RU213931U1

RU213931U1 - Регистратор локального перегрева поверхности промышленного, бытового и энергетического оборудования

Info

Publication number: RU213931U1
Application number: RU2022111747U
Authority: RU
Inventors: Алексей Валерьевич Лесив; Станислав Анатольевич Амеличев; Елизавета Алексеевна Герасимчук
Original assignee: Общество С Ограниченной Ответственностью "Термоэлектрика"
Filing date: 2022-04-28
Publication date: 2022-10-06

Abstract

Полезная модель относится к устройствам тепловой диагностики, а именно к температурным индикаторным наклейкам для визуальной регистрации факта перегрева элементов различного оборудования, в том числе промышленного, бытового и энергетического назначения, выше пороговой температуры. Устройство для визуальной регистрации факта локального перегрева поверхности элементов оборудования представляет собой наклейку, содержащую информацию о численном значении регистрируемой температуры превышения с точностью не менее 5°С, имеющую слоистую структуру, включающую гибкую основу и нанесенный на нее в виде единой зоны непрозрачный слой термоактивируемого состава, который в исходном состоянии и до момента нагрева до регистрируемой температуры является непрозрачным, при дальнейшем нагревании выше регистрируемой температуры становится прозрачным и изменяет внешний вид устройства, а при последующем охлаждении не возвращается в исходное непрозрачное состояние. При этом время регистрации перегрева при быстром нагреве устройства до температуры на 5°С выше регистрируемой составляет менее 5 с, а площадь термоактивируемой зоны составляет не менее 100 мм². Полезная модель обеспечивает повышение безопасности эксплуатации различного оборудования, в том числе промышленного, бытового и энергетического назначения, за счет возможности детектирования изменения окраски устройства с безопасного расстояния, возможности выявлять точечные нагревы большой поверхности установок, а также высокой скорости срабатывания термоплавкого состава, что обеспечивает индикацию дефектных узлов даже при кратковременных перегревах в условиях пиковых нагрузок контролируемых узлов. 14 з.п. ф-лы, 8 ил., 1 табл., 11 прим.

Description

Область техники, к которой относится заявленная полезная модель

Полезная модель относится к устройствам тепловой диагностики, предназначенным для регистрации факта локального перегрева поверхности элементов оборудования, в том числе промышленного, бытового и энергетического назначения выше установленной температуры.

Уровень техники

Повышение температуры - один из первых и самых частых признаков развития дефекта различного оборудования, например, перегрев контактных соединений в электроэнергетике, перегрев подшипников в механике, перегрев двигателей, зарядных устройств или аккумуляторов в бытовых приборах. Своевременное выявление таких перегревов позволяет заблаговременно устранить неисправность и недопустить выхода из строя оборудования, возникновения аварийных ситуаций и связанных с ними пожаров или отключений. В технических и нормативных документах установлены предельно допустимые температуры, нагрев выше которых следует рассматривать как дефект, требующий незамедлительного прекращения эксплуатации и вывода оборудования в ремонт (например, РД 34.45-51.300-97, РД 153-34.0-20.363-99, ГОСТ 8865-93, 8024-90, 10693-81, 2213-79, 10434-82, 16708-84, 2585-81, 32397-2020, 26346-84, 839-2019, ГОСТ Р 51321.1-2007 и др.).

Для выявления дефектов, связанных с превышением предельно допустимых температур, используются различные методы диагностики. Самым широко используемым методом тепловой диагностики является тепловизионный контроль. Однако тепловизионная диагностика имеет фундаментальное ограничение, связанное с тем, что с ее помощью можно увидеть тепловую картину только на момент осмотра. Поскольку нагрев оборудования, в большинстве случаев, напрямую связан с его нагрузкой, наиболее информативной и достоверной является диагностика при пиковых нагрузках (номинальных или пусковых токах, максимальных оборотах и т.п.). В соответствии с руководящими документами для проведения тепловизионной диагностики рекомендовано создание специальных сетевых режимов или нагрузки механизмов и агрегатов. Поскольку создание таких режимов не всегда возможно, а большинство современного оборудования не допускает проведение осмотра под нагрузкой в силу конструкционных особенностей или требований охраны труда, выявляемость дефектов с помощью тепловизоров является невысокой.

Для автоматического непрерывного контроля температуры используют электронные датчики, например, термопары в связке со специальным записывающим устройством, либо различные индикаторы перегрева. Одним из главных недостатков электронных датчиков является измерение температуры только в точке контакта термопары и устройства. Это не позволяет выявлять локальные дефекты материалов с плохой теплопроводностью. Например, потеря электрической прочности и возникновение частичных разрядов в оболочке кабелей или кабельных муфт. В этом случае нагревается небольшой участок внешней изоляции кабеля, имеющий площадь несколько квадратных миллиметров. Увидеть такой нагрев термопарой, закрепленной всего в нескольких сантиметрах от дефекта или проложенной внутри кабеля невозможно. Кроме того, недостатками электронных датчиков является сложность конструкции, необходимость подвода питания, сложность или невозможность измерения температуры на движущихся частях или участках электрической цепи под высоким напряжением.

К другим средствам непрерывного контроля перегрева относят индикаторы температуры, которые могут быть двух видов: обратимые (изменяющие окраску только в нагретом состоянии и возвращающие исходный цвет при охлаждении) и необратимые (изменяющие окраску после превышения заданной температуры и сохраняющие ее после охлаждения). Примером обратимых устройств может служить изобретение, описанное в документе US 7600912 B2 (дата публикации 20.03.2007) и представляющее собой однослойную или двухслойную наклейку, термочувствительный элемент которой содержит лейкокрасители и проявитель в связующем веществе. При достижении определенной температуры связующее плавится, и проявитель реагирует с красителем, окрашивая этикетку. После снижения температуры краситель кристаллизуется и цвет восстанавливается. Неорганический обратимый температурный индикатор, основанный на комплексном соединении хрома (III), описан в документе RU 2561737 C1 (дата публикации 12.09.2014). Предлагаемый термохромный материал обладает способностью обратимо изменять окраску при нагревании до температуры 120°С. Очевидным недостатком подобного рода изобретений является необходимость визуально фиксировать нагрев в момент превышения температуры без возможности детектирования дефектов вне пиковых нагрузок, поэтому данные устройства не получили широкого распространения.

В отличие от обратимых индикаторов необратимые индикаторы позволяют не только выявить, но и зафиксировать максимальное значение температуры. При этом, в отличие от тепловизора или обратимых индикаторов, осмотр таких наклеек может проводиться без специального создания режима максимальной нагрузки и даже на выведенном в ремонт оборудовании.

Необратимые индикаторы температуры могут быть выполнены в однотемпературном и многотемпературном вариантах. Преимуществом необратимых многотемпературных индикаторов является то, что они позволяют определить не только факт превышения заданной температуры, но и определить численное значение максимальной температуры поверхности, до которой нагревался контролируемый элемент в процессе эксплуатации. Такие устройства, обычно выполнены в качестве наклеек. Примерами производителей и/или поставщиков таких наклеек являются:

ООО «ТермоЭлектрика» (https://www.lesiv.pro/%D0%BA%D0%BE%D0%BF%D0%B8%D1%8F-l-mark-pro),

ООО «Инновационная компания «ЯЛОС» (https://www.yalosindicator.com/product/termoindikatory-kontrol-temperatury),

ЗАО «НПФ «Люминофор» (https://luminophor.ru/catalog/termoindikatornye-materialy/termoindikatory-plavleniya-marki-tin/),

ООО «Объединенная сварочная компания» (https://markerpro.ru/product-category/termoindikacziya/termoindikatornye-naklejki-neobratimye-odnorazovye/),

ООО «Тэсто Рус» (https://www.testo.ru/ru-RU/pribory/termoindikatory).

Поскольку для большинства электротехнических устройств и узлов электроустановок регламентируется только одно значение предельно допустимой температуры, использование многотемпературных индикаторов может приводить к возникновению неопределенности при осмотрах. Частичное изменение цвета температур индикатора недостаточно, чтобы принять решение о наличии дефекта: требуется дополнительно узнать предельно допустимое значение температуры для контролируемого элемента, сопоставить его с найденным значением и только после этого принять решение о необходимости незамедлительного вывода оборудования в ремонт. Кроме того, в силу особенности конструкции, каждое температурное окно контролирует свою площадь поверхности. В вышеупомянутом случае с кабельной муфтой, многотемпературный индикатор будет скорее вреден, чем полезен, поскольку каждый элемент индикатора будет измерять температуру своего участка поверхности (изоляции) и его значения не будут соответствовать максимальной температуре элемента муфты.

Однотемпературные необратимые индикаторы нагрева также разделяются по принципу действия. Известны индикаторы, основанные на механическом разрушении термочувствительного элемента, на химической реакции компонентов состава или на фазовом переходе термочувствительного компонента.

Пример температурного индикатора, основанного на механическом разрушении, описан в источнике [US 6176197 B1, дата публикации 02.11.1998], согласно которому индикатор температуры представляет собой замкнутую полую прозрачную удлиненную трубками с двумя отличными по цвету составами, изолированными друг от друга полимерной перегородкой, имеющей температуру плавления, близкую к температурам плавления составов. При достижении заданной пороговой температуры происходит разрушение перегородки, плавление составов и их смешение, в результате чего цвет содержимого трубки изменяется. К особенностям изобретения следует отнести невозможность осуществления контроля перегрева всей поверхности, невысокую скорость срабатывания, поскольку для завершения цветового перехода необходимо не только полностью расплавить индикаторный состав и разделяющую их полимерную мембрану, но и время на смешение образующихся жидких фаз, которое ввиду недостаточно быстрых диффузионных процессов вблизи точки плавления может быть затруднено. Кроме того, конструкционные особенности описываемого изобретения не позволяют создавать гибкое устройство плотно прилегающее ко всей контролируемой поверхности.

Химическая реакция травления металлической подложки активатором, начинающаяся при достижении определенной температуры, описана в патенте [EP 2288879 B1, дата публикации 04.06.2008]. Индикатор меняет цвет с серебристо-белого или зеркального до бесцветного и может использоваться для контроля температуры в пищевых и медицинских изделиях, а также в электрооборудовании. Металлический слой и слой активатора при этом могут быть нанесены на тонкую пленку, выполненную в виде наклейки, что обеспечивает гибкость изделия и возможность крепления на различные поверхности. Другим примером температурного индикатора, в основе действия которого лежит химическое взаимодействие, является изобретение, описанное в источнике [US 6957623 B2, дата публикации 09.03.2004]. Термочувствительный материал в данном случае содержит смесь воды, латекса и льдообразующих активных микроорганизмов и до достижения пороговой температуры является прозрачным. При нагревании до заданного значения латекс и льдообразующие активные микроорганизмы взаимодействуют между собой с образованием непрозрачного материала. Среди коммерчески доступных индикаторов, принцип действия которых основан на протекании химической реакции, можно выделить индикатор модели Ретомарк, поставляемый ООО «Инновационная компания «ЯЛОС» (https://www.yalosindicator.com/product/termoindikatory-kontrol-temperatury).

Представленные необратимые термоиндикаторы, принцип действия которых основан на химических реакциях, отличаются невысокой точностью, поскольку в соответствии с уравнением Аррениуса степень протекания химической реакции определяется не только температурой, но и временем. Поэтому длительная выдержка состава при температуре, незначительно меньшей порогового значения, также приведет к срабатыванию изделия. В тоже время, приведенные выше стандарты регламентируют конкретные пороговые значения с интервалом температур не более 5°С, что делает описанные изобретения неподходящими для выявления дефектов. Другой особенностью таких устройств является наличие выраженной зависимости времени срабатывания от температуры: при кратковременном нагреве до порогового значения химическая реакция может не завершиться и изменение окраски индикатора либо не произойдет, либо будет недостаточным для детектирования. Кроме того, за счет обратимости реакций цветового перехода при длительной выдержке при низкой температуре высока вероятность возврата цвета к исходному.

Наиболее точными являются индикаторы температуры, основанные на фазовом переходе, а именно - на плавлении термоактивируемого компонента. Поскольку, в отличие от химической реакции, температура фазового перехода является константой, такие индикаторы имеют наибольшую точность, а их сохранность в исходном неактивированном состоянии при температуре, незначительно меньшей пороговой, практически не зависит от времени выдержки.

В качестве веществ, использующихся в качестве термочувствительного компонента, в таких индикаторах обычно применяются соли высших карбоновых кислот, парафины, воски, сложные эфиры многоатомных спиртов, комплексные соединения переходных металлов, а также сплавы металлов и другие составы.

Необратимые индикаторы, основанные на принципе фазового перехода термочувствительного компонента, могут быть выполнены в виде наклеек или красок. Использование температурных индикаторных красок и лаков, принцип действия которых основан на плавлении пигмента, описано в ряде документов, среди которых, например, CN 112322134 A (дата публикации 23.09.2020), CN 111849346 A (дата публикации 11.07.2020), CN 108610694 A (дата публикации 09.12.2016), SU 1765145 A1 (дата получения 30.10.1989), SU 576334 A1 (дата публикации 25.05.1976). Как правило, такие краски состоят из синтетических смол, наполнителей и термочувствительных компонентов, диспергированных в воде или растворителе. При нагревании выше заданной температуры происходит расплавление термочувствительного компонента, что приводит к изменению цвета состава за счет изменения коэффициента преломления. Как правило, после остывания цвет таких составов не меняется или меняется незначительно, что позволяет легко фиксировать факт происходившего перегрева при визуальном осмотре. Большая площадь, которую можно покрыть с использованием термочувствительной краски, позволяет локализовать точное место превышения температуры. Другим достоинством таких индикаторов является возможность их нанесения на поверхности любой формы и размера.

Тем не менее, индикаторные краски обладают рядом особенностей, к которым следует отнести:

на краске нельзя указать температуру. При визуальном осмотре оборудования оператор может увидеть факт только превышение температуры, но не может определить численное значение превышенного порога. Для этого необходимо делать специальные пометки;

стекание индикаторной краски при превышении пороговой температуры. При воздействии температуры и расплавлении термочувствительного компонента краска может стечь с поверхности и попасть на открытые элементы электроустановки или подвижные элементы механизмов, что может привести к коротким замыканиям, потере электрической прочности, нагревам, заклиниваниям, возгораниям и прочим аварийным событиям;

невозможность нанесения однородного слоя на сложные поверхности. Следствием этого является невозможность определения точной температуры: чем толще слой, тем, как правило, выше разница между температурой поверхности и фазового перехода (срабатывания);

низкая адгезия и сложность нанесения краски на провода из неадгезионных материалов (силикон, политилен, фторопласт). Большое количество термоплавкого пигмента, необходимое для отчетливой визуализации перегрева, как правило, приводит к снижению доли полимерного связующего в составе и уменьшает адгезию краски. Это приводит к тому, что состав легко отлепляется при механических воздействиях;

зависимость температуры срабатывания краски от химического покрытия поверхности. Поскольку краска вступает в прямой контакт с материалом, на который она наносится, например, изоляцию кабеля или лакокрасочное покрытие корпуса двигателя, в состав краски могут экстрагироваться различные вещества, в первую очередь, антипирены и пластификаторы. Такие вещества могут приводить к образованию эвтектических смесей с термоплавким компонентом или иным образом влиять на температуру фазового перехода.

Указанные проблемы отсутствуют у специальных индикаторных наклеек. В этом случае термоплавкий состав в заводских условиях, равномерно, тонким слоем наносится на гибкую подложку с хорошей адгезией к требуемой поверхности и дополнительно покрывается полимерной пленкой, которая защищает термоплавкий состав от механического или химического воздействия и не позволяет ему стечь при расплавлении после срабатывания.

Из уровня техники известны индикаторы температуры, состоящие из впитывающей бумажной цветной подложки и термочувствительного слоя [US 20060011124 A1 (дата публикации 15.07.2004)]. Как правило, в качестве подложки выступает цветная бумажная клеевая основа с нанесенным непрозрачным восковым слоем. При определенной температуре воск плавится, становится прозрачным и пропитывает вощеную бумагу, делая видимой цветную основу. Бумажный слой может быть дополнительно нанесен на металлическую пластину для обеспечения прочности [US 20060011124 A1 (дата публикации 15.07.2004)], но в этом случае изделие теряет гибкость и возможность установки на изогнутые части оборудования. В патенте [US 6564742 B2, дата публикации 03.08.2001] описана обратная ситуация: используется изначально прозрачный восковой слой на бумажной основе. При достижении пороговой температуры воск плавится и затемняет рисунок, нанесенный на бумажную основу. Общей чертой приведенных изобретений является использование бумажной основы, которая не отличается стойкостью к механическим воздействиям, чувствительна к влаге воздуха, а также может воспламениться в условиях резкого скачка температуры или возникновения источника открытого пламени вблизи установленного устройства.

Изобретения, описанные в документах US 4428321 A (дата публикации 16.11.1981) и WO 2019090472 A1 (дата публикации 07.11.2017), также относятся к температурным индикаторам на основе фазового перехода и состоят из непрозрачной пористой мембраны и нанесенного на нижний слой этой мембраны аморфного полимера или цветного композитного слоя, включающего в себя полимерное связующее, кристаллический материал и краситель. При повышении температуры происходит плавление термочувствительного материала и проникновение его в пористую мембрану, в результате чего она становится прозрачной из-за одинакового показателя преломления этого материала и мембраны. Отличительной особенностью данных устройств является кристаллизация материала в порах мембраны, за счет которой она может потерять прозрачность, и цветовая индикация, как следствие, будет нарушена.

Поскольку, как уже было сказано выше, температурные индикаторные краски имеют в своем составе большое количество термоплавкого пигмента (как правило воски или соли жирных кислот), нанесение состава с помощью стандартных типографических методов равномерным единым слоем невозможно. Чаще всего термоплавкие составы просто “наливают” в виде точки на наклейку или наносят с помощью трафарета. Этим обусловлена преимущественно круглая форма индикаторных окошек. По этой причине существующие в продаже и описанные в литературе изделия, основанные на плавлении пигмента, имеют площадь термоактивируемой индикаторной поверхности менее 100 мм², а значит позволяют проводить только контроль температуры небольшой площади поверхности и не позволяют выявлять точечные перегревы на большой поверхности.

Примеры таких изделий приведены в каталогах компаний, производящих и/или поставляющих индикаторные наклейки. В частности, к ним относятся:

Индикаторные наклейки L-Mark и L-Mark Pro, производимые и поставляемые ООО «ТермоЭлектрика» (https://www.lesiv.pro/l-mark),

Индикаторная наклейка L-Mark HV, производимая и поставляемая ООО «ТермоЭлектрика» (https://www.lesiv.pro/l-mark-hv),

Индикаторная наклейка модели LI, поставляемая ООО «Инновационная компания «ЯЛОС» (https://www.yalosindicator.com/product/termoindikatory-kontrol-temperatury),

Комбинированная индикаторная наклейка модели А, поставляемая ООО «Инновационная компания «ЯЛОС» (https://www.yalosindicator.com/product/termoindikatory-kontrol-temperatury),

Индикаторные наклейки, производимые и поставляемые ЗАО «НПФ «Люминофор» (https://luminophor.ru/catalog/termoindikatornye-materialy/termoindikatory-plavleniya-marki-tin/),

Индикаторная наклейка Thermax Single, поставляемая ООО «Объединенная сварочная компания» (https://markerpro.ru/product-category/termoindikacziya/termoindikatornye-naklejki-neobratimye-odnorazovye/).

Наиболее близкими аналогами предлагаемого изобретения являются температурные индикаторные элементы, производимые и/или поставляемые такими компаниями как ООО «ТермоЭлектрика», ООО «Инновационная компания «ЯЛОС», ЗАО НПФ «Люминофор». Их продукция основана на использовании термоплавких составов, меняющих цвет при определенной температуре и обладающих необратимым действием.

Прототипом заявленного устройства являются температурные индикаторные наклейки, поставляемые ООО «Инновационная компания «ЯЛОС», (https://www.yalosindicator.com/user/pages/05.product/07.termoindikatory-kontrol-temperatury/5.pdf, каталог посвященный температурным цветовым индикаторам серии «Thermolabel»). В нем раскрыта индикаторная наклейка, имеющая слоистую структуру, состоящую из изолирующей прокладки, клеящего слоя, не меняющей цвет окрашенной основы, адгезива, термоактивируемого состава и защитной полимерной пленки. Клеящий слой, которым покрыта тыльная поверхность температурного индикатора, является термостойким, что позволяет крепить устройство к поверхности с замеряемой температурой сразу после удаления изолирующей прокладки. Защитная полимерная пленка, которой покрыт определяющий температуру элемент, является жаропрочной и защищает его от воды, химических веществ, масел и воздействия окружающей среды. Высокая точность определения температуры достигается за счет использования эффекта изменения цвета очищенного стабильного пигмента при достижении им точки плавления. При этом индикатор является необратимым и не возвращает первоначальную окраску после срабатывания.

Особенностью прототипа является то, что заявленная пороговая температура изменения цвета и ее точность для каждого термоэлемента определяются при скорости нагрева 2-3°С/мин, начиная с комнатной температуры. Как правило, в реальных ситуациях аварийных перегревов условия, упомянутые в прототипе, могут не выполняться, поэтому ключевые параметры наклеек могут измениться, исказив тем самым температурную картину перегрева. Другим недостатком представленных изделий является площадь единой зоны термоактивируемого элемента менее 100 мм², что не позволяет выявлять локальные перегревы поверхности и заметить дефект с безопасного расстояния. По этой причине данные устройства не могут широко применяться для выявления локальных перегревов поверхности и контроля температуры на том оборудовании и в тех областях электроэнергетики, где визуальный осмотр с близкого расстояния запрещен нормами охраны труда или в силу конструкционных особенностей самого оборудования.

Тем самым, существует потребность создания устройств, имеющих узкий температурный диапазон срабатывания, способных выявлять точечные локальные перегревы контролируемых поверхностей электрооборудования, а также обладающих заметностью с безопасного для осмотра расстояния. Температурные индикаторы, основанные на протекании химической реакции, а также температурные индикаторные краски частично решают поставленную задачу, поскольку могут производиться в вариантах с большой активной площадью. Однако первые характеризуются увеличенным временем срабатывания, а вторые - низкой точностью цветового перехода, возможностью стекания краски при повышенных температурах и прочих особенностях, о которых было сказано выше.

Полезная модель направлена на устранение приведенных недостатков различных устройств для индикации перегревов оборудования и повышение общей безопасности эксплуатации различного оборудования, в том числе промышленного, бытового и энергетического назначения.

Термины и определения

Под «наклейкой» понимается элемент произвольной формы, тыльная сторона которого порыта клеем, защищенным изолирующей пленкой, причем после удаления пленки клеевой слой обеспечивает необходимую адгезию к поверхности, но не менее 1 кг/см². Термин «адгезия» обозначает сцепление поверхностей разнородных тел.

Термин «гибкая основа» относится к материалам, обладающим способностью возвращаться в изначальную форму при изгибе. Применительно к настоящей полезной модели в качестве гибкой основы использовались самоклеящиеся фольгированные и бумажные пленки, ПВХ, ПЭТ, полиэтилен, метакрилат и др.

Под термином «термоактивируемый состав» понимается состав, который в исходном состоянии является непрозрачным, а после нагрева выше температуры активации (регистрируемой температуры) становится прозрачным. Термоактивируемый состав может состоять, например, из индивидуального органического соединения или соли органической кислоты имеющих температуру фазового перехода при температуре активации, или из смеси веществ. Кроме того, термоактивируемый состав может дополнительно включать связующее, представленное, например, органическими смолами, для лучшей адгезии термоактивируемого состава на гибкой основе.

Термин «пороговая температура» или «регистрируемый порог температуры» обозначает численное значение температуры, при котором происходит изменение свойств термоактивируемого состава. В заявляемой полезной модели точность измерения пороговой температуры составляет 5°С.

Под термином «точность регистрации пороговой температуры» понимается следующее:

1. До момента достижения устройством температуры, равной температуре регистрации за вычетом значения заявленной точности, изменения прозрачности термоактивируемого состава и внешнего вида устройства не происходит.

2. При температуре равной или превышающей температуру регистрации плюс значение заявленной точности термоактивируемый состав является прозрачным, а устройство имеет внешний вид, отличный от исходного.

3. Точное значение фазового перехода термочувствительного компонента находится внутри заявленного диапазона и дополнительно не устанавливается. Точность регистрации пороговой температуры, определяемой настоящей полезной моделью, составляет 5°С.

«Фазовый переход» или «плавление» - это переход вещества из одной термодинамической фазы в другую при изменении внешних условий, а именно, переход состава из твердого состояния в жидкое, стеклообразное или твердый раствор при повышении внешней температуры до или выше температуры плавления состава.

Термин «быстрый нагрев» соответствует нагреву поверхности с установленным на нее устройством со скоростью не менее 5°С/с. Абсолютное значение выбрано экспертно и соответствует скорости нагрева электроустановок при возникновении аварийных режимов, токов короткого замыкания или пусковых токов.

Термин «безопасное расстояние» обозначает дистанцию, регламентируемую конструкционными особенностями электроустановок или электрооборудования, а также требованиями охраны труда, которая позволяет осуществлять визуальный осмотр контролируемых элементов без угрозы жизни и здоровью производящего осмотр персонала.

Термин «электроустановка» включает совокупность машин, аппаратов, линий и вспомогательного оборудования (вместе с сооружениями и помещениями, в которых они установлены), предназначенных для производства, преобразования, трансформации, передачи, распределения электрической энергии и преобразования ее в другой вид энергии.

Под термином «срок окончания эксплуатации» понимается дата окончания эксплуатации устройства, установленная на основании рекомендаций предприятия изготовителя, связанная с ожидаемой вероятной потерей устройством хотя бы одной функциональной характеристики и необходимостью замены или проведения плановых испытаний.

«Дефект» - это несоответствие объекта требованиям, установленным документацией хотя бы по одному показателю.

Под термином «прозрачный» понимается свойство материала пропускать более 90% падающего на него света. Термин «непрозрачный» характеризует материал, пропускающий не более 50 % падающего на него света.

Сущность полезной модели

Настоящая полезная модель создана для визуальной регистрации факта перегревов элементов оборудования, в том числе, промышленного, бытового и энергетического назначения выше регистрируемого порога температуры.

Задачей настоящей полезной модели является предоставление устройства для выявления происходящих или происходивших локальных перегревов большой площади поверхности электрического и прочего оборудования, направленное на повышение безопасности эксплуатации оборудования, за счет высокой точности устройства, быстрой скорости цветового перехода термоактивируемого состава, большой площади контроля и безопасности визуальной оценки устройств.

Возможность контроля перегрева с помощью предложенного устройства позволяет решить несколько важных прикладных задач:

сделать перегрев заметным с безопасного для осмотра расстояния в силу того, что большая площадь сработавшего индикатора лучше заметна, чем маленькая;

зафиксировать кратковременные аварийные перегревы, вызванные пусковыми токами или прохождением токов короткого замыкания, избыточной стартовой нагрузкой двигателей, холодным ходом, переключением или прочими процессами. Поскольку обычно нагревы вследствие аварийных или пусковых режимов работы длятся от 5 с до минуты, скорость индикации должна определяться нижним порогом и составлять не более 5 с;

выявить дефекты, связанные с точечными локальными перегревами на большой поверхности оборудования, например, межвитковых замыканий электрокатушек, пробоя изоляции кабелей, механического повреждения мембраны и пр. Для определения таких нагревов наклейка должна иметь площадь, соответствующую площади всей поверхности оборудования, но не менее 100 мм², чтобы уверенно отличить пятно аварийного нагрева на фоне нормальной температуры “не аварийного” участка поверхности. Иными словами, необходимо, чтобы была возможность заметить пятно сработавшего термоактивируемого слоя диаметром 5-7 мм² на фоне остального несработавшего участка;

безопасно использовать индикаторы на материалах с низкой адгезией, например, проводах, за счет крепления “в защип” или “в кольцо”;

не допустить стекания термоплавкого компонента индикатора при высоких температурах;

обнаружить перегрев с заданной точностью. Обычно предельно допустимые температуры нормируются с шагом 5°С. Такая точность обусловлена тем, что отдельные части электрооборудования могут нагреваться нелинейно, безопасно эксплуатироваться вблизи предельно допустимых температур, но быстро выходить из строя при их превышении. Если термоэлементы не обладают достаточной точностью фиксации температуры или способны изменять цвет при длительной выдержке при температуре эксплуатации, то дефект будет выявлен ошибочно;

быстро определить степень развития аварийного дефекта, за счет большого размера термоактивируемого поверхности (более 100 мм²) и размещения на наклейке соответствующий надписи с указанием пороговой температуры;

не допустить контакт компонентов покрытия (в первую очередь, пластификаторов и антипиренов) с термоплавким компонентом и сохранить заявленную температуру цветового перехода в установленном диапазоне в течение всего срока эксплуатации.

При использовании различных термоактивируемых составов обеспечивается возможность создания устройств для определения различных температур в диапазоне от 50 до 210°C.

Технический результат заявленной полезной модели заключается в повышении безопасности эксплуатации различного оборудования, в том числе промышленного, бытового и энергетического назначения, за счет возможности выявлять точечные и кратковременные нагревы большой поверхности установок.

Сущность технического решения заключается в предоставлении устройства для визуальной регистрации факта локального перегрева поверхности элементов оборудования, представляющего собой наклейку, содержащую информацию о численном значении регистрируемой температуры превышения с точностью не менее 5°С. Наклейка имеет слоистую структуру, включающую гибкую основу и непрозрачный слой термоактивируемого состава, нанесенный на нее в виде единой зоны. В исходном состоянии и до момента нагрева до регистрируемой температуры слой термоактивируемого состава является непрозрачным. При дальнейшем нагревании выше регистрируемой температуры нагретый участок слоя термоактивируемого состава становится прозрачным и изменяет внешний вид устройства, а при последующем охлаждении не возвращается в исходное непрозрачное состояние. При этом площадь зоны, покрытой слоем термоактивируемого состава, составляет не менее 100 мм², а время регистрации перегрева при быстром нагреве устройства до температуры на 5°С выше регистрируемой составляет менее 5 с.

За счет использования в устройстве большой площади слоя термоактивируемого состава, площадь которого составляет не менее 100 мм², обеспечивается общая безопасность эксплуатации контролируемого электрооборудования, поскольку обеспечивается заметность сработавшего устройства (образование прозрачного слоя термоактивируемого состава из непрозрачного) с безопасного расстояния, тем самым обеспечивается возможность детектирования сработанных устройств на тех частях электрооборудования и на тех электротехнических изделиях, где визуальный осмотр с близкого расстояния запрещен нормами охраны труда или в силу конструкционных особенностей самого оборудования, а также обеспечивается возможность выявления точечных нагревов на большой поверхности установок.

Площадь слоя термоактивируемого состава более 100 мм² необходима, чтобы уверенно отличить пятно аварийного нагрева на фоне нормальной температуры не аварийного участка поверхности.

Также, за счет скорости срабатывания слоя термоактивируемого состава (время, за которое непрозрачный слой термоактивируемого состава становится прозрачным), которая составляет менее 5 с при превышении температуры на 5°С выше регистрируемой, обеспечивается точная индикация дефектных узлов даже при кратковременных перегревах в условиях пиковых нагрузок контролируемых узлов, что также повышает безопасность эксплуатации контролируемого электрооборудования.

В частном случае, указанная скорость срабатывания обеспечивается использованием гибкой основы толщиной не более 1 мм, что позволяет прогревать термоактивируемый состав при возникновении кратковременных перегревов в период пиковой нагрузки и полностью переводить его в расплав с цветовым переходом «непрозрачный-прозрачный» в течение не более 5 с.

В качестве термоплавкого компонента термоактивируемого состава в частных вариантах полезной модели могут применяться соли высших карбоновых кислот, температура плавления которых определяет пороговую температуру срабатывания устройства.

В других вариантах, гибкая основа и слой термоактивуруемого состава могут быть покрыты защитным лаком или полимерной пленкой, что защищает наклейку от внешних воздействий окружающей среды, влажности, УФ-облучения и механических повреждений, увеличивает срок службы устройства и не дает термоактивируемому составу стекать во время фазового перехода.

В частном случае, устройство дополнительно содержит информацию о сроке окончания эксплуатации, вызванным старением материала гибкой основы или снижением адгезии клеевого компонента, что позволит своевременно выявлять устаревшие элементы, дальнейшее использование которых может снизить надежность работы оборудования, что также положительно влияет на общую безопасность эксплуатации электрооборудования.

В одном из вариантов осуществления в состав материала гибкой основы могут входить бумага, полимерные материалы, а также органические галогенсодержащие вещества, что обеспечивает устойчивость устройства к возгоранию при возникновении дуги и дополнительно делает предлагаемую полезную модель безопасной для использования в энергетике. В качестве таких веществ, в частности, могут быть использованы поливинилхлорид (ПВХ), хлоркаучук, хлоропреновый каучук (неопрен), фторэластомеры, галогенизированные бутиловые каучуки (CIIR, BIIR) и другие.

В частных случаях, площадь слоя термоактивируемого состава, составляет не менее 50%, а в некоторых вариантах исполнения полезной модели - не менее 70%, что также позволяет выявлять сработавшие устройства с безопасного расстояния, а также позволяет выявлять точечные нагревы большой поверхности установок.

В частном случае, заметность устройства дополнительно может достигаться покрытием 10-90% площади гибкой основы световозвращающим составом, который позволяет находить расположение индикаторов температуры на крупногабаритных электроустановках, особенно расположенных вне помещений, в условиях пониженной освещенности и затрудненной видимости, что является дополнительным фактором повышения общей безопасности эксплуатации электрооборудования.

В одном из вариантов, численное значение пороговой температуры нанесено на гибкую основу в зоне слоя термоактивируемого состава.

Другим вариантом исполнения полезной модели является использование цветового перехода «белый-черный» за счет применения гибкой основы, окрашенной в черный цвет в зоне, покрытой термоактивируемым составом, и термоактивируемого состава, имеющего в первоначальном состоянии белый цвет. При достижении регистрируемой температуры слой термоактивируемого состава становится прозрачным, делая видимым цвет краски, нанесенной на гибкую основу, что приводит к цветовому переходу с максимально возможной контрастностью и обеспечивает заметность сработанного устройства. При этом, в черный цвет окрашено не менее 70% площади гибкой основы в зоне покрытой термоактивируемым составом.

В одном из вариантов осуществления, при нагреве 5-95% площади нанесенного слоя термоактивируемого состава обеспечивается образование прозрачной области слоя термоактивируемого состава только в зоне нагрева и сохранение непрозрачной области слоя термоактивируемого состава в остальной зоне слоя термоактивируемого состава, не подвергшегося нагреву, что позволяет выявить локальные перегревы поверхности оборудования даже в рамках площади одного устройства.

В различных вариантах выполнения, устройство обеспечивает возможность регистрации фарта перегрева в диапазоне температур от 50 до 210°С, в частных случаях порог температуры выбран из группы: 50, 55, 60, 65, 70, 80, 90, 100, 110, 120, 130, 140, 150, 160, 170, 180, 190, 200, 210°С.

Краткое описание чертежей

Полезная модель будет более понятна из описания, не имеющего ограничительного характера и приводимого со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых изображено:

фиг. 1 - Слоистая структура устройства для визуальной регистрации факта превышения пороговой температуры;

фиг. 2 - Вид сверху на устройство для визуальной регистрации факта превышения пороговой температуры, 2а - первоначальный вид наклейки, 2б - сработавшая наклейка (после превышения пороговой температуры);

фиг. 3 - Слоистая структура устройства для визуальной регистрации факта превышения пороговой температуры, с покрытием защитным лаком или пленкой;

фиг. 4 - Слоистая структура устройства для визуальной регистрации факта превышения пороговой температуры, с дополнительным окрашиванием в зоне слоя термоактивируемого состава;

фиг. 5 - Вид сверху на устройство для визуальной регистрации факта превышения пороговой температуры, с дополнительным окрашиванием в зоне слоя термоактивируемого состава, 5а - первоначальный вид наклейки, 5б - сработавшая наклейка (после превышения пороговой температуры);

фиг. 6 - Устройство для визуальной регистрации факта превышения пороговой температуры, с указанием срока окончания эксплуатации, 6а - вид сверху, 6б - слоистая структура;

фиг. 7 - Устройство для визуальной регистрации факта превышения пороговой температуры, со слоем световозвращающего состава, 7а - первоначальный вид наклейки,

7б - сработавшая наклейка (после превышения пороговой температуры), 7в - слоистая структура.

фиг. 8 - Вид сверху на устройство для визуальной регистрации факта превышения пороговой температуры: 8а - первоначальный вид наклейки, 8б - частично сработавшая наклейка после нагрева выше пороговой температуры только в нагретой области, при сохранении первоначального состояния остальной области данной зоны.

На фиг. 1 представлено устройство для визуальной регистрации факта превышения пороговой температуры, представляющее собой наклейку, имеющую слоистую структуру, включающую изолирующую пленку 1, клеевой слой 2, гибкую основу 3 толщины d и нанесенный на нее в виде единой зоны слой термоактивируемого состава 4.

На фиг. 2 представлена лицевая сторона устройства для визуальной регистрации факта превышения пороговой температуры до нагрева (а) и после нагрева (б), представляющее собой наклейку, включающую гибкую основу 3 в форме прямоугольника со сторонами а и b и нанесенный на нее в виде единой зоны слой термоактивируемого состава 4 в форме прямоугольника со сторонами z и y. На лицевой стороне устройства на произвольном участке может содержаться информация о численном значении регистрируемой температуры (на фигуре не показано).

На фиг. 3 представлено устройство для визуальной регистрации факта превышения пороговой температуры, представляющее собой наклейку, имеющую слоистую структуру, включающую изолирующую пленку 1, клеевой слой 2, гибкую основу 3 толщины d и нанесенный на нее в виде единой зоны слой термоактивируемого состава 4, покрытую защитным лаком или полимерной пленкой 5.

На фиг. 4 представлено устройство для визуальной регистрации факта превышения пороговой температуры, представляющее собой наклейку, имеющую слоистую структуру, включающую изолирующую пленку 1, клеевой слой 2, гибкую основу 3 толщины d, частично покрытую краской 6, на которую в виде единой зоны нанесен слой термоактивируемого состава 4.

На фиг. 5 представлена лицевая сторона устройства для визуальной регистрации факта превышения пороговой температуры до нагрева (а) и после нагрева (б), представляющее собой наклейку, включающую гибкую основу 3 толщины d, частично покрытую краской 6, на которую нанесена надпись 7, включающая численное значение регистрируемого порога температуры, термоактивируемый состав 4, нанесенный на краску 6 в виде единой зоны.

На фиг. 6 (а - лицевая сторона, б - в разрезе) представлено устройство для визуальной регистрации факта превышения пороговой температуры, представляющее собой наклейку, имеющую слоистую структуру, включающую изолирующую пленку 1, клеевой слой 2, гибкую основу 3 толщины d и нанесенный на нее в виде единой зоны слой термоактивируемого состава 4, площадь которого составляет 70 % от площади гибкой основы, при этом на лицевую сторону гибкой основы, которая свободна от слоя термоактивируемого состава, нанесена надпись 8, содержащая указание срока окончания эксплуатации.

На фиг. 7 (а, б - лицевая сторона, в - в разрезе) представлено устройство для визуальной регистрации факта превышения пороговой температуры до нагрева (а) и после нагрева (б), представляющее собой наклейку, имеющую слоистую структуру, включающую изолирующую пленку 1, клеевой слой 2, гибкую основу 3 толщины d и нанесенный на нее в виде единой зоны слой термоактивируемого состава 4, площадь которого составляет 70 % от площади гибкой основы, при этом лицевая поверхность гибкой основы которая, свободна от слоя термоактивируемого состава, покрыта световозвращающим составом 9.

На фиг. 8 представлена лицевая сторона устройства для визуальной регистрации факта превышения пороговой температуры, представляющего собой наклейку, включающую гибкую основу 3 и нанесенный на нее в виде единой зоны термоактивируемый состав 4, до нагрева (а) и после частичного нагрева (б) зоны термоактивируемого состава , в результате которого происходит изменение прозрачности данного состава только в нагретой области 10, при сохранении первоначального состояния остальной области 11 данной зоны.

Осуществление полезной модели

Общая технология изготовления устройства.

Приготовление термоактивируемого состава. Органическое вещество (например, жирные соли высших карбоновых кислот (каприлат иттрия, стеарат лития, каприлат кадмия, тридеканат самария и т.п.), жирные карбоновые кислоты, алканы, содержащие более 23 атомов углерода, воски, микронизированные полимеры, амиды высших карбоновых кислот, фосфорсодержащие карбоновые кислоты, фосфоновые кислоты и их соли и др.) с температурой фазового перехода, соответствующей регистрируемой устройством температуре, измельчали до размера 2-3 микрон на шаровой мельнице, последовательно добавляли изопропанол и раствор связующего в изопропаноле или водном спирте и размешивали до однородной массы. Суспензию использовали для нанесения сразу после получения.

На полимерную пленку с клеевой основой (например, ПВХ пленки OraJet 3106SG, 3951, полиуретановая пленка 3981RA, полиэфирная пленка 3М: 7874 E или WHITEV TC 50/RC20/HD70WH самоклеющаяся бумажная пленка, метилметакрилатная пленка ORALITE 5500) и силиконизированном релизе нанесли краситель и надпись с информацией о регистрируемой температуре. Область, на которую не должен попасть термоактивируемый состав, заклеили защитной пленкой из полиэтилена, затем несколько раз обработали валиком с термоактивируемым составом. Количество проходов от 3 до 20, до получения равномерного непрозрачного покрытия толщиной до 0,8 мм. После полного высыхания слоя, защитную пленку сняли и вырезали наклейку необходимого размера.

В частных случаях на гибкую основу может быть нанесен световозвращающий состав, черная краска в зоне термоактивируемого состава, а наклейка может быть покрыта защитным лаком или пленкой.

В качестве материала гибкой основы использовали, в частности, органические галогенсодержащие вещества, выбираемые из списка, но не ограниченные им: поливинилхлорид, хлоркаучук, хлоропреновый каучук, фторэластомеры, галогенизированные бутиловые каучуки и другие.

В качестве световозвращающего состава, в частности, использовали нижепредложенный материал, но не ограничивающийся им: микросферические шарики из акриловых смол или стекла, частично углубленные в материале гибкой основы.

Устройство работает следующим образом. На поверхность элементов оборудования, за которыми должен быть обеспечен контроль, с помощью клеевого слоя 2, с которого предварительно снимается изолирующая пленка 1, устанавливается устройство. Устройство имеет слоистую структуру, включающую гибкую основу 3 и нанесенный на нее в виде единой зоны слой термоактивируемого состава 4 площадью не менее 100 мм², который в исходном состоянии и до момента нагрева до регистрируемой температуры с заданной точностью является непрозрачным и имеет окраску, отличную от цвета гибкой основы 3 или расположенного под ним изображения. До момента нагрева всей поверхности, или отдельных ее участков, расположенных под термоактивируемым слоем устройства до регистрируемой температуры с заданной точностью, слой термоактивируемого состава 4 остается непрозрачным, тем самым сохраняется первоначальный вид устройства. При превышении регистрируемой температуры с заданной точностью в течение не менее 5 с соответствующий нагретый участок слоя термоактивируемого состава 4 плавится. После плавления слой термоактивируемого состава 4 становится прозрачным, проявляя цвет основы 3 под данным составом и изменяя тем самым внешний вид устройства. При последующем охлаждении поверхности оборудования слой термоактивируемого состава остается прозрачным и внешний вид устройства не возвращается в первоначальное состояние.

За счет использования единой площади слоя термоактивируемого состава, составляющей не менее 100 мм², а также высокой скорости срабатывания (фазового перехода) термоактивируемого состава (менее 5 с, при быстром нагреве устройства до температуры на 5°C выше регистрируемой) обеспечивается повышение безопасности эксплуатации различного оборудования, в том числе промышленного, бытового и энергетического назначения, за счет возможности детектирования изменения окраски устройства с безопасного расстояния, возможности выявлять точечные нагревы большой поверхности установок, также высокой скорости срабатывания термоплавкого состава, что обеспечивает индикацию дефектных узлов даже при кратковременных перегревах в условиях пиковых нагрузок контролируемых узлов.

В частном случае, толщина гибкой основы 3 составляет не более 1 мм.

В других вариантах, гибкая основа 3 и термоактивуруемый состав 4 могут быть покрыты защитным лаком 5 или полимерной пленкой 5, которые не влияют на визуальную регистрацию факта превышения температуры.

В частном случае, устройство также может содержать информации о сроке окончания эксплуатации 8.

В частном случае, заметность устройства дополнительно может достигаться покрытием гибкой основы 3 световозвращающим составом 9, что не влияет на визуальную регистрацию факта превышения температуры. В частном случае, площадь, занимаемая световозвращающим составом, составляет 10-90% от общей площади гибкой основы.

В одном из вариантов численное значение пороговой температуры 7 нанесено на гибкую основу 3 в зоне слоя термоактивируемого состава 4. В этом случае, при нагреве поверхности оборудования до регистрируемой температуры, указанной на наклейке 7, с заявленной точностью слой термоактивируемого состава 4 начинает плавиться и становится прозрачным, причем при быстром нагреве устройства до температуры на 5°С выше регистрируемой время регистрации перегрева составляет менее 5 с. Тем самым проявляется цвет основы 3 под данным составом, а также надпись с численным значением пороговой температуры 7.

Другим вариантом исполнения полезной модели является использование цветового перехода «белый-черный» за счет применения гибкой основы 3, окрашенной в черный цвет 6 в зоне, покрытой слоем термоактивируемого состава 4, и слоя термоактивируемого состава 4, имеющего в первоначальном состоянии белый цвет. При достижении регистрируемой температуры с заявленной точностью слой термоактивируемого состава 4 начинает плавиться и становится прозрачным, делая видимым черный цвет гибкой основы

3, что приводит к цветовому переходу с максимально возможной контрастностью и обеспечивает большую заметность сработанного устройства.

В одном из вариантов осуществления, при нагреве 5-95% площади нанесенного слоя термоактивируемого состава 4 происходит образование прозрачной области слоя термоактивируемого состава в нагретой области 10, при сохранении непрозрачной области 11 слоя термоактивируемого состава в остальной зоне слоя термоактивируемого состава, неподвергшегося нагреву. Это позволяет выявить локальные перегревы поверхности оборудования даже в рамках площади одного устройства.

В различный вариантах выполнения порог температуры, и, как следствие, численное значение пороговой температуры 7, нанесенное на гибкую основу, выбраны из группы: 50, 55, 60, 65, 70, 80, 90, 100, 110, 120, 130, 140, 150, 160, 170, 180, 190, 200, 210°С.

Ниже представлены предпочтительные варианты осуществления заявленного устройства, которые являются иллюстрирующими и никак не ограничивают объем испрашиваемой правовой охраны.

Пример 1.

Общая технология изготовления устройства.

Приготовление термоактивируемого состава: 100 г органического вещества с температурой плавления, соответствующей температуре срабатывания устройства, измельчили до размера 2-3 микрон, последовательно добавили 300 г изопропанола, 100 г

3% раствора связующего в изопропаноле и размешали до однородной массы. Суспензию сразу использовали для нанесения состава.

В качестве органических веществ с заданной температурой плавления использовали: тетракозан - 50°С, каприлат иттербия 60°С, стеарат лития 210°С.

На пленку ПВХ Orajet 3106 с клеевым слоем и силиконизированным релизом нанесли рисунок с помощью сольвентных красителей и численное значение температуры срабатывания, затем область, на которую не должен попасть термоактивируемый состав, заклеили защитной полиэтиленовой пленкой и несколько раз обработали валиком с термоактивируемым составом. Количество проходов составляло 5-15 до получения равномерного непрозрачного покрытия. После полного высыхания слоя защитную пленку сняли. Вырезали наклейку необходимого размера.

Пример 2.

Изготавливают наклейки согласно Примеру 1 с линейными размерами гибкой основы a, b и площадью S, размерами нанесенного слоя термоактивируемого состава z, y, площадью S', толщиной d (фиг. 1, 2) и пороговой температурой Т. В качестве гибкой основы используют пленку ПВХ Orajet 3106. Для изготовления одного из вариантов устройства с пороговой температурой 50°С используют каприлат иттрия. Для изготовления одного из вариантов устройства с пороговой температурой 60°С используют каприлат иттербия. Для изготовления одного из вариантов устройства с пороговой температурой 210°С используют стеарат лития. В исходном состоянии лицевая сторона гибкой основы окрашена в черный цвет, а слой термоактивируемого состава имеет белый цвет. Испытания наклеек проводят согласно Примерам 10 и 11. Результаты испытаний сведены в Таблицу 1 (строки 1-4, 6, 13).

Пример 3.

Изготавливают наклейки согласно Примеру 1 с линейными размерами гибкой основы a, b и площадью S, размерами нанесенного слоя термоактивируемого состава z, y, площадью S', толщиной d (фиг. 1, 2) и пороговой температурой Т. Термоактивируемый состав наносят на самоклеящуюся пленку из хлоропренового каучука на силиконизированной основе. В качестве термоплавкого компонента термоактивируемого состава используют каприлат иттербия. В исходном состоянии лицевая сторона гибкой основы окрашена в черный цвет, а слой термоактивируемого состава имеет белый цвет. Испытания наклеек проводят согласно Примерам 10 и 11. Результаты испытаний сведены в Таблицу 1 (строка 5).

Пример 4.

Изготавливают наклейку согласно Примеру 1 с линейными размерами гибкой основы a, b и площадью S, размерами нанесенного слоя термоактивируемого состава z, y, площадью S', толщиной d (фиг. 1, 2) и пороговой температурой Т. В качестве гибкой основы используют пленку ПВХ Orajet 3106. В качестве термоплавкого компонента термоактивируемого состава используют каприлат иттербия. Часть лицевой стороны наклейки, свободной от слоя термоактивируемого слоя, покрыта световозвращающим составом (фиг. 7). В исходном состоянии лицевая сторона гибкой основы окрашена в черный цвет, а слой термоактивируемого состава имеет белый цвет. Испытания наклеек проводят согласно Примерам 10 и 11. Результаты испытаний приведены в Таблице 1 (строка 7).

Пример 5.

Изготавливают наклейку согласно Примеру 1 с линейными размерами гибкой основы a, b и площадью S, размерами нанесенного слоя термоактивируемого состава z, y, площадью S', толщиной d (фиг. 1, 2) и пороговой температурой Т. В качестве гибкой основы используют пленку ПВХ Orajet 3106. В качестве термоплавкого компонента термоактивируемого состава используют каприлат иттербия. На лицевой стороне гибкой основы на свободной от слоя термоактивируемого состава поверхности нанесена надпись, содержащая указание срока окончания эксплуатации (фиг. 6). В исходном состоянии лицевая сторона гибкой основы окрашена в черный цвет, а слой термоактивируемого состава имеет белый цвет. Испытания наклеек проводят согласно Примерам 10 и 11. Результаты испытаний приведены в Таблице 1 (строка 8).

Пример 6.

Изготавливают наклейку согласно Примеру 1 с линейными размерами гибкой основы a, b и площадью S, размерами нанесенного слоя термоактивируемого состава z, y, площадью S', толщиной d (фиг. 1, 2) и пороговой температурой Т. В качестве гибкой основы используют пленку ПВХ Orajet 3106. В качестве термоплавкого компонента термоактивируемого состава используют каприлат иттербия. На лицевой стороне гибкой основы зона под слоем термоактивируемого состава при изготовлении была дополнительно покрыта краской черного цвета (фиг. 4). В исходном состоянии лицевая сторона гибкой основы окрашена в желтый цвет, а слой термоактивируемого состава имеет белый цвет. Испытания наклеек проводят согласно Примерам 10 и 11. Результаты испытаний приведены в Таблице 1 (строка 9).

Пример 7.

Изготавливают наклейку согласно Примеру 1 с линейными размерами гибкой основы a, b и площадью S, размерами нанесенного слоя термоактивируемого состава z, y, площадью S', толщиной d (фиг. 1, 2) и пороговой температурой Т. В качестве гибкой основы используют пленку ПВХ Orajet 3106. В качестве термоплавкого компонента термоактивируемого состава используют каприлат иттербия. На лицевой стороне гибкой основы зона под слоем термоактивируемым составом при изготовлении была дополнительно покрыта краской черного цвета, на которую с помощью флексографии была дополнительно нанесена надпись, включающая численное значение регистрируемого порога температуры (фиг. 5). В исходном состоянии лицевая сторона гибкой основы окрашена в черный цвет, а слой термоактивируемого состава имеет белый цвет. Испытания наклеек проводят согласно Примерам 10 и 11. Результаты испытаний приведены в Таблице 1 (строка 10)

Пример 8.

Изготавливают наклейку согласно Примеру 1 с линейными размерами гибкой основы a, b и площадью S, размерами нанесенного слоя термоактивируемого состава z, y, площадью S', толщиной d (фиг. 1, 2) и пороговой температурой Т. В качестве гибкой основы используют пленку ПВХ Orajet 3106. В качестве термоплавкого компонента термоактивируемого состава используют каприлат иттербия. Полученное устройство покрывают защитным лаком (фиг. 3). В исходном состоянии лицевая сторона гибкой основы окрашена в черный цвет, а слой термоактивируемого состава имеет белый цвет. Испытания наклеек проводят согласно Примерам 10 и 11. Результаты испытаний приведены в Таблице 1 (строка 11).

Пример 9.

Изготавливают наклейку согласно Примеру 1 с линейными размерами гибкой основы a, b и площадью S, размерами нанесенного слоя термоактивируемого состава z, y, площадью S', толщиной d (фиг. 1, 2) и пороговой температурой Т. В качестве гибкой основы используют пленку ПВХ Orajet 3106. В качестве термоплавкого компонента термоактивируемого состава используют каприлат иттербия. Полученное устройство покрывают полимерной пленкой (фиг. 3). В исходном состоянии лицевая сторона гибкой основы окрашена в черный цвет, а слой термоактивируемого состава имеет белый цвет. Испытания наклеек проводят согласно Примерам 10 и 11. Результаты испытаний приведены в Таблице 1 (строка 12).

Пример 10.

Изготовленные по Примерам 2-9 наклейки с пороговой температурой Т устанавливают при комнатной температуре на нагревательный элемент, который контролируемо нагревают до температуры (Т-5)°С и фиксируют наличие/отсутствие цветового перехода. Результаты испытаний приведены в Таблице 1.

Пример 11.

Изготовленные по Примерам 2-9 наклейки с пороговой температурой Т устанавливают при комнатной температуре на нагревательный элемент, который контролируемо нагревают со скоростью 5°С/сек до температуры (Т+5)°С, останавливают нагрев, фиксируют наличие/отсутствие цветового перехода и время, за которое он протекает. После охлаждения проводят визуальную фиксацию сработанных устройств с расстояния 3 м. Результаты испытаний приведены в Таблице 1.

Результаты испытаний, приведенные в Таблице 1, доказывают достижение технического результата, а именно заметность устройства и время регистрации перегрева при быстром нагреве оборудования. Таким образом, реализацией полезной модели явилось устройство, повышающее безопасность эксплуатации различного оборудования, в том числе промышленного, бытового и энергетического назначения за счет возможности детектирования изменения окраски устройства с безопасного расстояния, возможности выявлять точечные нагревы большой поверхности установок, а также высокой скорости срабатывания термоактивируемого состава.

Полезная модель была раскрыта выше со ссылкой на конкретный вариант его осуществления. Для специалистов могут быть очевидны и иные варианты осуществления полезной модели, не меняющие ее сущности, как она раскрыта в настоящем описании. Соответственно, полезную модель следует считать не ограниченной по объему приведенными описанием и примерами.

Claims

1. Устройство для визуальной регистрации факта локального перегрева поверхности элементов оборудования, представляющее собой наклейку, содержащую информацию о численном значении регистрируемой температуры превышения с точностью не менее 5°С, имеющую слоистую структуру, включающую гибкую основу толщиной не более 1 мм и нанесенный на нее в виде единой зоны непрозрачный слой термоактивируемого состава, который в исходном состоянии и до момента нагрева до регистрируемой температуры является непрозрачным, при дальнейшем нагревании выше регистрируемой температуры нагретый участок слоя становится прозрачным и изменяет внешний вид устройства, а при последующем охлаждении не возвращается в исходное непрозрачное состояние, отличающееся тем, что время регистрации перегрева при быстром нагреве устройства до температуры на 5°С выше регистрируемой составляет менее 5 с, а площадь термоактивируемой зоны составляет не менее 100 мм².

2. Устройство по п. 1, в котором гибкая основа и слой термоактивируемого состава покрыты защитным лаком.

3. Устройство по п. 1, в котором гибкая основа и слой термоактивируемого состава покрыты полимерной пленкой.

4. Устройство по п. 1, в котором надпись дополнительно содержит срок окончания эксплуатации.

5. Устройство по п. 1, в котором гибкая основа включает органические галогенсодержащие вещества.

6. Устройство по п. 1, в котором в качестве термоплавкого компонента в термоактивируемом составе используются соли органических кислот.

7. Устройство по п. 1, в котором надпись, включающая численное значение регистрируемого порога температуры, нанесена на гибкую основу в зоне нанесенного слоя термоактивируемого состава.

8. Устройство по п. 1, в котором 10-90% площади гибкой основы покрыто световозвращающим составом.

9. Устройство по п. 1, в котором площадь слоя термоактивируемого состава составляет не менее 50% площади лицевой поверхности гибкой основы.

10. Устройство по п. 1, в котором площадь слоя термоактивируемого состава составляет не менее 70% площади лицевой поверхности гибкой основы.

11. Устройство по п. 1, в котором не менее 70% площади гибкой основы в зоне, покрытой слоем термоактивируемого состава, окрашено в черный цвет.

12. Устройство по п. 1, в котором слой термоактивируемого состава первоначально окрашен в белый цвет.

13. Устройство по п. 1, в котором при осуществлении нагрева 5-95% площади нанесенного слоя термоактивируемого состава, обеспечивающего образование прозрачной области слоя термоактивируемого состава только в зоне нагрева, при сохранении непрозрачной области слоя термоактивируемого состава в остальной зоне слоя термоактивируемого состава, неподвергшегося нагреву.

14. Устройство по п. 1, в котором диапазон порога температур составляет 50-210°С.

15. Устройство по п. 1, в котором численныйпорог температуры выбран из группы: 50, 55, 60, 65, 70, 80, 90, 100, 110, 120, 130, 140, 150, 160, 170, 180, 190, 200, 210°С.