Placă bimetalică: dispozitiv, principiu de funcționare, aplicație practică

Sistemele complexe de automatizare care îndeplinesc rolul modurilor de comutare de funcționare ale anumitor dispozitive sunt construite pe cele mai simple elemente. Ele au proprietatea de a schimba unul dintre parametrii lor (forma, volumul, conductivitatea electrica etc.) sub influenta unuia sau mai multor factori.

Astfel, toate elementele de încălzire moderne sunt echipate cu termostate care controlează gradul de încălzire a suprafeței. Baza oricărui termostat este o placă bimetalică.

Ce este o placă bimetalică

Un element care are proprietatea de a deforma (îndoi) într-o direcție sub influența unei temperaturi ridicate se numește placă bimetalică. După nume, puteți ghici că compoziția plăcii are două metale. Fiecare dintre ele are o valoare proprie a coeficientului de expansiune termică. Ca rezultat, după încălzirea unei astfel de plăci, o componentă a acesteia se extinde cu o anumită cantitate, iar cea de-a doua cu alta.

Aceasta duce la o îndoire, a cărei formă depinde de diferența dintre coeficienții de temperatură. Rata de deformare este direct proporțională cu schimbarea temperaturii. Când placa este răcită, aceasta își obține poziția inițială. Placa este o îmbinare monolitică și poate funcționa atâta timp cât se dorește.

Ce componente sunt folosite în bimetale

Pentru a îmbina metalele împreună într-un singur bimetal, se utilizează metode de lipire, sudare și nituire.

Un exemplu de placă comună bimetalică este legătura dintre alamă și oțel. Un astfel de compozit are o sensibilitate termică ridicată.

Există analogi de bimetal din materiale nemetalice (sticlă, ceramică). Acestea sunt concepute pentru a lucra în medii chimice agresive în care metalul nu poate fi utilizat.

Cum funcționează placa bimetalică

Placa din bimetal operează în diverse sisteme de control termic și termo-control, sau mai precis într-un releu termic cu multe modificări. Cel mai simplu termostat include:

• Corpul rezistent la căldură. Conține toate elementele releului.
• Terminale - sunt utilizate pentru a conecta un circuit electric.
• Întrerupătoare mecanice pentru contacte sau grupuri de contacte. Închiderea și deschiderea contactelor electrice, inclusiv sau deconectarea circuitului.
• Tijă sau garnitură dielectrică. Transmite acțiunea mecanică de pe placă către comutator.
• Placă bimetalică. Este un element de reacție la schimbarea temperaturii și creează presiune asupra tijei.
• Senzor de temperatură. Placă metalică obișnuită, conectată direct la elementul de comandă. Are conductivitate termică bună și transferă căldura către bimetal.

Când temperatura suprafeței încălzitorului are o margine, placa bimetalice este îndoit într-o anumită (plat) de stat, în care contactele electrice sunt închise, fluxurile de curent în circuitul de încălzire.

Pe măsură ce temperatura suprafeței crește, bimetalul începe să se înmoaie și se deformează treptat, exercitând presiune asupra tijei. În acest caz, vine un moment când tija deschide contactul comutatorului mecanic și curentul din circuitul încălzitorului este întrerupt. Apoi se răcește, farfuria se răcește, lanțul se închide și totul se repetă.

Adesea releul este eliberat cu capacitatea de a regla răspunsul temperaturii.

Placa cazanului bimetalic

Sistemele de încălzire cu gaze naturale sunt dispozitive cu grad ridicat de risc și, prin urmare, includ o varietate de senzori de monitorizare a stării. Deci, elementul principal de siguranță este senzorul de împingere. Acesta determină direcția corectă a ieșirii produselor de ardere, adică din camera de ardere spre coș. Acest lucru împiedică intrarea monoxidului de carbon în încăpere și otrăvirea oamenilor.

Componenta principală a senzorului de tracțiune este o placă bimetalică pentru cazanul pe gaz. Principiul său de lucru este similar cu orice bimetal, iar dimensiunile și parametrii de material sunt calculate în așa fel încât creșterea temperaturii de 75 de grade în canalul care duce la deformarea plăcii și acționarea supapei de gaz.

Ce dispozitive utilizează bimetal

Zona de aplicare a plăcii bimetalice este neobișnuit de largă. Practic toate dispozitivele în care este necesară controlul temperaturii sunt echipate cu termostate pe bază de bimetal. Acest lucru se datorează simplității constructive și fiabilității acestor sisteme de relee. În tehnologia obișnuită, termostatele stau:

• În aparatele de încălzire a locuinței: cuptoare, sisteme de călcat, cazane, ceainice electrice etc.
• Sisteme de incalzire: convectoare electrice, cazane pe gaz si combustibil solid cu electronica.
• În oprirea electrică automată.
• În electronică în instrumente de măsurare, precum și în generatoare de impulsuri și relee de timp.
• În motoare de tip termic.

În inginerie industrială placă bimetalice montat în releu termic proiectat pentru a proteja echipamentele electrice de o suprasarcină termică puternică: transformatoare, motoare, pompe, etc.

Când placa este schimbată

Toate plăcile bimetalice au o durată lungă de viață, dar uneori înlocuirea lor este inevitabilă. Necesitatea are loc atunci când:

• Bimetalul și-a pierdut proprietățile sau s-a schimbat, ceea ce nu corespunde modului de funcționare a dispozitivului.
• Placa este arsă (se referă la releele termice).
• Dacă șurubul de fixare este deteriorat sau arzătorul ignifugului nu funcționează (în cazanele pe gaz).
• Când se presupune că înlocuirea plăcii este o activitate de întreținere planificată.

În aparatele de uz casnic, de obicei nu este schimbat. Dacă sistemul de termoreglare eșuează, înlocuirea plăcii bimetalice are loc ca un bloc întreg, care devine piesă de schimb pentru un model specific al dispozitivului. Dar, de multe ori, cauza defecțiunii termostatului este aprinderea contactelor de deschidere, nu a plăcii bimetalice.