Przedmiotem niniejszego wynalazku jest sposób wytwarzania gietkich elementów grzejnych.Elementy grzejne otrzymane sposobem wedlug wynalazku sluza do zastosowania w podgrzewa¬ nych pokrowcach kolder, odzieniach, ubraniach i w innych wyrobach.Znany sposób wytwarzania elementów grzej¬ nych polega na pokryciu powierzchni zyly prze¬ wodzacej prad izolacja elektryczna ceramiczna lub polimerowa lub inna. W wielu przypadkach izo¬ lacja elektryczna wykonana jest wielowarstwowo, przy czym kazda warstwa posiada swoje przezna¬ czenie funkcjonalne, okreslone warunkami eksplo¬ atacji.Przy pomocy znanych sposobów nie mozna uzy¬ skiwac elementów dostatecznie gietkich i efektyw¬ nie nagrzewanych. Gietkosc elementów grzejnych wykonywanych takimi sposobami jest ograniczona wzajemnym oddzialywaniem zyly i izolacji.Znane sa giejtkie elementy grzejne wytwarzane jako cienkie przewody metalowe, jako wlókna z domieszkami przewodzacymi i z izolacja z wlókna szklanego lub z tworzywa syntetycznego. Znane sa takze gietkie elementy grzejne wykonane z wló¬ kien weglistych i grafitowych.Grzejnik z cienkich przewodów metalowych nie zabezpiecza równomiernego nagrzewania wskutek wystepowania znacznych przerw pomiedzy zylami przewodzacymi prad, natomiiast grzejniki z wló¬ kien z domieszkami przewodzacymi odznaczaja sie 10 15 20 25 30 niejednorodnoscia i zmiana wlasciwosci w czasie eksploatacji.Wada gietkich grzejników grafitowych jest to, ze nie posiadaja one odpornosci na zmeczenie oraz to, ze zarówno w nich jak i w gietkich grzejni¬ kach z cienkich przewodów metalowych wystepu¬ ja znaczne przerwy powietrzne pomiedzy poszcze¬ gólnymi przewodami co obniza wspólczynnik prze¬ wodnosci cieplnej od zyly do izolacji.Celem niniejszego wynalazku jest usuniecie wy¬ zej opisanych wad. Cel ten zostal zrealizowany przez opracowanie zmienionej technologii wyko¬ nania elementu grzejnego aby zwiekszyc wytrzy¬ malosc na wielokrotne zginanie i zapewnic wyso¬ ki wspólczynnik przewodnosci cieplnej.Postawione zadanie rozwiazano w ten sposób, ze przed nalozeniem zewnetrznej izolacji elektrycz¬ nej, zyly przewodzace sa przesycane elastycznym materialem przewodzacym cieplo.Jako elastyczny material do przesycania wyko¬ rzystuje sie gume poliorganosiloksanowa, naturalny kauczuk, fluorokauczuk, polietylen niskoczasteczko- wy, poliamidy wprowadzane w roztworze 10%, a do podwyzszania przewodnosci cieplnej w materia¬ le stosuje sie wypelniacz, taki jak na przyklad sproszkowane metale i ich tlenki.Korzystne jest przesycanie przewodzacych zyl weglografitowych elastycznymi materialami prze¬ wodzacymi cieplo w celu utworzenia matrycy po¬ krytej na zewnatrz izolacja elektryczna. 82 0583 82 058 4 Element grzejny wykonany zgodnie z wynalaz¬ kiem posiada zwiekszona wytrzymalosc na wielo¬ krotne zginanie, przewyzszajaca setki razy charak¬ terystyki wytrzymalosci znanych grzejników meta¬ lowych lub weglografitowych w izolacji. Oprócz tego wysoki wspólczynnik przewodnosci cieplnej od zyl przewodzacych prad do izolacji grzejnika zapewni stopniowe nagrzewanie o duzej intensyw¬ nosci oraz zapewnia zmniejszenie straty ciepla w izolacji oraz zwiekszenie trwalosci izolacji elek¬ trycznej.Sznur grafitowany, sznur o przekroju cylindrycz¬ nym, moze miec dowolny przekrój, na przyklad prostokatny, kwadratowy i kazdy inny wygodny przy wykonywaniu elementu grzejnego.Sposób wytwarzania polega na tym, ze na zyly przewodzace prad, wykonane na przyklad z wló¬ kien weglografitowych i przesycone elastycznym materialem przewodzacym cieplo naklada sie elek¬ tryczna zewnetrzna izolacje.Jako elastyczny material przewodzacy cieplo wy¬ korzystuje sie gume wykonana z naturalnego kau¬ czuku, fluorokauczuk, polietylen, poliamidy i si- loksany poliarganiczne. Jako izolacje zewnetrzna Wykorzystuje sie dowolne z wyzej wymienionych materialów.Jako elektryczna izolacje najczesciej wykorzystu¬ je sie gume poliorganosiloksanowa, 'wybór której powodowany jest jej szerokim zakresem tempera¬ turowym (—60 — +350°C) duza elastycznoscia mie¬ rzona jako wydluzenie wzglednie przy rozciaganiu 300 — 500°/o oraz wysoka opornoscia elektryczna (1.1014 — 1.10" om/icm).Pod pojeciem „gumy poliorganosiloksanowej" ro¬ zumie sie material skladajacy sie z kauczuku po- liorganosiloksanowego, którego podstawowy lancuch zawiera atomy krzemu i tlenu, lub atomy krzemu, tlenu i atomy lub grupy atomów innych pierwia¬ stków, na przyklad polidwumetylo-winyloksiloksa- nu, i z wypelniaczy izolacyjnych, takich jak amor¬ ficzny dwutlenek krzemu. Do gumy moga byc do¬ dane rózne domieszki na przyklad tlenek wegla.Wulkanizacje gumy prowadzi sie sposobami che¬ micznymi lub radiacyjnymi.Do przesycenia zyly wykorzystuje sie roztwory gumy poliorganosiloksanowej, niskoczasteczkowe poiiorganosiloksany i mieszanki na ich osnowie.Roztwór przesycajacy sporzadza sie na osnowie gu¬ my poliorganosiloksanowej, której slklad jest ana¬ logiczny do skladu gumy stosowanej jako elektrycz¬ na izolacja zewnetrzna lub o innym skladzie.Jako rozpuszczalniki stosuje sie benzol, toluen i inne rozpuszczalniki lub ich mieszaniny. Kompo¬ zycje na osnowie iniskoczasteczkowych poliorgano- suoksanów zawieraja wypelniacze, domieszki pod¬ wyzszajace przewodnosc cieplna oraz srodki utwar¬ dzajace.Podane nizej przyklady ilustruja optymalne po¬ stacie wykonania sposobu wedlug wynalazku.Przyklad I. Sznur z gietkich zyl weglogra¬ fitowych przesycono 10°/o roztworem gumy o po¬ danym nizej skladzie w mieszaninie benzyny i to¬ luenu (1 : 1). Slklad gumy: 1. Polidimetylsiloksan 2. amorficzny dwutlenek wegla 3. tlenek zelaza 4. nadtlenek benzolu 15 20 25 80 35 40 45 50 100 czesci wagowych 25 czesci skladowych 15 czesci skladowych 2 czesci skladowe Po przesyceniu sznur zostal zwulkanizowany, a nastepnie pokryty koncentryczna warstwa izolacji 3 wytworzonej z gumy polionganosiloksanowej.Z otrzymanej tym sposobem gietkiej zyly 1, we- glografitowej, przewodzacej prad, otoczonej izola¬ cja 3, wykonano element grzejny o okreslonych pa¬ rametrach.Charakterystyki pracy elementu grzejnego przy dlugim czasie uzywania wynosza: temperatura 250°C, pobierana moc do 100 W przy pradzie 0,7A i opornosci 230 omów.Badania elementu grzejnego na wytrzymalosc przy wielokrotnym zginaniu pozwalaja stwierdzic, ze po 5000 zginaniach element ten zachowuje swoja sprawnosc.Przyklad II. Tasmy z gietkiej zyly grafito¬ wej szerokosci 50 mm w oplocie tkaninowym prze¬ sycono 20°/o roztworem gumy z naturalnego kau¬ czuku w benzynie na które po wysuszeniu nanie¬ siona jest elektryczna izolacja 3 z tego samego ma¬ terialu. W tabeli jest podana podstawowa charak¬ terystyka materialu.Przyklad III. Tasmy z gietkiej zyly 1 we- glografitowej o szerokosci 50 mm w oplocie tkani¬ nowym przesycono 12% roztworem gumy fluoro- kauczukowej w acetonie, poddaje sie wulkanizacji a nastepnie pokrywa sie izolacja 3 elektryczna z tego samego materialu, który uzyty zostal do prze¬ sycenia.Tabela zawiera podstawowa charakterystyke na¬ grzewania grzejnika.Przyklad IV. Tasma z przykladu II i III jest nasycona 15°/o roztworem gumy w mieszance ben¬ zyny i toluenu, przy czym sklad benzyny jest ana¬ logiczny jak w przykladzie I, natomiast do izolacji tasmy zastosowano wulkanizacje radiacyjna. Izo¬ lowana warstwa ma grubosc 1,5 mm gumy, a tas¬ ma ma charakterystyke podana w tabeli.Tabela 1 zawiera podstawowe charakterystyki modelu tasmowego elementu grzejnego o grubosci warstwy izolacyjnej 1,5 mm i dlugosci 1 m, o po¬ wierzchni równej 0,07 m2 i opornosci 3,8 omów.Tabela Material przesyca¬ jacy Kauczuk naturalny Fluorokau¬ czuk Poiiorgano- siloksan Moc grzejnika (W) 38 340 658 Napiecie zasilaja¬ ce (V) . 12 36 50 Temperatu¬ ra izolacji (°C) 37 94 180 Temperatu¬ ra elementu przewodza¬ cego prad (°C) 42 109 200 Przewodnosc cieplna oto¬ czenia (Kkal/godz) 32,7 292 5655 81058 * Przedstawione przyklady nie wyczerpuja wszyst¬ kich mozliwych wariantów wykonania gietkiego, grafitowego elementu grzejnego. PL PL