金寶AK200S型血液透析機(jī)除氣系統(tǒng)特殊故障快速檢修及設(shè)計(jì)缺陷改良

陳沉

南方醫(yī)科大學(xué)第三附屬醫(yī)院設(shè)備器材科 （廣東廣州 510000）

金寶AK200S型血液透析機(jī)是較早進(jìn)入我國市場的一款機(jī)型，至今仍在國內(nèi)許多透析中心廣泛使用。儀器性能好壞直接關(guān)系到患者的治療效果和生命安全，因此，儀器在設(shè)計(jì)時(shí)非常嚴(yán)格，各參數(shù)允許的誤差值很小，且設(shè)計(jì)師非常重視儀器的安全可靠性。儀器在治療前的自檢會(huì)對每個(gè)部件進(jìn)行測試，當(dāng)檢測到部件有異常時(shí)，儀器會(huì)報(bào)錯(cuò)且無法通過自檢[1-2]。除氣系統(tǒng)是血液透析機(jī)的重要組成部分，其作用是降低透析液中的氣體所占比例，保證透析治療更加精準(zhǔn)?，F(xiàn)使用排查法解決金寶AK200S機(jī)型除氣系統(tǒng)故障，并針對部件設(shè)計(jì)缺陷提出改良建議。

1 故障現(xiàn)象及初步分析

儀器自檢到“Degassing level regulate”步驟時(shí)，報(bào)錯(cuò)誤代碼 FCN 5.06 001。

儀器自檢時(shí)，除氣室的液位應(yīng)連續(xù)5 min保持在35～65 mm高度[3]，不滿足此條件則觸發(fā)以上故障代碼，按照以往的處理經(jīng)驗(yàn)和查閱相關(guān)維修文獻(xiàn)資料，常見的故障原因?yàn)椋海?）濃縮液太舊或濃度不準(zhǔn)；（2）除氣室或連接至水箱頂部管路堵塞；（3）除氣泵故障[4-5]。

2 故障檢修過程與排除

2.1 檢查濃縮液

檢修時(shí)，首先查看機(jī)器外部A、B濃縮液管吸入透析液是否正常[6]，再檢查透析液桶內(nèi)是否存在氣泡（氣泡吸入除氣室后會(huì)造成液位降低，繼而引發(fā)報(bào)警）；肉眼觀察發(fā)現(xiàn)A、B液桶內(nèi)正常，為了確保用最簡單快捷的方式解決故障，仍更換了新的A、B液，若故障依舊無法排除，需進(jìn)入下一步驟。

2.2 檢修除氣室

拆機(jī)檢查與除氣系統(tǒng)工作相關(guān)的水路（圖1），發(fā)現(xiàn)位于除氣泵后方的除氣室的液面很高，并且從頂部管路溢出回到水箱，同時(shí)肉眼觀察除氣泵的進(jìn)水流，發(fā)現(xiàn)水中的氣泡流速很快，綜合以上現(xiàn)象，可判斷除氣泵此時(shí)的水流量比正常狀態(tài)下要快，導(dǎo)致除氣室的進(jìn)水速度遠(yuǎn)大于用水速度，液面過高，同時(shí)否定了該故障是由除氣室或是頂部管路堵塞引起，將檢修重點(diǎn)轉(zhuǎn)移到除氣泵上。

圖1 金寶AK200S型血液透析機(jī)除氣系統(tǒng)水路

2.3 檢修除氣泵

正常狀態(tài)時(shí)，進(jìn)入除氣室的水流在除氣泵前的負(fù)壓環(huán)境、限流口及膨脹室的三重作用下，使氣體從水中分離出來，進(jìn)入除氣泵的水流即會(huì)夾雜大量肉眼可見的氣泡，進(jìn)入除氣室后氣體浮至腔體上方，腔內(nèi)的氣體會(huì)由除氣室頂部管路排到水箱，而不含氣泡的液體則留在腔體提供給后面水路使用，從而實(shí)現(xiàn)透析液中的氣體清除。除氣泵的泵前負(fù)壓反映了其運(yùn)轉(zhuǎn)情況，對除氣室液位有決定性作用，進(jìn)入維修菜單的overview界面下FM項(xiàng)，觀察到除氣泵的壓力傳感器壓力為 -588 mmHg（1 mmHg=0.133 kPa），與標(biāo)準(zhǔn)壓力值-580 mmHg[4]相差不大，屬于正常工況范圍。至此，我們可以推斷該故障起因不是以往常見的，需要對存在異常的除氣系統(tǒng)所有關(guān)聯(lián)水路進(jìn)行更細(xì)致的排查。

2.4 特殊故障的排除過程

如圖2，當(dāng)向前端管路檢修到位于膨脹室下方的循環(huán)閥時(shí)，發(fā)現(xiàn)閥體的傳動(dòng)撥片較平時(shí)有異常松動(dòng)，此時(shí)將檢修范圍再一步縮小，將故障起因聚焦在循環(huán)閥上。循環(huán)閥是一個(gè)三通閥，該閥的作用是當(dāng)除氣不徹底或除氣室進(jìn)水流大導(dǎo)致液面過高時(shí)，循環(huán)閥讓那部分液體從除氣室底部的循環(huán)水路回到循環(huán)閥并重新進(jìn)入除氣泵，其原理是通過與電機(jī)轉(zhuǎn)軸上連接的偏心輪旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)動(dòng)角度大小來控制閥體撥片開合大小。主水路打開得多，循環(huán)水路相對打開得少，進(jìn)入除氣室的液體更多來自水箱水路；主水路打開得少，則循環(huán)水路相對打開得多，會(huì)有更多液體重新匯入主水路，從而實(shí)現(xiàn)更徹底的除氣及控制除氣室液面。我們分析閥體撥片松動(dòng)的原因可能為：（1）閥體內(nèi)部與撥片連接部分?jǐn)嗔?；?）電機(jī)故障；（3）電機(jī)與撥片之間的傳動(dòng)部分故障。

圖2 循環(huán)閥結(jié)構(gòu)

為節(jié)約時(shí)間，我們首先不考慮拆卸循環(huán)閥檢修，應(yīng)先從外部現(xiàn)象判斷故障，用手指輕輕掰動(dòng)撥片，進(jìn)入除氣泵的水流速度下降，除氣室的液面緩慢降低，證明撥片可以有效控制閥體，兩者之間的連接無斷裂；用手觸摸電機(jī)外殼，電機(jī)工作轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)外殼震動(dòng)的觸感與正常時(shí)幾乎無差異；觀察傳動(dòng)部分，電機(jī)在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)偏心輪無法轉(zhuǎn)動(dòng)，用手順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)偏心輪到盡頭，發(fā)現(xiàn)偏心輪與電機(jī)轉(zhuǎn)子間有個(gè)直徑約3 mm的空心凹槽。由于我們之前未維修過循環(huán)閥，對該部件的結(jié)構(gòu)不熟悉，但根據(jù)維修經(jīng)驗(yàn)推斷此處應(yīng)該是有一顆螺栓用于緊固偏心輪和電機(jī)轉(zhuǎn)子，螺栓脫落后導(dǎo)致電機(jī)轉(zhuǎn)子傳動(dòng)失效；偏心輪旋轉(zhuǎn)的最大角度是270°，順時(shí)針轉(zhuǎn)到盡頭時(shí)凹槽口面朝操作人員且與地面平行，逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)270°至盡頭時(shí)凹槽口正好垂直向下，設(shè)備在每次消毒完畢后，電機(jī)都會(huì)默認(rèn)控制偏心輪旋轉(zhuǎn)到逆時(shí)針的盡頭位置；緊固螺栓極有可能是長期工作產(chǎn)生松動(dòng)，偏心輪轉(zhuǎn)到此位置后掉落，通過仔細(xì)搜尋，位于偏心輪下方，靠近加熱器的水箱蓋頂處發(fā)現(xiàn)一顆細(xì)小螺栓，規(guī)格為M3×4無頭六角螺栓，用公制1.5 mm內(nèi)六角扳手將螺栓擰回凹槽，固定好傳動(dòng)部分，重新開機(jī)測試，設(shè)備工作正常。

3 總結(jié)與改良建議

很多透析中心機(jī)位緊張，設(shè)備長期處于滿負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)，由于設(shè)備不能及時(shí)修復(fù)導(dǎo)致患者無法得到及時(shí)有效的治療，進(jìn)而對透析治療排班和醫(yī)院社會(huì)形象造成負(fù)面影響，因此，如何高效快速檢修設(shè)備對于血液透析機(jī)維修人員至關(guān)重要。當(dāng)循環(huán)泵出現(xiàn)故障時(shí)，未與電機(jī)轉(zhuǎn)子緊固的偏心輪無法轉(zhuǎn)動(dòng)，金寶AK200S機(jī)型的人體工學(xué)設(shè)計(jì)只允許維修人員從機(jī)器正前方進(jìn)行維修操作，同時(shí)循環(huán)閥安裝的位置高度視角只能看到偏心輪的前方及上方，故此時(shí)螺栓孔的開口朝向會(huì)被偏心輪遮住，故障點(diǎn)不容易被發(fā)現(xiàn)[7]；對于不熟悉結(jié)構(gòu)的維修人員，需要花費(fèi)很長時(shí)間排除故障，即使找到故障點(diǎn)，掉落的螺栓體積非常小，機(jī)器內(nèi)部管道部件錯(cuò)綜復(fù)雜，對人的視覺干擾很大，不易被肉眼發(fā)現(xiàn)，將給視覺搜尋帶來很大難度[8]，甚至螺栓掉到機(jī)器里面的部件縫隙深處而丟失。

本研究除了分享維修經(jīng)驗(yàn)，也針對循環(huán)閥的這一設(shè)計(jì)缺陷提出改良建議，參照圖3，可以考慮在偏心輪下方空間3 cm的距離處加裝一個(gè)比偏心輪橫剖面積略大的托盤，托盤放置在支架上，支架則安裝固定在循環(huán)閥附近的機(jī)器框架上，托盤可從支架上抽出，方便取出托盤內(nèi)物件，此設(shè)計(jì)也為拆卸循環(huán)閥騰出必要的操作空間，保證維修人員實(shí)現(xiàn)快速檢修。當(dāng)螺栓脫落時(shí)，維修人員很容易發(fā)現(xiàn)掉落在托盤上的螺栓，不必將時(shí)間消耗在搜尋螺栓上，這種規(guī)格的螺栓在血液透析機(jī)日常維修中很少使用，也不必因丟失螺栓而為該零件專門設(shè)立備件庫，或者花費(fèi)時(shí)間采購零件。

圖3 經(jīng)過改良的循環(huán)閥結(jié)構(gòu)設(shè)想