ГИБКИЙ ЭЛЕКТРОНАГРЕВАТЕЛЬ

Полезная модель относится к электротехнике, в частности к электротермии, и касается конструкции гибкой электронагревательной сетки применяемой в нагревательных устройствах, предназначенных для обеспечения и поддержания требуемой температуры в локальной зоне, которые могут быть использованы в строительстве, в автомобильной и сельскохозяйственной промышленности и др.
Известен гибкий электронагреватель, содержащий соединенные по краям электронагревательный и теплоизолирующий элементы с алюминиевым отражателем и тканевую термостойкую оболочку, в котором электронагревательный элемент закреплен на сетчатой основе из стекло- или базальтопластиковых нитей, теплоизолирующий элемент выполнен из термофлора и расположен алюминиевым отражателем к электронагревателю, а оболочка выполнена из водонепроницаемой синтетической ткани и размещена по внешней поверхности теплоизолирующего и электронагревательного элементов, все элементы греющего мата соединены между собой с образованием по периметру мата мягкой кромки из верхнего и нижнего обрезов оболочки, мягкая кромка имеет отверстия с запрессованными металлическими обечайками для соединения матов кромками внахлест. Электронагревательный элемент выполнен в виде изолированного греющего провода с полимерной жилой или в виде изолированного греющего провода с медной жилой или углеграфитовой ткани с вплетенными с шагом медными нитями. (Патент РФ на полезную модель № U 54604, Мкл. E04D 15/06, опубл. 10.07.2006.)
Недостатком этого технического решения является малая гибкость, обусловленная наличием в конструкции алюминиевого отражателя и запрессованных металлических обечаек.
Наиболее близким к предложенному техническим решением является гибкий электронагреватель, содержащий полотно, в котором основа выполнена из неэлектропроводных нитей, уток - из электропроводных резистивных нитей, каждая из которых состоит из центрального волокна с оболочкой из полимерного резистивного материала, содержащего углеродный наполнитель, состоящий из технического углерода и графита, основа и уток переплетены полотняным переплетением с образованием ячеек и подключенные к концам нитей утка токопроводящие шины В качестве основы электропроводных резистивных нитей используется комбинированная нить из базальтового и полиэстерного волокна или из полиакрилонитрильного волокна (ПАН) с числом филаментов, равным 1500, и диаметром 10 мкм., которое имеет низкий коэффициент растяжения и высокий модуль упругости. Полиэстерное волокно имеет 1500 филаментов с диаметром 10-12 мкм. Полотно покрыто электроизоляционным полимерным материалом методом электрофореза. (Патент РФ №2282317, Мкл. H05B 3/36, опубл. 20.08.2006)
Недостаток этого технического решения состоит в том, что невозможно получить электропроводную резистивную нить с оболочкой из полимерного резистивного материала с низким линейным электрическим сопротивлением нити. А следовательно, готовый гибкий электронагреватель возможно использовать только при высоких напряжениях, опасных для здоровья человека. Кроме того, при производстве оболочки из полимерного резистивного материала и нанесения электроизоляции методом электрофореза возникают высокие производственные затраты, что сказывается на стоимости готового продукта. Так же данный гибкий электронагреватель имеет недостаточную устойчивость при перегибах.
Технической задачей, решаемой предложением, является возможность изготовления гибких электронагревателей, рассчитанных на различную мощность нагрева и различное низкое напряжение питания, безопасное для здоровья человека. С использованием различных электропроводных резистивных нитей, изготовленных на основе вискозной технической нити по специальной технологии. Линейная плотность элементарного волокна 0,03-0,06 текс. Электропроводная резистивная нить имеет высокую эластичность. Прочность нити 1,2-1,5 ГПа, а упругость до 60 ГПа, что сказывается на высокой механической прочности устройства при перегибах и растяжении. Это позволяет производить гибкие электронагревательные сетки с высоким качеством и надежностью.
Для решения этой технической задачи предлагается гибкий электронагреватель, содержащий сетку, в котором основа выполнена из неэлектропроводных нитей, а уток - из электропроводных углеродных резистивных нитей. Электропроводная углеродная резистивная нить может быть навита на непроводящую полимерную нить или стеклонить, или базальтовую нить, основа и уток переплетены полотняным переплетением, подключенные к концам нитей утка токопроводящие шины, покрыты полимерной токопроводящей композицией. Сетка покрыта электроизоляционным полимерным материалом.
Предлагаемый гибкий электронагреватель может быть изготовлен на существующем оборудовании из известных материалов. Других технических решений аналогичного назначения с подобными существенными признаками при проведении поиска по научно-технической литературе и патентной документации заявителем не обнаружено. Поэтому заявитель считает, что предложение по данной заявке соответствует критериям охраноспособности полезной модели «новизна» и «промышленная применимость».
Сущность предложения поясняется чертежами. На фиг. 1 показано конструктивное выполнение гибкого электронагревателя.
На фигурах обозначены электропроводные резистивные нити 1, выполненные из Углеродной нити, номинальной линейной плотностью от 70 до 800 текс, образующие уток и неэлектропроводные нити 2, расположенные перпендикулярно по отношению к резистивным нитям 1 и образующие основу, формируют сетку с полотняным переплетением. Токопроводящие шины 3, выполненные из металлической проволоки с повышенной проводимостью, подключены к концам резистивных нитей 1 утка. Электропроводные резистивные нити 1 могут быть выполнены из непроводящей нити 4, на которую намотана углеродная нить 5. Покрытие токопроводящей шины 3 полимерной токопроводящей композицией, а сетки электроизоляционным полимерным материалом на фигурах не показано.
Изменяя номинальную линейную плотность электропроводной углеродной нити от 70 до 800 текс можно в широких пределах изменять величину ее сопротивления. При этом можно получать готовые гибкие электронагревательные сетки с различной мощностью, на различные низкие номинальные напряжения, безопасные для здоровья человека
При эксплуатации гибких электронагревательных сеток в условиях высоких нагрузок, электропроводные резистивные нити утка 1 выполнены из непроводящей нити 4, на которую намотана углеродная нить 5. На фиг. 2 - показано выполнение электропроводных углеродных резистивных нитей утка. При растяжении гибкого электронагревателя вдоль электропроводных резистивных нитей 1 или сгибании его поперек этих нитей или под углом к ним углеродные нити 5, намотанные на непроводящие нити 4, испытывают значительно меньшую деформацию, чем прямолинейные, что снижает возможность их повреждения и, соответственно, повышает надежность устройства.
Заявителем изготовлены и успешно испытаны гибкие электронагреватели, выполненные в соответствии с изложенным, на напряжение питания от 12 до 36 вольт переменного и постоянного тока.