НАГРЕВАТЕЛЬНАЯ ПЛАТА ДЛЯ УТЮЖКА ДЛЯ ВОЛОС И ЕЕ ИЗГОТОВЛЕНИЕ
HEATING PLATE FOR FLAT IRON AND ITS MANUFACTURING

Настоящее изобретение связано с нагревательными элементами, используемыми в приборах для разглаживания волос, и, в частности, представляет собой нагревательную плату, которая помещается в утюжок для волос. Основная цель данного изобретения - внедрение конструкторской идеи, позволяющей чтобы широко использующиеся в парикмахерском деле аппараты для распрямления вьющихся от природы волос нагревались практически мгновенно.
Таким образом, основной целью данного изобретения явилось создание унифицированного функционального узла, который может быть использован при конструировании утюжка для волос и признаки которого обуславливают оптимальные условия для использования последнего, а именно благодаря наличию такого узла необходимая температура нагрева утюжка достигается за короткий период времени (порядка 3-4 секунд), что облегчает работу парикмахера, минимизируя время, затрачиваемое им на подготовку утюжка к работе.
Одним из дополнительных преимуществ данного изобретения является то, что поверхность нагревательной платы соединена с нагревательным резистором, так как резистор является составной частью электроизолированного корпуса платы.
Другое преимущество изобретения заключается в том, что благодаря своей специальной конструкции нагревательная плата может быть просто как помещена в утюжок, так и удалена из него в том случае, если необходима ее замена.
В настоящем документе будет также дано описание процесса изготовления изобретенной резистора-нагревательной платы.
В предшествующем уровне техники известен целый ряд вариантов, предлагаемых в качестве решения для создания нагревательных элементов с хорошей электроизоляцией, обеспечивающей как безопасное пользование ими, так и защиту резистора от внешних воздействий.
Все эти решения базируются на идее защиты электрического элемента, как, например, в случае с керамическими резисторами.
В качестве примеров подобного типа решений могут быть приведены следующие из них:
В патенте WO 2006/081223, который называется “Способ изготовления керамических резисторов на базе окиси олова и полученные резисторы”, описывается процесс изготовления резистора путем термической обработки порошка антимония, смешанного в определенных пропорциях с окисью олова и порошкообразным, превращающимся в стекло компонентом.
Патент US 4804823 называется “Керамический нагреватель”. В этом патенте описывается тепловой генератор - резистор, находящийся внутри или на поверхности керамического элемента и снабженный с обоих концов терминалами. Керамический субстрат изготовлен на основе нитрита одного из элементов групп кремния (Si) и алюминия (Al), между тем как при изготовлении резистора используется нитрит титана (TiN) и карбид вольфрама (WC).
Патент US 6960741 получен на изобретение под названием “Керамический нагреватель с большой поверхностью” и описывает диск кухонной горелки, состоящий из двух вогнутых, противоположных друг другу частей, соединенных алюминиево-керамической пластиной, между которыми находится электрический резистор.
Существуют и другие изобретения, базирующиеся на тех или иных способах изготовления устройств и различных компонентов, составляющих эти устройства. Среди названных в качестве примеров изобретений, а также других, проанализированных авторами, не найдено ни одного, которое можно было бы считать основой описываемого в настоящем документе изобретения.
Для того чтобы понять преимущества описываемого в данном документе изобретения, достаточно обратиться к сравнению его с обычным утюгом, в котором есть нагревающий резистор и плоская поверхность в виде платы. Эти два элемента - резистор и плоская поверхность в виде платы - должны очень плотно прилегать друг к другу так, чтобы не было промежуточной потери тепла. Объединение же этих двух элементов и их функций в одном единственном корпусе дало бы экономические (так как речь уже идет об одном только компоненте, стоимость которого приблизительно равна стоимости нагревающего резистора, что исключает стоимость платы) и функциональные (исчезает необходимость беспокоиться о надежном контакте между двумя элементами, обеспечивающем должную передачу тепла, так как корпус самой платы превращается в нагревающийся элемент, благодаря чему увеличивается скорость нагревания) преимущества.
Наиболее простой и экономичной формой воплощения этой идеи является та, которая вкратце описывается в дальнейшем и которая позволяет с учетом перечисленных выше преимуществ объединить в одном корпусе два названных элемента. Таким образом, изобретенное устройство представляет собой корпус, состоящий из пары электроизоляционных керамических пластин, по одной из которых проходит имеющая внешнее подключение полоса хранилища электропроводимого материала. Одна из пластин изделия покрыта отшлифованным слоем материала - проводника инфракрасных лучей. По контуру модели проходят скользящие направляющие, позволяющие ей «вписываться» в структуру суппорта утюжка.
В следующем ниже описании показано, как пользоваться данным изобретением «нагревательная плата для утюжка для волос и ее изготовление». Инструкция сопровождается иллюстративными чертежами и носит рекомендательный характер, не претендуя ограничивать круг выполняемых изделием функций. Элементы, составляющие описываемую плату, могут заменяться на эквивалентные, но только в том случае, если сохраняются принципы ее функционирования, изложенные в данном документе.
На чертежах, сопровождающих данное описание, представлено:
На фиг.1 - изображение в перспективе составных частей входящего в устройство согласно изобретению резистора.
На фиг.2 - изображение корпуса платы в перспективе.
На фиг.3 - изображение плоскости одного из слоев, составляющих плату, на этапе ее изготовления.
На фиг.4 - изображение в перспективе приспособления для крепления платы в утюжке для волос.
Одинаковые ссылочные позиции на фигурах соответствуют одинаковым или соответствующим друг другу частям.
В соответствии с изображением на фигурах 1, 2 и 3, после того как из электроизоляционного керамического материала изготовлены пластины 1 и 2, во время первой подготовительной стадии их обработки, то есть еще до обработки их по технологии термического спекания, на поверхности, противоположной той, которая соприкасается с волосами полосой 3, имеющей с обоих концов терминалы 4 и соединительные кабели 5, прокладывается электропроводимый материал и формируется резистор.
В пластине 2, выполняющей функции крышки, находятся гнезда 6, через которые проходят контактные кабели 5, связанные с терминалами 4, так, как это видно на фиг.2.
Внешняя сторона пластины 1 покрыта слоем 7 любого материала (например, может быть нанесено глазированное покрытие), которое содействовало бы распространению инфракрасного излучения, которое и использует для своей работы утюжок для волос.
На фиг.2 представлено, каким образом нагревательная плата соединяется с утюжком. Способы соединения могут быть разными. В случае, представленном на чертеже, пластины, составляющие плату, имеют разную ширину, в результате чего их боковые ребра образуют выступ 8, соответствующий боковым пазам утюжка, по которым плата скользящим образом может быть вставлена в утюжок.
Боковые грани нагревательной платы могут быть клиновидной формы, заканчиваться прямым углом или иметь какой-нибудь другой рельеф. Нагревательная плата может фиксироваться в специальной прокладке 9, приспособленной к каркасу утюжка, как это видно на фиг.4.
Процесс изготовления нагревательной платы очень прост и включает в себя следующие этапы:
1) Приготовление керамического порошка, в процессе которого осуществляют измельчение диспергаторов с последующим добавлением в него растворителя, связывающего вещества и пластификанта. После того как смесь приобретет определенную степень вязкости, 2) она помещается в формы. Смесь должна застыть. На этапе 3) вырезаются пластины и сериграфическим способом выполняется резистор. Далее осуществляется ламинирование под давлением и вырезаются фигуры, после чего следует процесс спекания. В завершение припаиваются контактные терминалы.
Во время первого этапа для субстратного слоя резистора готовится жидкая смесь. В качестве керамического элемента в основном используется алюминий в порошке с добавлением агломерата типа ПВБ и какого-нибудь другого компонента, позволяющего получить необходимую основу. После того как смесь достигла необходимой вязкости, можно приступать к изготовлению «невулканизированной ленты» для получения пластин, на которые в дальнейшем наносится оттиск полосы, формирующей резистор.
Для изготовления этих пластин смесь, подаваемая непрерывным потоком через калибратор, наносится на плоскую поверхность, на которой она и высыхает. Таким образом получается гибкая лента, которая называется «невулканизированная лента», так как смесь, из которой она изготовлена, не прошла термическую обработку.
Уже на третьем этапе по этой ленте, которая затем формируется на пластине 1, методом, называемым «сериграфический» (трафаретной печати), выполняются резисторы, которые располагаются на одинаковом друг от друга расстоянии. Каждый из резисторов 3 формируется путем нанесения на сетку, которая определяет схему резистора, вещества типа чернил, содержащего в данном конкретном случае вольфрам - материал, наиболее подходящий для того, чтобы получить эффективно действующий резистор.
На четвертом этапе формируется корпус платы. Для этого одна «невулканизированная лента» накрывается другой «невулканизированной лентой», выполняющей роль крышки резистора. Все это вместе взятое обрабатывается специальным прессом, под воздействием которого происходит также нагревание корпуса, превращающее его в элемент, состоящий из двух, хорошо соединенных между собой слоев, которые потом вырезаются в соответствии с размерами модуля.
На пятом этапе, до процесса спекания удаляется органический материал, внесенный в изначальную смесь, что осуществляется путем первичного нагревания модулей до температуры 350°C.
После этой процедуры модули подвергаются обработке методом спекания, за счет чего достигается необходимая их твердость. Процесс спекания осуществляется при температуре порядка 1580°C.
Процесс изготовления нагревательной платы завершается шестым этапом, на котором кабели 5 припаиваются к терминалам 4 каждого из резисторов 3, для чего используются выемки 6, оставленные в слоях 2.
Таким образом, каждый модуль состоит из двух слоев «невулканизированной ленты», один из которых является носителем заделанного в него резистора, а другой - его крышкой. Будучи плотно соединенными между собой при обработке методом спекания, они формируют целостный корпус с помещенным внутрь его резистором.
После того как перечислены составные части, входящие в разработанную модель, переходим к описанию того, как эти части взаимодействуют между собой и каков результат этого взаимодействия.
Конструкция нагревательной платы довольно проста и не требует дополнительного описания.
Процесс ее изготовления понятен, в результате этого процесса мы получаем резистор, заделанный в электроизоляционный материал и снабженный двумя терминалами для подключения его к утюжку для волос.
Следует отметить, что факт размещения резистора в плате вблизи одной из его сторон способствует равномерному распределению тепла по всей поверхности платы, что приводит к быстрому нагреванию ее до нужной температуры, облегчая таким образом работу парикмахера, экономя его время, а также электроэнергию, необходимую для нагревания утюжка.
Качественные особенности материалов, выбранных для изготовления платы, определяют функциональные преимущества ее структуры: нагревательный резистор укрыт электроизоляционным материалом, из которого изготовлена плата, что охраняет его от воздействия окружающей среды, в частности от влажности, от ударов и т.п., позволяя продлить срок его использования, а также оберегает пользователя утюжка от ударов током.
Таким образом, описаны одно из возможных конструкторских решений, воплотивших в жизнь заложенную в изобретении идею, а также функции, в том числе специфические, изобретенной модели. Настоящий документ дополняется резюме нижеследующих характеристик и преимуществ изобретения.