Mieszki sprężyste

 Mieszki sprężyste

Mieszki sprężyste no naprawdę banalne urządzenia. Najłatwiej porównać je do sprężyn jednak różnią się od niech tym że są zamknięte wewnątrz co umożliwia wykorzystanie ich na nieco szerszą skalę niż tradycyjnych sprężyn. Są one w zasadzie elastycznymi naczyniami, które zmieniają swój kształt w zależności od tego jakie ciśnienie i siły działają na nie. Jeżeli ciśnienie wewnątrz nich zaczyna rosnąć zwiększają one swoją długość, natomiast gdy ciśnienie to maleje skracają się. 

Rysunek 1. Mieszki sprężyste
[Źródło: Wiki]

Można wykonywać je z wykorzystaniem wielu różnych metod (walcować, poprzez hydroforming a nawet spawać) i mogą być wykonane z miedzi, mosiądzu a nawet stopów niklu jeżeli wykonuje się je się poprzez galwanotechnikę.

Fakt, że są one bardzo elastyczne oraz podatne na ciśnienie spowodował, że stosuje się je w wielu obszarach przemysłu. Jako czujniki ciśnienia w układach automatyki, przerywacze próżniowe w transformatorach wysokich napięć, w manometrach, jako zwykłe sprężyny, a nawet jako elementy zabezpieczające układ przed przenoszeniem drgań. Jednak najciekawsze zastosowanie mieszków sprężystych możemy znaleźć w naszych domach i samochodach.

Termostaty – bo o nich mowa – to najprościej, rzecz ujmując urządzenia służące do regulacji temperatury. Pomimo, że pod tą grupą urządzeń kryje się naprawdę wiele możliwości to chyba jednak najczęściej słysząc to słowo mamy w głowie termostat samochodowy oraz termostat przykręcony do zaworu przed grzejnikiem. Oby dwa urządzenia działają w taki sam sposób i ich działanie omówię na podstawie głowicy termostatycznej (tego białego pokrętła przy grzejniku).

 

Rysunek 2. Głowica termostatyczna
[Źródło: na podstawie Multimex]

Głowica termostatyczna składa się zasadniczo z trzech elementów: mieszka sprężystego, tłoka, który w zależności od położenia zamyka i otwiera zawór oraz obudowy. Mieszki sprężyste wykorzystywane w głowicach są zamknięte i wypełnione cieczą lub gazem o wysokiej rozszerzalności cieplnej. Oznacza to, że gdy temperatura w ich otoczeniu się zmienia powoduje to zmianę jego rozmiarów. W przypadku pokazanym na rysunku powyżej (Rysunek 2) wzrost temperatury powodowałby skrócenie kanału, w którym posadowiony jest tłok co skutkowałoby jego posuwem w dół i przymknięciem zaworu – ograniczeniem ilości ciepłej wody dopływającą do grzejnika. To z kolei spowoduje spadek temperatury wokół termostatu i ostatecznie zmniejszenie objętości cieczy w mieszku sprężystym na skutek czego tłok lekko wsuwa się w mieszek sprężysty. To skutkuje otwarciem się zaworu i zwiększeniem się dopływu ciepłej wody do grzejnika.

Oczywiście w omawianym przypadku falowana powierzchnia mieszka jest schowana wewnątrz mieszka. Mimo, że różni się on nieco kształtem od klasycznego mieszka (Rysunek 1) to zasada działania obydwu jest taka sama.

Mieszki sprężyste mimo prostej budowy są ciekawymi urządzeniami, o których wielu ludzi nie ma pojęcia. Moim zdaniem szkoda, ale z drugiej strony zawsze mogę zabłysnąć na imprezie ciekawostką na temat działania termostatów.