SJMH-16型膠塞清洗滅菌機常見故障處理及改進方法探析

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型膠塞清洗滅菌機的長、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，該設備清洗滅菌一批膠塞大約需要4 h。

1 設備管路布置

圖1為SJMH-16型膠塞清洗滅菌機操作屏中的設備管路布置圖，圖中所示閥門，除底部的排污閥采用常閉型氣動角座閥外，其余閥門均為氣動球閥（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），各閥門按照生產工藝流程，由PLC內部程序控制其開關時序。

2 自動生產流程

SJMH-16型膠塞清洗滅菌機的自動生產工藝流程如圖2所示。

圖1 設備管路布置圖

生產前，打開設備上的水、電、氣和潔凈蒸汽開關；通過設備觸摸屏登錄進入操作界面，由人工從投料口把需要清洗滅菌的膠塞投進清洗機的轉筒內，關閉投料口；設備進入自動操作程序，機器在PLC內部程序控制下，自動打開或關閉設備上的閥門，包括壓縮空氣閥、水閥、真空閥和真空泵、蒸汽閥和排污閥、下部總閥和轉筒電機、真空泵，設備自動完成膠塞的清洗和滅菌操作。

蒸汽滅菌時，當柜內蒸汽壓力上升，滅菌溫度達到設定值（121℃）時開始計時，此時蒸汽進料閥按程序設定好的時間，周期性打開、關閉閥門，以保證滅菌蒸汽的壓力和飽和度，柜體下方的排污閥也會周期性打開、關閉，以排除筒體內滅菌過程中產生的冷凝水。當生產過程出現設備故障時，可根據生產要求轉至手動模式，或在自動模式下跳過已經完成的工序，直接進入清洗或滅菌步驟，繼續完成后面的工序。

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

3 常見故障分析

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

筆者結合平時的設備維修經驗，將上述故障原因大致歸納為以下兩類：

（1）主氣路漏氣、電磁閥與氣動執行機構間漏氣、電磁閥故障、氣動執行機構故障、球閥故障等。當主氣路或電磁閥與氣動執行機構間漏氣時，會導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，閥門處于半開狀態，當電磁閥失電后閥門關閉，此時因氣壓不足而導致關閉不嚴（仍然處于半開或微開狀態）。特別是2″球閥，打開后再關閉就需要相當大的力矩，此時柜內如再通入蒸汽，球閥受熱膨脹，球閥幾乎不可能靠外力關閉，只有關閉設備蒸汽，等待溫度降低后才能使球閥復位。當底部總閥、溢流排水閥、真空閥關閉不嚴，蒸汽壓力不能正常上升時，最明顯的表現就是這些閥門所屬的管道溫度急劇上升。

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

上述問題一旦出現，就會形成漏氣，使設備壓縮空氣管道內的氣壓下降，導致氣動執行機構執行不到位，閥門就會關閉不嚴，造成蒸汽外漏，滅菌時蒸汽壓力升不上去；或者是外面的氣體進入滅菌柜內，真空脫泡、真空干燥時真空度降不下來。

4 改進措施

我司在使用SJMH-16型膠塞清洗滅菌機前期，經常發生上述故障，有時還會影響到正常的生產計劃，設備生產廠家多次上門售后服務，仍未能徹底解決此類故障問題。故障發生時，我們對現場設備管路和各個閥門進行了逐一排查。幾次設備維修后，總結故障原因如下：漏氣是造成設備出現上述故障最主要、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致閥門不能完全關閉。

鑒于此，我們對設備進行了如下維修改造：

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

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

（3）我們通過觀察發現，該設備底部的排污閥，采用圖3所示的單作用氣動角座閥（常閉型），從來沒有出現關閉不嚴的問題。因此，將設備上的3個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角座閥（電磁閥也更換為配套的電磁閥）。這些閥門工作時就跟底部排污閥一樣：電磁閥接到從PLC發出的指令，氣源接通進入氣動角座閥，把閥芯頂開，PLC終止指令，電磁閥斷電，在氣動角座閥內彈簧的作用下，閥芯自動復位，關閉閥門。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復位關閉。氣動球閥如圖4所示。

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

（5）將原來的塑料氣管接頭更換為同規格的不銹鋼氣管接頭。

經過上述改進，我司使用的多臺膠塞清洗滅菌機經過半年多的生產檢驗，未再出現上述故障，有效保證了生產的順利進行。

圖3 單作用氣動角座閥

圖4 氣動球閥

5 結語

機、電往往是相互關聯的，不管是機械維修，還是電氣維修，當設備出現故障時，對電氣維修人員來說，如果知道該設備的機械動作時序及機械原理，就有助于快速處理設備故障；同樣對于機械維修工來說，如果掌握了必要的電氣知識，就能夠快速判斷導致該故障的原因。

作為設備維修人員，在設備維修時，千萬不要被一些表面現象所迷惑，先要熟悉所維修設備的機電原理，通過認真細致的觀察，才能快速找到導致設備故障的根本原因，然后對癥下藥，徹底解決重復出現的設備故障。