КОМПОЗИЦИОННОЕ ГРЕЮЩЕЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО

Полезная модель относится к электротермии и может быть использована для изготовлении гибких и жестких композиционных электронагревательных устройств бытового и промышленного назначения с высокой степенью влаго- и электрозащищенности, которые могут применяться, в частности, при изготовлении емкостей и других изделий из стеклопластиков с подогревом, при изготовлении ковриков для машин с подогревом, для устройства теплых полов и стен, а также могут использоваться в животноводстве, при изготовлении нагревательных панелей, применяемых для локального обогрева зон, в воспроизводстве молодняка и поилок для животных с подогревом.
В последние годы большое значение придается производству и применению гибких листовых электронагревательных элементов, изготавливаемых в виде многослойных полимерных устройств, между слоями которых загерметизирован тепловыделяющий резистивный элемент, однако область применения их достаточно ограничена.
Известно «Гибкое нагревательное устройство», патент на полезную модель РФ №23356, МКИ H05B 3/34, которое содержит резистивный элемент, соединенный с электроизоляционным слоем, который в свою очередь с одной стороны граничит с теплоизоляционным слоем, а с другой стороны - с антиадгезионным слоем. С наружной стороны теплоизоляционного слоя расположен влагоизоляционный слой.
Недостатком данного гибкого нагревательного устройства является то, что греющий резистивный элемент выполнен в виде многопроволочного провода, заключенного в металлическую оплетку-экран, а оплетка-экран заключена в электроизоляционную трубку, влагоизоляционной является одна сторона нагревательного устройства, что в свою очередь ведет к неравномерному прогреву поверхности и снижает эксплуатационные возможности устройства.
Наиболее близкой по технической сущности является «Панель греющая электрическая», патент на полезную модель РФ №86707, МКИ F24D 13/00, H05B 3/28, H05B 3/34, содержащая два электроизоляционных слоя, выполненных из полимерного материала, и электронагревательный резистивный элемент, размещенный непосредственно на электроизоляционном слое и подсоединенный через присоединительные провода к электросети. Сверху на резистивный элемент нанесен защитно-декоративный слой из полимерного материала.
Недостатком данной греющей панели является то, что она имеет большой вес, хрупкая, не влагостойкая, поверхность прогревается неравномерно, присутствует эффект «зебры», сложный и дорогостоящий процесс изготовления.
Задачей полезной модели является увеличение прочности, надежности, влагостойкости, термостойкости и повышение электроизоляционных свойств композиционного греющего электрического устройства.
2
2
Это достигается тем, что в композиционном греющем электрическом устройстве, содержащем изоляционный слой и резистивный нагревательный элемент, который посредством токопроводящих выводов подключен к источнику питания, резистивный нагревательный элемент выполнен в виде гибкого листового резистивного нагревательного элемента, заключенного в изоляционный слой, выполненный в виде оболочки, состоящей, как минимум, из одного композиционного слоя на основе пропитанного синтетической смолой с добавлением катализатора тканного или нетканого армирующего материала плотностью от 0,01 кг/м до 2 кг/м.
Синтетическая смола в композиционном греющем электрическом устройстве представляет собой, например, полиамидную смолу, полиуретановую смолу, полиэфирную смолу, эпоксидную смолу или акриловую смолу.
С одной стороны на наружную поверхность изоляционного слоя композиционного греющего электрического устройства нанесен декоративно-защитный слой, выполненный на основе синтетической смолы с добавлением катализатора.
3
3
2
2
Композиционное греющее электрическое устройство содержит теплоизоляционный слой, толщиной от 3 мм до 100 мм и плотностью от 20 кг/м до 900 кг/м, контактирующий с изоляционным слоем и расположенный с одной стороны от гибкого листового резистивного нагревательного элемента, причем на наружную поверхность теплоизоляционного слоя нанесена синтетическая смола с добавлением катализатора и композиционный слой на основе пропитанного синтетической смолой с добавлением катализатора тканного или нетканого армирующего материала плотностью от 0,01 кг/м до 2 кг/м.
Теплоизоляционный слой композиционного греющего электрического устройства выполнен, например, из минеральной ваты, пеностекла, стеклянного волокна, пенополиуретана, пенополистирола, вспененного полиэтилена, вспученного перлита, вермикулита, пробки, дерева, ДВГЛ, ДСП, пенобетона, асбеста, полимочевина, вспененного каучука, целлюлозы или текстильного материала.
На фиг. 1 показан вид сверху с послойным разрезом композиционного греющего электрического устройства.
На фиг. 2 показан вид сверху с послойным разрезом композиционного греющего электрического устройства, содержащего декоративный слой.
На фиг. 3 показан вид сверху с послойным разрезом композиционного греющего электрического устройства, содержащего декоративный и теплоизоляционный слой.
2
2
Композиционное греющее электрическое устройство содержит гибкий листовой резистивный нагревательный элемент 1, имеющий токопроводящие выводы 2, подключаемые к источнику питания, и заключенный в оболочку 3, состоящую как минимум, из одного слоя композита, на основе пропитанного синтетической смолой с добавлением катализатора тканного или нетканого армирующего материала плотностью от 0,01 кг/м до 2 кг/м.
Композиционное греющее электрическое устройство может содержать декоративно-защитный слой 4, выполненный из синтетической смолы с добавлением катализатора, и расположенный с одной стороны оболочки 3.
Также композиционное греющее электрическое устройство может содержать теплоизоляционный слой 5, расположенный с одной стороны от листового нагревательного элемента 1, и декоративно-защитный слой 4.
Композиционное греющее электрическое устройство можно изготовить различными методами формования, например, методом контактного ручного формования.
На очищенную и обезжиренную матрицу будущего изделия наносится антиадгезионный слой, затем укладывается, например, слой стекловолокнистого материала и пропитывается синтетической смолой с добавлением катализатора, потом укладывается гибкий листовой резистивный нагревательный элемент с токопроводящими выводами, размеры которого меньше размеров матрицы на 1-2 см, и прикатывается к пропитанному синтетической смолой стекловолокнистому материалу. В качестве гибкого листового резистивного нагревательного элемента можно применить, например, электронагревательную пленку, на основе нетканого электропроводного материала с нанесенным или пропитанным углеродным слоем, толщиной от 0,2 мм до 2 мм, ламинированного (или не ламинированного) полиэтилентерефталатом. Далее на гибкий листовой нагревательный элемент укладывается слой стекловолокнистого материала, который также пропитывается синтетической смолой с добавлением катализатора и прикатывается. В качестве синтетической смолы можно применить, например полиэфирную смолу с добавлением катализатора, а в качестве катализатора можно применить, например пероксид. После отверждения изделие извлекается из формы, производится обрезка и выравнивание изделия по краям.
При изготовлении композиционного греющего электрического устройства с декоративно-защитным слоем на очищенную и обезжиренную матрицу будущего изделия наносится антиадгезионный слой, после его высыхания наносится декоративно-защитный слой (гелькоут) на основе, например синтетической смолы с добавлением катализатора и после его отверждения укладывается, например, слой стекловолокнистого материала, потом пропитывается синтетической смолой с добавлением катализатора, укладывается гибкий листовой резистивный нагревательный элемент с токопроводящими выводами, размеры которого меньше размеров матрицы на 1-2 см, и прикатывается к пропитанному синтетической смолой стекловолокнистому материалу. Затем на гибкий листовой резистивный нагревательный элемент наносится синтетическая смола с добавлением катализатора, укладывается слой стекловолокнистого материала, который также пропитывается синтетической смолой с добавлением катализатора и прикатывается. После отверждения изделие извлекается из формы, производится обрезка и выравнивание изделия по краям.
3
3
Композиционное греющее электрическое устройство с теплоизоляционным слоем изготавливают в следующей последовательности. На очищенную и обезжиренную матрицу будущего изделия наносится анти адгезионный слой, после его высыхания, если необходимо, наносится декоративно-защитный слой (гелькоут) на основе, например синтетической смолы с добавлением катализатора, после его отверждения укладывается, например, слой стекловолокнистого материала, пропитывается синтетической смолой с добавлением катализатора, укладывается гибкий листовой резистивный нагревательный элемент с токопроводящими выводами, размеры которого меньше размеров матрицы на 1-2 см, затем наносится синтетическая смола с добавлением катализатора, укладывается слой стекловолокнистого материала, пропитывается синтетической смолой с добавлением катализатора и прикатывается. После этого укладывается теплоизоляционный слой, выполненный, например, из базальтовой ваты. Толщина теплоизоляционного слоя может от 3 мм до 100 мм, с плотность от 20 кг/м до 900 кг/м. Теплоизоляционный слой пропитывается синтетической смолой с добавлением катализатора, затем укладывается, по крайней мере, один слой стекловолокнистого материала, пропитывается синтетической смолой с добавлением катализатора и прикатывается до появления равномерно пропитанной поверхности. После отвержения изделие извлекается из формы, производится обрезка и выравнивание изделия по краям.
Композиционное греющее электрическое устройство работает следующим образом.
Токопроводящие выводы 2 гибкого листового резистивного нагревательного элемента 1 подключаются к источнику питания, после чего гибкий листовой резистивный нагревательный элемент 1 нагревается и выделяет тепло. Изоляционный слой 3 прогревается быстро и равномерно, передавая тепло нагреваемой среде.
Теплоизоляционный слой 5 в композиционном греющем электрическом устройстве аккумулирует тепло и препятствует охлаждению устройства.
Температуру нагревания гибкого листового резистивного нагревательного элемента 1, по необходимости, можно регулировать, подключив его к источнику питания через терморегулятор, это приведет к экономии потребляемой энергии в два раза.
Заявленное композиционное греющее электрическое устройство можно использовать в качестве прочного и электробезопасного теплого пола, который изготавливают в следующей последовательности. На очищенное и обезжиренное основание будущего теплого пола наносится адгезионный слой на основе, например синтетической смолы с добавлением катализатора, затем укладывается, например, слой стекловолокнистого материала и пропитывается синтетической смолой с добавлением катализатора, потом укладывается гибкий листовой резистивный нагревательный элемент с токопроводящими выводами, размеры которого меньше размеров слоя из стекловолокнистого материала на 1-2 см., и прикатывается к пропитанному синтетической смолой стекловолокнистому материалу. В качестве гибкого листового резистивного нагревательного элемента можно применить, например электронагревательную пленку, на основе нетканого электропроводного материала с нанесенным или пропитанным углеродным слоем, толщиной от 0,2 мм до 2 мм, ламинированного (или не ламинированного) полиэтилентерефталатом. Далее на гибкий листовой резистивный нагревательный элемент укладывается слой стекловолокнистого материала, который также пропитывается синтетической смолой с добавлением катализатора и прикатывается. После отверждения слоев, устройство готово к использованию по назначению.
В качестве синтетической смолы можно применить, например полиэфирную смолу, а в качестве катализатора можно применить, например пероксид.
Композиционное греющее электрическое устройство, имеющее размер 0,5 м × 1,2 м, при напряжении питания 220 В потребляет мощность 120 Вт, способно поддерживать температуру поверхности от 10 до 60°C и имеет технические характеристики соответствующие ГОСТ Р МЭК 60335-2-30-99, ГОСТ МЭК 60335-1-2008, ГОСТ 30805.14.1-2013, ГОСТ 30805.14.2-2013, ГОСТ 30804.3.2-2013, ГОСТ 30804.3.3-2013.
Композиционное греющее электрическое устройство в зависимости от назначения можно изготавливать разных размеров, цветов и конфигураций.
Данное устройство высоконадежно в эксплуатации, технологично, влагостойко, теплостойко, электробезопасно, не требует сложного оборудования - прессов и находит широкую область применения.