论文部分内容阅读
【摘 要】高压注氮设备工作原理，常见故障维修，分析原因，排除故障及解决方法。
【关键词】氮气增压泵;三位三通比例阀;气液增压泵;二位四通驱动阀;高压储气罐;压缩空气;密封圈;单向阀;先导控制阀
一、概述
MAXIMATOR公司型号为RSD 800/0/1/VP/10/750/So的高压注氮设备，是信号电缆皮泡皮物理发泡生产线的关键设备。高压氮气能否稳定的注入到挤塑机主机，将直接影响物理发泡生产线生产发泡单线的产品质量。如果高压注氮设备出现故障，不能保证产品质量，使整条生产线设备不能正常运转，对生产带来影响。
二、设备的工作原理
高压注氮设备主要由氮气增压泵，三位三通比例阀，高压储气罐，压力传感器，过滤元件，液压控制系统，气液增压泵，控制阀，PLC控制系统，卸压阀、安全阀，操作面板等组成，见图1。其工作原理为氮气瓶（最高压力10 MPa左右）中氮气经过管道连接到氮气增压泵（最高增压75 MPa），通过氮气增压泵增压后，经由单向阀储存在高压储气罐中（最高压力80MPa），供生产使用。在生产时，高压储气罐中的氮气通过管道连接到三位三通比例调节阀，经PLC及液压系统控制三位三通比例调节阀，比例调节阀将高压氮气按照工艺设定的压力稳定的注入到挤塑机中，从而进行单线发泡层的发泡度及质量控制。
三、高压注氮设备故障原因分析及解决办法
（一）增压泵一直工作却氮气不能增压到设定的高压。
原因分析：（1）管路漏气。（2）氮气增压泵的活塞密封磨损。（3）单向阀阀芯和密封圈磨损。（4）注气排空阀泄漏。设备通过压缩空气驱动氮气增压泵活塞往复运动，来实现氮气从氮气瓶供给的10Mpa左右氮气增压到70—75Mpa，再储存到高压储气罐，并且利用单向阀保压。由于压力高，活塞及单向阀的密封圈采用特制高压密封圈，如果压缩空气中有水分或者杂质进入活塞缸，时间长了就容易导致高压密封圈的腐蚀磨损，起不到很好的密封作用，导致压力无法达到设定的高压，如果管路漏气及单向阀阀芯和密封圈磨损，则高压储气罐压力下降太快也无法达到设定的高压。致使增压泵一直工作却氮气不能增压到设定的高压。
解决办法及步骤：（1）检查进出气管道是否有漏气现象，方法采用肥皂水涂抹在接头地方，检查是否漏气，并解决。（2）排除管路漏气之后，检查并清洗高压端单向阀密封、阀芯（钢珠）及开启弹簧是否磨损，如磨损更换单向阀各个部件。（3）检查氮气增压缸及活塞密封是否磨损，如磨损则更换磨损密封及活塞密封件。（4）检查注气排空阀是否漏气，方法用手去压住注气排空阀，就会感觉此排空阀是否漏气，如果注气排空阀漏气严重会导致增压泵一直工作而达不到设定的高压。主要原因是三位三通比例调节阀中注气用阀芯（如图2）磨损，导致密封不严，应更换此阀芯。由于三位三通比例调节阀为进口元件，阀芯材料比较特殊，而且两个锥面配合尺寸不能准确测绘而很难加工到精确的尺寸，致使密封不严，导致注气排空阀泄漏。如果更换比例调节阀成本高，时间周期长。解决办法：可以采用黄铜材料来加工此阀芯，利用黄铜材料的延展密封性能解决此阀芯的测绘加工误差，从而达到更好的密封效果，以解决此排空阀的泄漏问题。（5）检查压缩空气是否干净，如压缩空气不洁净，在进气端加装油气分离或者冷冻式干燥机来解决压缩空气中的水分及杂质，保证压缩空气洁净，防止密封元件由于油污及杂质而腐蚀损坏。
（二）生产过程中氮气设备高压压力下降太快，导致增压泵频繁工作，且氮气消耗量过大。
原因分析：（1）注气管路漏气。（2）注气排空阀有泄漏。注气过程为储存在高压储气罐中的高压氮气通过由电液系统控制的三位三通比例调节阀调整注气阀芯的開启位置大小，使得高压氮气按照设定的注气压力稳定的注入到挤塑机机身内部，达到物理发泡的效果来控制单线的产品质量。
解决办法及步骤：（1）检查注气管道是否有漏气现象，重点检查注气管与注气针连接用快速接头是否漏气，如有泄漏，更换连接快速接头可以解决。（2）如果注气管路无泄漏，必须检查注气排空阀是否漏气，相关的步骤及方法同（问题1增压泵一直工作却氮气不能增压到设定的高压中解决办法及步骤（4））来解决此故障。
（三）生产中氮气增压设备的控制油压压力不稳导致注气压力不稳定而无法生产。
原因分析：（1）压缩空气压力不稳定，不能满足0.5Mpa的压力。（2）气液增压单元中二位四通驱动阀体密封圈磨损。（3）压缩空气不清洁带有水分。（4）气液增压泵单元中先导控制阀及密封磨损。（5）气液增压泵单元中单向阀磨损。（6）气液增压泵阀体及密封磨损。三位三通比例调节阀由气液增压泵提供的油压和电气控制信号来共同控制开启注气阀芯的位置，保证注气压力达到设定值并且保持稳定，油压是由气液增压单元提供，如果油压不稳定就会使比例调节阀控制出现差错，而不能按照设定的注气压力稳定的注入高压氮气，影响生产的产品发泡度及质量，导致生产无法进行。
解决办法及步骤：（1）检查压缩空气压力是否达到0.5Mpa，如果不能满足则加装储气罐或调整调压阀来保证压缩空气的压力达到其所需的要求来解决。（2）排除压缩空气压力之后检查气液增压单元中二位四通驱动阀体的密封圈磨损程度，拆下二位四通驱动阀，取出阀芯，查看密封圈的磨损程度。如果密封圈已经磨损，则更换密封圈来解决以上问题。（3）压缩空气如果不洁净带有水分或杂质进入二位四通驱动阀驱动阀体，使阀芯在往复运动过程中摩擦阻力过大而导致阀芯运动不灵活。建议在压缩空气进口处加装油雾器增加润滑，或者加装过滤器及干燥机来过滤压缩空气中水分及杂质来解决。（4）打开气液增压泵两端的压紧螺栓，查看先导控制阀及密封的磨损程度，先导控制阀主要控制气液增压泵的驱动换向单元，如果磨损会导致驱动换向无法进行，而不能使油压达到稳定程度。采取更换磨损件来解决。（5）检查并清洗气液增压泵的单向阀是否磨损，有磨损更换磨损件。（6）打开气液增压泵，查看增压缸及密封是否磨损，在检查过程中可以采取单独压缩空气接入二位四通驱动阀入口处，打开压缩空气，空载过程中增压泵一直工作，加入油压之后增压泵断断续续工作而油压无法稳定在10—13 Mpa.此现象出现则需更换增压泵的增压缸及高压密封包来解决。
以上故障现象为实际使用过程中容易出现的故障，其中故障3（氮气增压设备的控制油压压力不稳导致注气压力不稳定而无法生产）发生的次数较高，维修频繁，在维修过程中应详细检查以上列举的每一情况，才能降低维修次数和维修成本，保证设备正常运行。
【关键词】氮气增压泵;三位三通比例阀;气液增压泵;二位四通驱动阀;高压储气罐;压缩空气;密封圈;单向阀;先导控制阀
一、概述
MAXIMATOR公司型号为RSD 800/0/1/VP/10/750/So的高压注氮设备，是信号电缆皮泡皮物理发泡生产线的关键设备。高压氮气能否稳定的注入到挤塑机主机，将直接影响物理发泡生产线生产发泡单线的产品质量。如果高压注氮设备出现故障，不能保证产品质量，使整条生产线设备不能正常运转，对生产带来影响。
二、设备的工作原理
高压注氮设备主要由氮气增压泵，三位三通比例阀，高压储气罐，压力传感器，过滤元件，液压控制系统，气液增压泵，控制阀，PLC控制系统，卸压阀、安全阀，操作面板等组成，见图1。其工作原理为氮气瓶（最高压力10 MPa左右）中氮气经过管道连接到氮气增压泵（最高增压75 MPa），通过氮气增压泵增压后，经由单向阀储存在高压储气罐中（最高压力80MPa），供生产使用。在生产时，高压储气罐中的氮气通过管道连接到三位三通比例调节阀，经PLC及液压系统控制三位三通比例调节阀，比例调节阀将高压氮气按照工艺设定的压力稳定的注入到挤塑机中，从而进行单线发泡层的发泡度及质量控制。
三、高压注氮设备故障原因分析及解决办法
（一）增压泵一直工作却氮气不能增压到设定的高压。
原因分析：（1）管路漏气。（2）氮气增压泵的活塞密封磨损。（3）单向阀阀芯和密封圈磨损。（4）注气排空阀泄漏。设备通过压缩空气驱动氮气增压泵活塞往复运动，来实现氮气从氮气瓶供给的10Mpa左右氮气增压到70—75Mpa，再储存到高压储气罐，并且利用单向阀保压。由于压力高，活塞及单向阀的密封圈采用特制高压密封圈，如果压缩空气中有水分或者杂质进入活塞缸，时间长了就容易导致高压密封圈的腐蚀磨损，起不到很好的密封作用，导致压力无法达到设定的高压，如果管路漏气及单向阀阀芯和密封圈磨损，则高压储气罐压力下降太快也无法达到设定的高压。致使增压泵一直工作却氮气不能增压到设定的高压。
解决办法及步骤：（1）检查进出气管道是否有漏气现象，方法采用肥皂水涂抹在接头地方，检查是否漏气，并解决。（2）排除管路漏气之后，检查并清洗高压端单向阀密封、阀芯（钢珠）及开启弹簧是否磨损，如磨损更换单向阀各个部件。（3）检查氮气增压缸及活塞密封是否磨损，如磨损则更换磨损密封及活塞密封件。（4）检查注气排空阀是否漏气，方法用手去压住注气排空阀，就会感觉此排空阀是否漏气，如果注气排空阀漏气严重会导致增压泵一直工作而达不到设定的高压。主要原因是三位三通比例调节阀中注气用阀芯（如图2）磨损，导致密封不严，应更换此阀芯。由于三位三通比例调节阀为进口元件，阀芯材料比较特殊，而且两个锥面配合尺寸不能准确测绘而很难加工到精确的尺寸，致使密封不严，导致注气排空阀泄漏。如果更换比例调节阀成本高，时间周期长。解决办法：可以采用黄铜材料来加工此阀芯，利用黄铜材料的延展密封性能解决此阀芯的测绘加工误差，从而达到更好的密封效果，以解决此排空阀的泄漏问题。（5）检查压缩空气是否干净，如压缩空气不洁净，在进气端加装油气分离或者冷冻式干燥机来解决压缩空气中的水分及杂质，保证压缩空气洁净，防止密封元件由于油污及杂质而腐蚀损坏。
（二）生产过程中氮气设备高压压力下降太快，导致增压泵频繁工作，且氮气消耗量过大。
原因分析：（1）注气管路漏气。（2）注气排空阀有泄漏。注气过程为储存在高压储气罐中的高压氮气通过由电液系统控制的三位三通比例调节阀调整注气阀芯的開启位置大小，使得高压氮气按照设定的注气压力稳定的注入到挤塑机机身内部，达到物理发泡的效果来控制单线的产品质量。
解决办法及步骤：（1）检查注气管道是否有漏气现象，重点检查注气管与注气针连接用快速接头是否漏气，如有泄漏，更换连接快速接头可以解决。（2）如果注气管路无泄漏，必须检查注气排空阀是否漏气，相关的步骤及方法同（问题1增压泵一直工作却氮气不能增压到设定的高压中解决办法及步骤（4））来解决此故障。
（三）生产中氮气增压设备的控制油压压力不稳导致注气压力不稳定而无法生产。
原因分析：（1）压缩空气压力不稳定，不能满足0.5Mpa的压力。（2）气液增压单元中二位四通驱动阀体密封圈磨损。（3）压缩空气不清洁带有水分。（4）气液增压泵单元中先导控制阀及密封磨损。（5）气液增压泵单元中单向阀磨损。（6）气液增压泵阀体及密封磨损。三位三通比例调节阀由气液增压泵提供的油压和电气控制信号来共同控制开启注气阀芯的位置，保证注气压力达到设定值并且保持稳定，油压是由气液增压单元提供，如果油压不稳定就会使比例调节阀控制出现差错，而不能按照设定的注气压力稳定的注入高压氮气，影响生产的产品发泡度及质量，导致生产无法进行。
解决办法及步骤：（1）检查压缩空气压力是否达到0.5Mpa，如果不能满足则加装储气罐或调整调压阀来保证压缩空气的压力达到其所需的要求来解决。（2）排除压缩空气压力之后检查气液增压单元中二位四通驱动阀体的密封圈磨损程度，拆下二位四通驱动阀，取出阀芯，查看密封圈的磨损程度。如果密封圈已经磨损，则更换密封圈来解决以上问题。（3）压缩空气如果不洁净带有水分或杂质进入二位四通驱动阀驱动阀体，使阀芯在往复运动过程中摩擦阻力过大而导致阀芯运动不灵活。建议在压缩空气进口处加装油雾器增加润滑，或者加装过滤器及干燥机来过滤压缩空气中水分及杂质来解决。（4）打开气液增压泵两端的压紧螺栓，查看先导控制阀及密封的磨损程度，先导控制阀主要控制气液增压泵的驱动换向单元，如果磨损会导致驱动换向无法进行，而不能使油压达到稳定程度。采取更换磨损件来解决。（5）检查并清洗气液增压泵的单向阀是否磨损，有磨损更换磨损件。（6）打开气液增压泵，查看增压缸及密封是否磨损，在检查过程中可以采取单独压缩空气接入二位四通驱动阀入口处，打开压缩空气，空载过程中增压泵一直工作，加入油压之后增压泵断断续续工作而油压无法稳定在10—13 Mpa.此现象出现则需更换增压泵的增压缸及高压密封包来解决。
以上故障现象为实际使用过程中容易出现的故障，其中故障3（氮气增压设备的控制油压压力不稳导致注气压力不稳定而无法生产）发生的次数较高，维修频繁，在维修过程中应详细检查以上列举的每一情况，才能降低维修次数和维修成本，保证设备正常运行。