ОБОГРЕВАЮЩИЙ ЖИЛЕТ

Полезная модель относится к средствам индивидуальной защиты человека при низких температурах окружающей среды без риска переохлаждения организма и может использоваться в производственной, медицинской, спортивной, бытовой, специальной и военной рабочей одежде операторов, персонала, заступающего на плановое, боевое дежурство, пилотов и водителей транспортных наземных, водных и воздушных средств, чтобы каждый из них мог своевременно выполнить производственную, плановую, оперативную, тактическую или боевую задачу.
Работа в условиях низких температур, относится к экстремальным видам деятельности человека. Проблема сохранения тепла тела человека весьма актуальна, однако все виды отечественной обогревающей защитной одежды морально устарели. Для создания современного обогревающего жилета необходимо учитывать особенности процессов системы «человек-обогревающий жилет-окружающая среда».
Известна одежда с обогревом (патент RU №166793, МПК A41D 13/00, опубликовано 10.12.2016 г.), содержащая гибкие электронагревательные элементы, подключенные через коммутационный элемент и разъем к источнику электропитания, размещенному в прикрепленном к одежде кармане. Одежда с обогревом выполнена из эластичной сетчатой ткани, задняя часть одежды выполнена двухслойной с размещенными между слоями гибкими электронагревательными элементами, прикрепленными к внутреннему слою, а коммутационный элемент выполнен в виде четырехпозиционного переключателя.
Недостатком данной одежды является то, что она не обеспечивает терморегуляторные потребности всех температурно-чувствительных зон. Улучшение активности репродуктивных клеток достигается только при использовании одежды, имеющей специальные участки, обеспечивающие эффективную терморегуляцию репродуктивных тканей и органов.
Наиболее близким аналогом является обогревающий жилет (патент RU №166533, МПК A41D 13/00, опубликовано 27.11.2016 г.), содержащий спинку и полочку, соединенные друг с другом средствами фиксации, размещенными по плечевым краям, краям бортов и нижним частям боковых краев спинки и полочки, гибкие нагревательные элементы, имеющие форму многоугольника и выполненные в виде многослойных пакетов, вставленных в нагрудную и наспинную части обогревающего жилета с внутренней стороны, гибкие нагревательные элементы выполнены из провода, изготовленного из лавсановых нитей с резистивным напылением серебра, и в них установлены датчики температуры, питание обогревающего жилета осуществляется от аккумуляторных батарей, соединенных проводами с гибкими нагревательными элементами и подключенными к блоку управления обогрева с кнопкой управления режимами обогрева.
Недостатком данного обогревающего жилета, является то, что он не обеспечивает терморегуляторные потребности всех температурно-чувствительных зон в полном объеме в случае часто меняющейся активности человека, выполняющего различную по интенсивности тепловыделений работу, он должен отвлекаться от выполнения поставленной задачи вручную изменяя режимы обогрева.
Задачей полезной модели является: обеспечение адаптивного регулирования температурного режима обогрева в пододежном пространстве при часто меняющихся физических нагрузках человека, выполняющего различную по интенсивности тепловыделений работу, увеличение времени работы специалиста без риска для его жизни в условиях пониженных температур окружающей среды, повышение удобства в эксплуатации.
Техническим результатом предлагаемой полезной модели является обеспечение заданной температуры в пододежном пространстве в зависимости от меняющихся физических нагрузок человека и температуры окружающей среды.
Технический результат достигается тем, что в обогревающий жилет, содержащий спинку и полочку, соединенные друг с другом средствами фиксации, размещенными по плечевым краям, краям бортов и нижним частям боковых краев спинки и полочки, гибкие нагревательные элементы, имеющие форму многоугольника и выполненные в виде многослойных пакетов, вставленных в нагрудную и наспинную части обогревающего жилета с внутренней стороны, а в гибких нагревательных элементах размещены датчики температуры, питание обогревающего жилета осуществляется от аккумуляторных батарей, соединенных проводами с гибкими нагревательными элементами и подключенными к блоку управления обогрева с кнопкой управления режимами обогрева, введен трехкомпонентный акселерометр, закрепленный на подкладке нагрудной части обогреваемого жилета, подключенный к блоку управления, для регистрации отклика на перемещение по осям X, Y и Z.
Сущность полезной модели поясняется на фиг. 1 и 2.
Обогревающий жилет, содержит спинку 1 и нагрудную часть 2, соединенные друг с другом средствами фиксации, размещенными по плечевым краям, краям бортов и нижним частям боковых краев спинки 1 и нагрудной части 2, гибкие нагревательные элементы 3, имеющие форму многоугольника и выполненные в виде многослойных пакетов, вставленных в нагрудную 2 и наспинную 1 части обогревающего жилета с внутренней стороны, в гибких нагревательных элементах 3 размещены датчики температуры 4, питание обогревающего жилета осуществляется от аккумуляторных батарей 5, соединенных проводами с гибкими нагревательными элементами 3 и подключенными к блоку управления обогревом 6 с кнопкой управления режимами обогрева, трехосевой акселерометр 7, размещенный на подкладке нагрудной части 2 обогреваемого жилета и подключен к блоку управления 6, для регистрации отклика на перемещение по осям X, Y и Z.
Обогревающий жилет работает следующим образом.
Обогревающий жилет одевается поверх одежды, при подаче напряжения на гибкие нагревательные элементы 3 жилета, размещенные в нагрудной 2 и наспинной 1 частях жилета, они (элементы) нагреваются до расчетной температуры, тем самым нагревательный элемент 3 выделяет тепло для обогрева.
Гибкие нагревательные элементы 3 жилета при нагреве обеспечивают оптимальное температурное поле нагрева. Плотное прилегание обогревающего жилета к верхней одежде предотвращает потерю тепла, обеспечивая поддержание постоянной температуры в одежде, исключая перекос в температурном балансе обогрева путем адаптивного регулирования нагрева частей тела.
Когда человек начинает перемещаться, трехосевой акселерометр 7 фиксирует растущее ускорение, т.е. тепловыделения человека начинают нарастать, соответственно в блоке управления 6 формируется формализованный сигнал на снижение температуры обогрева жилета. После того как человек начнет перемещаться с постоянной скоростью, ускорение, фиксируемое трехосевым акселерометром 7, вновь станет нулевым, т.е. температура обогрева стабилизируется. При уменьшении скорости движения, ускорение фиксируемое трехосевым акселерометром 7, тоже будет расти, но уже с отрицательным знаком, при этом температура обогрева будет повышаться и поддерживаться блоком управления 6 на заданном уровне комфорта. Поскольку спектр выпускаемых промышленностью акселерометров достаточно разнообразен, он используется и в портативной электронной технике, то их размер мал и не причинит дискомфорта при его размещении на подкладке нагрудной части 2 обогреваемого жилета.
Обогревающий жилет может быть выполнен из известных материалов, имеющихся в широкой продаже и предназначенных для изготовления одежды с теплорегулирующими свойствами. В зависимости от назначения обогревающего жилета (сезон использования, место использования), его детали могут быть выполнены из материалов, имеющих определенные теплоизоляционные свойства, например, из многослойных материалов, с применением различных утеплителей, из материалов, абсорбирующих влажность, а также теплоизолирующих материалов.
При выполнении работ в обогревающем жилете, с часто меняющимися физическими нагрузками человека с учетом температуры окружающей среды, поддерживается постоянный температурный режим пододежного пространства за счет адаптивного регулирования нагрева частей тела, путем использования трехосевого акселерометра 7, подключенного к блоку управления 6, регистрирующий отклики на перемещение по осям X, Y и Z, прикрепленного к подкладке нагрудной части 2 жилета, позволяет поддерживать постоянный температурный режим пододежного пространства и исключать чувство озноба или жара при меняющихся физических нагрузках человека с учетом температуры окружающей среды.
Съем параметров для регистрации отклика на перемещение человека по осям X, Y и Z осуществляется с помощью датчика, выполненного в виде трехосевого акселерометра 7, прикрепленного к подкладке обогреваемого жилета. Совокупность контролируемых откликов на перемещение человека по осям X, Y и Z снимаемых с трехкомпонентного акселерометра 7 обрабатывается в блоке управления 6 обогревом. В блоке управления 6 осуществляется программное формирование формализованных сигналов на изменение состояния температурного режима пододежного пространства, по алгоритму обработки информации в зависимости от меняющихся физических нагрузок человека с учетом температуры окружающей среды. Трехосевой акселерометр 7, прикрепленный к подкладке нагрудной части 2 обогреваемого жилета, не причиняет дискомфорта человеку и не ограничивают его подвижность.
Это позволит создать оптимальное температурное поле нагрева в пододежном пространстве с учетом терморегуляторных потребностей всех температурно-чувствительных зон человека и повысить эффективность использования гибких нагревательных элементов.
Создание адаптивного температурного поля обогрева обеспечивает многофункциональность и зональность температурного поля обогревающего жилета, что существенно снижает затраты энергии на поддержание заданной температуры и позволяет максимально использовать тепловую энергию электронагревателей для нагрева.
Обогревающий жилет удобен при выполнении работ различной интенсивности при длительном пребывании на холоде. Это относится к таким профессиям, как водолазы, буровики, нефтяники, газовики, сотрудники МЧС, ГАИ, военнослужащие, охранники и др. Используется обогревающий жилет и спортсменами - экстремалами, охотниками и рыболовами.