Monimutkaiset automaatiojärjestelmät, joiden tehtävänä on vaihtaa tiettyjen laitteiden toimintatapoja, on rakennettu yksinkertaisimpien elementtien varaan. Heillä on taipumus muuttaa mitä tahansa parametriaan (muoto, tilavuus, sähkönjohtavuus jne.) yhden tai useamman tekijän vaikutuksesta.
Joten, kaikki nykyaikaiset lämmityselementit on varustettu termostaateilla, jotka säätelevät pinnan lämmitysastetta. Minkä tahansa termostaatin perusta on bimetallilevy.
Mikä on bimetallilevy
Elementtiä, jolla on ominaisuus muuttaa muotoaan (taipua) yhteen suuntaan kohonneen lämpötilan vaikutuksesta, kutsutaan bimetallilevyksi. Nimestä voit arvata, että levy sisältää kaksi metallia. Jokaisella niistä on oma lämpölaajenemiskertoimen arvo. Tämän seurauksena, kun tällaista levyä kuumennetaan, sen yksi komponentti laajenee tietyn määrän ja toinen toisella.
Tämä johtaa mutkaan, jonka muoto riippuulämpötilakertoimien erosta. Muodonmuutosnopeus on suoraan verrannollinen lämpötilan muutokseen. Kun levy jäähtyy, se saa alkuperäisen asemansa. Levy on monoliittinen liitäntä ja voi toimia loputtomiin.
Mitä komponentteja bimetalleissa käytetään
Metallien yhdistämiseksi yhdeksi bimetalliksi käytetään juottamista, hitsausta ja niittausta.
Esimerkki tavallisesta bimetallilevystä on messingin ja teräksen yhdistelmä. Tällä komposiitilla on korkea lämpöherkkyys.
Bimetallille on olemassa analogeja ei-metallisista materiaaleista (lasi, keramiikka). Ne on suunniteltu toimimaan ankarissa kemiallisissa ympäristöissä, joissa metallia ei voida käyttää.
Kuinka bimetallinauha toimii
Bimetallilevy toimii osana erilaisia lämmönsäätö- ja lämmönsäätöjärjestelmiä ja tarkemmin sanottuna monien muunnelmien lämpöreleessä. Yksinkertaisin termostaatti sisältää:
- Lämmönkestävä kotelo. Se sisältää kaikki releen elementit.
- Liittimet - käytetään sähköpiirin kytkemiseen.
- Koskettimien tai kontaktiryhmien mekaaniset kytkimet. Tee ja katkaise sähkökoskettimet kytkemällä virtapiiri päälle tai pois päältä.
- Dielektrinen tanko tai tiiviste. Siirtää mekaanisen toiminnan levyltä kytkimelle.
- Bimetallilevy. Se reagoi lämpötilan muutoksiin ja luo painetta varteen.
- Lämpötila-anturi. Tavallinen metallisuoraan ohjauselementtiin liitetty levy. Sillä on hyvä lämmönjohtavuus ja se siirtää lämpöä bimetalliin.
Kun lämmittimen pinnalla on hyväksyttävä lämpötila, bimetallilevy on tietyssä kaaressa (tasaisessa) tilassa, sähkökoskettimet ovat kiinni ja virta kulkee lämmitinpiirissä.
Kun pintalämpötila nousee, bimetalli alkaa lämmetä ja vähitellen deformoitua aiheuttaen painetta tankoon. Tässä tapauksessa tulee hetki, jolloin sauva avaa mekaanisen kytkimen koskettimen ja lämmityspiirin virta katkeaa. Sitten se jäähtyy, levy jäähtyy, piiri sulkeutuu ja kaikki toistuu uudelleen.
Releet tuotetaan usein siten, että niiden vastetta voidaan ohjata lämpötilan mukaan.
Bimetallinen kattilalevy
Maakaasulämmitysjärjestelmät ovat riski alttiita laitteita, joten niissä on erilaisia kunnonvalvontaantureita. Joten turvallisuuden pääelementti on työntövoimaanturi. Se määrittää palamistuotteiden oikean poistumissuunnan, eli polttokammiosta savupiippuun päin. Tämä estää hiilimonoksidin pääsyn huoneeseen ja ihmisten myrkytyksen.
Vuotoanturin pääkomponentti on kaasukattilan bimetallilevy. Sen toimintaperiaate on samanlainen kuin minkä tahansa bimetallin, ja materiaalin mitat ja parametrit on laskettu siten, että 75 asteen lämpötilan ylittäminen kanavassa johtaa levyn muodonmuutokseen ja kaasuventtiilin aktivoitumiseen.
Mitkä laitteet käyttävät bimetallia
Bimetallilevyn käyttöalue on erittäin laaja. Lähes kaikki laitteet, joissa lämpötilan säätöä vaaditaan, on varustettu bimetallitermostaateilla. Tämä johtuu tällaisten relejärjestelmien rakentavasta yksinkertaisuudesta ja luotettavuudesta. Tavallisella tekniikallamme termostaatit ovat:
- Kotitalouksien lämmityslaitteissa: uunit, silitysjärjestelmät, kattilat, vedenkeittimet jne.
- Lämmitysjärjestelmät: sähkökonvektorit, kaasu- ja kiinteän polttoaineen kattilat elektroniikalla.
- Automaattisen sammutuksen sähkökoteloissa.
- Mittauslaitteiden elektroniikassa sekä pulssigeneraattoreissa ja aikareleissä.
- Lämpömoottoreissa.
Teollisessa tekniikassa bimetallilevyt asennetaan lämpöreleisiin, jotka on suunniteltu suojaamaan tehokkaita sähkölaitteita lämpöylikuormitukselta: muuntajia, sähkömoottoreita, pumppuja jne.
Lavaa vaihdettaessa
Kaikilla bimetallinauhoilla on pitkä käyttöikä, mutta joskus vaihtaminen on väistämätöntä. Tarve tulee kun:
- Bimetalli on menettänyt ominaisuutensa tai muuttunut, mikä ei vastaa laitteen toimintatapaa.
- Levy on palanut (koskee lämpöreleitä).
- Kun kiinnityspultti on rikki tai sytytyspoltin ei toimi (kaasukattiloissa).
- Kun vaihdataanodotetut määräaikaiset huoltotoimenpiteet.
Kodinkoneissa sitä ei yleensä muuteta. Jos lämmönsäätöjärjestelmä epäonnistuu, bimetallilevyn vaihto tapahtuu kokonaisena lohkona, joka tulee varaosiksi tietylle laitemallille. Mutta usein syy termostaatin vikaantumiseen on NC-koskettimien palaminen, ei bimetallilevy.
