RU1185U1 - Многослойный нагревательный элемент - Google Patents

Abstract

1. Многослойный нагревательный элемент в виде слоистого изделия, включающего электропроводящий слой на основе углеволокнистой бумаги, вдоль противоположных концов которой закреплены токоподводящие шины, и электроизолирующих слоев из термопластичной полимерной пленки, выполненных с обеих сторон электропроводящего слоя и припрессованных непосредственно к электропроводящему слою, отличающийся тем, что размеры электроизолирующих слоев превышают размеры электропроводящего слоя, на электропроводящем слое нанесена перфорация, дополнительно основным токоподводящим шинам и между ними и параллельно им размещены дополнительные токоподводящие шины.2. Элемент по п. 1, отличающийся тем, что он выполнен в виде плоского изделия.3. Элемент по п. 1, отличающийся тем, что он выполнен в виде объемного изделия, например гофрированного.4. Элемент по п. 1, или 2, или 3, отличающийся тем, что общая площадь перфорации составляет 5 - 50% от площади электропроводящего слоя.

Description

Л-ЮГОСЛО-НЬЙ НАГРЕВАТЕЯШЬГ ЭЛБЖТ.

Заявляемая полезная модель представляет такс,, предмет потребления как многослгд-нш нагревательный элемент на основе эле : троит, вводящего слоя из :/глеволокнистой бумаги, содержащей углеводное волоню, диспергированное в измельченной целлюлозе, г Гоолпр/юмгх сюев на основе термопластичных полимерных пленок с olerx сторон листа углеволокгJZGто., бумаги.

Такал полезрая модель может найти широкое использование длг обогрева и жилых помещений во многих отраслях пгоптленности, строительстве, транспорте, в медитщнсгпх юре екпях, а также в те иг щах и парниках.

Известен .многослойный нагревательный элеггект, П ОПЗЕОДПГТР в Гoccur с тсваркрн знаком СЛОТЕРМ / I /. Этот гледст ллятт пгосгт изделие на основе электропроводящего ГУ- гл°во локпистоГ fyi оги и изолирующих слоев с oleivx электропроводящего слог. 1доль противоположных концов листе -тлево окнпстог бумаги загреплпш две токоподводящие шины.

3 качестве электропроводящего слоя использовал пропгтаккая отвержденннг термореактивным связующим углевологнпста, , содержащая в racc.f:

-углеродное волокно5 75

-ног/ель генною целлюлозу25 95.

Л качестве изолирующих слоев использована б-:таге, грспгтанкоя отверждении термореактивным полимерным с вяз углу .

При изготовлении плоских многослойных нагревгте, г-п:х элегогтов дополнительно вводят декоративные с.-сг иг основе илп ткани, глопитанные отвержденным термореектпвнк: )ннгл

- 8 СВЯЗПЮЩПГ.

Нзвестгке элементы СЛОТЕРМ характеризугтссг FPo-j oovbp, их изготовление основано ка использовании терыореактгангх связующих, являющихся токсичными в неотвержденног состоянии г вкце пощпх газообра; зные вещества при отверждении. Изготовление ИЗВССТРКХ элементов

требует применения цавления не менее ЮС кГо/сг.: при времени BFдержкп в прессе при нагревании до 150 + 190°С до 1C пику т на Т мгл толщины пакета. При стандартной толщине пакета около 4 IT время выдержки составляет не менее 20 40 минут на одно псделпе.

Способ получения известных элементов СЛСТГГ Баългчьетсл в нанесены: пели юркого термореактивного связующего па т-еволокнистлк бумагу, изолирующую бумагу и декоративна гстергел, в сборке пакета в виде чередующихся слоев ж прессоваг ч пакета под давлеииег; с одновреь екным нагреванием.

Основнгпи редостатками известного ыкогссло л ого }тЈгрсвателького элепснта ОГСТГРМ являются:

-жесткость и хрупкость, что приводит к разрт грг: его однократна перегибе,

-низкая экологичкость производства,

-значительные энергозатраты при изготовлении.

ттасткчно указанные недостатки устранены известно, полезно1; годелью / 2 / - пнтгстойным нагревательным элементе , изготовленр:ым в виде плоского изделия из чередующихся слоев, РГПГУ-J рцтих электропровоцяп;гь о .o,i к.1 основе углеволокнистой 6yi ггг с пгпкрепленныгчи к Hei/r,- токоподводящими шинами и прпрессованных -непосредственно к электропроводящеыу слою с противоположных его сторон электрспзолнр агщих слоев, выполненных из бумаги и термопластпчьо -ели рноп пленки. Используе: ая в качестве электропроводящего а сг ;, глеволокнистая бумаге содержит т 3 до 50 масс.&углеродног- волокна :; 5С 37 из1,тельченно1 пеллюлозы.

Г fOf69/f

Токопоцвсдящие шины закреплены вдоль протпвополо.чггх концоз листа угле волоки же той бумаги с одной или обеих его сторон.

При изготовлении известной полезной модели набирают пакет из чередующихся с.оев термопластичной пленки, бумаги, термопластичной пленки, углеволокнистой бумаги с закрепленными на неь токоподвоДЯЩЕМЕ шикали, термопластичной пленки, бумаги i: термопластичной пленки. Дополнительно снаружи пакета могут быть добавлены елок декоративного материала и термопластичной пленки. При этом все слои пакета имеют одинаковый размер. Собранным пакет прессуют при температурах, близких к теглпературе размягчения терг/оп.тастичнсИ пленки, и при давлении 25 30 кГс/см/ в течение 2 -г 3 пинут на пакет в целом.

Однако такой нагревательный элемент из-за повшекнок гибкости требует при эксплоатации закрепления в жесткоь par счно оправе. Кроме того, изделие может расслаиваться по бупалныг листовым ыатериалагч с полной потерей работоспособности.

Задаче пгедлагаемой полезной модели является устранение перечисленных недостатков, то есть создание многое.о;люгс нагревательного элемента, характеризующегося повышенной ьехенпческо:: прочностью к расслоению и регулированием гибкости и кесткостп, что позволяет использовать элемент также и без дополнительных жестких конструкции.

Эта задача была решена заявленной полезно: моделью, представляющей многослойное изделие в виде нагревательного элемента из чередующихся слоев, включающих электропроводящиз: сгс:: на основе т/глеволок/ нистой бумаги с прикрепленными к нему токоподвсдягЕы: шинами и припрессованными непосредственной к электропроводяц 1г г слою с обеих его сторон электроизолирующих слоев, выполненных ИБ термопластичной полимерной пленки. Изделишожет дополнительно содержать декоративные слои на основе бумаги или ткани, также припрессованные к электроизолирующил слоям с помощью термопластичной полимерно : пленки.

бМЫбЭЯГ

- При этом размеры термопластичной пленки превышают газ; еры углеволокшюто. бумаги и декоративных слоев.

Лист углеволоккистой бумаги предварительно снабжают двугя ссковныглр1 токспоцводящими шинами, расположенным параллельно друг другу вдоль противоположных его краев. Между основными mnraiiz и параллельно пм размещают дополнительнее шины, позволяющие регулировать сопротивление электропроводящего слоя при постоянстве напряжения тока питания, а следовательно, мощность т: рабочую температуру нагревательного элемента. Углеволокнистая бумага, используемая в качестве электропроводящего слоя, содержит в пасс.Г:

-углеродное волокно 5 ЗГ,

-измельченную пеллюлозу ....70 95.

Лист углеволокнистой бумаги затем перфорируют таким образом, чтобы общая площадь перфорации составляла 5 5К площади листа, при этом перфорация не затрагивает токоподводящие шины.

Заявляемая полезная модель может производиться как в виде плоского изделия, так и гофрированного, что позволяет увеличить жесткость с сохранением высокой степени гибкости.

Способ изготовления заявленной полезной модели состоит в том, что на листе углеволокнистой бумаги параллельно его згтлн закрепляют основшге и дополнительные токоподводящие IEIIHH и накосят перфорацию. После этого собирают пакет из чередующихся слоев термопластичной полимерной пленки, электропроводящего елся, термопластичной полшерно-1 пленки. Пакет может включать декоративны: ст.о:; п слой из термопластичной полимерной пленки.

Собранны1 пакет прессуют при температуре, бггзкон к темлератург

размягчения т гопластичной нленки, при цавленп: 1,Г - 5,С кГс/сг-г в течение 1-3 минут на пакет в целом.

MO/63/f

- обеспечивает постоянную температуру рабочей поверхности в шфоком

интервале от 4С - 5°С до IC5 - Ю°С при удельно, мощности С,5 41) I квт/ м . Элемент выдерживает не менее 250 двойных изгибов без

нарушения работоспособности и целостности изделия. Гарэ тпруег.:ки срок непрерь-вного нагревания изделия без изменения характеристик не менее 5000 часов.

Конструкция заявленной полезной модели позволяет реализовать непрерывны/i автоматизированный процесс производства с требуемыми параметрами. При этом предельно допустимые концентрации ле норпируются, поскольку нет выделения каких-либо .тетучпх продуктов.

Большая величгна размеров термопластичной пленки по сравнению с размера ш углеволокниотой бумаги, а также наличие перфорации в электропроводящем слое при её суммарной плошади 5 -г 15, практически не изгоняя температуры рабочей поверхности, обеспечивает повышенную механическую прочность в целом и отсутствие расслоения изделия при д итегьной эксплоатации в любых условиях.

Увеличение п.чощади перфорации увеличивает прочность изделия, что позволяет использовать нагревательный элемент с BFCOFOK. гарантией его работоспособности и безопасности в узлах, контроль которых затруднен :з-за трудности доступа к ним. Кроме того, увеличение обще площади перфорации и её геометрические p-isi еры также : позволяют регулировать мощность элемента и рабочую тешегетуру.

.нализ известного уровня науки и подтвердит новизну предложенной полезной модели и её промышленную грпгснпюсть.

Новизна подтверждается тем, что ранее не бкя известен ппогослойнып нагревательный элемент, идентичный по совокупности существенных признаков заявляемому. Новизна заключг-ртся в нгпесенки персюрации на электропроводящий слой, в том, что размерь7 электроизолирующих слоев превышают размеры остальных слоев, Р в том, что в элементе между основными двумя токоподводящиги плпглп п параллельg0W69tf

но ль рг.зг ег.ень: дополнительные шины. Новпзнг °cj- --гетсс тгкле в тог;, что для регулирования жесткости элегекту гожст п ндг-вг.ться гоп-рлровгншл Сорма.

Не. фигуре представлена конструктивная схегт. заявленной полесно:/1 модели: ( 1 ) - электропроводящий слои,

( ;j ) - токспоцводящие шины ( I и I - основное ), Ir, Л JL II дополнительные ),

( 3 ) - электроизолирующие слои,

( 4 ) - cjroi: декоративного материала.

Для лучшего понимания сухости заявленное: полезно: годели, а также для подтверждения её промышленной прргеытсост:: пупводр приглеры конкретной реализации.

ПР1ГРР I. Плоский многослойный нагревательнт-,; элегент пзгот вливгют на основе электропроводящей углеволорнгсто:: 1у:т.п: с поверхнгСткь:гг электрическигл сопротивлением Ьс сг.

Разглет: лист, углеволокнистой бумаги ЮС сг на 1ГГ GJ . In). Ка этог: листе с одной его стороны на противоположных ггепят две основные токоподводящие шины ( I и Т ) вполь все:: дтпшы листа. Стп илшы вьшолнены из медной электролпимеско Гольгп толщин о:: около 5С и шириной 15 мм. Параллельно основнзп. шпнаг-; и на равных расстояниях закрепляют ещё три дополнительные ппшт ( П, 1а и И ). образом расстояние глезд; ссксвнь-i::: ппнгипп состак-чяет 97С n.t а кецду любыми .двумя сос/ецнп-п mixa.n 230 i.j:. шина имеет длину 100 см.

После этого на листуглеволокнистоы бумаги нгпосят nepVicraiin: в виде круглых отверстий диаметром 3 им. Перполгл: : наносят равномерно по все площади за исключением мест хгеплекип г:кн образ or /i, чтобы её суммарная площадь со-зтавпя 5 от

3МО/б 9tf

- - ш омдт лпстг, т.е. 65 - 70 отверстий Е IT c:r .

Поссе нанесния перфорации электропроводягит гтолгг ют с обеих его сторон термопластичной полимерно пленке из полппгопилена толщиной 50С мкм, шириной и длине п j 5 о. . Полученные, трехслойный пакет подают не. узел ФОГГСБЧЛЯ, наг етки до ICC - ТС°С. Пскет формуют при давлениг 3 кГо/сг с выдержкеЧ 3 г пнуты. ПОО,.Р охлаждения к токоподводяцкгт пакаг nfizif ИВРЛЭТ птювоцнглсг.

Пол чеЕНР,. плоский многослойный нагрева теттьш г эте; епт штеет следугцпе хг а:терпстики:

-ТОЛГ.РШС о:,оло I мм,

-электгрчесгое сопротивление между основнкгг ппнг; п ... 36 огл,

гюгщ; двумя любыми соседними шинагт ... С о:л, 1.еадг I, I, 1а ж П, П шинами ... Г,3 оп,

-мощность пп: подаче напряжения 22С в на осксвнге счшк

( т - т ) 134Г вт,

тешераттш рабочих поверхностей элемента ТС5 - . Г°С,

-мощность т:п подаче напряжения 36 в на основные п дополнительные ЕПНЫ по схеме I, I, la - П, П 53 вт,

тешегат ш рабочих поверхностей элемента ... 45 - 5°С.

ПРИ ; выполнен в З СЛОВРШХ примера I, конечное грделпе гойркровано, диаметр волны гофра ЗС мм.

ПР1ЛЕР1 5-9 выполнены в условиях при те га , все данные сведены в Таблпгу.

Все исходные материалы и целевое изделие нетоксичны. Паедельно допустимые концентрации ( 1Щ ) токсичных вепеств в воздухе рэбочеи зоны при производстве и эксплзтатащи: пзделтх не иодируются.

Изделие выдерживает после пряглого возде.хтвгг всзг ь:апгяг-:еп1.е 3750 в перпендикулярно плоскости элемента бе прокол. Изделие выдергивает не менее 250 двойных перегибов без пзпененнп: работоспособности п выдимых повреждений.

i0JbOft&r

JtOf69 r

6

Зое гзделпя по примерам 1-9 выдерживают без пробел .г.енпе 375С в перпендикулярно плоскости элемента после пчягсгс воздействия воды. Гарантированный срок непрерывного нагревания не менее 5СОО часов.

После эксплоЈталии в течение 6 месяцев ни одно з изделии не тело следов расслоения. После въщержкваннл: в воде KCJ:наткогГ: тегптературе в течение 1C суток ни одно IT nsцелит не языбкияо своих рабочие параметров и не увелрг-шло пассу.

Каждое из изделий выдерживает не менее С5С две; EF:: перегибов без нарушения -работоспособности и целостности.

3 Таблпге использованы о.гедущие сокраценгл: ТТ - и- тпз1}юпп ен, ПоДТ; - полиэтилен высокого давления, ПЭНЈ - полгэткчен низкого давления, ПЗХ - полт/шияилхлорид.

i я, 0/0/f

- К Перечень публикаций, принятых во внимание пгп составлении заявки:

1.Шатгун Г.Е., ЛамА.А. Нагревательный элемент СЛОТЕГ. из слоистого пластика., Л., ДЦНШ, 1981, 20 с.

2.;3алвка на полезную модель $ 93-010807/07-CIC476, приоритет от 01.03.S3, решение о выдаче свидетельства от C9.IC.93.

/39W/63/f

Claims (4)

1. Многослойный нагревательный элемент в виде слоистого изделия, включающего электропроводящий слой на основе углеволокнистой бумаги, вдоль противоположных концов которой закреплены токоподводящие шины, и электроизолирующих слоев из термопластичной полимерной пленки, выполненных с обеих сторон электропроводящего слоя и припрессованных непосредственно к электропроводящему слою, отличающийся тем, что размеры электроизолирующих слоев превышают размеры электропроводящего слоя, на электропроводящем слое нанесена перфорация, дополнительно основным токоподводящим шинам и между ними и параллельно им размещены дополнительные токоподводящие шины.

2. Элемент по п. 1, отличающийся тем, что он выполнен в виде плоского изделия.

3. Элемент по п. 1, отличающийся тем, что он выполнен в виде объемного изделия, например гофрированного.

4. Элемент по п. 1, или 2, или 3, отличающийся тем, что общая площадь перфорации составляет 5 - 50% от площади электропроводящего слоя.