彭 濤 羅小剛

（武漢科前生物股份有限公司，湖北武漢430206）

0 引言

SJMH-16型膠塞清洗滅菌機(jī)的長(zhǎng)、寬、高分別為3.2m、1.8m、2.2m，最大消耗功率為12 kW，最高清洗能力：凍干加壓式膠塞8萬枚/次，普通膠塞12萬枚/次。正常情況下，該設(shè)備清洗滅菌一批膠塞大約需要4 h。

1 設(shè)備管路布置

圖1為SJMH-16型膠塞清洗滅菌機(jī)操作屏中的設(shè)備管路布置圖，圖中所示閥門，除底部的排污閥采用常閉型氣動(dòng)角座閥外，其余閥門均為氣動(dòng)球閥（下部總閥、溢流排水閥、真空閥為2″球閥，壓縮空氣閥為6″球閥，其他閥門為1″球閥），各閥門按照生產(chǎn)工藝流程，由PLC內(nèi)部程序控制其開關(guān)時(shí)序。

2 自動(dòng)生產(chǎn)流程

SJMH-16型膠塞清洗滅菌機(jī)的自動(dòng)生產(chǎn)工藝流程如圖2所示。

圖1 設(shè)備管路布置圖

生產(chǎn)前，打開設(shè)備上的水、電、氣和潔凈蒸汽開關(guān)；通過設(shè)備觸摸屏登錄進(jìn)入操作界面，由人工從投料口把需要清洗滅菌的膠塞投進(jìn)清洗機(jī)的轉(zhuǎn)筒內(nèi)，關(guān)閉投料口；設(shè)備進(jìn)入自動(dòng)操作程序，機(jī)器在PLC內(nèi)部程序控制下，自動(dòng)打開或關(guān)閉設(shè)備上的閥門，包括壓縮空氣閥、水閥、真空閥和真空泵、蒸汽閥和排污閥、下部總閥和轉(zhuǎn)筒電機(jī)、真空泵，設(shè)備自動(dòng)完成膠塞的清洗和滅菌操作。

蒸汽滅菌時(shí)，當(dāng)柜內(nèi)蒸汽壓力上升，滅菌溫度達(dá)到設(shè)定值（121℃）時(shí)開始計(jì)時(shí)，此時(shí)蒸汽進(jìn)料閥按程序設(shè)定好的時(shí)間，周期性打開、關(guān)閉閥門，以保證滅菌蒸汽的壓力和飽和度，柜體下方的排污閥也會(huì)周期性打開、關(guān)閉，以排除筒體內(nèi)滅菌過程中產(chǎn)生的冷凝水。當(dāng)生產(chǎn)過程出現(xiàn)設(shè)備故障時(shí)，可根據(jù)生產(chǎn)要求轉(zhuǎn)至手動(dòng)模式，或在自動(dòng)模式下跳過已經(jīng)完成的工序，直接進(jìn)入清洗或滅菌步驟，繼續(xù)完成后面的工序。

膠塞完成清洗和滅菌后，用經(jīng)滅菌的轉(zhuǎn)料桶（或無紡布袋）將膠塞人工接出，用于加塞機(jī)的分裝生產(chǎn)。

3 常見故障分析

在SJMH-16型膠塞清洗滅菌機(jī)使用過程中，最常見的兩個(gè)故障是：滅菌時(shí)蒸汽壓力升不上去；真空脫泡、真空干燥時(shí)真空度降不下來。

筆者結(jié)合平時(shí)的設(shè)備維修經(jīng)驗(yàn)，將上述故障原因大致歸納為以下兩類：

（1）主氣路漏氣、電磁閥與氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)間漏氣、電磁閥故障、氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)故障、球閥故障等。當(dāng)主氣路或電磁閥與氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)間漏氣時(shí)，會(huì)導(dǎo)致管路中的氣壓下降。控制底部總閥、真空閥、溢流排水閥等的電磁閥因工作需要打開時(shí)，閥門處于半開狀態(tài)，當(dāng)電磁閥失電后閥門關(guān)閉，此時(shí)因氣壓不足而導(dǎo)致關(guān)閉不嚴(yán)（仍然處于半開或微開狀態(tài)）。特別是2″球閥，打開后再關(guān)閉就需要相當(dāng)大的力矩，此時(shí)柜內(nèi)如再通入蒸汽，球閥受熱膨脹，球閥幾乎不可能靠外力關(guān)閉，只有關(guān)閉設(shè)備蒸汽，等待溫度降低后才能使球閥復(fù)位。當(dāng)?shù)撞靠傞y、溢流排水閥、真空閥關(guān)閉不嚴(yán)，蒸汽壓力不能正常上升時(shí)，最明顯的表現(xiàn)就是這些閥門所屬的管道溫度急劇上升。

（2）設(shè)備上控制各閥門開關(guān)動(dòng)作的電磁閥的壓縮空氣軟管，有些安裝在設(shè)備蒸汽管道、排污管道和真空管道附近，當(dāng)進(jìn)行真空滅菌操作時(shí)，這些管道及其附近的溫度會(huì)接近或超過100℃。設(shè)備出廠時(shí)上述管道和壓縮空氣軟管，都裸露安裝在設(shè)備筒體與防護(hù)罩之間的空間中，沒有任何防護(hù)措施，氣管進(jìn)入設(shè)備后，各閥門與電磁閥之間是依次串聯(lián)的，有些氣管距離高溫管道比較近，工作時(shí)長(zhǎng)期承受高溫，逐漸老化破損；塑料氣管接頭使用時(shí)間久了也會(huì)老化；連接在各閥門上的電磁閥，當(dāng)管道有高速流體經(jīng)過時(shí)會(huì)振動(dòng)，緊固螺栓會(huì)松動(dòng)，連接處的密封圈也會(huì)因高溫逐漸老化失效。

上述問題一旦出現(xiàn)，就會(huì)形成漏氣，使設(shè)備壓縮空氣管道內(nèi)的氣壓下降，導(dǎo)致氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)執(zhí)行不到位，閥門就會(huì)關(guān)閉不嚴(yán)，造成蒸汽外漏，滅菌時(shí)蒸汽壓力升不上去；或者是外面的氣體進(jìn)入滅菌柜內(nèi)，真空脫泡、真空干燥時(shí)真空度降不下來。

4 改進(jìn)措施

我司在使用SJMH-16型膠塞清洗滅菌機(jī)前期，經(jīng)常發(fā)生上述故障，有時(shí)還會(huì)影響到正常的生產(chǎn)計(jì)劃，設(shè)備生產(chǎn)廠家多次上門售后服務(wù)，仍未能徹底解決此類故障問題。故障發(fā)生時(shí)，我們對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備管路和各個(gè)閥門進(jìn)行了逐一排查。幾次設(shè)備維修后，總結(jié)故障原因如下：漏氣是造成設(shè)備出現(xiàn)上述故障最主要、最直接的原因，除電磁閥故障外，其他故障也直接或間接地造成因漏氣使壓縮空氣壓力下降導(dǎo)致閥門不能完全關(guān)閉。

鑒于此，我們對(duì)設(shè)備進(jìn)行了如下維修改造：

（1）對(duì)于進(jìn)入生產(chǎn)車間的室內(nèi)蒸汽管道及滅菌柜內(nèi)的蒸汽管道，增加保溫隔套，以提高管道能效和安全防護(hù)作用，降低室內(nèi)和滅菌柜外箱體內(nèi)的溫度，避免燙壞附近的壓縮空氣管。

（2）滅菌柜內(nèi)連接各電磁閥的壓縮空氣管，由原來的串聯(lián)方式改為并聯(lián)方式，由原來的懸空吊裝方式改為線槽內(nèi)安裝方式；從線槽出去后，連接電磁閥的空氣管外面再增加硅膠管進(jìn)行隔熱保護(hù)。這樣就將設(shè)備內(nèi)所有的氣管都與滅菌柜內(nèi)的高溫管道完全隔離。氣管由串聯(lián)改為并聯(lián)后，即使多個(gè)電磁閥同時(shí)工作，也能保證到達(dá)各電磁閥的氣源壓力是相等的。

（3）我們通過觀察發(fā)現(xiàn)，該設(shè)備底部的排污閥，采用圖3所示的單作用氣動(dòng)角座閥（常閉型），從來沒有出現(xiàn)關(guān)閉不嚴(yán)的問題。因此，將設(shè)備上的3個(gè)2″球閥（即下部總閥、溢流排水閥、真空閥）全部更換為同管徑的單作用常閉型氣動(dòng)角座閥（電磁閥也更換為配套的電磁閥）。這些閥門工作時(shí)就跟底部排污閥一樣：電磁閥接到從PLC發(fā)出的指令，氣源接通進(jìn)入氣動(dòng)角座閥，把閥芯頂開，PLC終止指令，電磁閥斷電，在氣動(dòng)角座閥內(nèi)彈簧的作用下，閥芯自動(dòng)復(fù)位，關(guān)閉閥門。這樣即使氣管輕微破損漏氣，這些閥門仍然可以打開并自動(dòng)復(fù)位關(guān)閉。氣動(dòng)球閥如圖4所示。

（4）定期檢查其他球閥上電磁閥與氣動(dòng)執(zhí)行單元間的連接是否漏氣，必要時(shí)更換密封圈。

（5）將原來的塑料氣管接頭更換為同規(guī)格的不銹鋼氣管接頭。

經(jīng)過上述改進(jìn)，我司使用的多臺(tái)膠塞清洗滅菌機(jī)經(jīng)過半年多的生產(chǎn)檢驗(yàn)，未再出現(xiàn)上述故障，有效保證了生產(chǎn)的順利進(jìn)行。

圖3 單作用氣動(dòng)角座閥

圖4 氣動(dòng)球閥

5 結(jié)語(yǔ)

機(jī)、電往往是相互關(guān)聯(lián)的，不管是機(jī)械維修，還是電氣維修，當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，對(duì)電氣維修人員來說，如果知道該設(shè)備的機(jī)械動(dòng)作時(shí)序及機(jī)械原理，就有助于快速處理設(shè)備故障；同樣對(duì)于機(jī)械維修工來說，如果掌握了必要的電氣知識(shí)，就能夠快速判斷導(dǎo)致該故障的原因。

作為設(shè)備維修人員，在設(shè)備維修時(shí)，千萬不要被一些表面現(xiàn)象所迷惑，先要熟悉所維修設(shè)備的機(jī)電原理，通過認(rèn)真細(xì)致的觀察，才能快速找到導(dǎo)致設(shè)備故障的根本原因，然后對(duì)癥下藥，徹底解決重復(fù)出現(xiàn)的設(shè)備故障。