A legegyszerűbb elemekre épülnek a bonyolult automatizálási rendszerek, amelyek bizonyos eszközök üzemmódváltását töltik be. Hajlamosak megváltoztatni bármely paraméterüket (alak, térfogat, elektromos vezetőképesség stb.) egy vagy több tényező hatására.
Tehát minden modern fűtőelem termosztáttal van felszerelve, amely szabályozza a felület fűtési fokát. Minden termosztát alapja egy bimetál lemez.
Mi az a bimetál lemez
Az olyan elemet, amely megemelt hőmérséklet hatására egy irányban deformálódhat (hajlíthat), bimetál lemeznek nevezzük. A név alapján sejthető, hogy a lemez két fémet tartalmaz. Mindegyiknek megvan a saját hőtágulási együttható értéke. Ennek eredményeként, amikor egy ilyen lemezt felmelegítenek, annak egyik összetevője egy bizonyos mértékben, a második pedig egy másikkal tágul.
Ez olyan kanyart eredményez, amelynek alakja függa hőmérsékleti együtthatók különbségéből. Az alakváltozás sebessége egyenesen arányos a hőmérséklet változásával. A lemez lehűlésekor elnyeri eredeti helyzetét. A lemez monolit csatlakozású, és korlátlan ideig működhet.
Milyen összetevőket használnak a bimetálok
A fémek egyetlen bifémmel való összekapcsolásához forrasztást, hegesztést és szegecselést alkalmaznak.
Példa a közös bimetál lemezekre a sárgaréz és acél kombinációja. Ennek a kompozitnak nagy a hőérzékenysége.
Vannak bimetál analógok nem fémes anyagokból (üveg, kerámia). Úgy tervezték, hogy kemény vegyi környezetben működjenek, ahol fém nem használható.
A bimetál szalag működése
A bimetál lemez különféle hőszabályozási és hőszabályozó rendszerek részeként, pontosabban számos módosítású hőrelében működik. A legegyszerűbb termosztát a következőket tartalmazza:
- Hőálló ház. A relé összes elemét tartalmazza.
- Kivezetések – az elektromos áramkör csatlakoztatására szolgál.
- Érintkezők vagy érintkezőcsoportok mechanikus kapcsolói. Elektromos érintkezők létrehozása és megszakítása, az áramkör be- és kikapcsolása.
- Dielektromos rúd vagy tömítés. Mechanikai hatást továbbítja a lemezről a kapcsolóra.
- Bimetall lemez. Ez a hőmérséklet-változásokra adott válasz eleme, és nyomást gyakorol a szárra.
- Hőmérséklet-érzékelő. Közönséges fémközvetlenül a vezérlőelemhez csatlakoztatott lemez. Jó hővezető képességgel rendelkezik, és hőt ad át a bimetálnak.
Amikor a fűtőelem felületének hőmérséklete elfogadható, a bimetál lemez egy bizonyos ívelt (egyenletes) állapotban van, az elektromos érintkezők zárva vannak, és áram folyik a fűtőkörben.
Amikor a felületi hőmérséklet emelkedik, a bimetál elkezd felmelegedni, és fokozatosan deformálódik, nyomást gyakorolva a rúdra. Ebben az esetben eljön egy pillanat, amikor a rúd kinyitja a mechanikus kapcsoló érintkezőjét, és megszakad az áram a fűtőkörben. Aztán lehűl, a lemez lehűl, az áramkör bezárul, és minden újra megismétlődik.
A relék gyakran úgy készülnek, hogy a reakciót hőmérséklet alapján szabályozzák.
Bimetall kazánlemez
A földgázfűtési rendszerek nagy kockázatú eszközök, ezért különféle állapotfigyelő érzékelőket tartalmaznak. Tehát a biztonság fő eleme a tolóerő-érzékelő. Meghatározza az égéstermékek kilépésének helyes irányát, vagyis az égéskamrából a kémény felé. Ez megakadályozza, hogy a szén-monoxid bejusson a helyiségbe, és megmérgezi az embereket.
A huzatérzékelő fő alkatrésze egy bimetál lemez a gázkazánhoz. Működési elve minden bimetáléhoz hasonló, az anyag méreteit és paramétereit úgy számítják ki, hogy a csatorna 75 fokos hőmérsékletének túllépése a lemez deformálódásához és a gázszelep működésbe lépéséhez vezet.
Milyen eszközök használnak bimetál?
A bimetál lemez hatóköre rendkívül széles. Szinte minden olyan készülék, ahol hőmérséklet-szabályozásra van szükség, bimetál termosztáttal van felszerelve. Ez az ilyen relérendszerek konstruktív egyszerűségének és megbízhatóságának köszönhető. A szokásos technikánk szerint a termosztátok a következők:
- Háztartási fűtőberendezésekben: kályhák, vasalórendszerek, kazánok, elektromos vízforralók stb.
- Fűtési rendszerek: elektromos konvektorok, gáz- és szilárd tüzelésű kazánok elektronikával.
- Az automatikus kikapcsolás elektromos dobozaiban.
- A mérőműszerek elektronikájában, valamint az impulzusgenerátorokban és időrelékben.
- Hőmotorokban.
Az ipari technológiában a bimetál lemezeket hőrelékbe építik be, amelyek célja, hogy megvédjék a nagy teljesítményű elektromos eszközöket a túlterheléstől: transzformátorok, villanymotorok, szivattyúk stb.
Tányércserekor
Minden bimetál szalag hosszú élettartamú, de néha elkerülhetetlen a csere. A szükség akkor jön, amikor:
- A bimetál elvesztette tulajdonságait vagy megváltozott, ami nem felel meg a készülék működési módjának.
- A lemez kiégett (a hőrelékre vonatkozik).
- Ha a rögzítőcsavar eltört vagy a gyújtóégő meghibásodik (gázkazánoknál).
- A betét cseréjekorvárható ütemezett karbantartási tevékenységek.
A háztartási készülékekben általában nem változtatják meg. Ha a hőszabályzó rendszer meghibásodik, akkor a bimetál lemez cseréje egy teljes blokkként történik, amely a készülék egy adott modelljének alkatrészeként érkezik. De gyakran a termosztát meghibásodásának oka az NC érintkezők égése, és nem a bimetál lemez.
