ОБУВЬ С НАГРЕВОМ ПРИ ХОДЬБЕ

Полезная модель относится к обуви, снабженной конструктивными приспособлениями для улучшения эксплуатационных характеристик.
Известна обувь с обеспечением удобства при ходьбе, снабженная в среднем слое упругой подошвы амортизатором U-образной формы, выполненным с возможностью сгибания за счет наличия ориентированных заданным образом пазов и канавок в материале подошвы /см. патент РФ на изобретение №2257125, кл. А 43 В 13/40, 2001/ [1].
Известна также виброзащитная обувь, со держащая подошву из эластичного материала с выполненной в ней герметичной полостью, снабженной клапаном для сообщения с внешней средой /см. патент РФ на полезную модель №45598, кл. A 43 В 7/32, 2004/ [2].
Недостатками известных конструкций обуви при обеспечении удобства при ходьбе, плавности нарастания нагрузок, частичной защиты от внешних вибрационных и ударных воздействий, является невозможность эффективного сохранения обувью тепла, и, тем более, обеспечения нагрева обуви при ходьбе.
Наиболее близким устройством того же назначения к заявленной полезной модели по совокупности признаков является виброзащитная обувь, содержащая подошву из эластичного материала с выполненной в ней герметичной полостью, снабженной клапаном для сообщения с внешней средой / см. патент на полезную модель [2], принятая за прототип.
Недостатком устройства-прототипа является невозможность
эффективного сохранения обувью тепла и обеспечения ее нагрева при ходьбе.
Сущность полезной модели заключается в создании конструкции обуви, способной при ходьбе человека обеспечивать местный нагрев подошвы без использования дополнительных источников энергии при одно временной заявите от резких вибрационных и ударных воздействий за счет частичного преобразования механической энергии при ходьбе в тепловую путем активной реализации процессов сухого трения совместно с упругим изгибом и использовании материалов с высокими коэффициентами трения и низкой теплоемкостью.
Технический результат - обеспечение обувью ее местного нагрева при ходьбе с одновременной залитой от резких вибрационных к ударных нагрузок.
Указанный технический результат при осуществлении полезной модели достигается тем, что в обуви, содержащей подошву из эластичного материала с выполненной в лей герметичной полостью, особенность заключается в том, что внутри полости размещена совокупность свободно уложенных друг на друга вертикальной стопой упругих стальных пластинок с выполненными искусственно шероховатыми наружними поверхностями, а свободное пространство полости заполнено сыпучим материалом с низкой теплоемкостью.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, где схематично изображена предлагаемая конструкция обуви, общий вид с продольным разрезом подошвы.
Обувь с нагревом при ходьбе содержит подошву 1 из эластичного материала с выполненной в ней герметичной полостью 2,
внутри которой размещена совокупность свободно уложенных друг на друга вертикальной стопой упругих стальных пластин 3 с выполненными искусственно шероховатыми наружними поверхностями, а свободное пространство полости 2 заполнено сыпучим материалом 4 с низкой теплоемкостью.
Для изготовления стальных пластин 3 используют практически любые сплавы, применяемые при производстве плоских пружин, например, сплав 36НХТЮ, обеспечивающий высокий предел упругости при значительных напряжениях. В качестве сыпучего материла 4 с низкой теплоемкостью целесообразно использовать песок, имеющий при нормальных условиях теплоемкость 790 Дж/(кг К), то есть более чем в 5 раз ниже теплоемкости воды. Для обеспечения повышенной шероховатости наружние поверхности упругих пластин 3 подвергнуты специальной абразивной обработке. При свободной укладке пластин 3 в вертикальную стопу с размещением последней внутри полости 2 сыпучий материал 4 наносится как между пластинами 3, так и заполняет все оставшееся свободным после введения пластик 3 пространство полости 2 выше и ниже стопы пластин, а также по их бокам.
Работа устройства происходит следующим образом.
При ходьбе человека его вес переодически переносится с носка на пятку и наоборот, в результате чего возникает изгибные упругие деформации эластичной подошвы 1. Естественно, такие деформации сопровождаются интенсивным поперечным изгибом размещенной в полости 2 подошвы 1 вертикальной стопы упругих стальных пластин 3, переодическим изменением радиуса кривизны пластин 3. Так как пластины 3 размещены свободно, то есть не скреплены
друг с другом, а также то, что ври изгибе вертикальной стопы радиусы кривизны /длины/ отдельных пластин 3, образующих как бы слои стопы, изменяются в различной степени, при депортациях подошвы 1 происходят интенсивные продольные и поперечные смещения пластин 3 в стопе друг относительно друга в пределах, ограниченных боковыми стенками полости 2. Так как наружние поверхности пластин 3 выполнены с искусственной шероховатостью, а главное - со всех сторон каждая из пластин 3 округлена сыпучим материалом 4, резко увеличивающим трение скольжения при относительных смещениях пластин, деформации подошвы I сопровождаются активным преобразованием механической энергии при ходьбе человека в работу сил сухого трения пластин 3 при их взаимном смещении в условиях значительных нормальных, осевых нагрузок и изгибных нагрузок и искусственно созданных значительных коэффициентов сухого трения между контактирующими поверхностями при наличии специальной дополнительной абразивной среды между трущимися поверхностями /сыпучего материала 4/. Одновременно с этим вследствие низкой теплоемкости данной среды /сыпучего материала 4/ происходит преобразование работы сил сухого трения пластин 3 в теплую энергию, нагрев сыпучего материала 4 в полости 2 подошвы 1 и естественно передача тепла ступне человека. Следует специально отметить, что повышение температуры непосредственно контактирующей со ступней человека части обуви даже на несколько градусов чрезвычайно эффективно с точки зрения теплового воздействия на весь организм человека. Предложенная конструкция обуви может найти применение как для работы в тяжелых климатических условиях, так и при обычной эксплуатации вследствие предельной простоты и высоких эксплуатационных характеристик.