Гибкий электронагреватель

 

Изобретение относится к конструкции электрических нагревателей и может быть использовано для организации местного обогрева в технических и бытовых целях, в частности сидений автомобилей и спецодежды операторов лесозаготовительных машин во время работы на открытом воздухе в зимний сезон. Электронагреватель содержит плоский фольговый резистивный элемент в виде меандра и покрывающую его с обеих сторон защитную оболочку. Защитная оболочка нагревателя образована из двух и более последовательно нанесенных на лицевую и тыльную поверхности меандра слоев электроизоляционного лака и клеевой ткани. Изобретение позволяет получить технический результат, заключающийся в упрощении конструкции и улучшении эксплуатационных характеристик заявляемого гибкого электронагревателя. 4 ил.

Изобретение относится к конструкции электрических нагревателей и может быть использовано для организации местного обогрева в технических и бытовых целях, в частности сидений автомобилей и спецодежды операторов лесозаготовительных машин во время работы на открытом воздухе в зимний сезон.

Известны электрические нагреватели, в которых плоский резистивный элемент выполнен из неметаллического материала, например, графита со связующим, наносимых на тканевую основу, или углеграфитовой ткани, а защитная оболочка - из эпоксиднофенольного и фенолформальдегидного лака, нанесенного на аналогичного рода основу, или резины (Описание к авт.св. N 377977, СССР, кл. H 05 B 3/14, 1973 и авт. св. N 542361, СССР, кл. H 05 B 3/34, 1977).

Однако они сложны в изготовлении, поскольку включают в свой состав достаточно большое количество исходных ингредиентов и требуют специальной технологии, включающей в себя операцию пропитки ткани растворами органических и неорганических соединений, прессования, высокотемпературной термообработки, в ряде случае до 800 - 900^oC, вулканизации и др., а также принятия различного рода мер конструктивного и технологического характера по стабилизации толщины токопроводящего слоя и недопущению смятия и разрушения графитовых частиц.

Известны также встраиваемые в спинку автомобильного сиденья, а также накладные электроподогреватели ног потерпевших аварию водителей при низких температурах окружающей среды (пат. N 2124858 Великобритании, кл. H 05 B 3/36. Публ. N 4956 от 22.02.84, УДК 621.365).

Резистивные элементы этих обогревателей выполнены из гибкого износостойкого провода высокого омического сопротивления и закреплены между двумя слоями ткани. Сформированный таким образом пакет заключен в оболочку из шерстяной ткани и полихлорвинила. Питание нагревателей осуществляется от аккумуляторной батареи.

Провод обогревателя легко поддается гибке. Однако при формировании из него резистивных элементов в виде меандра (зигзагообразной змейки) трудно выдержать параллельность и плоскостность дорожек и меандра в целом.

Кроме этого, при эксплуатации обогревателей рассматриваемого типа максимальная температура нагрева, как правило, локализуется в очень малых в поперечном сечении зонах непосредственной прокладки провода, а это, в какой-то мере, ухудшает условия теплопередачи и равномерность распределения теплового потока.

Из числа известных аналогов изобретения ближайшим (прототипом) может служить нагревательное устройство по пат. N 3334744 ФРГ, кл. H 05 B 3/34 (Публ. N 15, 12.04.84г., УДК 621.3.036.6: 629.1.042).

Указанное нагревательное устройство представляет собой электрический резистивный элемент в форме по меньшей мере одной петли из металлической фольги, которая расположена между двумя электроизоляционными покровными пленками.

Петли и обе покровные пленки помещены между двумя слоями прочного гибкого материала. Нагревательное устройство отличается тем, что покровные пленки имеют такую же конфигурацию, как и резистивная петля. Внешние слои защитной оболочки устройства скреплены по всему петлевому элементу и вдоль его кромок.

Задачей настоящего изобретения является упрощение конструкции и улучшение эксплуатационных характеристик заявляемого гибкого электронагревателя.

В соответствии с изобретением решение поставленной задачи достигается следующим образом.

В предлагаемом гибком электронагревателе плоский резистивный элемент выполнен в виде фольгового меандра из сплава высокого омического сопротивления на основе железа с большой нагревостойкостью, например, хромоалюминиевого, марки 1Х17Ю5.

Защитная пленка электронагревателя образована из двух или более (в зависимости от класса защиты) последовательно нанесенных на лицевую и тыльную поверхности меандра слоев электроизоляционного лака, например бакелитового, и клеевой ткани, например из материала прокладочного с односторонним точечным полиэтиленовым или термоклеевым покрытием.

На фиг. 1 показан общий вид заявляемого гибкого электронагревателя; на фиг. 2 - поперечное сечение А-А электронагревателя; на фиг. 3 - общий вид электронагревателя с удаленным с лицевой поверхности меандра слоем клеевой ткани; на фиг. 4 - выносной элемент Б, поясняющий схему фиксации дорожек меандра посредством двух обкладок из клеевой ткани.

Заявляемый гибкий электронагреватель содержит плоский резистивный элемент 1 и покрывающую его с обеих сторон защитную оболочку 2.

Резистивный элемент 1 нагревателя выполнен в виде фольгового меандра 3 из сплава высокого омического сопротивления на основе железа с большой нагревостойкостью.

В качестве указанного материала может быть использован хромоалюминиевый сплав марки 1Х17Ю5 либо любой другой с аналогичными характеристиками.

К контактным площадкам 4 и 5 меандра посредством пайки либо сварки подсоединены плоские клеммы 6 и 7 размерами 20х6х0,8 мм из нержавеющей стали или латуни.

При необходимости, вместо клемм к указанным площадкам могут быть припаяны раздельные концы кабеля, снабженного вилкой для подключения к бортовой сети автомобиля.

Наружная поверхность меандра покрыта электроизоляционным лаком 8, например бакелитовым.

Меандр укладывают на клеевое покрытие 9, вырезанное по его размеру с небольшим перекрытием обкладки 10 из клеевой ткани. В качестве указанной ткани могут быть использованы материалы: прокладочный с односторонним точечным полиэтиленовым (ТУ 8729-067-05790484-93) либо трикотажный с термоклеевым (ТУ 17.5790484-004-89) покрытиями и др. Такие ткани выпускаются российским ПО "Искусственных кож" (г. Нефтекамск, код 34713, тел. 2-35-60).

Затем его накрывают точно такой же обкладкой 11 с лицевой стороны. После этого, сформированный таким образом пакет проглаживают под небольшим нажимом разогретым утюгом.

В условиях серийного изготовления электронагревателей эта операция может быть заменена прокатыванием пакета подогреваемыми вальцами.

В зависимости от класса защиты оболочка 2 электронагревателя может быть выполнена из двух и более слоев клеевой ткани.

При обжатии слоев клеевой ткани обкладки 10 и 11, прочно склеиваясь друг с другом по всей площади контакта, надежно фиксируют миандр в заключенном между ними пространстве.

При необходимости (по требованию заказчика), предлагаемый нагреватель может быть оснащен температурно-токовым реле, обеспечивающим автоматическое поддерживание температуры нагрева в заданном диапазоне.

Заявляемый гибкий электронагреватель может крепиться на объекте любым из известных способов, например устанавливаться непосредственно под обшивкой или чехлом подушки и спинки сидений водителя и пассажира, либо просто вкладываться в выполненный по его размерам накладной карман спецодежды, откидной клапан которого закрывается при помощи текстильной застежки и др.

Предлагаемый нагреватель полностью выполнен из широко используемых в промышленности отечественных материалов. Конструкция и технология изготовления его предельно просты.

Поэтому он может быть многократно воспроизведен по разработанной на него конструкторской документации на любом заводе, занимающемся выпуском аналогичной продукции.

ЗАО "НК Уралтерминалмаш" изготовлены опытные образцы заявляемого гибкого электронагревателя размерами 250х135х1,5 (max) мм.

При необходимости (по требованию заказчика), габаритные размеры нагревателей могут быть легко изменены как в меньшую, так и большую стороны.

Меандр в указанных образцах нагревателей содержит двенадцать дорожек. Длина каждой из них составляет 220 мм, ширина 5 мм, толщина 0,05 мм.

Изготовленные опытные образцы нагревателей рассчитаны на питание от источников постоянного или переменного тока напряжением 12 В (24 В). Потребляемая ими мощность составляет 13 Вт. При этом, в зависимости от назначения она может быть и большей.

Указанные образцы реализуют на поверхности температуру около 50^oC. Используемая в их составе конструкция защитной оболочки может без каких- либо последствий выдерживать температуру до 90^oC.

Опытные образцы предлагаемых гибких электронагревателей прошли успешную экспериментальную проверку в составе ряда моделей специализированной одежды и разрабатываемой предприятием лесозаготовительной техники.

Проведенные испытания подтвердили высокую эффективность проверявшихся опытных образцов.

Как уже отмечалось выше, они отличаются предельной простотой конструкции и технологии изготовления, хорошей гибкостью и прочностью.

Заявляемые гибкие электронагреватели удобны в эксплуатации и обеспечивают комфортные условия работы оператора как в кабине лесозаготовительного транспортного средства, так и на открытом воздухе.

Данные проведенной экспериментальной проверки свидетельствуют о возможности получения при осуществлении изобретения вышеупомянутого технического результата, заключающегося в упрощении конструкции и улучшении эксплуатационных характеристик предлагаемого гибкого электронагревателя.

Формула изобретения

Гибкий электронагреватель, содержащий плоский фольговый резистивный элемент и покрывающую его с обеих сторон защитную оболочку, отличающийся тем, что резистивный элемент выполнен в виде меандра из сплава высокого омического сопротивления на основе железа с большой нагревостойкостью, а защитная оболочка образована из двух и более последовательно нанесенных на лицевую и тыльную поверхности меандра слоев электроизоляционного лака и клеевой ткани.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4