ОБОГРЕВАТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО

Область техники
Полезная модель относится к области медицины, а именно к устройствам для лечения и профилактики ОРЗ, ОРВИ, КОВИД, и может быть использована в массажных устройствах, кушетках, матрасах, одеялах.
Уровень техники
Известно изобретение RU №2222119 С2 «Электрическое нагревательное текстильное изделие» МПК Н05В 3/34, D04B 21/02, содержащее текстильную структуру, множество расположенных на определенном расстоянии друг от друга резистивных электронагревательных элементов, введенных в упомянутую текстильную структуру и проходящих, как правило, между противоположными краевыми участками упомянутой текстильной структуры, и токопроводящие элементы, содержащие токопроводящую нить или токопроводящую пряжу и наносимые, по меньшей мере, частично в виде токопроводящей пасты, проходящие, в общем, вдоль упомянутых противоположных краевых участков упомянутой текстильной структуры и приспособленные для присоединения упомянутого множества расположенных на определенном расстоянии друг от друга резистивных электронагревательных элементов к источнику электрической энергии. Нагревательное текстильное изделие состоит, по меньшей мере, из двух слоев текстильного материала, предпочтительно эти слои материала имеют разворсованные наружные поверхности и гладкие противоположные внутренние поверхности с нагревательной цепью, расположенной между ними. Либо нагревательная цепь включена в отдельный нагревательный слой, вместе с которым она ламинирована, или другим способом закреплена между наружными слоями материала. Недостатками данного технического решения являются большое количество коммутационных соединений, что значительно снижает надежность изделия в целом, отсутствие влагозащищенности; невысокая эффективность теплопередачи пользователю, т.к. нагревательные элементы изолированы от нагреваемой поверхности внешней разворсованной поверхностью текстильного слоя, и отсутствие возможности управления работой изделия, в том числе выбора оптимальной для пользователя температуры обогрева.
Известна полезная модель RU 131265 U1 «Гибкий электронагреватель с автоматической регулировкой температуры под температуру тела пользователя», МПК Н05В 3/34, опубликован 10.08.2013, содержащая гибкий электроизолированный нагревательный проводник, установленный внутри оболочки одеяла, подключенный через блок электропитания, содержащий блок измерения температуры, соединенный с логическим блоком управления постепенным снижением температуры, который выполнен с возможностью регулирования подачи напряжения блоком питания, подключенным к стационарной сети (входное напряжение переменное 220 В). В вариантах исполнения электронагревателя блок измерения температуры и логический блок управления постепенным снижением температуры могут быть установлены внутри корпуса блока питания, а датчик температуры блока измерения температуры выведен в зону расположения гибкого электроизолированного нагревательного проводника. Недостатками данного технического решения являются невысокая эффективность, т.к. из-за расположения нагревательных элементов внутри оболочки одеяла снижается эффективность теплопередачи; невозможность установки пользователем индивидуальной комфортной температуры; отсутствие защиты от перегрева, т.к. задача блока управления - постепенное снижение температуры нагрева только после достижения порогового значения температуры, а не поддержание ее на заданном уровне; невозможность работы изделия от автономного источника питания.
Из известных технических решений наиболее близким по назначению и технической сущности к заявляемому объекту является изобретение RU №2709481 С1 «Электрическое обогревательное устройство», МПК Н05В 3/36, содержащее резистивный нагревательный элемент, фиксировано размещенный между двумя слоями тканевой основы, при этом упомянутый резистивный нагревательный элемент расположен между слоями тканевой основы в виде двух симметрично расположенных относительно продольной оси меандров и выполнен в виде одного изолированного или двух соединенных отдельно изолированных проводов, причем концы резистивного нагревательного элемента соединены с контроллером питания, который соединен с гибким кабелем USB коннектора электрического питания, который в свою очередь выведен за пределы электрического обогревательного устройства для получения питания. При подключении USB коннектора электрического питания к вычислительному электрическому устройству заявляемое устройство выполнено для предоставления пользователю возможности управлять обогревом посредством программного обеспечения для управления, установленного на упомянутом вычислительном устройстве. Недостатками данного технического решения являются сравнительно невысокая эффективность теплоотдачи из-за расположения нагревательного элемента между двумя слоями тканевой основы; недостаточная гибкость в поперечном направлении, что является причиной невозможности повторения контуров тела пользователя и, следовательно, снижения удобства эксплуатации; отсутствие кнопки включения/выключения, а также отсутствие информационного дисплея для отображения температурного параметра. Еще одним недостатком является обязательное наличие подключения изделия к электронно-вычислительному устройству, что значительно снижает удобство эксплуатации изделия.
Известно решение US 2019060106 А1, 28.02.2019 «Система обогрева с зональным управлением», включающая одеяло разделенное на три камеры позволяющие нагнетать воздух. Каждая камера соединена со шлангом нагнетающим воздух, каждый шланг, проходит через свое нагревательное устройство. Одеяло оснащено датчиками температуры пациента изолированными от зон нагрева. Система также включает в себя контроллер, который включает в себя одну или более схем процессора, сконфигурированных для получения показаний от датчиков, для каждой зоны в отдельности, при этом показание датчика соответствует скорости теплопередачи. Одна или более схем процессора сконфигурированы для определения того, является ли показание датчика достаточным, и увеличения скорости теплопередачи до необходимой скорости теплопередачи, в ответ на недостаточное показание датчика.
Недостатком указанного решения является отсутствие нагревательных элементов внутри одеяла, отсутствие автоматического управления температурой в каждой зоне обогрева, так как датчики температуры снимают температуру пользователя, а не температуру нагревательных элементов. Контроллер работает на основе данных полученных от датчиков температуры пользователя, соответственно если датчик по каким то причинам будет выдавать ошибочный показатель, то зона будет обогреваться недостаточно или наоборот избыточно. Такое может произойти, если например, датчик температуры отсоединился от пользователя.
Технической задачей для решения вышеописанных недостатков является разработка устройства с автоматически регулируемым зональным электрообогревом на основе температуры каждой нагревательной зоны.
Сущность полезной модели
Поставленная техническая задача решается посредством того, что обогревательное устройство включает три независимые зоны нагрева, в каждой из которых между слоев тканевой основы по волновой траектории расположен нагревательный элемент, а также устройство оборудовано электронным блоком управления и датчиками температуры (термопарами).
Обогревательное устройство содержит тканевую основу (1) (фиг. 1), нагревательные элементы (2), датчики температуры, электронный блок управления (4).
Тканевая основа (1) (фиг. 1) состоит из двух слоев влагоотводящего, аллергонейтрального и антимикробного материала, например, поликолона. В каждой из независимых зон нагрева (3), (5), (6) между слоями тканевой основы (1) расположены нагревательные элементы (2) по волнообразной траектории.
Расположение нагревательных элементов (2) по волнообразной траектории обусловлено в первую очередь необходимостью обеспечения большей площади нагрева, и соответственно теплоотдачи для снятия показаний температуры.
Нагревательный элемент (2) (фиг. 1) представляет собой тонкую металлическую нить с большим электрическим сопротивлением. Нить изолирована диэлектрическим материалом, а также экранирована металлической оплеткой. В частном случае исполнения нагревательный элемент (2) фиг. 1, может быть изготовлен из полимерных нитей с резистивным напылением металлов (например, лавсановые нити, металлизированные серебром или медью) с изоляцией на основе полиолефинов.
Нагревательные элементы (2) (фиг. 1) имеют датчики температуры (на фигуре не показан), которые, в свою очередь, связаны с электронным блоком управления (4). Каждая зона нагрева (6) имеет свой датчик температуры, измеряющий температурные показатели каждой зоны нагрева (6) в отдельности для обеспечения их независимой работы.
Электронный блок управления (4) (фиг. 1) оборудован кнопками управления температурными режимами, а также цифровым дисплеем, на который выводятся температурные показатели. Схема работы электронного блока управления (4) представляет собой систему с обратной связью и работает по принципу двухпозиционного реле. Электронный блок управления (4) получает сигнал от датчика температуры, обрабатывает его и посылает управляющий импульс исполнительному устройству, то есть нагревательному элементу (2). В случае, если температура нагревательного элемента (2) меньше установленной, в электронном блоке управления (4) возникает сигнал рассогласования, приводящий к срабатыванию реле или, например, открыванию ключа на симисторе. Включившийся нагревательный элемент (2) поднимает температуру нагревательного элемента, и когда она достигает установленной величины, происходит возврат реле или запирание электронного ключа. Также электронный блок управления (4) позволяет осуществлять управление нагревом всех трех зон сразу, так и выборочно. Установка температурных и временных параметров может производиться в ручном режиме, а также программироваться.
Для удобства эксплуатации питание обогревательного устройства может осуществляться не только от сети питания 220 В, но и портативного источника питания.
Техническим результатом предлагаемого решения является обогревательное устройство с автоматическим регулируемым зональным электрообогревом.
Краткое описание чертежей:
На фиг. 1 - схематическое изображение обогревательного устройства, вид сверху.
Краткое описание конструктивных элементов:
1 - тканевая основа;
2 - нагревательный элемент;
3 - зона нагрева;
4 - электронный блок управления;
5 - зона нагрева;
6 - зона нагрева.
Осуществление заявленного решения:
Перед началом эксплуатации пользователь кнопками, расположенными на электронном блоке управления (4) (фиг. 1) производит установку необходимой температуры, значения которой отображаются на цифровом дисплее. Установка температуры может производиться как для всех зон, так и выборочно по зонам для каждого нагревательного элемента.
Далее датчик температуры считывает температурные показания степени нагрева и отправляет сигнал на электронный блок управления температурой (4). После обработки сигнала электронный блок управления (4) продолжает обеспечивать поступление питания на нагревательный элемент (2) при недостаточной температуре нагрева, либо прерывает работу нагревательного элемента (2) при достижении заданного температурного показателя нагрева.
В процессе эксплуатации пользователь при необходимости производит корректировку температуры нагрева кнопками, расположенными на электронном блоке управления (4).
При необходимости пользователь может программировать режимы работы обогревательного устройства посредством электронного блока управления (4) задать время включения/отключения нагревательных элементов, а также задать изменение по времени температурных параметров.