ГИБКИЙ НАГРЕВАТЕЛЬНЫЙ ПРОВОД ДЛЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ГРЕЛОК И ОДЕЯЛ (ВАРИАНТЫ)
FLEXIBLE HEATING WIRE FOR ELECTRIC HEATING PADS AND BLANKETS (VERSIONS)

Изобретение относится к электротехнике, в частности к электротермии.
Известны нагревательные провода и кабели, используемые для нагрева объектов нефтяной и газовой промышленности, строительных конструкций из бетона, промышленных устройств, отдельных частей транспортных средств и предметов быта. Нагревательные провода и кабели содержат токопроводящую жилу и изоляцию как обязательные элементы. При протекании электрического тока по токопроводящей жиле происходит ее нагрев. Токопроводящие жилы выполнены из нихромовой или стальной поволоки, а изоляция - из нагревостойкого пластиката (полимерного материала). Нихромовая или стальная поволоки имеют высокую жесткость и малую стойкость к многократным изгибам.
При протекании электрического тока по токопроводящей жиле происходит ее нагрев за счет теплового действия тока. Количество тепла, выделяющегося в проводе (кабеле), пропорционально произведению квадрата протекающего тока и сопротивления провода. Удельная тепловая мощность нагревательного провода аналогично равна произведению квадрата протекающего тока и сопротивления на 1 м провода.
С целью увеличения удельной тепловой мощности нагревательного провода токопроводящую жилу изготавливают из материалов с высоким удельным электрическим сопротивлением, например нихрома, константана, стали, углеродных нитей, или для повышения удельной тепловой мощности это увеличение протекающего тока, что приводит к сильному разогреву жилы. В этом случае провод должен иметь нагревостойкую изоляцию.
Известен гибкий нагревательный провод, описанный в DE 2917639, Н05В 3/56, опубл., 20.02.1986, жила которого выполнена в виде спирали, намотанной на сердечник, а сверху наложена оболочка. Сердечник и оболочка выполнены из хлопка или вискозного волокна, пропитанных жидкостью, содержащей соединения фосфора и азота, и препятствующей возгоранию волокон. Данный провод предназначен для электрических грелок и одеял. Данное решение принято в качестве прототипа.
Недостатком этого гибкого нагревательного провода является использование в нем в качестве жилы нихрома, что снижает гибкость провода, и использование в качестве сердечника и оболочки пропитанных хлопковых или вискозных волокон, что не дает гарантии изоляции между витками жилы во время активной работы.
Настоящее изобретение направлено на достижение технического результата, заключающегося в создании гибкого нагревательного провода для электрических грелок и одеял, обладающих максимально увеличенной гибкостью жилы и абсолютной гарантией от межвиткового замыкания.
2
1 Указанный технический результат достигается тем, что в гибком нагревательном проводе для электрических грелок и одеял, содержащем токопроводящую шину с удельным сопротивлением 0,01…0,1 Ом·мм/м, намотанную на сердечник или скрученную с ним, при этом токопроводящая шина с сердечником охвачена оболочкой, сердечник, на котором намотана токопроводящая шина или с которым эта шина скручена, выполнен капроновым, а токопроводящая шина с сердечником намотана на центральный сердечник, диаметр которого больше диаметра сердечника, на который намотана токопроводящая шина, причем намотанная на центральный сердечник токопроводящая шина в оболочке охвачена наружной оболочкой.
2
2 Указанный технический результат достигается тем, что в гибком нагревательном проводе для электрических грелок и одеял, содержащем токопроводящую шину с удельным сопротивлением 0,01…0,1 Ом·мм/м, намотанную на сердечник или скрученную с ним, при этом токопроводящая шина с сердечником охвачена оболочкой, сердечник, на котором намотана токопроводящая шина или с которым эта шина скручена, выполнен капроновым, а токопроводящая шина с сердечником намотана на центральный сердечник, диаметр которого больше диаметра сердечника, на который намотана токопроводящая шина, причем намотанная на центральный сердечник токопроводящая шина намотана на полиамидный сердечник большего диаметра, чем диаметр центрального сердечника, и охвачена наружной оболочкой.
Указанные признаки являются существенными и взаимосвязаны с образованием устойчивой совокупности существенных признаков, достаточной для получения требуемого технического результата.
Настоящее изобретение поясняется конкретным примером исполнения, который, однако, не является единственно возможным, но наглядно демонстрирует возможность достижения требуемого технического результата.
На фиг.1 представлен первый пример исполнения гибкого нагревательного провода;
фиг.2 - второй пример исполнения гибкого нагревательного провода.
2
Согласно настоящему изобретению рассматривается гибкий нагревательный провод для электрических грелок и одеял, который представляет собой токопроводящую шину с удельным сопротивлением 0,01…0,1 Ом·мм/м, намотанную на капроновый сердечник или скрученную с ним, токопроводящая шина с сердечником намотана на центральный сердечник, диаметр которого больше диаметра сердечника, на который намотана токопроводящая шина, при этом намотанная на центральный сердечник токопроводящая шина в оболочке охвачена наружной оболочкой. Согласно другому варианту исполнения гибкий нагревательный провод для электрических грелок и одеял содержит ту же самую токопроводящую шину, так же намотанную на капроновый сердечник или скрученную с ним. Токопроводящая шина с сердечником намотана на центральный сердечник, диаметр которого больше диаметра сердечника, на который намотана токопроводящая шина, но при этом намотанная на центральный сердечник токопроводящая шина еще раз намотана на полиамидный сердечник большего диаметра, чем диаметр центрального сердечника, и охвачена наружной оболочкой.
Ниже рассматриваются конкретные примеры исполнения вариантов изобретения.
2
Пример по первому варианту (фиг.1) характеризуется применением в качестве жилы токопроводящей шины 1 с удельным сопротивлением 0,01…0,1 Ом·мм/м, намотанной или совместно скрученной с капроновым промежуточным сердечником 2 диаметром 0,1…0,5 мм. В свою очередь капроновый промежуточный сердечник с шиной намотан на центральный (основной) сердечник 3 диаметром 0,5…1,5 мм. На весь сердечник наложена наружная оболочка 4 из полимерной композиции, в т.ч. не распространяющей горение (нг), и (или) повышенной огнестойкости (FR), и (или) пониженного дымогазовыделения (LS), и (или) пониженной активности продуктов дымогазовыделения (HF).
Токопроводящая жила может быть изготовлена из сплавов высокого сопротивления (нихром, фехраль и др.) и стальной оцинкованной проволоки. Изоляция (оболочка) может быть выполнена из фторопластовых пленок ПМФ, силикона (нагрев до +200°С), ПВХ (до +105°С), полиуретана (до +90°С).
Данный провод дает возможность создания нагревательных элементов для электрических грелок и одеял любой формы и температурного режима от 30°С до 60°C с потреблением минимального количества энергии. Для увеличения температурного режима до 80°С предлагаемый провод выполнен по первому варианту, но без оболочки 4 (фиг.2). Этот провод наматывается на полиамидный сердечник 5 диаметром 1…4 мм. На него накладывается наружная оболочка 6 из полимерной композиции, в т.ч. не распространяющей горение (нг), и (или) повышенной огнестойкости (FR), и (или) пониженного дымогазовыделения (LS), и (или) пониженной активности продуктов дымогазовыделения (HF).
Предлагаемый в качестве изобретения нагревательный провод имеет очень высокую гибкость и абсолютную гарантию от межвиткового замыкания. Также провод имеет малые размеры диаметром то 1,15 мм до 6,0 мм.
Заявленная конструкция может найти применение в различных областях, таких как строительство, сельское хозяйство и автомобилестроение, может использоваться для изготовления электрических матрасов, грелок, одеял и прочих бытовых товаров массового потребления, для создания нагревательных элементов для «теплых полов», подогрева почвы в теплицах, защиты трубопроводов от замерзания, подогрева сидений и руля автомобиля и т.д.