Sudėtingos automatikos sistemos, kurios atlieka tam tikrų įrenginių veikimo režimų perjungimo funkciją, yra sukurtos ant paprasčiausių elementų. Jie linkę keisti bet kuriuos savo parametrus (formą, tūrį, elektrinį laidumą ir kt.) veikiami vieno ar kelių veiksnių.
Taigi, visuose šiuolaikiniuose šildymo elementuose yra termostatai, kurie valdo paviršiaus šildymo laipsnį. Bet kurio termostato pagrindas yra bimetalinė plokštė.
Kas yra bimetalinė plokštė
Elementas, kuris, veikiant aukštai temperatūrai, turi savybę deformuotis (lenktis) viena kryptimi, vadinamas bimetaline plokšte. Pagal pavadinimą galite spėti, kad plokštelėje yra du metalai. Kiekvienas iš jų turi savo šiluminio plėtimosi koeficiento reikšmę. Dėl to kaitinant tokią plokštelę vienas jos komponentas išsiplečia tam tikru kiekiu, o antrasis – kitu.
Dėl to susidaro lenkimas, kurio forma priklausonuo temperatūros koeficientų skirtumo. Deformacijos greitis yra tiesiogiai proporcingas temperatūros pokyčiui. Atvėsusi plokštelė įgauna pradinę padėtį. Plokštė yra monolitinė jungtis ir gali veikti neribotą laiką.
Kokie komponentai naudojami bimetaluose
Norint sujungti metalus į vieną bimetalą, naudojamas litavimas, suvirinimas ir kniedijimas.
Įprastos bimetalinės plokštės pavyzdys yra žalvario ir plieno derinys. Šis kompozitas turi didelį šiluminį jautrumą.
Yra bimetalo analogų iš nemetalinių medžiagų (stiklo, keramikos). Jie skirti dirbti atšiaurioje cheminėje aplinkoje, kur negalima naudoti metalo.
Kaip veikia bimetalinė juostelė
Bimetalinė plokštė veikia kaip įvairių šiluminio valdymo ir šilumos valdymo sistemų dalis, o tiksliau – daugelio modifikacijų šiluminėje relėje. Paprasčiausią termostatą sudaro:
- Karščiui atsparus korpusas. Jame yra visi relės elementai.
- Gnybtai – naudojami elektros grandinei prijungti.
- Mechaniniai kontaktų arba kontaktų grupių jungikliai. Atjunkite ir nutraukite elektros kontaktus, įjunkite arba išjunkite grandinę.
- Dielektrinis strypas arba tarpiklis. Perduoda mechaninį veiksmą nuo plokštės iki jungiklio.
- Bimetalinė plokštė. Tai yra atsako į temperatūros pokyčius elementas ir sukuria spaudimą stiebui.
- Temperatūros jutiklis. Paprastas metalasplokštė tiesiogiai prijungta prie valdymo elemento. Jis pasižymi geru šilumos laidumu ir perduoda šilumą į bimetalą.
Kai šildytuvo paviršiaus temperatūra yra priimtina, bimetalinė plokštė yra tam tikros išlenktos (lygios) būsenos, elektriniai kontaktai yra uždaryti, o srovė teka šildytuvo grandinėje.
Kai paviršiaus temperatūra pakyla, bimetalas pradeda kaisti ir palaipsniui deformuojasi, darydamas spaudimą strypui. Tokiu atveju ateina momentas, kai strypas atidaro mechaninio jungiklio kontaktą, o srovė šildytuvo grandinėje nutrūksta. Tada atšąla, plokštelė atvėsta, grandinė užsidaro ir viskas kartojasi iš naujo.
Relės dažnai gaminamos su galimybe valdyti atsaką pagal temperatūrą.
Bimetalinė katilo plokštė
Šildymo gamtinėmis dujomis sistemos yra didelės rizikos įrenginiai, todėl jose yra įvairių būklės stebėjimo jutiklių. Taigi, pagrindinis saugos elementas yra traukos jutiklis. Jis nustato teisingą degimo produktų išėjimo kryptį, tai yra iš degimo kameros kamino link. Taip išvengiama anglies monoksido patekimo į patalpą ir žmonių apsinuodijimo.
Pagrindinis traukos jutiklio komponentas yra bimetalinė dujinio katilo plokštė. Jo veikimo principas panašus į bet kurio bimetalo, o medžiagos matmenys ir parametrai apskaičiuojami taip, kad viršijus 75 laipsnių temperatūrą kanale deformuojasi plokštė ir įsijungia dujų vožtuvas.
Kokie įrenginiai naudoja bimetalą
Bimetalinės plokštės taikymo sritis yra labai plati. Beveik visi prietaisai, kuriuose reikalinga temperatūros kontrolė, yra su bimetaliniais termostatais. Taip yra dėl konstruktyvaus tokių relių sistemų paprastumo ir patikimumo. Mūsų įprasta technika termostatai yra:
- Buitiniuose šildymo prietaisuose: krosnyse, lyginimo sistemose, boileriuose, elektriniuose virduliuose ir kt.
- Šildymo sistemos: elektriniai konvektoriai, dujiniai ir kieto kuro katilai su elektronika.
- Automatinio išjungimo elektros dėžėse.
- Matavimo prietaisų elektronikoje, taip pat impulsų generatoriuose ir laiko relėse.
- Šiluminiuose varikliuose.
Pramoninėse technologijose bimetalinės plokštės įrengiamos šiluminėse relėse, skirtose apsaugoti galingus elektros prietaisus nuo šiluminių perkrovų: transformatorius, elektros variklius, siurblius ir kt.
Keičiant plokštelę
Visų bimetalinių juostelių tarnavimo laikas yra ilgas, tačiau kartais jų keitimas yra neišvengiamas. Poreikis atsiranda, kai:
- Bimetalas prarado savo savybes arba pasikeitė, o tai neatitinka įrenginio veikimo režimo.
- Plokštė perdegusi (taikoma šiluminėms relėms).
- Kai sulūžta tvirtinimo varžtas arba sugenda uždegiklio degiklis (dujiniuose katiluose).
- Kai įdedamas pakaitalasnumatomi planiniai priežiūros darbai.
Buitinėje technikoje jis dažniausiai nekeičiamas. Jei termoreguliacijos sistema sugenda, bimetalinė plokštė keičiama kaip visas blokas, kuris yra konkretaus įrenginio modelio atsarginės dalys. Tačiau dažnai termostato gedimo priežastis yra sudegę NC kontaktai, o ne bimetalinė plokštė.
