ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ СОГРЕВАЮЩАЯ СТЕЛЬКА

Полезная модель относится к обувному производству, а именно, к элементам обуви типа стелек, и может быть использована для индивидуального обогрева ног человека.
Известна обувь с обогревом по патенту на изобретение RU №2359588 от 13.12.07 г., содержащая стельку с установленными в ней электронагревательными элементами. Электронагревательные элементы выполнены на основе углеродных волокнистых материалов и соединены с источником электропитания через люверс, находящийся в берцовой части обуви с внешней стороны. Источник электропитания выполнен с возможностью закрепления на ноге пользователя или во внутреннем специальном кармане брюк, а соединение с нагревательными элементами выполнено через электроразъем и термореле. Источником электропитания являются электрические батареи пластинчатого типа на основе фторуглерод-литий-неводного электролита, собранные в пакет не менее двух штук. Недостатками этого устройства является наличие неудобного «выносного» источника питания, закрепленного на ноге или в специальном кармане брюк, что создает определенный дискомфорт и ограничивает свободу при активном движении, а также необходимость наличия при себе запасного источника питания в случае расхода энергии имеющегося.
Известна обогреваемая обувь по патенту на изобретение RU №2332916 от 07.11.05 г., которая содержит устройство для обогрева стопы, включающее многослойную стельку с электронагревательным элементом, снабженным контактами, малогабаритный источник питания и токопровод, связанный с контактами. Стелька выполнена из девяти слоев, расположенных в определенной последовательности, при этом электронагревательный элемент образован третьим и четвертым слоями, а источник питания снабжен переключателем. Малогабаритный источник питания может быть вмонтирован в обувь, в частности в голенище или в каблук, или находиться вне обуви, например, на поясном ремне. Недостатками этого решения является потребность в индивидуальном источнике питания, низкая электробезопасность, а также сложность монтажа устройства. При монтаже источника питания в каблук могут возникнуть проблемы функционирования устройства ввиду вероятного попадания воды и грязи. В случае монтажа источника питания в голенище необходимо наличие специальной обуви с карманом.
Наиболее близкими к заявляемому решению являются стельки с подогревом «Тепловичек 12В» (http://electro.ofor.me/product/stelki-s-podogrevom/). Стельки содержат основу из вспененного поролона и износостойкую накладку, между которыми расположен нагревательный элемент. В качестве источника питания стелек используются батарейки суммарным напряжением 3 В (два аккумулятора или батарейки типа АА), при этом температура нагрева стельки будет достигать 40°С. Мощность подогрева можно увеличивать с использованием источников питания большего напряжения, но с соответствующим повышением температуры обогрева. Блок питания (батарейный отсек) размещается на поясе. Электрический провод нагревательного элемента стельки выведен к центру стопы. Недостатками данного устройства является наличие блока питания, закрепленного на поясе пользователя с тянущимися от него к стопе проводами, что создает определенный дискомфорт и сковывает движение, необходимость прикрепления стельки в процессе использования к подошве двусторонним скотчем, а также невозможность «подгона» стелек по размеру из-за размещения нагревательного элемента по всей площади стельки.
Заявляемая стелька, как и известные, имеет несколько слоев, нагревательный элемент и электрический провод.
Задачей полезной модели является совершенствование конструкции электрических стелек, используемых для работы и активного отдыха в условиях низких температур, с обеспечением возможности корректировки их размера.
Технический результат заключается в создании простых, удобных в использовании стелек, обеспечивающих подогрев стопы в течение 6-10 часов без зарядки аккумулятора.
Технический результат достигается тем, что стелька содержит встроенный аккумулятор, соединенный с датчиком давления и нагревательным элементом, размещенными между нижним и изоляционным слоями, выполненными из эластичного пенополиуретана, верхний слой стельки представляет собой тканевую подкладку. В качестве аккумулятора может быть использован литий-ионный аккумулятор, в носочной части нижнего слоя может быть выполнен антискользящий элемент, нагревательный элемент может быть изготовлен из углеродных волокнистых материалов и выполнен меньшего размера, чем размер носочной части стельки. Тканевая подкладка может быть выполнена из полиэстера. Датчик давления может быть размещен в середине пяточной зоны стельки.
Наличие аккумулятора, встроенного в стельку, и размещение электрического провода внутри нее предоставляет пользователю полную свободу движения и обеспечивает легкость и комфорт в использовании.
Использование встроенного аккумулятора небольшого размера и массой, в частности, литий-ионного, обеспечивает подогрев стопы в течение 6-10 часов без дополнительной подзарядки, а его соединение с датчиком давления, размещенным, например, в середине пяточной зоны стельки, позволяет значительно сэкономить его заряд, таким образом продлевая время, проводимое пользователем в условиях низких температур.
Размещение аккумулятора и нагревательного элемента между нижним и изоляционным слоями стельки, выполненных из эластичного пенополиуретана, и выполнение верхнего слоя из ткани позволяет эффективно сохранять тепло и сухость ног, что также обеспечивает подогрев стопы в течение 6-10 часов без дополнительной подзарядки аккумулятора.
Выполнение нагревательного элемента из углеродных волокнистых материалов с размерами меньшими, чем размер носочной части стельки, обеспечивает возможность корректировки стельки до нужного размера.
Заявляемая стелька поясняется с помощью чертежей, где на фиг.1 представлена общая схема устройства стельки, на фиг.2 - схема устройства стельки по слоям.
Электрическая стелька (см. фиг.1, 2) состоит из нескольких слоев: первый представляет собой тканевую подкладку 1, выполненную из синтетического материала, например, полиэстера, позволяющего эффективно сохранять тепло и сухость ног, второй слой 2 и третий (нижний) слой 3 выполнены из эластичного пенополиуретана. При этом второй слой 2 выполнен из пенополиуретана, обладающего амортизирующими, изоляционными свойствами, а третий слой 3 изготовлен из пенополиуретана, представляющего собой смесь эластичного пенополиуретана и каучука. В носочной части нижнего слоя 3 расположен антискользящий элемент 4, выполненный, например, из гелесодержащего каучукового материала с липкой основой, составляющий около 15-17% от общей площади стельки, исключающий необходимость прикрепления стельки к подошве обуви в процессе использования, что также создает дополнительные удобства в использовании стельки. Между вторым 2 и третьим слоем 3 встроен аккумулятор 5, например, литий-ионный, или литий-полимерный, соединенный электрическим проводом 6 с нагревательным элементом 7, и расположен датчик давления 8. Датчик давления 8 представляет собой кнопку, размещенную в середине пяточной зоны стельки, соединенную с аккумулятором 5. В данном случае датчик давления 8 закреплен на аккумуляторе 5 таким образом, что верхняя часть датчика выступает над поверхностью аккумулятора, но скрыта под первым слоем стельки из ткани 1. В каждой стельке имеется выход 9 для зарядного устройства (не показано), которое производит зарядку одной пары стелек одновременно.
Нагревательный элемент представляет собой волнообразно выложенные карбоново-углеводородные волокна, переплетенные между собой. В верхней и нижней частях волокна закреплены тонкими горизонтальными полосками медной фольги, на которых методом пайки зафиксированы провода от аккумулятора. Такое конструктивное исполнение нагревательного элемента позволяет изготавливать его размерами, меньшими размеров носочной части.
Нагревательный элемент при нагревании вырабатывает инфракрасное излучение. Использование технологии инфракрасного обогрева оказывает общеукрепляющее воздействие на организм, поддерживает уровень физиологического теплообмена, кроме того, в данном случае отсутствует электромагнитное излучение, что имеет существенное значение для комфорта человека.
Полезная модель используется следующим образом.
Перед первым использованием стелек необходимо произвести полную зарядку батареи 5, соединив зарядное устройство (не показано), подключенное к источнику электропитания, и стельки через выход для зарядного устройства 9 и оставить до полной зарядки. Отсоединив зарядное устройство от стелек, вложить их в обувь, как обычные стельки. В процессе активного движения при периодичном нажатии пяткой на датчик давления он переключается из режима «нажат» в режим «отпущен», таким образом, происходит экономия заряда аккумулятора. При отсутствии нажима пяткой на датчик давления аккумулятор не разряжается. При постоянном нажиме пяткой на датчик давления идет активная разрядка аккумулятора и осуществляется наиболее интенсивный нагрев стопы стелькой. По мере разрядки батареи 5 необходимо производить повторные зарядки аккумулятора. После использования рекомендуется доставать электрические стельки из обуви. Эксплуатация стелек допускается в сухой обуви. При необходимости чистки использовать слегка влажную щетку и тщательно высушить электрические стельки.
Стельки могут использоваться для работы и активного отдыха в холодных климатических условиях, они просты и удобны в использовании, электробезопасны, обеспечивают возможность корректировки их размера и подогрев стопы в течение 6-10 часов без зарядки аккумулятора.