故障排除系列:珠罩、珠阀与珠座磨损导致泵浦故障的状况分析

深入解析泵浦故障：珠罩、珠阀与珠座磨损的故障排除技巧

大纲:

• 气动隔膜泵浦中流体的运作概述及珠阀部件磨损示意短片
• 珠阀部件磨损状况分析
• 珠阀部件磨损改善方式
• 珠罩、珠阀、珠座的材质介绍与应用

一、气动隔膜泵浦中流体的运作概述及珠阀部件磨损示意短片

气动双隔膜泵浦左右两边各有一腔室，每一腔室各安装一组隔膜，隔膜将腔室区分为气压与流体两个空间。且两边腔室共有四组珠阀部件，珠阀部件亦为逆止阀设计，来控制流体输送的方向。

如图一，当压缩空气进入A气压室时，A隔膜即受压往外推出，形成压送行程，流体亦即受压经珠阀部件及出料管由液料出口输出。(此时A区下方珠阀关闭、上方珠阀开启)

两组隔膜间有一轴心相连，当A边的隔膜往外推出流体的同时，另一B边的隔膜即往内收缩，进行相反的吸入行程，利用虹吸原理将流体由液料入口吸入。(此时B区下方珠阀开启、上方珠阀关闭)

当隔膜运行到行程设计之终点时，将启动泵浦内切换开关，控制主气阀切换压缩空气入气方向，使气压动力得以切换进入另一个腔室加压，两边的腔室将持续重复交替的压送及吸液动作，利用此原理来完成流体的输送。

因此珠阀部件如有磨损可能会造成泵浦输送故障。

閱讀文章，了解更多➡️氣動雙隔膜泵浦 故障排除系列：珠閥部件磨損情形示意

二、珠阀部件磨损状况分析

气动双隔膜泵浦中珠阀部件(#5~#10)是完成泵浦输送非常重要的机构，关系到流体输送的方向及输送效率。珠阀部件磨损可能会导致泵浦性能下降(这时泵浦可能会继续动作，但可能会出现动作频率不规律且无法有效输送流体的情况)或停机。以下是可能导致珠阀部件故障的常见状况及原因分析：

(1)磨耗性固体颗粒：输送的流体中含有较坚硬的物质，长期下来会导致珠阀部件磨损，珠罩、珠阀与珠座磨损严重时，珠阀可能会脱离原本的安装位置或卡死，造成流体无法逆止或堵塞，导致泵浦输送的异常。

(2)高压状态下运作：当泵浦处于高压操作状态时，珠阀部件可能因承受较高的流体压力，会导致较容易产生损伤或变形的情况。

(3)输送流体不适当：如果泵浦选用的珠阀部件材质与输送流体的化学性质不适当，流体可能对珠阀部件产生腐蚀或沾粘附着而固化的情况。这将会对珠阀部件的材质造成损害，导致材料变质、变脆、变形或被侵蚀等。

(4)过热或过冷：当泵浦的操作条件或环境，处在极端的温度条件下时，亦须考虑珠阀部件材质的适用性。这些温度变化可能会导致材料的膨胀、缩小或变质，从而影响其正常运作和使用寿命。

(5)过大颗粒或杂质：不同规格尺寸或设计的泵浦，都有其适用的颗粒大小限制。当吸入过大颗粒或杂质时，将导致珠阀部件卡死而无法正常运作，影响泵浦的吸力及输送效能。

(6)流体沉积或固化：当流体中含有相对比重较大且会沉淀的物质，或是经过一段时间会产生固化特性的流体时，将可能导致珠阀部件因沉积物或流体固化，导致珠阀部件卡死而无法正常运作，致使泵浦无法正常输送甚至故障卡机。

三、珠阀部件磨损改善方式

以下是针对珠阀部件常见故障原因的改善方式，选择泵浦规格材质前，建议先确认流体与规格材质的适用性。如对于材质的选用上有疑虑，亦欢迎来电或E-mail洽询业务，并附上输送流体的化学特性等信息，我们收到后且会尽快回复您。

(1)磨耗性固体颗粒：当流体中含有较坚硬的物质时，可根据该物质特性，譬如硬度高或是表面粗糙度较尖锐之颗粒等，选用相对硬度更高或是韧性较佳之珠阀部件材质，来增加珠阀部件的使用寿命。

(2)高压状态下运作：在设定泵浦的操作条件时，建议以达到输送流量需求的最低压力下运作，可加装气压调压阀来控制入气压力，操作压力越低的情况下，泵浦的使用寿命将可以明显的提高更多。如流体有较高黏度或输出压力需求，也是建议在满足条件下的最低压力下运行即可。

(3)输送流体不适当：选用珠阀部件材质时，应考虑流体的化学特性，譬如溶剂、酸碱值或是沾黏附着特性等。选择适用的珠阀部件材质，可有效的延长珠阀部件使用寿命并避免故障。

(4)过热或过冷：选用珠阀部件材质时，如流体本身存在极高温或是极低温情况下，应选择可以承受该温度变化下的材质。如因环境条件的温度变化导致，可以改善环境温度或是适当的对流体温度做调整后再进行泵浦输送。

(5)过大颗粒或杂质：使用气动隔膜泵浦输送流体，建议于吸入端加装适当孔径大小(可参考不同泵浦规格的颗粒大小限制条件)的过滤器，避免过大颗粒或杂质吸入，导致泵浦珠阀部件故障。尤其流体桶槽如果是属于开放式桶槽或空间，常会有木屑、塑料袋、塑料块或烟蒂等垃圾吸入的情况，更强烈建议安装。

(6)流体沉积或固化：当流体中含有相对比重较大且会沉淀的物质时，建议搭配搅拌器使颗粒能够有效悬浮于流体中再进行输送，并于泵浦输送结束后，将泵室与珠阀部件内的流体排空并循环清洗内部，保持泵室及珠阀部件处于干净状态。另如果流体会产生固化特性时，请于泵浦输送结束后，使用溶剂循环清洗泵室及珠阀部件，直到流体已无残留于泵室及珠阀部件内，再进行停机休息。

(7)定期更换耗材：当选用适当的珠阀材质后，某些流体条件下仍可能会持续对珠阀部件造成损耗，此时会建议观察耗材更换频率并根据更换频率提早更换耗材，可避免产在线因泵浦临时停机所造成的产线、物料及时间成本等损失。亦可避免因零件损坏而衍伸其他部位故障而增加维修成本。

四、珠罩、珠阀、珠座的材质介绍与应用

气动双隔膜泵浦的珠阀部件由珠座、珠罩和珠阀组成，通常会有不同材质制成，来适应不同的应用需求和流体特性。以下针对目前常见的珠阀部件材质及应用，做简略的介绍：

🔸铝合金：

铝合金的主要优势在于轻量、高强度和优越的耐腐蚀性能。

它通常用于珠罩的结构部件，以提供强大的支撑和耐用性。

铝合金在一些应用中可以有效地处理腐蚀性较低的流体。

🔸不锈钢：

不锈钢是一种高度耐腐蚀的材料，具有优越的耐化学腐蚀性和耐高温性。

它通常用于制造珠阀的重要部件，以确保流体的纯洁和安全性。

不锈钢常见于需要处理腐蚀性流体或高温流体的应用中。

🔸聚丙烯(PP)：

聚丙烯是一种轻量且耐腐蚀的塑料材质，通常用于制造泵浦的珠座或其他流体接触部件。

它对一些腐蚀性流体有较好的耐受性，但在处理特定高温或强腐蚀性流体时可能不适用。

🔸聚乙烯(PE)：

聚乙烯为应用最广泛的热塑性塑料材料，韧性强，绝缘性好，耐寒性良好，具有优良的耐冲击性与抗酸碱性能力。

🔸聚氨酯(PU)：

聚氨酯是介于橡胶与塑料之间的化学材料，同时具有橡胶的弹性且拥有塑料耐用的高强度。PU元素具有良好的物理与化学性质，材质的耐磨性佳、延伸度广、抗张强度高、有透气性。

🔸氯丁橡胶(Neoprene)：

耐热性良好、耐燃性、耐酸碱、耐磨耗及耐矿物油类及许多化学物甚佳。

🔸Santoprene®：

Santoprene®是一种热塑性橡胶，具有优秀的弹性、耐磨损性和耐腐蚀性。

用于制造珠罩与珠座，增强有效的密封性能与耐磨性。

🔸PTFE：

PTFE是一种非粘附材质，使其在处理黏性流体时特别有用。它能够防止流体附着在泵浦内部部件上，减少污垢和堵塞的风险。

PTFE对于许多化学物质和腐蚀性流体具有优异的耐受性，使其成为处理腐蚀性流体的理想选择。

🔸电木：电木的特性是不吸水、不导电、耐高温、强度高、表面坚硬，质脆易碎，多为不透明深色(棕色或黑色)，在热水中不变软，是一种绝佳的绝缘体。但不耐油和化学腐蚀。

选择适当的材质取决于特定应用的要求，包括处理的流体性质、操作环境、温度范围和化学腐蚀性等因素。根据这些需求来选择合适的材质，以确保泵浦在不同应用中能够安全、可靠地运行。

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