Опорные втулки микропомпы откачки конденсата в сушильных машинах

В конденсационных сушильных машинах и аппаратах с тепловым насосом влага, выделенная из воздуха на поверхности теплообменника, стекает в нижний приемный лоток (поддон). Для подъема этой воды в верхний накопительный контейнер или отвода в систему канализации используется компактный центробежный насос малой мощности — дренажная микропомпа.

Конструктивно большинство таких насосов выполнены по схеме с «мокрым» ротором (синхронный двигатель с постоянным магнитом или компактный бесколлекторный привод постоянного тока). В архитектуре с «мокрым» ротором полость вращения не изолирована жесткими сальниками от перекачиваемой среды. Ось крыльчатки опирается на подшипники скольжения, которые омываются непосредственно откачиваемым конденсатом.

Конструкция и характер нагрузок

Помпа работает в повторно-кратковременном режиме, включаясь по сигналу поплавкового или электродного датчика уровня воды в поддоне. Конструктивные и эксплуатационные параметры узла определяются тремя факторами:

• Тип опор. Применяются миниатюрные радиальные и радиально-упорные втулки скольжения. Их изготавливают из спеченной технической керамики (оксида алюминия), антифрикционного графитофторопластового материала или модифицированных полимеров (полиамида, полиацеталя) с антифрикционными наполнителями. Сама ось ротора выполняется из полированной коррозионностойкой стали или керамики.
• Нагрузки. Опоры воспринимают умеренную радиальную нагрузку от массы магнитного ротора и гидравлического сопротивления крыльчатки. Дополнительно на узел воздействуют пусковые крутильные колебания, характерные для синхронных моторов с постоянными магнитами. Частота вращения ротора при частоте сети 50 Гц составляет 3000 об/мин.
• Условия смазки. Во многих моделях роль смазывающей и охлаждающей среды выполняет сам перекачиваемый конденсат, обеспечивая гидродинамический или смешанный режим трения. В ряде конструкций в камеру ротора и зазоры втулок на заводе закладывается водостойкая высоковязкая силиконовая смазка, изолированная от воды эластичной манжетой.

Специфика рабочей среды и факторы износа

В отличие от сливных насосов стиральных машин, через которые проходят агрессивные моющие растворы, песок и мелкий мусор, микропомпа сушильной машины перекачивает условно чистый конденсат без крупных твердых включений. Однако эта среда формирует собственные механизмы износа опор:

• Засорение волокнами, вызывающее абразивный износ. Мельчайшие частицы текстильного ворса, прошедшие через систему воздушных фильтров и смытые с пластин конденсатора, попадают в дренажный приямок. Смешиваясь с остатками кондиционеров для белья и вымытыми из тканей ПАВ, ворс образует вязкую суспензию (шлам). Эта масса проникает в зазор между осью и втулкой скольжения, нарушает отвод тепла и ускоряет выработку посадочного отверстия.
• Работа в режиме «сухого хода». При блокировке или отказе поплавкового датчика уровня (например, из-за скопления ворсового ила) автоматика может не отключить помпу после осушения лотка. Длительное вращение ротора на скорости 3000 об/мин без водяного охлаждения (возникающее при отказе датчика уровня) приводит к перегреву узла трения. Если втулки выполнены из графитонаполненного полимера, возможны деформация рабочей кромки и заклинивание оси.
• Динамическая выработка при пуске. Синхронные насосы с постоянными магнитами запускаются с характерными колебаниями: перед выходом на рабочие обороты ротор совершает несколько возвратно-поступательных движений. При появлении первичного радиального зазора во втулках эти пусковые вибрации перерастают в радиальное биение, постепенно деформируя опоры до овального профиля.

При значительном износе втулок скольжения радиальный люфт оси увеличивается, и постоянный магнит ротора под действием магнитного поля начинает задевать стенки разделительного пластикового стакана. В результате гидравлическая производительность помпы падает, а при подаче питания поле статора часто не может провернуть перекошенный ротор. Насос издает тихое низкочастотное гудение, переполнение нижнего поддона фиксируется датчиком, и сушильная машина останавливает цикл с индикацией ошибки дренажа.

Вопрос-ответ

Почему в дренажных помпах не применяют классические шарикоподшипники с резиновыми сальниками?

Использование шарикоподшипников потребовало бы установки плотного радиального сальника на валу для защиты стальных шариков от воды. В маломощных микропомпах (мощностью 5–25 Вт) трение резиновой кромки сальника о вал создавало бы существенное механическое сопротивление, сопоставимое с пусковым моментом самого электродвигателя. Схема с «мокрым» ротором на керамических или полимерно-графитовых втулках скольжения позволяет отказаться от тугих динамических уплотнений и сделать узел компактным.

Как проверить состояние втулок микропомпы при диагностике?

Для оценки износа необходимо снять крышку улитки насоса и покачать крыльчатку перпендикулярно оси вращения. В исправном узле заметный радиальный люфт минимален. Если крыльчатка свободно отклоняется в стороны на 1–2 мм, а на цилиндрическом магните ротора видны кольцевые следы трения о стенки пластиковой гильзы — втулки скольжения изношены, и насос требует замены.

Целесообразно ли менять или восстанавливать втулки в микропомпе сушильной машины?

В условиях сервисного ремонта дренажная помпа классифицируется как неразборный узел и меняется в сборе. Корпус статора и гильза ротора часто соединяются методом ультразвуковой сварки или неразъемными фиксаторами, а подбор ремонтных керамических или графитовых микровтулок с соблюдением заводских допусков соосности экономически нецелесообразен.

Технико-коммерческий инженер ГК Индатэк Смирнов А. В.