Wrightflow MP40 轉(zhuǎn)子泵原理及故障維修

李偉雄， 徐 礫， 吳 軍， 丁建平

（1.武漢生物制品研究所有限責(zé)任公司， 湖北 武漢 430200；2.上海固思流體設(shè)備有限公司， 上海 201100）

引言

Wrightflow MP 轉(zhuǎn)子泵是一種正排量容積泵，廣泛應(yīng)用于食品、護(hù)膚品、化工、制藥、血液處理等行業(yè)，在生物制藥行業(yè)通常用于純化增壓，比如病毒純化、蛋白純化等[1]。由于其泵送的物料具有特殊性，要求在不破壞病毒顆粒和蛋白完整性的同時(shí)，既能輕柔、恒定地泵送，又能耐受腐蝕和保持超級(jí)潔凈度，因此對(duì)其有著嚴(yán)格的質(zhì)量要求。現(xiàn)結(jié)合工作實(shí)踐，對(duì)Wrightflow 轉(zhuǎn)子泵原理及故障維修案例進(jìn)行維修小結(jié)，供同行參考。

1 Wrightflow MP40 轉(zhuǎn)子泵基本原理及結(jié)構(gòu)

Wrightflow MP40 轉(zhuǎn)子泵的動(dòng)力來(lái)自于減速電機(jī)，其泵浦作用是由齒輪箱內(nèi)的一對(duì)嚙合齒輪的反向旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的，轉(zhuǎn)子固定于軸上，軸穿過(guò)齒輪箱，通過(guò)齒輪由主動(dòng)軸帶動(dòng)從動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)，在齒輪箱內(nèi)通過(guò)一對(duì)軸承支撐兩根軸，使傳動(dòng)軸穩(wěn)定傳動(dòng)[2]。

1.1 吸入

當(dāng)旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子通過(guò)吸入口時(shí)，產(chǎn)生的空腔體積變大，導(dǎo)致壓力降低，從而泵送介質(zhì)流入泵腔。

1.2 排出

泵送的介質(zhì)由轉(zhuǎn)子圍繞泵腔，直到泵的排放側(cè)，此時(shí)空腔體積減小，泵浦介質(zhì)從泵腔中排出。

MP40 轉(zhuǎn)子泵結(jié)構(gòu)圖如圖1、圖2 所示。

圖1 MP40 轉(zhuǎn)子泵腔體結(jié)構(gòu)圖

圖2 MP40 轉(zhuǎn)子泵主軸及副軸結(jié)構(gòu)圖

2 故障維修案例

2.1 故障案例一——更換油封

泵運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)從齒輪箱后蓋板與油封的密封處有油滲出，該泵的操作說(shuō)明書(shū)中建議：運(yùn)行12 周以上或者連續(xù)工作2 000 h 以上，應(yīng)更換油封。更換步驟如下：

第一步，準(zhǔn)備內(nèi)六角扳手一套，套筒扳手一套，棘輪扳手一套、活動(dòng)扳手、榔頭、耐高溫密封膠、潤(rùn)滑脂、銅棒、TC 骨架油封（35-47-10）各一個(gè)。確定設(shè)備斷電且泵完全停止運(yùn)轉(zhuǎn)后，擰開(kāi)兩個(gè)加油口，再擰開(kāi)泄油口，將齒輪箱潤(rùn)滑油全部放出來(lái)（若油在有效期內(nèi)則可重復(fù)使用），松開(kāi)泵底座4 個(gè)螺母，慢慢挪動(dòng)泵體使其與減速機(jī)脫離，再將泵體搬至地面方便下一步的拆卸。

第二步，用銅棒將主軸上的齒輪敲下來(lái)，拆掉齒輪箱后蓋板的M6 內(nèi)六角螺絲后，再用M4 的內(nèi)六角螺絲從預(yù)留孔將后蓋板頂出（不可強(qiáng)行撬或敲擊后蓋板），拿出后蓋板后就可以拆下舊油封。

第三步，將新的油封均勻涂抹一層潤(rùn)滑脂，裝上去后壓平壓緊，然后在齒輪箱打開(kāi)這一側(cè)涂上密封膠，要均勻涂抹，此時(shí)有條件的話可以做一個(gè)平整的木方或者平滑的塑料方塊（PTFE），墊在油封上，用榔頭均勻敲擊，直至油封完全貼合。將裝好油封的后蓋板裝上去，再裝上齒輪，將泵體連接減速機(jī)。

第四步，將潤(rùn)滑油加入齒輪箱，通電運(yùn)行轉(zhuǎn)子泵30 min，無(wú)油滲出說(shuō)明油封密封完好，此時(shí)油封更換完畢。

2.2 故障案例二——更換機(jī)械密封

泵運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)機(jī)械密封動(dòng)靜環(huán)接觸面有液體滲出，經(jīng)確認(rèn)是泵送的生物制品泄露了，漏液的縫隙正好位于動(dòng)環(huán)密封和靜環(huán)密封的貼合處，正常情況下，動(dòng)環(huán)密封隨泵軸一起旋轉(zhuǎn)，和靜環(huán)緊密貼合組成密封面，并且動(dòng)環(huán)密封背面有波形彈簧頂緊，當(dāng)密封面磨損以后，動(dòng)環(huán)可以軸向移動(dòng)進(jìn)行自動(dòng)補(bǔ)償，以保持密封面的良好貼合。因無(wú)法詳細(xì)確認(rèn)是動(dòng)環(huán)密封還是靜環(huán)密封導(dǎo)致泄露，所以將整個(gè)機(jī)械密封全部更換。更換步驟如下：

第一步，準(zhǔn)備內(nèi)六角扳手一套，套筒扳手一套，棘輪扳手一套，活動(dòng)扳手，MP40 專(zhuān)用十字披頭，原廠機(jī)械密封兩套，PTFE 材質(zhì)塑料方塊（平整的木方也可），深度尺，20%酒精。確定設(shè)備斷電且泵完全停止運(yùn)轉(zhuǎn)后，松開(kāi)泵底座4 個(gè)螺母，慢慢挪動(dòng)泵體使其與減速機(jī)脫離，再將泵體搬至地面方便下一步拆卸。

第二步，依次拆下轉(zhuǎn)子箱的前蓋板、固定器、轉(zhuǎn)子、轉(zhuǎn)子箱、靜環(huán)密封和動(dòng)環(huán)密封。

拆卸固定器時(shí)候要用到十字披頭和PTFE 材質(zhì)塑料方塊，PTFE 材質(zhì)塑料方塊插在兩個(gè)轉(zhuǎn)子之間，使其咬合固定，從而方便拆卸固定器。轉(zhuǎn)子和轉(zhuǎn)子箱都比較重且較精密，拆卸前可在下方墊上木板。此過(guò)程中有許多密封圈，拆卸時(shí)不可劃傷，且妥善放置。

靜環(huán)密封在泵腔背面，用一字螺絲刀撬下，動(dòng)環(huán)密封位于主軸上，由3 個(gè)錐形內(nèi)六角螺絲固定。

第三步，更換新的靜環(huán)密封和動(dòng)環(huán)密封。安裝靜環(huán)密封前，需用酒精浸泡1 min，確保密封件表面絕對(duì)干凈光滑，同時(shí)用脫棉紙反復(fù)擦拭轉(zhuǎn)子箱的安裝面，確保表面絕對(duì)干凈，安裝靜環(huán)密封時(shí)用手均勻按下即可。

安裝動(dòng)環(huán)密封應(yīng)遵從廠家提供的壓縮量，即17.5 mm，利用深度尺精確測(cè)量密封圈2 到動(dòng)環(huán)的距離，移動(dòng)動(dòng)環(huán)直到此距離為17.5 mm，用內(nèi)六角固定好動(dòng)環(huán)。此過(guò)程要求非常精密，嚴(yán)格按照17.5 mm 的壓縮量來(lái)安裝。

第四步，依次裝上其他部件，將泵體連接減速機(jī)，通電運(yùn)行轉(zhuǎn)子泵30 min，無(wú)液體滲出說(shuō)明油封密封完好，此時(shí)油封更換完畢。若條件允許，可將泵靜止一周后再通電運(yùn)行，碳化硅材質(zhì)的密封件具有一定張力，張力全部釋放完則密封更好。

2.3 故障案例三——減速機(jī)抱死

泵運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)速度異常降低直至停止，再次關(guān)機(jī)重啟則泵無(wú)法啟動(dòng)，打開(kāi)電氣柜發(fā)現(xiàn)變頻器報(bào)錯(cuò)，報(bào)錯(cuò)代碼F0000，提示為電機(jī)過(guò)載，導(dǎo)致的原因是泵送的液體未經(jīng)過(guò)濾，導(dǎo)致轉(zhuǎn)子卡住。解決辦法：首先，將泵通電但不啟動(dòng)，用手轉(zhuǎn)動(dòng)主軸，若無(wú)法轉(zhuǎn)動(dòng)，可設(shè)置低轉(zhuǎn)速再用手轉(zhuǎn)動(dòng)主軸，直至轉(zhuǎn)動(dòng)為止；然后，確定了能手動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)主軸，設(shè)定稍高轉(zhuǎn)速讓泵運(yùn)行；最后，接入純化水，將泵腔泵腔沖洗干凈。

3 結(jié)語(yǔ)

以上維修案例，均是實(shí)踐過(guò)程中的常見(jiàn)案例和解決辦法。在維修Wrightflow MP 系列轉(zhuǎn)子泵時(shí)一定要遵循廠家指導(dǎo)意見(jiàn)，逐步排查，逐層深入，同時(shí)一定要深入研究泵的結(jié)構(gòu)示意圖，理解泵送原理、機(jī)械密封原理等，也是維修轉(zhuǎn)子泵的最基本要求。在使用泵的過(guò)程中要注重泵的保養(yǎng)，定期更換密封件，不可空轉(zhuǎn)，泵送的液體一定要經(jīng)過(guò)過(guò)濾，安全科學(xué)使用泵是保證轉(zhuǎn)子泵穩(wěn)定運(yùn)行的核心要素。