Komplexné automatizačné systémy, ktoré zohrávajú úlohu prepínania prevádzkových režimov určitých zariadení, sú postavené na najjednoduchších prvkoch. Majú tendenciu meniť ktorýkoľvek zo svojich parametrov (tvar, objem, elektrickú vodivosť atď.) pod vplyvom jedného alebo viacerých faktorov.
Všetky moderné vykurovacie telesá sú teda vybavené termostatmi, ktoré riadia stupeň povrchového ohrevu. Základom každého termostatu je bimetalová doska.
Čo je to bimetalová doska
Prvok, ktorý má vlastnosť deformovať sa (ohýbať sa) v jednom smere vplyvom zvýšenej teploty, sa nazýva bimetalová platňa. Podľa názvu môžete uhádnuť, že tanier obsahuje dva kovy. Každý z nich má svoju hodnotu koeficientu tepelnej rozťažnosti. Výsledkom je, že keď sa takáto platňa zahreje, jedna jej zložka sa roztiahne o určitú hodnotu a druhá o inú.
Výsledkom je ohyb, ktorého tvar závisíz rozdielu teplotných koeficientov. Rýchlosť deformácie je priamo úmerná zmene teploty. Keď sa platňa ochladí, získa svoju pôvodnú polohu. Doska je monolitické spojenie a môže fungovať neobmedzene.
Aké komponenty sa používajú v bimetaloch
Na spojenie kovov do jedného bimetalu sa používa spájkovanie, zváranie a nitovanie.
Príkladom bežnej bimetalovej dosky je kombinácia mosadze a ocele. Tento kompozit má vysokú tepelnú citlivosť.
Existujú analógy bimetalu z nekovových materiálov (sklo, keramika). Sú navrhnuté tak, aby fungovali v drsnom chemickom prostredí, kde nie je možné použiť kov.
Ako funguje bimetalový pás
Bimetalová doska funguje ako súčasť rôznych tepelných riadiacich a tepelných riadiacich systémov, presnejšie v tepelnom relé mnohých modifikácií. Najjednoduchší termostat obsahuje:
- Tepelne odolný kryt. Obsahuje všetky prvky relé.
- Svorky – slúžia na pripojenie elektrického obvodu.
- Mechanické spínače kontaktov alebo skupín kontaktov. Vytvárajte a prerušujte elektrické kontakty, zapínajte alebo vypínajte obvod.
- Dielektrická tyč alebo tesnenie. Prenáša mechanické pôsobenie z dosky na spínač.
- Bimetalová doska. Je to prvok odozvy na zmeny teploty a vytvára tlak na stonku.
- Snímač teploty. Obyčajný kovdoska priamo spojená s ovládacím prvkom. Má dobrú tepelnú vodivosť a prenáša teplo na bimetal.
Keď má povrch ohrievača prijateľnú teplotu, bimetalová doska je v určitom zakrivenom (rovnomernom) stave, elektrické kontakty sú zatvorené a v okruhu ohrievača tečie prúd.
Keď povrchová teplota stúpne, bimetal sa začne zahrievať a postupne sa deformuje a vyvíja tlak na tyč. V tomto prípade nastane okamih, keď tyč otvorí kontakt mechanického spínača a prúd v okruhu ohrievača sa preruší. Potom sa ochladí, platňa sa ochladí, okruh sa uzavrie a všetko sa znova opakuje.
Relé sa často vyrábajú so schopnosťou ovládať odozvu teplotou.
Bimetalová doska kotla
Vykurovacie systémy na zemný plyn sú vysoko rizikové zariadenia, preto obsahujú rôzne senzory monitorujúce stav. Hlavným prvkom bezpečnosti je teda snímač ťahu. Určuje správny smer výstupu produktov spaľovania, to znamená zo spaľovacej komory smerom ku komínu. To zabraňuje vstupu oxidu uhoľnatého do miestnosti a otrave ľudí.
Hlavným komponentom snímača ťahu je bimetalová doska pre plynový kotol. Jeho princíp činnosti je podobný ako u akéhokoľvek bimetalu a rozmery a parametre materiálu sú vypočítané tak, že prekročenie teploty 75 stupňov v kanáli vedie k deformácii dosky a aktivácii plynového ventilu.
Aké zariadenia používajú bimetal
Rozsah bimetalovej dosky je extrémne široký. Takmer všetky zariadenia, kde je potrebná regulácia teploty, sú vybavené bimetalovými termostatmi. Je to spôsobené konštruktívnou jednoduchosťou a spoľahlivosťou takýchto reléových systémov. V našej bežnej technike sú termostaty:
- V domácich vykurovacích zariadeniach: sporáky, žehliace systémy, bojlery, rýchlovarné kanvice atď.
- Vykurovacie systémy: elektrické konvektory, plynové kotly a kotly na tuhé palivá s elektronikou.
- V elektrických skrinkách automatického vypnutia.
- V elektronike v meracích prístrojoch, ako aj v generátoroch impulzov a časových relé.
- V tepelných motoroch.
V priemyselnej technológii sa bimetalové dosky inštalujú do tepelných relé určených na ochranu výkonných elektrických zariadení pred tepelným preťažením: transformátory, elektromotory, čerpadlá atď.
Pri výmene taniera
Všetky bimetalové pásiky majú dlhú životnosť, no niekedy je nevyhnutná výmena. Potreba prichádza, keď:
- Bimetal stratil svoje vlastnosti alebo sa zmenil, čo nezodpovedá prevádzkovému režimu zariadenia.
- Platnička je vypálená (platí pre tepelné relé).
- Keď sa zlomí upevňovacia skrutka alebo zlyhá zapaľovací horák (v plynových kotloch).
- Pri výmene vložkyočakávaná plánovaná údržba.
V domácich spotrebičoch sa zvyčajne nemení. Ak zlyhá termoregulačný systém, výmena bimetalovej platne prebieha ako celý blok, ktorý sa dodáva ako náhradné diely pre konkrétny model zariadenia. Ale často je dôvodom zlyhania termostatu spálenie NC kontaktov a nie bimetalovej platne.
