Ткань с электромагнитным и пьезоэлектрическим нагревом

Изобретение относится к текстильной промышленности, в частности, к электронагревательным тканям промышленного и бытового назначения, имеющим в своей структуре пьезоэлементы и электронагревательные нити. Технический результат: увеличение нагревательной способности ткани и более полное использование энергии ветра и внешних вибраций. Сущность изобретения: предложена ткань, представляющая собой полотно, выполненное переплетением нитей, и содержащая основные неэлектропроводные нити, имеющие первое направление, и нагревательные нити, имеющие второе направление, перпендикулярное первому, причем нагревательные нити выполнены в виде электропроводящих немагнитных трубок, внутри которых закреплены периодически намагниченные упругие нити из магнитотвердого материала, а зазор между ними заполнен упругим немагнитными материалом или воздухом. Электропроводящие немагнитные трубки имеют электрическое соединение с пьезоэлектрическими ворсинками, представляющие собой гибкие полимерные ворсинки, в основании которых закреплены пьезоэлектрические преобразователи с электродами из металлизированного покрытия. 3 ил.

 

Изобретение относится к текстильной промышленности, в частности, к электронагревательным тканям промышленного и бытового назначения, имеющим в своей структуре пьезоэлементы и электронагревательные нити и может быть использована в производстве одежды и аксессуаров для экстремальных условий, характеризующихся низкими значениями температуры окружающей среды.

Известна электронагревательная ткань (патент РФ №210909, D03D 15/00, 20.04.1998). Данная ткань содержит фоновую часть, образованную переплетением электроизоляционных основных и уточных нитей и электропроводящих нитей. Последние образуют в пределах фоновой части ткани группы из m параллельных электропроводящих нитей. В каждой группе соседние электропроводящие нити расположены на заданном расстоянии b одна от другой, выбранном из условия теплового баланса среды, окружающей электронагревательную ткань при ее функционировании.

Недостатком такой ткани является то, что для использования ткани требуются дополнительные проводники и присоединение к ним каждой электропроводной нити, а также необходимость в источнике электрического напряжения. Это приводит к эксплуатационным издержкам и ухудшает потребительские свойства.

Также известна электронагревательная ткань (патент РФ №2212120 Н05В 3/34, 10.09.2003). Она представляет собой полотно, выполненное переплетением нитей, и содержащая основные неэлектропроводные нити, имеющие первое направление, и электропроводные резистивные нити, имеющие второе направление, перпендикулярное первому. Ткань включает в себя также, по меньшей мере, две основные проводящие шины и распределительные шины, отделенные от электропроводных резистивных нитей диэлектрическими барьерами из неэлектропроводных нитей из хлопкового или синтетического волокна, в которых расположены прерыватели цепи. Средства для подключения токопод водящих соединительных проводов расположены в отверстиях, выполненных в основных неэлектропроводных нитях. Основные неэлектропроводные нити имеют полотняный тип переплетения с упомянутыми неэлектропроводными нитями. Электропроводные резистивные нити при протекании по ним электрического тока будут нагреваться и поэтому могут быть названы нагревательными.

Недостаткам аналога является необходимость во внешнем источнике электрической энергии, что ограничивает время нагрева, а также увеличивает массу конечного изделия, например, одежды из этой ткани.

Прототипом изобретения является электронагревательная ткань (патент РФ №2599003, D03D 15/00, 10.10.2016). Она представляет собой полотно, выполненное переплетением нитей, и содержащая основные неэлектропроводные не нагревательные нити, имеющие первое направление, и нагревательные нити с электромагнитным нагревом, имеющие второе направление, перпендикулярное первому. Нагревательные нити выполнены в виде электропроводящих немагнитных трубок, внутри которых закреплены периодически намагниченные упругие нити из магнитотвердого материала, а зазор между ними заполнен упругим немагнитными материалом или воздухом.

К недостаткам прототипа можно отнести относительно невысокую нагревательную способность ткани и плохое использование энергии ветра и внешних вибраций.

Задача изобретения - расширение функциональных возможностей устройства.

Технический результат - увеличение нагревательной способности ткани и более полное использование энергии ветра и внешних вибраций.

Поставленная задача решается, а технический результат достигается тем, что предложена ткань, представляющая собой полотно, выполненное переплетением нитей, и содержащая основные неэлектропроводные нити, имеющие первое направление, и нагревательные нити, имеющие второе направление, перпендикулярное первому, причем нагревательные нити выполнены в виде электропроводящих немагнитных трубок, внутри которых закреплены периодически намагниченные упругие нити из магнитотвердого материала, а зазор между ними заполнен упругим немагнитными материалом или воздухом, в которой согласно изобретению электропроводящие немагнитные трубки имеют электрическое соединение с пьезоэлектрическими ворсинками, представляющие собой гибкие полимерные ворсинки, в основании которых закреплены пьезоэлектрические преобразователи с электродами из металлизированного покрытия.

Существо изобретения поясняется чертежами, представленными на фиг. 1, фиг. 2 и фиг. 3.

На фиг. 1 представлен общий вид ткани с электромагнитным и пьезоэлектрическим нагревом, на фиг. 2 представлено устройство пьезоэлектрических ворсинок, на фиг. 3 изображено устройство нагревательной нити с пьезоэлектрическими ворсинками.

Ткань с электромагнитным и пьезоэлектрическим нагревом содержит гибкие полимерные ворсинки 1 (под ворсинками понимается короткий густой слой волосков или шерстинок, покрывающий одну из сторон некоторых тканей, https://ru.wiktionary.org), которые одним концом жестко закреплены на проводящих трубочках нагревательных нитей, а другой конец остается свободным (Фиг. 1 и Фиг. 2). У основания закрепленного конца к ворсинке жестко прикреплены пьезоэлектрические преобразователи 2. Пьезоэлектрические преобразователи 2 покрыты проводящим поверхностным слоем, которые представляют собой электроды 3 (Фиг. 2). Расположенные в основании гибкой полимерной ворсинки 1 нагревательные нити представляют собой электропроводящие трубчатые волокна 4, выполненные в виде электропроводящих немагнитных трубок, внутри которых размещены нитевидные постоянные магниты 5 (Фиг. 3). Электроды 3 электрически соединены с электропроводящими трубчатыми волокнами 4 в точках 6, максимально удаленных друг от друга.

Ткань с электромагнитным и пьезоэлектрическим нагревом работает следующим образом. Во время вибрационных воздействий, обусловленных источниками внутри объекта (например, вибрации двигателей) или внешними (например, удары, толчки и т.д.), нитевидные постоянные магниты 5 начинают колебаться относительно электропроводящих трубчатых волокон 4.

В общем случае относительные колебания могут иметь продольную и поперечную составляющую. При продольных колебаниях силовые линии магнитного поля пересекают электропроводящие трубчатые волокна 4, из-за чего в последних возникают вихревые токи (токи Фуко). Направление этих токов таково, что они начинают тормозить относительное движение электропроводящих трубчатых волокон 4 и нитевидных постоянных магнитов 5. При поперечных колебаниях происходит увеличение индукции поля в приближающейся части электропроводящего трубчатого волокна 4 и уменьшение индукции в отдаляющейся части электропроводящего трубчатого волокна 4. Благодаря этому изменяется магнитный поток через проводящие контуры в электропроводящем трубчатом волокне 4, в котором наводятся вихревые токи, которые также препятствуют взаимному движению.

Протекание вихревых токов сопровождаются выделением тепла в соответствии с законом Джоуля-Ленца, что ведет к нагреву электропроводящих трубчатых волокон 4 и всего слоя ткани. Величина выделяющегося количества теплоты, а, следовательно, и температура нагрева, определяется величинами индукции магнитного поля, амплитуды и частоты относительных колебаний, а также электрическим сопротивлением по пути их протекания.

Во время воздействия ветра или внешних вибраций на гибкие полимерные ворсинки 1, ворсинки начинают колебаться и гнуться в разные стороны. Из-за этого в пьезоэлектрических преобразователях 2 возникают деформации сжатия и растяжения. Вследствие этого действия на электродах 3 генерируется переменное электрическое напряжение (прямой пьезоэффект).

Так как пьезоэлектрические преобразователи 2 электрически замкнуты на электропроводящие трубчатые волокна 4 нагревательной нити, то в электропроводящих трубчатых волокнах 4, между точками 6 начинает протекать ток. Причем, магнитное поле этих токов имеет такое направление, что практически не воздействует на намагниченные нити. Протекание этих токов приводит к генерации дополнительной тепловой энергии в электропроводящих трубчатых волокнах 4 по закону Джоуля-Ленца. Таким образом, электропроводящие трубчатые волокна 4 и другие части ткани нагреваются. Кроме того, происходит диссипация энергии вибраций и снижение уровня их воздействия на объект.

Итак, заявляемое изобретение позволяет расширить функциональные возможности ткани за счет увеличения нагревательной способности ткани и более полного использования энергии ветра и внешних вибраций.

Ткань, представляющая собой полотно, выполненное переплетением нитей, и содержащая основные неэлектропроводные нити, имеющие первое направление, и нагревательные нити, имеющие второе направление, перпендикулярное первому, причем нагревательные нити выполнены в виде электропроводящих немагнитных трубок, внутри которых закреплены периодически намагниченные упругие нити из магнитотвердого материала, а зазор между ними заполнен упругим немагнитными материалом или воздухом, отличающаяся тем, что электропроводящие немагнитные трубки имеют электрическое соединение с пьезоэлектрическими ворсинками, представляющие собой гибкие полимерные ворсинки, в основании которых закреплены пьезоэлектрические преобразователи с электродами из металлизированного покрытия.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области нагревательных устройств и может быть использовано для регулирования температуры обработки полупроводниковой пластины в процессе выращивания полупроводникового слоя.

Изобретение относится к нагревательному резистору, используемому, например, в нагревателях для барабанных сушильных устройств, когда нужно производить поток горячего воздуха.

Изобретение относится к области электротехники и характеризует рисунок дорожек схемы нагревателя, спроектированный для покрытия на нагревательной пластине (100) для достижения высокооднородного распределения тепла и быстрого нагрева, потребления малой мощности и предотвращения сжатия тока посредством высокого коэффициента заполнения, нагревательной пластины (100), содержащей: слой (101) подложки, который является электрически изолирующим, высоко теплопроводящим, подложки с малой теплоемкостью, которую покрывает рисунок дорожек схемы нагревателя, имеющий проводящий слой (102) и резистивный слой (103), проводящий слой (102), имеющий проводящие части, такие как контактные площадки (201) электропитания, главные линии (202) электропитания, контактные площадки (203) электропередачи, расщепленные проводящие линии (204), сформированные высоко проводящим материалом для равномерного распределения мощности по резистивному слою (103), резистивному слою (103), имеющему резистивные участки, содержащие резистивные части, сформированные резистивной пастой, для нагревания нагревательной пластины (100).

Изобретение относится к области термометрии и может быть использовано для регистрации температуры ролика нагрева, который нагревается многочисленными нагревателями и с которым в прижимном контакте может находиться прижимной ролик.

Изобретение относится к области техники, связанной с выращиванием кристаллов из расплавов методом горизонтально направленной кристаллизации (ГНК), которые широко используются в качестве сцинтилляторов для детекторов ионизирующего излучения, лазерных кристаллов и элементов оптических приборов, работающих в широкой спектральной области от ультрафиолетового до среднего инфракрасного диапазона длин волн.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при создании инфракрасных нагревателей на лампах типа ИКЗ-175, ИКЗ-250, ИКЗ-500 одновременно, для нагрева сушильных цилиндров изнутри и/или снаружи, для нагрева неподвижных емкостей сбоку и/или снизу со стороны днища, для нагрева тестовых заготовок в процессе выпечки, для нагрева при сушке сыпучих материалов и т.д.

Нагреватель, применимый с устройством нагревания изображения, включает в себя контакты, включающие в себя по меньшей мере один первый контакт, обеспеченный на подложке и соединяемый с первой клеммой, и второй контакт, обеспеченный на подложке и соединяемый со второй клеммой; электроды, размещенные в продольном направлении подложки с заданными промежутками; электропроводные линии, соединяющие электроды с соответствующими из контактов, так что упомянутый электрод, соединенный с первым контактом, и упомянутый электрод, соединенный со вторыми контактами, размещены с чередованием в продольном направлении подложки; и теплогенерирующие участки, обеспеченные между смежными электродами, соответственно, для генерирования тепла при подаче электропитания между смежными электродами, причем все первые контакты обеспечены на одном оконечном участке подложки относительно продольного направления, а все вторые контакты обеспечены на другом оконечном участке относительно продольного направления.

Изобретение относится к регулируемым омическим нагревателям переменного тока и предназначено для регулирования нагрева и плавного регулирования мощности. Технический результат заключается в том, что сетевое напряжение остается высококачественным даже при соразмерных мощностях сетевого трансформатора и нагревателя, и в том, что присоединенные потребители сети работают без помех, т.е.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к высокотемпературным электрическим нагревательным элементам трубчатой формы, обеспечивающим температуру наружной поверхности трубки-оболочки около 1000°C и способным выдерживаться при данной температуре нескольких десятков часов на открытом воздухе.

Изобретение относится к области энергетики, ЖКХ и флота, а именно к спецсредствам для разогрева ж.д. цистерн с мазутом.

Изобретение относится к проницаемому для текучей среды узлу-нагревателю, используемому в генерирующих аэрозоль системах, который содержит основу, включающую отверстие через эту основу, электропроводную, по существу плоскую ниточную структуру, расположенную поверх упомянутого отверстия, и средства крепления, механически фиксирующие ниточную структуру на основе, причем средства крепления являются электропроводными и служат в качестве электрических контактов для обеспечения тока нагрева через ниточную структуру.

Изобретение относится к нагревательному устройству для прибора для измерения методом спектрометрии. Данное нагревательное устройство отличается тем, что оно выполнено в виде мягкого оптического элемента (1), который включает в себя мягкую гибкую опору (10) с верхней стороной (10a) и нижней стороной (10b).

Изобретение относится к электротехнике, к способу изготовления электронагревательных панелей бытового и промышленного назначения, предназначенных, в частности, для использования в животноводстве для обогрева сельскохозяйственных животноводческих помещений.

Изобретение относится к области резистивного нагрева и может быть использовано для нагрева поверхностей сиденья, одежды человека и др. Гибкий нагревательный элемент содержит пучок резистивных проволок, выполненный в виде пучка эмалированного резистивного микропровода и армирующих нитей с обвязкой пучка нитью, выполненной с шагом 0,5-1 см.

Изобретение относится к рулевому колесу транспортного средства. Рулевое колесо содержит нагревательный элемент, который равномерно нагревает весь обод.

Изобретение относится к нагревателям для текучих сред. Нагреватель может быть использован в любой отрасли народного хозяйства, где необходим низкотемпературный нагрев жидких и газообразных сред типа воды, жидких технических сред, масел, воздуха и тому подобных сред в проточном режиме.

Изобретение относится к гибким электронагревателям и может применяться, в частности, для создания «теплого пола» в жилых и служебных помещениях. .

Изобретение относится к способу изготовления металлизированного текстильного изделия плоской формы. .

Изобретение относится к гибким нагревательным элементам, предназначенным для крепления к поверхностям бытовых приборов любой формы. .

Изобретение относится к области электротехники, а именно к гибким нагревательным элементам на тканой основе, которые могут быть использованы в быту, медицине, сельском хозяйстве и различных отраслях промышленности.

Группа изобретений относится к текстильной промышленности, в частности к тканям с особым расположением нитей, способу их изготовления, и может использоваться при производстве композиционных материалов и баллистических защитных панелей для средств индивидуальной бронезащиты (СИБ).

Изобретение относится к текстильной промышленности, в частности, к электронагревательным тканям промышленного и бытового назначения, имеющим в своей структуре пьезоэлементы и электронагревательные нити. Технический результат: увеличение нагревательной способности ткани и более полное использование энергии ветра и внешних вибраций. Сущность изобретения: предложена ткань, представляющая собой полотно, выполненное переплетением нитей, и содержащая основные неэлектропроводные нити, имеющие первое направление, и нагревательные нити, имеющие второе направление, перпендикулярное первому, причем нагревательные нити выполнены в виде электропроводящих немагнитных трубок, внутри которых закреплены периодически намагниченные упругие нити из магнитотвердого материала, а зазор между ними заполнен упругим немагнитными материалом или воздухом. Электропроводящие немагнитные трубки имеют электрическое соединение с пьезоэлектрическими ворсинками, представляющие собой гибкие полимерные ворсинки, в основании которых закреплены пьезоэлектрические преобразователи с электродами из металлизированного покрытия. 3 ил.

Наверх