Cum functioneaza actuatoarele termice?
Actualizat la
Actuatoarele termice sunt sisteme mecanice care folosesc expansiunea si contractia indusa termic de materiale ca mecanism pentru crearea miscarii. Aceste dispozitive sunt structuri conforme, folosind deformare elastica si constrangeri mecanice, care sunt deseori concepute pentru a amplifica miscarea generata de dilatatie sau contractie termica.
Schimbarile de temperatura care conduc la actionarea termica sunt furnizate cel mai frecvent de schimbarile de mediu sau de incalzirea Joule din fluxul de curent electric. In contextul nanotehnologiei, actuatoarele termice se refera la dispozitive la scara microscopica si nano-scala utilizate pentru a interactiona mecanic cu structurile nano-scale, cu miscare generata de expansiunea si contractia materialelor induse termic.
Principiul de functionare
Actuatoarele termice convertesc energia termica in energie cinetica sau miscare. Un servomotor termostatic tipic este format dintr-un material sensibil la temperatura sigilat intr-o carcasa de o diafragma care se impinge impotriva unui dop pentru a deplasa un piston intr-un ghid.
Elementul cheie al unui actuator termic Salus este materialul sensibil la temperatura. Acest material se extinde si se contracta pe baza temperaturii dispozitivului, determinand miscarea pistonului. Acest material ar putea fi un lichid, gaz, substanta asemanatoare cu ceara sau alt material care modifica volumul in functie de temperatura.
In cazul materialelor din ceara, substanta este conceputa cu atentie pentru a suferi o schimbare de faza intr-un interval de temperatura specific. Cand temperatura creste peste punctul de topire, ceara schimba faza de la solid la lichid, extinzandu-se semnificativ in volum. Aceasta expansiune se impinge impotriva unei diafragme care contine ceara, care obliga un piston sa se miste in interiorul unui ghid.
Cand temperatura scade sub punctul de topire, ceara se schimba faza in solid din lichid. Aceasta duce la un volum de contractare a materialului care relaxeaza presiunea asupra diafragmei. Un arc face ca pistonul sa se retraga inapoi in ghidaj in pozitia initiala. Intervalele tipice de actiune pentru actuatoarele termice pe baza de ceara variaza de la 0,05 la 0,5 in, generand forte de impingere de la 5 lb la 75 lb la temperaturi cuprinse intre -150 ° F si 300 ° F.
Avantajele actuatoarelor termice
In multe aplicatii, actuatoarele termice au o serie de avantaje in comparatie cu solutiile traditionale. De exemplu, servomotorul termic din interiorul unei supape termostatice sau termice ii permite sa functioneze ca un singur dispozitiv care integreaza functiile de detectare a temperaturii, de actionare si de control al fluidului. Comparativ cu o configuratie conventionala care utilizeaza o electrovalva si un sistem de detectie electronica, o supapa termica elimina o serie de componente externe.
Servomotorul termic inlatura necesitatea solenoidului, senzorului de temperatura, cum ar fi un termopar, instrumente electronice si circuite de control, precum si alimentare, cum ar fi o baterie sau o alimentare cu curent continuu. Cu mai putine componente, supapa termica este mai usor si mai ieftin de instalat. Complexitatea generala de proiectare si costul total al solutiei sunt reduse.
Deoarece supapa termica nu necesita furnizare de energie electrica, dispozitivul este imun la intreruperi de curent si la evenimente periculoase precum scurtcircuite. Fiabilitatea si siguranta sunt astfel imbunatatite printr-o configuratie traditionala.
Actuatoarele termice sunt unitati compacte cu un raport ridicat de putere la dimensiune si greutate. Nu necesita calibrare periodica si ofera o functionare sigura si fiabila in aplicatii periculoase sau extreme.
