低压复合环境试验舱故障维修1 例

李 晗，杨立军，顾 昭，王桂友，涂 磊

（1.空军特色医学中心，北京100142；2.贵州风雷航空军械有限责任公司，贵州安顺561000）

0 引言

我中心于2012 年8 月引入DYC-2879T 型低压复合环境试验舱（以下简称“低压舱”）作为模拟高空低气压环境的试验装备。低压舱主要用于飞行员进行高空低气压和缺氧耐力的检查、训练、体验和研究，为飞机供氧装备防护性能鉴定提供试验手段[1]。近期，我中心计划使用低压舱组织飞行员开展一次高空生理训练，检测评价飞行员相关高空生理指标。正式训练前，工作人员对低压舱进行开机检查和操作演练，但在操作控制低压舱高度上升过程中遇到了高度调节不工作的故障，经过分析研判和线路排查[2]，确定导致故障的机构部件位于电磁阀，然后对故障部件进行相应处理，故障得以排除。在之后的厂家维保检修中，针对此次故障现象进行再次研讨和重新排查，使潜在的深层次问题得到解决。本文对此次故障的维修过程进行介绍，以供同行参考。

1 故障现象

开机后，操作人员首先设置低压舱上升目标高度，以80 m/s 速度上升至第一目标高度2 500 m。在完成2 500 m 高度所规定的爆炸减压训练科目内容后，继续操作控制低压舱以80 m/s 速度上升至第二目标高度7 000 m。但当高度到达5 500 m 后，低压舱无法继续上升。反复进行低压舱高度调节操作，但是舱室高度始终无法升至第二目标高度7 000 m，操作人员遂将低压舱调整回归至地面高度，操作演练终止。

2 舱室结构布局与线路分析

低压舱结构布局由试验大厅和设备动力间组成：试验大厅位于地上一层，主要包括各功能舱体、主控制台、指挥台、显示屏幕等；设备动力间位于地下一层，主要安装真空机组、水泵、空压机、制冷机组、除湿机组、风冷液冷设备、配电柜、负压罐和管路附件等附属设备[3]。与低压舱气压高度控制功能密切相关的系统和机构主要包括操作控制系统、动力管路系统和控制阀组等，因此故障分析应按照整体连接顺序依次进行，首先检查包括操作控制台在内的操作控制系统是否存在故障，其次检查动力管路系统和控制阀组是否存在故障，最后检查其他相关系统和机构组件是否存在故障。

3 排除故障过程

首先检查操作控制系统，通常情况下控制舱内升降速度和高度按照预定数值自动升降是在操作控制台通过设置需要达到的高度和速度的有关参数来完成的[4]。开机启动操作控制系统后，可编程逻辑控制器（programmable logic controller，PLC）一直处于通电运行状态，工作期间水泵和真空泵等设备由PLC和控制计算机控制[5]，设备设置面板上真空泵频率、电磁阀控制、抽气阀控制、主进气阀控制均显示为“自动”状态，如图1 所示。根据工作需要，如果在设备电控柜上将控制旋钮置于“手动”位，水泵和真空泵等设备也可以通过控制电控柜柜体上的按钮启动和停止。此次操作过程中，控制台各控制面板在使用过程中没有出现任何异常，故可以排除操作控制系统故障。

图1 设备设置面板

由于控制低压舱气压高度升降的机构组件位于动力管路系统中，接下来应重点排查动力管路系统故障[6]。该型低压舱的动力管路系统包括抽真空系统、新风系统、冷却水循环系统和供氧系统4 个部分，其中抽真空系统、新风系统、冷却水循环系统3个部分相互协调工作，共同实现试验所需的高度维持、高度上升、下降速率控制等功能，并维持各系统设备持续工作等。抽真空系统、新风系统、冷却水循环系统各组成设备可以单独手动启动，也可以通过计算机进行远程操作控制，主要由相应的真空泵机组、水泵、电磁阀和电动调节阀等组成。

变频柜属于动力管路系统机构组件，通过变频器控制各个真空泵，正常情况下变频器操作面板上的液晶屏显示为“REM”（远程控制）。检查时触及到螺杆式真空泵时，发现此时泵体局部温度仍然很高且夹套外部发热，属于不正常现象。关闭真空泵，重启冷却水系统和真空泵，泵体局部高温现象消失。再次进行线路检查，将真空泵与低压舱连接管路中间的电磁阀拆开，取出阀芯及阀芯套，使用CCl4溶液清洗阀芯及导杆后，回装阀芯使得阀芯在阀套内动作灵活，重新开机，操作低压舱调节高度可至设定目标高度，故障现象消失，高度调节不工作问题得到解决。

4 原因分析及体会

在自动工作状态中真空泵因为故障原因导致意外停机，控制系统将自动关闭调节阀和电磁阀，解除自动功能，保证低压舱内压力不变，并确保舱内人员安全。此次故障问题的根本原因是电磁阀不动作所致，但泵体局部温度升高及夹套外部发热的问题具有一定的隐蔽性，后期经厂家专门维修人员到现场处置，拆解真空泵，发现温度传感器损坏，需更换温度传感器。真空泵出现发热的原因主要有：（1）泵体和螺杆间的摩擦，螺杆间的碰撞，泵吸入某些杂质；（2）真空泵使用时间长，螺杆和泵体被腐蚀，泵的各部位间隙变大，泵的抽气能力降低，大量被排出的气体返回到吸入端。具体解决方法：及时记录不正常情况，对轴承温度、振动和噪声作常规性检查；可以通过听诊器监听噪声，记录螺杆间或螺杆与泵体之间的碰撞摩擦；真空泵运行一定时间后，故障报警显示高温，应首先检查冷却水供给是否正常（如不正常则需要重启冷却水系统），再检查真空泵各温度传感器是否损坏（温度传感器如果损坏则需要立即更换已损坏的温度传感器），最后重启真空泵观察有无超温报警，如无报警则表明高温故障已排除。

5 小结

在低压舱日常使用操作过程中，出现故障时严禁盲目、随意开启动力管路系统进行检修，应先对故障进行深入研究，查看设备机构组件工作记录，然后按照由外及内、由简至繁的顺序进行分析讨论和线路排查。对于不同部位的同类机构部件出现的故障问题，其产生原因也会存在较大差异，应加强低压舱日常检修与故障处理，确保低压舱使用维护更加合理，从而延长低压舱的使用寿命。