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暴雨侵袭后的“悲惨实验室”-空气压缩机故障及其维修

夏天的雪

2014/11/19

原子吸收光谱（AAS）

前言

故事(或者事故)得从今年夏天某个周末开始说起。话说南方的夏天，阴晴冷暖，飘忽不定，前一秒还是艳阳高照，下一秒就可能天昏地暗，大雨倾盆。有这么个周末，周五骄阳似火，下班后关完门、窗、水、电、气各自回家；周末台风临近,狂风暴雨肆虐一天；周一早上上班，单位大院一片狼藉，车棚里的车被风吹的东倒西歪，树木也被吹的尸横遍野，办公室不断传来有雨水打进屋内的消息。不敢怠慢，挨个检查实验室。走了一圈，发现个别实验室窗外没关严，雨水沿着缝打进了屋内，但是并不严重，仅仅是窗户下面有点淤水。检查到光谱实验室，发生了让小伙伴们都惊呆了的一幕。放置原子吸收光谱仪的实验台下面水汪汪的一大片，实验台与窗户间的空隙处积聚了大量的雨水，实验台角落处也有雨水停留过的痕迹，甚至部分水滴轻吻了石墨炉电源的面颊。更严重的是，在有限的空间里放置了与原子吸收光谱仪相配套的空气压缩机和循环水机，两者像刚沐浴完，身上沐浴露还没有清理干净的孩子，静静的呆在那里。

事故现场当时未拍照片，下图是事故清理后的图片，物品摆放位置几乎没有改变。有点暗，看个大概吧。

为了防止二次伤害，先清理掉周边的各种电源线，将沐浴完的两个小伙伴（空气压缩机和循环水机）带到了干净的住处。然后就是一系列的流程：报告领导，查看现场，分析漏水原因，评估可能的伤害和损失，寻找应对措施。为了寻找漏水原因，雨水并没有及时清理，并保留了实验台雨水痕迹。到底是什么原因导致“水漫金山”呢？排除了窗户的原因，唯一的可能就是屋顶。虽然实验室的位置不在顶楼，但是天花板后面隐藏的通风系统直通屋顶。拆开天花板，发现后面果然有雨水光临过的痕迹。爬到屋顶，发现屋顶也是汪洋一片，因此，初步判定雨水是沿着通风管道渗入到了室内。

话分两头，房屋补漏、维修暂且不说，且说咱关心的实验设备。空气压缩机和循环水机被淋成落汤鸡，石墨炉电源也与雨水有了亲密接触（虽然只是有雨滴打在实验台溅落在上面），直接开机测试肯定是不行的。采用手机掉水里的方法，晾干、吹干、烘干的“三干”政策，然后单独开机试运行。由于循环水机有严实的外壳保护，离落水点有点距离，受伤并不严重，“三干”政策后，开机运行一切正常。而空气压缩机的上半部分，核心的电气元件赤裸裸的暴露在外面，“三干”政策后还是未能幸免于难。空气压缩机开启运行一段时间后室内相应线路的漏电保护开关跳闸，重新开机，故障依旧，而且具有规律性，每次开机后仪器的运行时间相近。

故障检测及维修

先认识一下这次事故的受害者：静音无油空压机型号：DA-5001 品牌：dynair 大圣。

注：这两张图非原装图，分别在检修过程中和维修完成后拍摄，左图中过载保护器位置有改变，右图中电磁阀已经更换完毕，原装电磁阀后面展示

从上面两张空气压缩机的结构图中可以发现，此款空气压缩机没有太多的电子电路，主要由压缩机、储气罐和一些附属的电气元件构成。考虑到空气压缩机开机后可以运行一段时间，且内部结构相对复杂，因此暂且将压缩机搁置一边。

此次故障主要表现在空气压缩机运行后漏电保护开关跳闸，推测线路中哪个部件短路或过载了。首先映入眼帘的就是过载保护器，因此将其拆之。

台湾 KUOYUH 88series过载保护器，通过对电路中电流的感应起到保护马达的作用。

将过载保护器从盒子中取出，拔出两个引脚，并根据过载保护器上面的技术参数选择用一个3A的保险丝进行替代。由于保险丝无法直接连入线路中，因此对其进行小小的改造，在保险丝两端分别焊接上铜线，然后插入到过载保护器的引脚中。开机后故障仍然存在，而且保险丝完好无损，从而排除了过载保护器是此次故障的凶手。

改造后的保险丝

检查空气压缩机的开关，该开关为压力自动开关，其工作原理为：在空气压缩机正常运转时，开关是闭合的，当储气罐压力达到预定压力的上限时，由压缩空气顶动橡皮，通过跳桥使弹簧跳动，带动跳板，从而使胶木座内动触头与静触头脱开，达到切断电路，使电动机停转。反之当储气罐气压降至一定压力时，重新起跳，使电路接通，电动机继续运转。开关上设有放空阀，当跳板跳动时，压下顶杆，使放空阀打开，达到排气之目的，使第二次跳动时，减轻电动机起动负荷。

当空气压缩机工作时，压缩空气从储气罐进入气压自动开关，压力自动开关的闭合与断开是根据预先设定压力动作的。从开关上的标识可以知道开关的控制范围为5-7.8kg，即压力低于5kg时空气压缩机启动，当压力达到7.8kg时自动停止（注：气体压力1kg约等于1BAR）。开关接头完好，开机调试至漏电保护开关跳闸期间也未见异常。

每次故障出现前空气压缩机的运行时间相近，而且在调试过程中无意间发现，如果改变出口压力还会影响运行时间。进一步观察发现，每次跳闸的时候，储气罐的压力表都几乎到达红线位置，也就是7.8BAR处。

根据空气压缩机运行的机理，当储气罐压力达到7.8BAR时，压力自动开关断开，空气压缩机停止运行，同时电磁阀关闭。难道是电磁阀引起漏电保护开关的跳闸？

找到电磁阀的电源线，并将其断开

重新开机，空气压缩机运行，没有出现漏电保护开关跳闸的现象，从而找到故障原因。

找到故障原因，采购电磁阀。采购回来的电磁阀与原装电磁阀大不一样，不仅个头小了，而且没有了消音的功能，将就用吧。

电磁阀采购回来，想替换掉可不是件简单的事。将其中的曲折倾诉一番。

要想安装上新购的电磁阀，就需要将原装的电磁阀拆卸下来，然而，电磁阀与三通之间的连接是通过一个反向双头螺丝连接的，无法通过拧动螺丝达到拆卸的目的。于是想通过先拆三通，将其从储气罐上拆卸下来再拆电磁阀，然而电磁阀是个大块头，其一举一动都会受到左邻右舍的牵制。

无奈之下，只能让他们先拆迁，然后再回迁。压缩机只需将其下端的4颗防滑螺丝拆卸掉，挪至一边即可，无需完全拆下；排污阀拧掉螺丝就可以；三通的拆卸有点困难，其螺丝上有密封胶，废了九牛二虎之力将其拿下。

拆下来的电磁阀

由于三通和螺丝的螺纹处都有密封胶，因此先用有机溶剂将其处理干净

余下的工作就变得简单而且顺畅，替换掉电磁阀，原路返回，逐一安装各部件。由于实验室没有密封胶，就用生料带代替了。

重新安装完毕，开机，并通过开关出口阀调试压缩机运行过程，一切运行正常，故障排除。将出口阀关闭，储气罐充满气，检查气密性，未见漏气现象。

到此此次维修完毕，空气压缩机正常投入使用，然而不能好了伤疤忘了疼，亡羊补牢犹时未晚，在墙上贴上告示，时刻提醒实验人员。

小结：

1 实验室的前期设计影响到后续仪器的摆放和使用，不合理的布局也会给实验带来麻烦。避免有干扰的仪器放置在一起，减少实验室隐患的存在，这种靠窗的摆放尽量不要使用。

2 节假日尤其在长假期间需要加强对实验室水、电、气、门、窗的检查，以及对仪器的适当保护，如盖好防尘罩，适当的维护等

3 空气压缩机维修前需要先将其内部气体排尽后再维修，内部含有压缩气体，防止发生意外

4 仪器故障如果无法直接找到故障原因，可以通过排除法或替代法进行排查；拆装时如果直接拆卸不可行，也可以采用迂回策略

5 原装电磁阀具有消音功能，使用过程中噪音小，更加安静；新购的电磁阀无消音功能，储气罐的压力到达指定值后会发出较响的噪音，这就是省钱的带来的后遗症

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ldgfive

第1楼2014/11/19

应助工程师

这个空压机还有一个储气罐，不错

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夕阳

第2楼2014/11/19

应助达人

请教楼主：
（1）电磁阀安装在哪里？在上传的图-7中没有看到啊？
（2）该电磁阀是起到什么作用的？楼主未加说明啊？
（3）为何电磁阀会引起短路跳闸？究竟是电磁阀哪里出了毛病？

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夏天的雪

第3楼2014/11/19

应助达人

空压机的原装图片没有拍，第7张图片中左边的为原装电磁阀，第3张图片是电磁阀更换后的图片，此时电磁阀已经进行了更换，两者只是电磁阀的型号不一样，位置和接法完全相同；空压机电磁阀是通过一个电磁线圈控制阀芯位置，以接通或者切断气源，当罐体压力达到一定数值时切断气源，使罐体密封，当压力低于一定数值，通过压力自动开关打开电磁阀，气罐与外界气路联通；电磁阀里有电磁阀线圈，受潮后容易引起绝缘不好而漏磁，引起线圈内电流过大，这可能是电磁阀引起跳闸的原因。有问题的电磁阀没有拆开，只是找到问题后就直接更换了，旧的电磁阀外面包裹了一层消音材料
夕阳(anping) 发表:请教楼主：
（1）电磁阀安装在哪里？在上传的图-7中没有看到啊？
（2）该电磁阀是起到什么作用的？楼主未加说明啊？
（3）为何电磁阀会引起短路跳闸？究竟是电磁阀哪里出了毛病？

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夕阳

第4楼2014/11/19

应助达人

其实这种电磁阀的结构非常简单，一组线圈，一个衔铁，外加一个工字形的波纹阀门。
从楼主提供的照片可以看到，电磁阀黑色外罩的顶部有一个螺丝母，旋松螺丝母取下黑色外罩，将裸露的线圈放到烘箱中，用70°的温度烘烤十几分钟即可赶尽潮气，便可挽救受潮的电磁阀啦！既省钱又省时。
以上仅仅是个人的愚见。

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夕阳

第5楼2014/11/19

应助达人

以下是第三张和表第七张照片，没有楼主说的内容：

第三张

第七张
夏天的雪(bingwang228) 发表:空压机的原装图片没有拍，第7张图片中左边的为原装电磁阀，第3张图片是电磁阀更换后的图片，此时电磁阀已经进行了更换，两者只是电磁阀的型号不一样，位置和接法完全相同；空压机电磁阀是通过一个电磁线圈控制阀芯位置，以接通或者切断气源，当罐体压力达到一定数值时切断气源，使罐体密封，当压力低于一定数值，通过压力自动开关打开电磁阀，气罐与外界气路联通；电磁阀里有电磁阀线圈，受潮后容易引起绝缘不好而漏磁，引起线圈内电流过大，这可能是电磁阀引起跳闸的原因。有问题的电磁阀没有拆开，只是找到问题后就直接更换了，旧的电磁阀外面包裹了一层消音材料

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夏天的雪

第6楼2014/11/19

应助达人

当时联系的厂家工程师也是说让在烘箱中烘干后再试，但是烘完后还是会跳闸。没有将电磁阀拆开烘，可能也是问题没有解决的原因。受启发了。。。
夕阳(anping) 发表:其实这种电磁阀的结构非常简单，一组线圈，一个衔铁，外加一个工字形的波纹阀门。
从楼主提供的照片可以看到，电磁阀黑色外罩的顶部有一个螺丝母，旋松螺丝母取下黑色外罩，将裸露的线圈放到烘箱中，用70°的温度烘烤十几分钟即可赶尽潮气，便可挽救受潮的电磁阀啦！既省钱又省时。
以上仅仅是个人的愚见。

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七月

第7楼2014/11/19

我好像没见过没有储气罐的空压机。。。
ldgfive(ldgfive) 发表:这个空压机还有一个储气罐，不错

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夏天的雪

第8楼2014/11/19

应助达人

下图是更换电磁阀后的图片

下图为原装电磁阀，拆卸时拍的图片

夕阳(anping) 发表:以下是第三张和表第七张照片，没有楼主说的内容：

第三张

第七张

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夏天的雪

第9楼2014/11/19

应助达人

电磁阀黑色外罩顶部的螺丝拆卸后，里面好像包裹了一层消音材料，拆过螺丝但是没有拆彻底，可能需要将消音材料去除后才能见到线圈
夕阳(anping) 发表:其实这种电磁阀的结构非常简单，一组线圈，一个衔铁，外加一个工字形的波纹阀门。
从楼主提供的照片可以看到，电磁阀黑色外罩的顶部有一个螺丝母，旋松螺丝母取下黑色外罩，将裸露的线圈放到烘箱中，用70°的温度烘烤十几分钟即可赶尽潮气，便可挽救受潮的电磁阀啦！既省钱又省时。
以上仅仅是个人的愚见。

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夏天的雪

第10楼2014/11/19

应助达人

图片没有编序号，可能不能一一对应
夕阳(anping) 发表:以下是第三张和表第七张照片，没有楼主说的内容：

第三张

第七张

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