Komplexní automatizační systémy, které hrají roli přepínání provozních režimů určitých zařízení, jsou postaveny na těch nejjednodušších prvcích. Mají tendenci měnit jakýkoli ze svých parametrů (tvar, objem, elektrickou vodivost atd.) pod vlivem jednoho nebo více faktorů.
Všechna moderní topná tělesa jsou tedy vybavena termostaty, které řídí stupeň povrchového vytápění. Základem každého termostatu je bimetalová deska.
Co je to bimetalová deska
Prvek, který má tu vlastnost, že se vlivem zvýšené teploty deformuje (ohýbá) v jednom směru, se nazývá bimetalová deska. Podle názvu můžete hádat, že deska obsahuje dva kovy. Každý z nich má svou hodnotu součinitele tepelné roztažnosti. Výsledkem je, že když se taková deska zahřeje, jedna její složka se roztáhne o určitou hodnotu a druhá o jinou.
Výsledkem je ohyb, jehož tvar závisíz rozdílu teplotních koeficientů. Rychlost deformace je přímo úměrná změně teploty. Když se deska ochladí, získá svou původní polohu. Deska je monolitický spoj a může fungovat neomezeně dlouho.
Jaké komponenty se používají v bimetalech
Za účelem spojení kovů do jednoho bimetalu se používá pájení, svařování a nýtování.
Příkladem běžné bimetalové desky je kombinace mosazi a oceli. Tento kompozit má vysokou tepelnou citlivost.
Existují analogy bimetalu z nekovových materiálů (sklo, keramika). Jsou navrženy pro práci v drsných chemických prostředích, kde nelze použít kov.
Jak funguje bimetalový pás
Bimetalová deska funguje jako součást různých systémů tepelné regulace a tepelné regulace, přesněji v tepelném relé mnoha modifikací. Nejjednodušší termostat zahrnuje:
- Tepelně odolný kryt. Obsahuje všechny prvky relé.
- Svorky – slouží k připojení elektrického obvodu.
- Mechanické spínače kontaktů nebo skupin kontaktů. Vytvořte a přerušte elektrické kontakty, zapněte nebo vypněte obvod.
- Dielektrická tyč nebo těsnění. Přenáší mechanické působení z desky na spínač.
- Bimetalová deska. Je to prvek odezvy na změny teploty a vytváří tlak na představec.
- Snímač teploty. Obyčejný kovdeska přímo spojená s ovládacím prvkem. Má dobrou tepelnou vodivost a přenáší teplo do bimetalu.
Když má povrch ohřívače přijatelnou teplotu, bimetalová deska je v určitém zakřiveném (rovnoměrném) stavu, elektrické kontakty jsou sepnuté a v obvodu ohřívače protéká proud.
Když povrchová teplota stoupne, bimetal se začne zahřívat a postupně se deformuje a vyvíjí tlak na tyč. V tomto případě nastává okamžik, kdy tyč otevře kontakt mechanického spínače a proud v okruhu ohřívače se přeruší. Pak se ochladí, deska se ochladí, okruh se uzavře a vše se znovu opakuje.
Relé se často vyrábí se schopností řídit odezvu teplotou.
Bimetalová deska kotle
Topné systémy na zemní plyn jsou vysoce riziková zařízení, proto obsahují různá čidla pro sledování stavu. Hlavním prvkem bezpečnosti je tedy snímač tahu. Určuje správný směr výstupu spalin, to znamená ze spalovací komory směrem ke komínu. To zabraňuje vstupu oxidu uhelnatého do místnosti a otravě lidí.
Hlavní součástí snímače tahu je bimetalová deska pro plynový kotel. Jeho princip činnosti je podobný jako u jakéhokoli bimetalu a rozměry a parametry materiálu jsou vypočteny tak, že překročení teploty 75 stupňů v kanálu vede k deformaci desky a ovládání plynového ventilu.
Jaká zařízení používají bimetal
Rozsah bimetalové desky je extrémně široký. Téměř všechna zařízení, kde je vyžadována regulace teploty, jsou vybavena bimetalovými termostaty. To je způsobeno konstrukční jednoduchostí a spolehlivostí takových reléových systémů. V naší obvyklé technice jsou termostaty:
- V domácích topných spotřebičích: sporáky, žehlicí systémy, bojlery, varné konvice atd.
- Vytápěcí systémy: elektrické konvektory, plynové kotle a kotle na tuhá paliva s elektronikou.
- V elektrických krabicích automatického vypínání.
- V elektronice v měřicích přístrojích, stejně jako v pulzních generátorech a časových relé.
- V tepelných motorech.
V průmyslové technologii se bimetalové desky instalují do tepelných relé určených k ochraně výkonných elektrických zařízení před tepelným přetížením: transformátory, elektromotory, čerpadla atd.
Při výměně talíře
Všechny bimetalové pásy mají dlouhou životnost, ale někdy je výměna nevyhnutelná. Potřeba přichází, když:
- Bimetal ztratil své vlastnosti nebo se změnil, což neodpovídá provoznímu režimu zařízení.
- Deska je spálená (platí pro tepelná relé).
- Když je zlomený upevňovací šroub nebo selže zapalovací hořák (u plynových kotlů).
- Při výměně vložkyočekávané činnosti plánované údržby.
U domácích spotřebičů se obvykle nemění. Pokud dojde k poruše termoregulačního systému, dojde k výměně bimetalové desky jako celého bloku, který je dodáván jako náhradní díly pro konkrétní model zařízení. Ale často je důvodem selhání termostatu spálení NC kontaktů a ne bimetalové desky.
