ГИБКИЙ ЭЛЕКТРОНАГРЕВАТЕЛЬ

Назначение
Полезная модель относится к конструкции электрических нагревателей и может быть использовано в системах терморегулирования изделий специальной техники, в частности, узлов космических аппаратов.
Уровень техники
Известны электрические нагреватели, в которых плоский резистивный слой выполнен из неметаллического материала, например из углеродной ткани с равномерно или неравномерно расположенными нитями основы и монолитно связанной с ней полиэфирной изоляции (Описание патента RU 2119729, кл. Н05В 3/14).
Однако они сложны в изготовлении, поскольку включают в свой состав достаточно большое количество исходных ингредиентов и требуют специальной технологии, включающей в себя принятия мер по стабилизации толщины токопроводящего слоя и недопущения смятия или разрушения графитовых частиц при вулканизации.
Кроме того, такие электронагреватели непригодны для использования в жестких климатических условиях и при контактах с вакуумом, например в космических аппаратах.
Известны также электронагреватели, в которых резистивный элемент выполнен из гибкого износостойкого провода высокого омического сопротивления и закреплен между двумя слоями ткани (патент Великобритании 2124858, кл. Н05В 3/36).
Однако при формировании в таких электронагревателях резистивного элемента в виде меандра (зигзагообразной змейки) трудно выдержать параллельность и плоскостность токопроводящих дорожек, что не позволяет получить электронагреватели с заданными стабильными характеристиками. Кроме того, при эксплуатации таких электронагревателей имеет место ухудшение условий теплопередачи из-за неравномерности распределения теплового потока в зонах непосредственной прокладки провода.
Из числа известных аналогов изобретения ближайшим прототипом может служить электронагреватель по патенту RU 2110901, МПК Н05В).
В данном прототипе электронагреватель содержит плоский фольговый резистивный элемент в виде меандра и покрывающую его с обеих сторон защитную оболочку. Защитная оболочка электронагревателя образована в виде двух и более последовательно нанесенных на лицевую и тыльную поверхности меандра слоев электроизоляционного лака и клеевой ткани. Резистивный элемент выполнен из сплава высокого омического сопротивления на основе железа.
Недостатком такого электронагревателя является нестабильность исходных характеристик в жестких климатических условиях эксплуатации, сложность технологии изготовления, подверженность расслоению резистивного слоя при малых радиусах сгиба и в условиях повышенных вибраций.
Заявленная полезная модель обеспечивает упрощение технологического процесса изготовления электронагревателя с высокими эксплуатационными характеристиками, позволяющими использовать его в жестких климатических условиях, при повышенных вибрациях и контактах с вакуумом. Использование печатного проводника в качестве резистивного слоя позволяет получить стабильные заданные свойства электронагревателя при тиражировании изделия.
Раскрытие полезной модели
Гибкий электронагреватель содержит плоский резистивный элемент, который с обеих сторон заизолирован. Концы проводника соединены с контактными площадками для токоподвода. Резистивный элемент выполнен в виде печатного проводника изогнутой формы (например, в виде меандра), который напрессован на гибкое диэлектрическое основание, а сверху покрыт защитным лаком. Резистивный элемент выполнен из манганина - сплава меди, никеля и марганца.
Исполнение резистивного нагревательного элемента печатным способом позволяет получить электронагреватель с заданными стабильными характеристиками, позволяющими эксплуатировать его в жестких условиях внешних воздействий, а также при сильных вибрациях и при установке нагревателя на плоские или криволинейные поверхности с радиусом кривизны не менее 30 мм.
Применение манганина в качестве материала резистивного проводника обеспечивает эксплуатацию в диапазоне температур от +100°С до минус 196°С и при контактах с вакуумом.
Перечень графических фигур
Фиг.1 Общий вид гибкого электронагревателя
Фиг.2 Фрагмент поперечного сечения гибкого электронагревателя
Осуществление полезной модели
Конструкция гибкого электронагревателя представлена на фиг 1 и 2, где обозначены следующие позиции:
1 - диэлектрическое основание
2 - резистивный нагревательный элемент
3 - контактная площадка
4 - слой изоляционного лака
В предлагаемом гибком электронагревателе плоский резистивный элемент выполнен в виде изогнутого проводника из манганиновой фольги марки МНМцАЖ 0,03×270 (сплава меди, никеля и марганца) с высоким омическим сопротивлением, заизолированного с обеих сторон защитным слоем и имеющего на обоих концах контактные площадки для токоподвода.
Проводник выполнен печатным способом, напрессован на гибкое диэлектрическое основание и покрыт защитным лаком (например, марки ЭП-730). В качестве диэлектрического основания используется теплостойкая прокладочная стеклоткань СТП-4 ТУ 2296-003-11436290-02, пропитанная в один слой лаком ЭП-730 методом горячего прессования при температуре +170°С.
Опытные образцы предлагаемых гибких электронагревателей прошли успешную экспериментальную проверку на стадии опытно-конструкторской разработки. Данные проведенной экспериментальной проверки подтверждают возможность получения при использовании изобретения вышеупомянутого технического результата, заключающегося в создании конструкции электронагревателя, работающего в жестких условиях внешнего воздействия и позволяющей нагревать тела любой формы с малыми радиусами кривизны.