Bimetalna plošča: naprava, princip delovanja, praktična uporaba

Kompleksni sistemi avtomatizacije, ki opravljajo vlogo preklopnih načinov delovanja določenih naprav, so zgrajeni na najpreprostejših elementih. Imajo lastnost spreminjanja enega od njihovih parametrov (oblika, prostornina, električna prevodnost itd.) Pod vplivom enega ali več dejavnikov.

Tako so vsi sodobni grelni elementi opremljeni s termostati, ki uravnavajo stopnjo površinskega ogrevanja. Osnova katerega koli termostata je bimetalna plošča.

Kakšna je bimetalna plošča

Element, ki ima lastnost deformiranja (upogibanja) v eni smeri pod vplivom povišane temperature, se imenuje bimetalna plošča. Po imenu lahko uganeš, da ima sestava plošče dve kovini. Vsak od njih ima svojo vrednost koeficienta toplotnega raztezanja. Kot rezultat, pri segrevanju takšne plošče se ena komponenta razširja za določeno količino, drugo pa za drugo.

To vodi v krivino, katere oblika je odvisna od razlike v temperaturnih koeficientih. Stopnja deformacije je neposredno sorazmerna spremembi temperature. Ko se plošča ohladi, pridobi svoj prvotni položaj. Plošča je monolitna zveza in lahko deluje tako dolgo, kot je potrebno.

Katere komponente se uporabljajo v bimetalih

Za povezavo kovin skupaj v eno samo bimetalno, se uporabljajo spajkanje, varjenje in kovičenje metode.

Primer skupne bimetalne plošče je povezava medenine in jekla. Tak kompozit ima visoko toplotno občutljivost.

Obstajajo analogi bimetala iz nekovinskih materialov (steklo, keramika). Zasnovani so tako, da delujejo v agresivnih kemičnih okoljih, kjer kovin ni mogoče uporabiti.

Kako deluje bimetalna plošča

Plošča, izdelana iz bimetala, deluje v različnih sistemih za termično krmiljenje in termično krmiljenje, natančneje v toplotnem releju številnih sprememb. Najpreprostejši termostat vključuje:

• Telo odporno proti ognju. Vsebuje vse relejne elemente.
• Terminali - se uporabljajo za priključitev električnega tokokroga.
• Mehanska stikala za kontakte ali kontaktne skupine. Zapiranje in odpiranje električnih kontaktov, vključno z odklopom ali odklopom vezja.
• Dielektrična palica ali tesnilo. Mehansko delovanje od plošče preide na stikalo.
• Bimetalna plošča. Je element reakcije na temperaturno spremembo in ustvarja pritisk na palici.
• Temperaturni senzor. Navadna kovinska plošča, neposredno povezana s krmilnim elementom. Ima dobro toplotno prevodnost in prenos toplote na bimetal.

Če ima površina grelnika dovoljeno temperaturo, je bimetalna plošča v določenem upognjenem (ravnem) stanju, električni kontakti so zaprti hkrati, tok teče v grelnem krogu.

Ko temperatura povišuje površino, se bimetal začne zlagati in se postopoma deformira, pritiska na palico. V tem primeru pride čas, ko palica odpre stik mehanskega stikala in tok v grelnem krogu je prekinjen. Potem se ohladi, plošča ohladi, veriga se zapre in vse se ponovi.

Pogosto se rele sprosti z možnostjo uravnavanja odziva temperature.

Bimetalna kotel plošča

Sistemi za ogrevanje zemeljskega plina so visokorizične naprave in zato vključujejo različne nadzorne senzorje. Torej je glavni element varnosti varnostni senzor. Določa pravilno smer proizvodnje gorljivih proizvodov, to je od zgorevalne komore proti dimniku. S tem preprečimo vstop ogljikovega monoksida v prostor in zastrupljanje ljudi.

Glavna sestavina vlečnega senzorja je bimetalna plošča za plinski kotel. Načelo delovanja je analogno bimetalu, dimenzije in parametri materiala pa se izračunajo tako, da preseganje temperature 75 stopinj v kanalu povzroči deformacijo plošče in delovanje plinskega ventila.

Katere naprave uporabljajo bimetal

Območje uporabe bimetalne plošče je nenavadno široko. Praktično vse naprave, kjer je potreben nadzor temperature, so opremljeni z bimetalskimi termostati. To je posledica konstruktivne preprostosti in zanesljivosti takih relejnih sistemov. V običajni tehnologiji termostati stojijo:

• Pri gospodinjskih ogrevalnih napravah: pečice, likalni sistemi, kotli, električni grelniki vode itd.
• Ogrevalni sistemi: električni konvektorji, kotli na plin in trda goriva z elektroniko.
• V električnem avtomatskem izklopu.
• V elektroniki v merilnih instrumentih, kot tudi pri impulznih generatorjih in časovnih relejih.
• Pri motorjih termičnega tipa.

V industrijski opremi so bimetalne plošče nameščene v termičnih relejih, namenjenih za zaščito močnih električnih naprav pred toplotnimi preobremenitvami: transformatorji, elektromotorji, črpalke itd.

Ko se plošča spremeni

Vse bimetalne plošče imajo dolgo življenjsko dobo, vendar je včasih njena zamenjava neizogibna. Nujnost se pojavi, ko:

• Bimetal je izgubil svoje lastnosti ali se je spremenil, kar ne ustreza načinu delovanja naprave.
• Plošča je izgorela (nanaša se na termične releje).
• Če je pritrdilni vijak poškodovan ali pa gorilnik ne deluje (v plinskih kotleh).
• Če se domneva, da je zamenjava plošče načrtovana vzdrževalna dejavnost.

V gospodinjskih aparatih se običajno ne spremeni. Če sistem termoregulacije ne uspe, zamenjava bimetalne plošče poteka kot celoten blok, ki je rezervni del določenega modela naprave. Toda pogosto vzrok za okvare termostata je vžig odprtin, ne pa bimetalne plošče.