гибкий электронагреватель

Формула изобретения

1. Гибкий электронагреватель, состоящий из двух слоев электроизоляционного основания, размещенного между ними токопроводящего резистивного слоя и электрически связанных с ним токоподводов, расположенных с двух сторон по краям резистивного слоя, отличающийся тем, что каждый токоподвод образован парой металлических полос, наложенных друг на друга, токопроводящий резистивный слой выполнен из углеродных жгутов или нитей, концы которых размещены между парой металлических полос с двух сторон, металлические полосы в паре соединены между собой точечной сваркой, а слои изоляционного основания соединены с резистивным слоем с помощью клея.

2. Гибкий электронагреватель по п. 1, отличающийся тем, что углеродные жгуты или нити аппретированы жидким стеклом, фторэластомером или не горючим эластичным клеем.

3. Гибкий электронагреватель по п. 1, отличающийся тем, что слои электроизоляционного основания выполнены из негорючей асбостеклоткани, ткани с базальтовыми волокнами или ткани, пропитанной не горючим эластомером.

4. Гибкий электронагреватель по п. 1, отличающийся тем, что электронагреватель имеет наружное декоративное изоляционное покрытие, выполненное из прорезиненной ткани или стеклообоев с термостойкостью 250-300^oС.

5. Гибкий электронагреватель по п. 1, отличающийся тем, что для соединения слоев электронагревателя между собой в качестве клея используют не поддерживающие горение эластомеры или жидкое стекло.

6. Гибкий электронагреватель по п. 1, отличающийся тем, что на токоподводы дополнительно приклеены два слоя ткани с асбестовыми, стеклянными или базальтовыми волокнами.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к электротехнике, к гибким электронагревателям, которые могут быть использованы для сушки древесины, нагрева жидкостей, изготовления обогреваемых, чехлов, одеял и пр.

Известен гибкий нагреватель, патент РФ 2074524, МКИ Н 05 В 3/34, опубл. 27.02.97 г., бюл. 6, содержащий токонепроводящее основание и закрепленный на нем токопроводящий резистивный модуль из графитированной ткани и гибких электродов в виде металлического полого шнура, которые завернуты в кромку этой ткани и прошиты зигзагообразным швом.

В этом техническом решении - ненадежный контакт с токоподводами и, вместе с тем, невысокая температура эксплуатации, до 50^oС, невозможность изготовления электронагревателей произвольных размеров с различными питающими напряжениями, в диапазоне (12-220)В.

Известен принятый за прототип гибкий электронагреватель, А. с. СССР 2006187, МКИ Н 05 В 3/28, опубл. 15.01.94 г., бюл. 1, который состоит их двух изоляционных оснований, между которыми расположен токопроводящий слой из полимерного связующего с графитовым наполнителем, пропитывающий эти основания, и токоподводы, изоляционные основания скреплены между собой по линии расположения токоподводов механическим креплением, в виде скоб, а весь электронагреватель закрыт внешней изоляцией.

Технология изготовления данного нагревателя требует специального оборудования: гидролизера, пресса с подогревом до 200^oС и охлаждением, специальную швейную машинку, кроме того, механическое крепление скобами или прошивкой не обеспечивает надежного контакта токоподводов с проводящим слоем.

Задачей предлагаемого изобретения является создание негорючего высоконадежного и технологичного гибкого электронагревателя, не требующего для изготовления сложного оборудования.

Поставленная задача с достижением технического результата решается за счет того, что в гибком электронагревателе, состоящем из двух слоев электроизоляционного основания, размещенного между ними токопроводящего резистивного слоя и электрически связанных с ним токоподводов, расположенных с двух сторон по краям этого слоя, каждый токоподвод образован парой металлических полос, наложенных друг на друга, токопроводящий резистивный слой выполнен из углеродных жгутов или нитей, концы углеродных жгутов или нитей токопроводящего резистивного слоя размещены между парой металлических полос с двух сторон, металлические полосы в паре соединены между собой точечной сваркой, а слои изоляционного основания соединены с резистивным слоем с помощью клея;

а также за счет того, что:

углеродные жгуты аппретированы жидким стеклом, фторэластомером или не горючим эластичным клеем;

слои электроизоляционного основания выполнены из не горючей асбо-стеклоткани, ткани с базальтовыми волокнами или ткани, пропитанной не горючим эластомером;

имеется наружное декоративное изоляционное покрытие, выполненное из прорезиненной ткани или стеклообоев с термостойкостью 250-300^oС;

в качестве клея для соединения слоев электронагревателя между собой используют не поддерживающие горение эластомеры или жидкое стекло;

на токоподводы дополнительно приклеены два слоя ткани с асбестовыми, стеклянными или базальтовыми волокнами.

В предлагаемом нагревателе высокая надежность контакта угольных нитей с токоподводами достигается точечной сваркой, которая обеспечивает сильное сжатие пары металлических полос между собой и тем самым прочное соединение и качественный контакт концов угольных нитей с ними.

Изобретение поясняется чертежом, на котором изображен общий вид гибкого электронагревателя, где электропроводящий резистивный слой из углеродных жгутов или нитей 1 расположен между изолирующими основаниями 2, а концы жгутов или нитей размещены между токоподводами, образованными парой металлических полос 3 с двух сторон, каждая пара металлических полос соединена между собой точечной сваркой, зажимая концы угольных жгутов или нитей и образуя электрический контакт с токопроводящим резистивным слоем, электронагреватель может иметь наружное декоративное изоляционное покрытие (на чертеже не показано).

В зависимости от требуемой мощности, напряжения питания и нужных размеров электронагревателя выбирают тип угольных жгутов и схему их раскладки на изоляционном основании из ткани с асбестовыми, базальтовыми или стеклянными волокнами, например, для напряжения питания 24 В и мощности 90-100 Вт для размеров нагревателя 3х1 м² подходит жгут УКН-5000 с сопротивлением 60 Ом/м, количество жгутов 95 шт. длиной 3 м, схема раскладки 95 жгутов рядами через 1 см, концы угольных жгутов располагают между парой металлических полос, наложенных друг на друга с двух сторон, полосы из стали шириной 0,3-3 см и толщиной 0,1-2 мм, сваривают между собой точечной сваркой, зажимая концы угольных жгутов, токоподводы дополнительно могут быть обернуты двумя склеенными слоями асбо-стекло- или базальтовой ткани. Угольные нити аппретируют, например, фторэластомером марки фторонит 107ТР, или кремнийорганическим эластомером лестосилом (А), или жидким стеклом, или не поддерживающим горение эластичным клеем; на поверхность нагреваемого слоя накладывают второй слой изоляционного основания с нанесенным на него не горючим эластичным клеем или жидким стеклом и приклеивают его, разглаживая поверхность. Затем полученный таким образом резистивный нагревательный модуль, в случае необходимости, размещают между двумя промазанными клеем декоративными электроизоляционным слоями из термостойкой ткани, например, марок Атом-1 или Атом-2 или декоративных стеклообоев, выдерживающей температуру до 250-300^oС, и склеивают сборку нагревателя. К токоподводам припаивают выводы электропитания.

Таким образом, для изготовления предлагаемого нагревателя не требуется дорогостоящего оборудования, он работоспособен в агрессивной среде, за счет высокой химической стойкости выбранных материалов, и при этом создает температуру нагрева поверхности до 150-300^oС.

Высокая надежность устройства достигается негорючестью слоев электроизоляционных материалов, способом соединения токопроводящего резистивного элемента с токоподводами с помощью скрепления их между собой точечной сваркой. Выбором различных типов угольных нитей (жгутов) и способа их плетения или размещения можно изготавливать электронагреватели различных размеров, рассчитанных на разные мощности, с различным напряжением питания, используя те же исходные материалы.

Изготовленные по данной технологии гибкие электронагреватели успешно опробованы для сушки древесины, в качестве электроплитки, электроодеяла, накидки для сидений автомобиля, жилета с подогревом, для обогрева топливного насоса автомобиля.