RU2049836C1

RU2049836C1 - Electric iron

Info

Publication number: RU2049836C1
Authority: RU
Inventors: Э.З. Аснович; Э.М. Драгунский; А.Н. Ермилов; В.А. Моторин; С.В. Печкин; И.А. Саламатов; Г.И. Тительман
Original assignee: Ермилов Артур Николаевич; Саламатов Игорь Антонович
Priority date: 1992-05-18
Filing date: 1992-05-18
Publication date: 1995-12-10

Abstract

FIELD: domestic heating devices. SUBSTANCE: electric iron uses working foot 1, flat resistive heating element 2 in the form of current blanket made of foil of thermosplitted graphite located between two flat electric insulators 3. When voltage is applied the current blanket of element 2 gets heated and transfers heat through the layer of electric insulator 3 to foot 1 and screening plate 4, serving at the same time as a heat accumulator. The current lead is attached to the respective platforms of element 2 through thoriated springs. EFFECT: simplified fabrication practice and enhanced maintainability. 3 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике, а именно к бытовым электронагревательным устройствам. The invention relates to electrical engineering, in particular to household electric heating devices.

Известен электрический утюг с подковообразным трубчатым нагревательным элементом квадратного или круглого сечения, резистивный элемент которого выполнен из нихромовой проволоки, изоляция из окиси магния высокой степени очистки, а корпус из нержавеющей стали. Known electric iron with a horseshoe-shaped tubular heating element of square or circular cross section, the resistive element of which is made of nichrome wire, the insulation of magnesium oxide is highly purified, and the body is made of stainless steel.

Однако такие устройства имеют высокую стоимость резистивного элемента, сложную технологию производства материала изолятора и сборки всего нагревательного элемента. При этом нагревательный элемент занимает не более 20% площади рабочей поверхности утюга, что определяет значительную неизотермичность подошвы. However, such devices have a high cost of the resistive element, a complex technology for the production of insulator material and the assembly of the entire heating element. In this case, the heating element occupies no more than 20% of the working surface of the iron, which determines a significant non-isothermal sole.

Известен электрический утюг с нагревательным элементом в виде плоской токопроводящей дорожки, зажатой между двумя пластинами из слюды, что существенно влияет на стоимость самого устройства. Known electric iron with a heating element in the form of a flat conductive path sandwiched between two plates of mica, which significantly affects the cost of the device itself.

Наиболее близким к предлагаемому решению является электрический утюг, в котором изолятор выполнен из окиси алюминия, которая тонким слоем наносится на подошву утюга, причем в поверхности изоляционного слоя формируется канавка по форме токовой дорожки резистивного элемента, выполненного из сплава серебро-палладий, который наносится в соответствующие канавки способом фотофильмопечати с последующей сушкой и отжигом. Closest to the proposed solution is an electric iron, in which the insulator is made of aluminum oxide, which is applied in a thin layer to the sole of the iron, and a groove is formed on the surface of the insulating layer in the shape of the current path of a resistive element made of silver-palladium alloy, which is deposited in the appropriate grooves by photo printing followed by drying and annealing.

Эта конструкция имеет сложную технологию как нанесения окиси алюминия на подошву, так и изготовления резистивного элемента. Материалы резистивного элемента дороги. Будучи выполненным как одно целое с подошвой утюга такой нагревательный элемент не ремонтопригоден. This design has a sophisticated technology for applying alumina to the sole, as well as manufacturing a resistive element. Resistive element materials of the road. Being made as one unit with the sole of the iron, such a heating element is not repairable.

Таким образом, из анализа уровня техники видно, что в известных конструкциях не решена проблема простых технологий относительно недорогих материалов и ремонтопригодности плоского нагревательного элемента. Thus, from the analysis of the prior art it can be seen that in the known structures the problem of simple technologies regarding relatively inexpensive materials and maintainability of a flat heating element has not been solved.

Задача изобретения заключается в создании устройства, имеющего простую технологию изготовления и высокую ремонтопригодность. The objective of the invention is to create a device having a simple manufacturing technology and high maintainability.

Поставленная задача решается так, что в известном электрическом утюге, содержащем закрепленный на подошве через плоские электроизоляторы, имеющие форму подошвы, плоский резистивный элемент в виде токовой дорожки и токоподводящий узел с двумя токоподводами; резистивный элемент выполняется из фольги терморасщепленного графита (ТРГ) толщиной 0,15-0,2 мм, электроизолятор выполнен из материала на основе стеклослюдинита, а токоповодящий узел снабжен для каждого токоподвода двумя керамическими втулками и расположенной между ними торированной пружиной, установленной на токоподводе, и пластиной, поджимающей токоподвод к резистивному элементу. The problem is solved in such a way that in the well-known electric iron containing mounted on the sole through flat electrical insulators having the shape of the sole, a flat resistive element in the form of a current track and a current supply unit with two current leads; the resistive element is made of thermally split graphite (TEG) foil with a thickness of 0.15-0.2 mm, the electrical insulator is made of fiberglass-based material, and the current-conducting unit is equipped for each current lead with two ceramic bushings and a thoriated spring located between them, mounted on the current lead, and a plate pressing the current lead to the resistive element.

На фиг. 1 показан предлагаемый утюг с плоским нагревательным элементом; на фиг.2 разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 разрез Б-Б на фиг.1. In FIG. 1 shows the proposed iron with a flat heating element; figure 2 section aa in figure 1; figure 3 section BB in figure 1.

Утюг содержит рабочую подошву 1, плоский резистивный нагревательный элемент 2, выполненный в виде токовой дорожки из фольги терморасщепленного графита, расположенный между двумя плоскими электроизоляторами 3, совпадающими по форме с подошвой утюга. Сверху располагается экранирующая пластина 4, которая механически связана с подошвой 1 винтами 5. На экранирующей пластине крепятся терморегулятор 6 и корпус 7 утюга. Токоподвод 8 прижимается к резистивному элементу 2 с помощью торированной пружины 9, расположенной между двумя керамическими втулками 10. Пружины сжимаются нажимной пластиной 11 с помощью винта с ограниченным ходом 12. The iron contains a working sole 1, a flat resistive heating element 2, made in the form of a current path made of thermally split graphite foil, located between two flat electrical insulators 3, matching in shape with the sole of the iron. Above is a shielding plate 4, which is mechanically connected to the sole 1 with screws 5. On the shielding plate are mounted a thermostat 6 and the body 7 of the iron. The current lead 8 is pressed against the resistive element 2 by means of a torirovanny spring 9 located between two ceramic bushings 10. The springs are compressed by the pressure plate 11 using a screw with a limited stroke 12.

Утюг работает следующим образом. Iron works as follows.

При подаче напряжения токовая дорожка резистивного элемента 2 нагревается и через слой электроизолятора 3 толщиной 0,3-0,5 мм передает тепло к подошве 1 и экранирующей пластине 4, выполняющей одновременно роль теплового аккумулятора. Токовая дорожка из фольги терморасщепленного графита толщиной 0,15-0,2 мм может быть изготовлена штамповкой с усилием не более 50 кг/см². Исходным материалом для ТРГ являются наиболее дешевые марки искусственного графита типа ГМЗ. Так как удельное сопротивление фольги терморасщепленного графита на 1,5-2 порядка больше, чем у металлов, то при заданном сопротивлении токовой дорожки ее площадь составляет не менее 80% площади поверхности подошвы утюга. Следствием развитой поверхности при фиксированном тепловом напоре и мощности является понижение температуры резистивного элемента до того уровня, когда оказывается возможным перейти от дорогих и технологически сложных высокотемпературных электроизоляционных материалов (окись магния, окись алюминия, слюда) к более простым и дешевым плоским изоляторам на основе стеклослюдинитов. Крепление токоподводов осуществляется их прижимом к соответствующим площадкам резистивного элемента 2 через торированные пружины 9, обеспечивающие давление порядка 10 кг/см² (1 мПа) и плоскостность прилегания. Прижим без ограничивающих давление пружин может привести к разрушению резистивного элемента.When voltage is applied, the current path of the resistive element 2 heats up and transfers heat to the sole 1 and the shielding plate 4, which simultaneously serves as a heat accumulator, through a layer of electrical insulator 3 with a thickness of 0.3-0.5 mm. The current track of thermally split graphite foil with a thickness of 0.15-0.2 mm can be stamped with a force of not more than 50 kg / cm ² . The starting material for the TWG is the cheapest grade of artificial graphite type GMZ. Since the specific resistance of thermally split graphite foil is 1.5–2 orders of magnitude higher than that of metals, for a given resistance of the current path, its area is at least 80% of the surface area of the iron sole. The consequence of the developed surface with a fixed heat head and power is to lower the temperature of the resistive element to the level where it is possible to switch from expensive and technologically complex high-temperature insulating materials (magnesium oxide, aluminum oxide, mica) to simpler and cheaper flat insulators based on glass mica. The current leads are fastened by pressing them to the corresponding areas of the resistive element 2 through torirovanny springs 9, providing a pressure of the order of 10 kg / cm ² (1 MPa) and flatness of fit. A clamp without pressure limiting springs can destroy the resistive element.

Развитая поверхность резистивного элемента обеспечивает высокую изотермичность рабочей подошвы. Этот же факт в сочетании с малой толщиной электроизоляторов существенно понижает температуру резистивного элемента: так, при температуре подошвы 200^оС температура резистивного элемента не превышает 270^оС. Столь невысокая температура в сочетании с высокой окислительной стойкостью терморасщепленного графита позволяет прогнозировать срок службы такого нагревательного элемента в десятки тысяч часов.The developed surface of the resistive element provides high isothermal working soles. This fact, combined with a small thickness of insulators significantly lowers the temperature of the resistive element: thus, when the sole temperature of 200 ^{° C} the temperature of the resistive element is less than 270 ^C. Such a low temperature combined with high oxidation resistance termorasscheplennogo graphite allows to predict the lifetime of the heating element in tens of thousands of hours.

При толщине фольги более 0,2 мм уменьшается линейное сопротивление материала и соответственно падает коэффициент заполнения (отношение площади резистивного элемента к площади подошвы). Это имеет следствием увеличение плотности мощности на резистивном элементе, повышение его температуры, понижение срока службы. При использовании подошвы с малой массой такой резистивный элемент не обеспечит высокой изотермичности. При толщине < 0,15 мм фольга становится нетехнологичной при штамповке и уменьшается ее механическая прочность. With a foil thickness of more than 0.2 mm, the linear resistance of the material decreases and, accordingly, the fill factor (the ratio of the area of the resistive element to the area of the sole) decreases. This results in an increase in the power density on the resistive element, an increase in its temperature, and a decrease in the service life. When using a sole with a low mass, such a resistive element will not provide high isothermality. With a thickness of <0.15 mm, the foil becomes low-tech during stamping and its mechanical strength decreases.

Готовая токовая дорожка укладывается между двумя листовыми электроизоляторами из стеклослюдинита. Этот материал сохраняет высокие изоляционные качества до 500^оС, является относительно дешевым (по сравнению с окисью магния или слюдой). Количество материала на одно изделие не превышает 25 г).The finished current path is laid between two sheet mica glass insulators. This material retains high insulating qualities up to 500 ^° C, is relatively cheap (compared to magnesium oxide or mica). The amount of material per product does not exceed 25 g).

Такая конструкция позволила выполнить нагревательный элемент совершенно автономным и легко заменяемым. Технологическое оборудование включает только пресс для штамповки токовой дорожки и изоляторов. This design allowed the heating element to be completely autonomous and easily replaceable. Technological equipment includes only a press for stamping the current track and insulators.

Claims

An ELECTRIC IRON comprising a sole mounted on a sole through flat electrical insulators having the shape of a sole and a resistive element in the form of a current path and a current-carrying unit with current leads, characterized in that the current path is made of 0.15-thick thermally split graphite foil
0.2 mm, the electrical insulator is made of fiberglass-based material, the current-supplying unit is equipped for each current supply with two ceramic bushings, a calibrated spring mounted on the current supply, and a plate for pressing the current supply to the resistive element.