Виды подшипников вала датчика потока воды в стиральных машинах

Помимо тяжелых опор барабана и насосов, работающих с загрязненным мыльным раствором, в современных стиральных машинах (особенно с системами дозирования воды по объему) и посудомоечных автоматах есть кинематика, работающая исключительно на впуске. Это датчик потока воды — расходомер, или аквасенсор.

Его задача — с миллилитровой точностью измерять объем поступающей из водопровода чистой воды. Основой этого узла является миниатюрная гидротурбинка со встроенным магнитом, импульсы от вращения которой считываются герконом или датчиком Холла. Поскольку турбинка вращается в потоке воды под давлением магистрали, к ее миниатюрному опорному узлу предъявляются строгие требования по низкому коэффициенту трения.

Конструкция измерительного узла и гидродинамика турбинки

В отличие от мощных электродвигателей, турбинка расходомера не имеет собственного привода. Ее вращает кинетическая энергия потока заливаемой воды. Из-за микроскопических габаритов узла (диаметр турбинки редко превышает 2–3 см) использование шарикоподшипников здесь физически невозможно. Инженеры применяют простейший, но прецизионный подшипник скольжения.

Техническая спецификация опорных узлов аквасенсора:

• Конструкция опор. Миниатюрный подшипник скольжения, представляющий собой цилиндрическое отверстие в ступице крыльчатки, насаженное на тонкую неподвижную ось.
• Материалы сопряжений. Направляющая ось из полированной нержавеющей стали или полимера (POM), работающая в паре с крыльчаткой из полиацеталя или тефлона.
• Принцип смазывания. Чистое гидродинамическое скольжение, где в качестве смазочной среды выступает холодная или горячая водопроводная вода.
• Режим нагрузок. Околонулевые механические нагрузки при высоких скоростях вращения (в среднем от 1000 до 3000 об/мин в зависимости от магистрального напора).

Износ микроопор от накипи и водопроводного абразива

Расходомер работает в чистой водопроводной воде, поэтому ему не страшны ворс, мыльная пена или агрессивные щелочи. Главными врагами этой микрокинематики выступают соли жесткости и механические примеси из магистральных труб.

Зазор между стальной осью и пластиковой ступицей турбинки измеряется микронами. Он должен быть минимальным, чтобы крыльчатка не вибрировала и магнитное поле не «гуляло» относительно внешнего датчика. Со временем на оси начинают оседать соли кальция и магния (даже в холодной воде, если она имеет высокую жесткость). Известковый налет работает как абразив, который постепенно растачивает пластиковую ступицу изнутри, увеличивая зазор.

Ситуация усугубляется присутствием в воде мелкодисперсного песка или частиц ржавчины. Они затягиваются потоком в зазор подшипника скольжения и глубоко царапают полимер. В результате идеальное круговое отверстие в турбинке приобретает овальную форму. Крыльчатка начинает вращаться с радиальным биением, подклинивает или цепляется магнитом за стенки колбы.

При подклинивании турбинка вращается медленнее, чем должна при текущем напоре. Электронная плата получает заниженное количество импульсов и, думая, что воды набралось мало, продолжает держать заливной клапан открытым. Это приводит к систематическому переливу воды в баке.

Если же ось зарастает накипью полностью, турбинка блокируется, и машина уходит в ошибку по отсутствию залива воды.

Вопрос-ответ

Можно ли восстановить заклинивший расходомер, очистив его от накипи?

Если причиной остановки стал известковый налет на оси, а пластиковая ступица еще не разбита, узел можно спасти. Достаточно демонтировать расходомер и замочить его турбинку в теплом растворе лимонной кислоты на 30–40 минут. Механически чистить тонкую стальную ось надфилем или наждачной бумагой категорически запрещено — это уничтожит полировку, и после такой «чистки» пластик турбинки сотрется об ось за пару недель. Если же ступица уже расточена абразивом до овального состояния, расходомер меняется в сборе.

Почему нельзя смазать ось турбинки водостойким силиконом для лучшего скольжения?

Расходомер стоит на магистрали залива чистой воды, которая затем будет контактировать с бельем. Любая консистентная смазка, заложенная в этот узел, будет вымыта давлением и окажется в баке с вещами. Кроме того, вязкость смазки создаст гидравлическое сопротивление: легкая пластиковая турбинка просто увязнет в силиконе и не сможет вращаться под напором воды. Узел рассчитан строго на жидкостное трение в воде.

Защищает ли обычный фильтр-сеточка на заливном клапане ось расходомера?

Заводская сеточка на входе заливного шланга защищает гидротракт от окалины и крупных кусков ржавчины. Однако мелкодисперсный песок и растворенные соли жесткости проходят через нее беспрепятственно. Для радикального продления ресурса микрокинематики аквасенсоров рекомендуется установка внешних магистральных фильтров тонкой очистки (например, полипропиленовых модулей на 5–10 микрон) на водопроводную трубу перед машинкой.

Технико-коммерческий инженер ГК Индатэк Смирнов А. В.