤差大，球表面明顯凹坑，重度腐蝕使球外徑較小等。故障原因主要為：①制作工藝的差別會導致球座與球不匹配，導致該問題的出現；②長期工作期間，受部件摩擦、外部環境腐蝕等因素影響，球閥會出現不同程度的損壞，導致該問題。

2.5 氣泵無規律工作

正常啟動后氣泵卻不能按正常工作程序完成液體的吸取，即使調整工作狀態也不能完成抽吸工作。故障原因主要有：①球閥使用時間太長后損壞，影響氣泵的正常運行；②受隔膜損壞老化的影響，也會出現不正常工作；③對系統進行不同的預設也會成為氣泵無法正常工作。

2.6 氣源壓力供給不足、空氣質量差

氣源壓力供給不足會影響進入氣腔內氣體體積、造成壓力過低，因此不能維持連動桿的往復運動，一般增大壓力就能解決。另外，空氣質量差也會影響連動桿的運動，降低馬達的速率，氣泵輸出無力。氣動隔膜泵常見故障的處理方法見表1。

表1 氣動隔膜泵常見故障處理方法

3 故障排查與處理措施

3.1 氣泵不工作

當發現氣動隔膜泵不能正常啟動或者啟動后立即出現停轉的情況，就要根據這一表現進行檢修：

（1）首先要檢查線路的連接處是否發生斷裂，如果線路出現破損和連接處松動的情況，要及時更換線路中的線體或加固連接處，讓設備恢復運轉，提高氣泵的穩定狀態。

（2）如果發現經常產生摩擦的配件出現了明顯磨損或已經老化、失去彈性，應該考慮更換配件，提升系統運行的穩定性。

3.2 進出口管線堵塞

確定氣泵的問題出現在進出口管線，因為管線堵塞造成的氣泵無法正常運轉的，需要根據以下表現進行檢修：

（1）將設備內部的管線拆卸下來并進行清潔，清理附著在管線上的各種雜質。提升管壁的清潔度，增加設備運行的穩定度。

（2）加強介質用料的管理，確保物料不會因為共用而產生混料現象，盡量保持一臺設備只針對某種物料進行抽取。如果必須使用同一臺設備，就要及時清理管線，避免氣泵管道堵塞，提高氣泵工作狀態的穩定性能。

3.3 球座磨損嚴重

通過檢查確定球座磨損的，可通過以下措施進行檢查排除故障：

（1）首先確認其密封性是否能夠支持設備正常運轉，如果不能判斷球座磨損過于嚴重，應更換球座，保持球座與球之間的貼合度，避免密封不嚴的情況。

（2）由于球座與球之間摩擦不可避免，在日常中應實時監控球座的運行狀態，提升設備整體運行的穩定性。

3.4 球閥磨損嚴重

通過檢查確定球閥磨損情況，當球閥磨損嚴重時可通過以下措施進行檢查排除故障：

（1）更換嚴重破損的球閥，如果無備用球閥可暫時用滾珠軸承代替，事后再更換配套的球閥。

（2）黏度過大的介質會增加圓球的阻力，不能靈活運轉，此時就需要清潔球閥和底座，保持運送順暢，提升設備運行的穩定性。

3.5 氣泵工作無規律

針對氣泵工作不規律的問題，需要根據具體表現進行檢修。

（1）替換已經嚴重磨損的球閥，提高結構的穩定性。

（2）隔膜損壞時也要及時更換，以提高系統處理過程的可靠性。

（3）由于預設系統的限制，則可以通過升級系統提高設備系統運行的穩定性。

3.6 氣源壓力供給不足

由于氣源壓力不足引發的問題，可以通過以下措施進行檢查、排除故障：

（1）確認設備運行系統是否穩定，檢查系統壓力狀況，滿足需求可繼續使用，否則應盡快進行調試。

（2）為保持壓縮空氣量及潔凈度，可以增加空氣過濾裝置、改變壓縮空氣的純度，保持設備輸出率，提升體統的穩定性。

4 結束語

氣動隔膜泵不能正常運轉的原因有多種，應根據不同的故障表現采取不同的檢修流程，排除故障，提升設備工作系統的穩定性。影響氣動隔膜泵的兩大原因主要為膜片及單向閥問題和配氣問題。為了保證氣泵的正常運行，排除介質干擾，應在啟動前進行空機試運行，觀察是否有異動，然后再通入介質運轉，并做好氣泵的日常維護，保證設備正常運行。