RU2143791C1 - Flexible heating element - Google Patents

Flexible heating element Download PDF

Info

Publication number
RU2143791C1
RU2143791C1 RU98121182A RU98121182A RU2143791C1 RU 2143791 C1 RU2143791 C1 RU 2143791C1 RU 98121182 A RU98121182 A RU 98121182A RU 98121182 A RU98121182 A RU 98121182A RU 2143791 C1 RU2143791 C1 RU 2143791C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
electrodes
heating element
resistive layer
filaments
electrically conductive
Prior art date
Application number
RU98121182A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Р.В. Офицерьян
А.О. Скиба
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "ПРАКТИК-М", Офицерьян Роберт Вардгесович
Скиба Андрей Олегович
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "ПРАКТИК-М", Офицерьян Роберт Вардгесович, Скиба Андрей Олегович filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "ПРАКТИК-М", Офицерьян Роберт Вардгесович
Priority to RU98121182A priority Critical patent/RU2143791C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2143791C1 publication Critical patent/RU2143791C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Yarns And Mechanical Finishing Of Yarns Or Ropes (AREA)

Abstract

FIELD: electrothermics, manufacture of flexible polymer electric heaters of domestic and industrial assignment. SUBSTANCE: warp of current-conducting fabric in given flexible heating element is made from mass of insulation filaments placed between electrodes and weft is manufactured from complex current-conducting filaments arranged perpendicular to electrodes. Description gives mathematical relationships ensuring electric safety of resistive layer that are employed to calculate number n of current-conducting filaments per unit of length of resistive layer, number K of electrodes and number m of metallized filaments making them. Multicomponent filament of " sheath-core " structure is used in the capacity of complex current-conducting heat-liberating filament. "Sheath" of structure includes fluoride-carrying polyolefin based on carbon black-filled copolymer of tetrafluorideethylene with vinylidenfluoride and "core" has polykaproamode or glass fibers. EFFECT: increased electric safety and reliability of flexible heating element and of article with its usage as whole. 3 cl, 3 dwg, 1 tbl

Description

Изобретение относится к электротермии, а именно к гибким нагревательным элементам, резистивный слой которых выполнен в виде ткани из комплексных элекропроводящих нитей, и может быть использовано в быту, медицине, сельхозобъектах, а также устройствах для нагрева жидких и газообразных сред, применяемых в различных отраслях промышленности. The invention relates to electrothermics, in particular to flexible heating elements, the resistive layer of which is made in the form of fabric from complex electrically conductive threads, and can be used in everyday life, medicine, agricultural facilities, as well as devices for heating liquid and gaseous media used in various industries .

Известен тканный электронагреватель, в котором основа и уток выполнены из электропроводных и неэлектропроводных нитей, уложенных с чередованием в одном из направлений ткани, а электроды расположены вдоль основы (патент США N 3349359, кл. H 05 B 3/34, 1967 г.)
Известен также тканный нагреватель, неэлектропроводные нити которого выполнены из комплексных хлопковых волокон, при этом объемное соотношение неэлектропроводных нитей к электропроводным нитям основы составляет 1:1 - 1: 1,5, а объемное соотношение электропроводных нитей основы и утка - 1:1,5 - 1:10 (патент РФ N 2046552, кл. H 05 B 3/36, 1995 г.)
В указанных изобретениях решается задача по уменьшению усадки резистивного слоя в процессе изготовления и эксплуатации нагревательных элементов.
A woven electric heater is known in which the warp and weft are made of electrically conductive and non-conductive threads laid alternately in one of the fabric directions, and the electrodes are located along the warp (US patent N 3349359, CL H 05 B 3/34, 1967)
A woven heater is also known, the non-conductive threads of which are made of complex cotton fibers, the volume ratio of the non-conductive threads to the conductive warp threads is 1: 1 to 1: 1.5, and the volume ratio of the conductive warp and weft is 1: 1.5 to 1:10 (RF patent N 2046552, CL H 05 B 3/36, 1995)
In these inventions, the problem is solved to reduce the shrinkage of the resistive layer during the manufacturing and operation of heating elements.

Аналогичная задача решается и в гибком нагревательном элементе (патент СССР N 1794284 A3, кл. H 05 B 3/38, 1993 г., Бюл. N 5), содержащем резистивный слой в виде токопроводящей ткани, уток и основа которой выполнены из комплексных электропроводящих нитей, изоляционных нитей и металлизированных нитей, объединенных в электроды, которые размещены по краям резистивного элемента и огибают комплексные электропроводящие полимерные нити. A similar problem is solved in a flexible heating element (USSR patent N 1794284 A3, class H 05 B 3/38, 1993, Bull. N 5) containing a resistive layer in the form of a conductive fabric, weft and the base of which is made of complex electrically conductive filaments, insulating filaments and metallized filaments, combined into electrodes, which are placed along the edges of the resistive element and surround complex electrically conductive polymer filaments.

Основным недостатком известных нагревательных элементов является то, что они не регламентируют соотношение между требуемыми техническими характеристиками нагревательного элемента и необходимой для их практического воплощения текстильной структурой резистивного слоя. Указанное обстоятельство может привести к снижению надежности и долговечности гибкого нагревательного элемента. The main disadvantage of the known heating elements is that they do not regulate the ratio between the required technical characteristics of the heating element and the textile structure of the resistive layer necessary for their practical implementation. This circumstance may lead to a decrease in the reliability and durability of the flexible heating element.

Ближайшим аналогом, выбранным в качестве прототипа, является изобретение по патенту СССР N 1794284. The closest analogue selected as a prototype is the invention according to USSR patent N 1794284.

Основной задачей разработки является создание такого гибкого нагревательного элемента, в котором были бы исключены перечисленные недостатки, а текстильная структура его резистивного слоя в виде токопроводящей ткани регламентировала бы требуемые технические параметры нагревательного элемента для различных условий эксплуатации изделий на его основе. The main objective of the development is the creation of such a flexible heating element in which the listed disadvantages would be eliminated, and the textile structure of its resistive layer in the form of a conductive fabric would regulate the required technical parameters of the heating element for various operating conditions of products based on it.

Техническим результатом, который может быть получен от использования изобретения, является повышение электробезопасности и надежности гибкого нагревательного элемента и, как следствие, изделия в целом. The technical result that can be obtained from the use of the invention is to increase the electrical safety and reliability of a flexible heating element and, as a consequence, the product as a whole.

Основная задача решена и технический результат достигнут за счет того, что в гибком нагревательном элементе, содержащем резистивный слой в виде токопроводящей ткани, уток и основа которой выполнены из комплексных электропроводящих тепловыделяющих полимерных нитей, изоляционных нитей и электродов, выполненных в виде металлизированных нитей, огибающих комплексные электропроводящие тепловыделяющие полимерные нити, согласно предлагаемому изобретению основа токопроводящей ткани выполнена из массива изоляционных нитей, размещенных между электродами, а уток выполнен из комплексных электропроводящих тепловыделяющих полимерных нитей, размещенных перпендикулярно электродам, при этом n - количество электропроводящих нитей на единицу длины резистивного слоя и K* - количество электродов на единицу ширины резистивного слоя должно соответствовать соотношениям

Figure 00000002

Figure 00000003

где P - номинальная мощность нагревательного элемента, Вт;
γэ - предельно допустимое тепловыделение на единицу длины электропроводящей нити, Вт/м;
A - длина резистивного слоя, м;
B - ширина резистивного слоя, м;
U - заданное напряжение питания, В;
Rn - линейное электрическое сопротивление электропроводящей нити, Ом/м,
а количество металлизированных нитей в электроде для четного m1 и нечетного m2 количества электродов должно соответствовать соотношениям
Figure 00000004

Figure 00000005

где P - номинальная мощность нагревательного элемента, Вт;
K* - количество электродов на единицу ширины резистивного слоя, шт;
U - заданное напряжение питания, В;
γm - предельное тепловыделение с единицы длины металлизированной нити, Вт/м;
Rm - удельное электросопротивление металлизированной нити, Ом/м;
при этом комплексная электропроводящая тепловыделяющая полимерная нить имеет структуру "оболочка-ядро" и содержит в "ядре" поликапроамидные или стеклянные волокна, а в "оболочке" саженаполненный фторсодержащий полиолефин на основе сополимера тетрафторэтилена с винилиденфторидом при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:
а) для "ядра" из поликапроамидных волокон:
поликапроамидные волокна - 62 - 56
сополимер тетрафторэтилена с винилиденфторидом - 23 - 25
печная сажа - 15 - 19
б) для "ядра" из стеклянных волокон:
стеклянные волокна - 69 - 54
сополимер тетрафторэтилена с винилиденфторидом - 19 - 20
печная сажа - 12 - 16
Отличительные признаки являются существенными, поскольку каждый из них в отдельности и совместно направлен на решение поставленной задачи и достижение нового технического результата.The main problem is solved and the technical result is achieved due to the fact that in a flexible heating element containing a resistive layer in the form of a conductive fabric, the weft and the base of which are made of complex electrically conductive heat-generating polymer threads, insulating threads and electrodes made in the form of metallized threads enveloping complex electrically conductive heat-generating polymer threads, according to the invention, the basis of the conductive fabric is made of an array of insulating threads placed between du electrodes, and the weft is made of complex electrically conductive heat-generating polymer filaments perpendicular to the electrodes, wherein n is the number of electrically conductive threads per unit length of the resistive layer and K * is the number of electrodes per unit width of the resistive layer should correspond to
Figure 00000002

Figure 00000003

where P is the rated power of the heating element, W;
γ e - the maximum allowable heat per unit length of the conductive thread, W / m;
A is the length of the resistive layer, m;
B is the width of the resistive layer, m;
U is the specified supply voltage, V;
R n - linear electrical resistance of the conductive filament, Ohm / m,
and the number of metallized threads in the electrode for an even m 1 and an odd m 2 number of electrodes should correspond to the ratios
Figure 00000004

Figure 00000005

where P is the rated power of the heating element, W;
K * is the number of electrodes per unit width of the resistive layer, pcs;
U is the specified supply voltage, V;
γ m - ultimate heat release per unit length of the metallized yarn, W / m;
R m - specific electrical resistance of a metallized thread, Ohm / m;
the complex electrically conductive fuel polymer thread has a shell-core structure and contains polycaproamide or glass fibers in the core, and a fluorinated polyolefin based on a tetrafluoroethylene-vinylidene fluoride copolymer is embedded in the shell in the following ratio of ingredients, wt.%:
a) for the "core" of polycaproamide fibers:
polycaproamide fibers - 62 - 56
copolymer of tetrafluoroethylene with vinylidene fluoride - 23 - 25
furnace soot - 15 - 19
b) for the "core" of glass fibers:
glass fibers - 69 - 54
copolymer of tetrafluoroethylene with vinylidene fluoride - 19 - 20
furnace soot - 12 - 16
Distinctive features are significant, since each of them individually and jointly aimed at solving the problem and achieving a new technical result.

Как известно, основным техническим параметром любого электронагревательного устройства является его электрическая мощность. Для обеспечения заданного значения указанного параметра резистивный слой гибкого нагревательного элемента должен содержать комплексные электропроводящие тепловыделяющие нити, ориентированные перпендикулярно электродам, т.е. размещенные по утку токопроводящей ткани, причем их количество должно быть не меньше величины, определяемой соотношением n ≥ P/γэ•A•B (I). При меньшем количестве токопроводящих тепловыделяющих нитей в резистивном слое будет происходить их перегрев и разрушение и, как следствие, выход нагревательного слоя из строя. Аналогичный результат будет и в том случае, если часть электропроводящих нитей будет размещена по основе токопроводящей ткани, т.е. сориентированы параллельно электродам. Указанное обстоятельство объясняется тем, что при обрыве электропроводящей нити, размещенной между электродами по утку токопроводящей ткани, произойдет перераспределение электрического тока между соседними с ней электропроводящими нитями, т.е. по электропроводящей нити, расположенной перпендикулярно электродам, электрический ток в месте обрыва перераспределяется на соседние электропроводящие нити, перегрузит их по утку с образованием в течение некоторого времени новых обрывов, но уже не на соседних нитях. Описываемый процесс будет носить необратимый характер, вовлекая в себя все новые и новые электропроводящие нити, вплоть до выхода из строя всего нагревательного элемента.As you know, the main technical parameter of any electric heating device is its electrical power. To ensure a specified value of this parameter, the resistive layer of the flexible heating element must contain complex electrically conductive heat-generating filaments oriented perpendicular to the electrodes, i.e. placed on the weft of conductive tissue, and their number should not be less than the value determined by the ratio n ≥ P / γ e • A • B (I). With a smaller number of conductive heat-generating threads in the resistive layer, they will overheat and destroy and, as a result, the heating layer will fail. A similar result will be if some of the conductive threads are placed on the basis of the conductive fabric, i.e. oriented parallel to the electrodes. This circumstance is explained by the fact that when a conductive filament placed between the electrodes along the weft of the conductive fabric is broken, the electric current will be redistributed between the adjacent conductive threads, i.e. along an electrically conductive filament located perpendicular to the electrodes, the electric current at the breakage point is redistributed to neighboring electrically conductive filaments, overloads them through the weft with the formation of new breaks for some time, but not on adjacent filaments. The described process will be irreversible, involving more and more electrically conductive threads, up to the failure of the entire heating element.

Распределение подводимого к нагревательному элементу электропитания между электропроводящими тепловыделяющими нитями осуществляется посредством электродов из металлизированных нитей. Количество таких электродов в резистивном слое в зависимости от задаваемых электрических и геометрических параметров нагревательного элемента должно соответствовать выражению

Figure 00000006
При меньшем количестве электродов потребляемая электрическая мощность будет меньше заданной величины и, как следствие, температура поверхности нагревательного элемента будет ниже желаемой. При большом количестве электродов потребляемая мощность будет больше заданной величины, что неизбежно приведет к перегреву токопроводящих нитей и, как следствие, к выходу нагревательного элемента из строя.The distribution of the power supplied to the heating element between the electrically conductive heat-generating threads is carried out by means of electrodes of metallized threads. The number of such electrodes in the resistive layer, depending on the specified electrical and geometric parameters of the heating element, must correspond to the expression
Figure 00000006
With a smaller number of electrodes, the consumed electric power will be less than a predetermined value and, as a result, the surface temperature of the heating element will be lower than desired. With a large number of electrodes, the power consumption will be more than a predetermined value, which will inevitably lead to overheating of the conductive threads and, as a result, to the failure of the heating element.

Количество металлизированных нитей в электроде должно соответствовать выражениям

Figure 00000007

При меньшем количестве металлизированные нити (при прохождении через них электрического тока) будут перегреваться и разрушать токопроводящие нити, огибающие их, что обязательно приведет к выходу нагревательного элемента из строя.The number of metallized strands in the electrode must correspond to the expressions
Figure 00000007

With a smaller number of metallized filaments (when an electric current passes through them) they will overheat and destroy the conductive filaments that envelope them, which will necessarily lead to the failure of the heating element.

Использование комплексных электропроводящих нитей структуры "оболочка-ядро", содержащих в "ядре" поликапроамидные или стеклянные волокна, а в "оболочке" сополимер тетрафторэтилена с винилидентфторидом, наполненный печной сажей, позволит повысить технологичность и качество нагревательного элемента в процессе его изготовления и эксплуатации. The use of complex electrically conductive shell-core filaments containing polycaproamide or glass fibers in the core and tetrafluoroethylene-vinylidene fluoride copolymer filled with furnace black in the shell will improve the processability and quality of the heating element during its manufacture and operation.

Указанные отличительные существенные признаки являются новыми, так как их использование в известном уровне техники, аналогах и прототипе не обнаружено, что позволяет характеризовать предложенное техническое решение соответствием критерию "новизна". These distinctive essential features are new, since their use in the prior art, analogues and prototype was not found, which allows us to characterize the proposed technical solution in accordance with the criterion of "novelty."

Единая совокупность новых существенных признаков с общими известными существенными признаками позволяет решить поставленную задачу и достичь новый технический результат, что позволяет характеризовать новое техническое решение существенными отличиями по сравнению с известным уровнем техники, аналогами и прототипом. Новое техническое решение является результатом научно-исследовательской и опытно-конструкторской отработки и творческого вклада, получено без использования стандартных проектировочных решений или каких-либо рекомендаций, по своей оригинальности и содержательности исполнения соответствует критерию "изобретательский уровень". A single set of new essential features with common known essential features allows us to solve the problem and achieve a new technical result, which allows us to characterize the new technical solution by significant differences compared with the prior art, analogues and prototype. The new technical solution is the result of research and development and creative contribution, obtained without the use of standard design solutions or any recommendations, in its originality and substantiveness of execution meets the criterion of "inventive step".

На фиг. 1 представлен фрагмент токопроводящей ткани для резистивного слоя нагревательного элемента: на фиг. 2 представлен резистивный слой с четным (а) и нечетным (б) количеством электродов в вариантном исполнении; на фиг. 3 представлена структура комплексной электропроводящей тепловыделяющей нити, содержащей в "ядре" поликапроамидные или стеклянные волокна, а в "оболочке" саженаполненный полимер тетрафторэтилена с винилиденфторидом. In FIG. 1 shows a fragment of a conductive fabric for a resistive layer of a heating element: in FIG. 2 shows a resistive layer with an even (a) and an odd (b) number of electrodes in an embodiment; in FIG. Figure 3 shows the structure of a complex electrically conductive fuel thread containing polycaproamide or glass fibers in the “core”, and a filled polymer of tetrafluoroethylene with vinylidene fluoride in the “sheath”.

Фрагмент токопроводящей ткани для резистивного элемента содержит массив изоляционных нитей 1, размещенных между электродами 2, и комплексные электропроводящие тепловыделяющие нити 3, ориентированные перпендикулярно электродам. Количество комплексных электропроводящих тепловыделяющих нитей определяется исходя из заданных технических параметров нагревательного элемента и структурных параметров токопроводящей ткани. A fragment of the conductive fabric for the resistive element contains an array of insulating threads 1 located between the electrodes 2, and complex electrically conductive heat-generating threads 3, oriented perpendicular to the electrodes. The number of complex electrically conductive fuel fibers is determined based on the specified technical parameters of the heating element and the structural parameters of the conductive fabric.

К техническим параметрам нагревательного элемента относится мощность (Р, Вт), напряжение питания (U, B) и габаритные размеры резистивного слоя - длина (A, м) и ширина (B, м). Исходя из выше упомянутых параметров необходимо определить структурные параметры резистивного слоя, а именно: количество комплексных электропроводящих тепловыделяющих нитей на единицу длины резистивного слоя (n/A, шт/м); количество электродов (K*, штук) и количество металлизированных нитей в электроде (m, шт). Расчеты указанных параметров представлены ниже.The technical parameters of the heating element include power (R, W), supply voltage (U, B) and the overall dimensions of the resistive layer - length (A, m) and width (B, m). Based on the above parameters, it is necessary to determine the structural parameters of the resistive layer, namely: the number of complex electrically conductive heat-generating threads per unit length of the resistive layer (n / A, pcs / m); the number of electrodes (K * , pieces) and the number of metallized threads in the electrode (m, pcs). The calculations of these parameters are presented below.

I. Определение n. Как известно, предельное тепловыделение i-ой нити (до разрушения) определяется коэффициентом γэ (Вт/м). Отсюда суммарное тепловыделение n-ого количества нитей, соответствующее мощности нагревательного элемента, определяется из соотношения
P ≤ n•γэ•A•B или n•γэ•A•B ≥ P,
отсюда

Figure 00000008

II. Расчет системы распределения электропитания. На фиг. 2 представлены вариантные исполнения резистивного слоя с различным количеством электродов, скоммутированных между собой при помощи тоководов 4. Как видно из эскизов резистивного слоя, представленных на фиг. 2, A и B -соответственно длина и ширина резистивного слоя, L - расстояние между электродами, а количество электродов равно K* = K + 1, где K - количество полос из массива электроизоляционных нитей. Исходя их этого
K = B/L или L = B/K.I. Definition n. As is known, the limiting heat release of the i-th filament (before failure) is determined by the coefficient γ e (W / m). Hence, the total heat release of the nth number of threads corresponding to the power of the heating element is determined from the ratio
P ≤ n • γ e • A • B or n • γ e • A • B ≥ P,
from here
Figure 00000008

II. Calculation of the power distribution system. In FIG. 2 shows variant versions of the resistive layer with a different number of electrodes connected to each other by means of current leads 4. As can be seen from the sketches of the resistive layer shown in FIG. 2, A and B, respectively, the length and width of the resistive layer, L is the distance between the electrodes, and the number of electrodes is K * = K + 1, where K is the number of strips from an array of electrical insulating threads. Proceeding from this
K = B / L or L = B / K.

Расчет системы распределения электропитания в нагревательном элементе определяется из того, что известны количество комплексных электропроводящих нитей на единицу длины резистивного слоя (n); габариты резистивного слоя A и B (длина и ширина соответственно) (м); линейное электрическое сопротивление комплексной электропроводящей нити (Rn, Ом/м).The calculation of the power distribution system in the heating element is determined from the fact that the number of complex electrically conductive threads per unit length of the resistive layer (n) is known; dimensions of the resistive layer A and B (length and width, respectively) (m); linear electrical resistance of a complex conductive filament (R n , Ohm / m).

Определяем электрическое сопротивление фрагмента резистивного слоя (R1), расположенного между соседними электродами, и резистивного слоя (R) в целом:
R1 = Rn•L/A•n, R = R1/K=1/K•Rn•L/A•n;
исходя из того, что L = B/K, получим R = 1/K•RnB/A•n•K;
известно P = U2/R, тогда R = U2/P
или K2 = P•B•Rn/U2•A•n, откуда

Figure 00000009

В соответствии с вышеизложенным количество электродов в резистивном слое в зависимости от задаваемых электрических и геометрических параметров нагревательного элемента определяется соотношением
Figure 00000010

III. Определение количества металлизированных нитей в электроде. Определение количества металлизированных нитей в электроде производим с учетом того, что ток, поступающий от источника питания на электроды, не должен приводить к разрушению металлизированных нитей, составляющих эти электроды. Суммарный ток, текущий по резистивному слою, равен
I = P/U,
где P - мощность нагревательного элемента, Вт;
U - заданное напряжение питания, В.We determine the electrical resistance of a fragment of the resistive layer (R 1 ) located between adjacent electrodes, and the resistive layer (R) as a whole:
R 1 = R n • L / A • n, R = R 1 / K = 1 / K • R n • L / A • n;
based on the fact that L = B / K, we obtain R = 1 / K • R n B / A • n • K;
it is known that P = U 2 / R, then R = U 2 / P
or K 2 = P • B • R n / U 2 • A • n, whence
Figure 00000009

In accordance with the foregoing, the number of electrodes in the resistive layer, depending on the specified electrical and geometric parameters of the heating element, is determined by the ratio
Figure 00000010

III. Determination of the number of metallized threads in the electrode. We determine the number of metallized threads in the electrode, taking into account the fact that the current supplied from the power source to the electrodes should not lead to the destruction of the metallized threads that make up these electrodes. The total current flowing through the resistive layer is
I = P / U,
where P is the power of the heating element, W;
U is the set supply voltage, V.

Этот ток распределяется между электродами. Если электродов K, то по каждому из них течет ток:
а) для четного количества электродов
Ik = 21/K* = 2P/K*•U,
б) для нечетного количества электродов
Ik = 21/K*-1 = 2P/(K*-1)•U.
This current is distributed between the electrodes. If the electrodes are K, then a current flows through each of them:
a) for an even number of electrodes
I k = 21 / K * = 2P / K * • U,
b) for an odd number of electrodes
I k = 21 / K * -1 = 2P / (K * -1) • U.

Ток, текущий по электродам, в свою очередь распределяется между составляющими его металлизированными нитями. Если этих нитей m, то по каждой из них течет ток I, равный:
а) для четного количества электродов
I1 = 2P/K*•U•m,
б) для нечетного количества электродов
I1 = 2P/(K*-1)•U•m.
The current flowing through the electrodes, in turn, is distributed between its metallized filaments. If these threads are m, then a current I flows through each of them, equal to:
a) for an even number of electrodes
I 1 = 2P / K * • U • m,
b) for an odd number of electrodes
I 1 = 2P / (K * -1) • U • m.

При этом ток, проходящий через металлизированную нить, не должен ее разрушать, т. е. тепловыделение, вызванное прохождением тока, не должно превышать предельное тепловыделение для данного типа металлизированных нитей. Если обозначить предельное тепловыделение с единицы длины металлизированной нити величиной m (Вт/м), то по закону Ома
I 2 i •Rm ≤ γm,
где Rm - удельное электрическое сопротивление металлизированной нити, Ом/м.
In this case, the current passing through the metallized thread should not destroy it, i.e., the heat release caused by the passage of current should not exceed the maximum heat release for this type of metallized thread. If we denote the limiting heat release per unit length of a metallized thread by m (W / m), then, according to Ohm's law
I 2 i • R m ≤ γ m ,
where R m is the electrical resistivity of the metallized yarn, Ohm / m.

Тогда количество металлизированных нитей (m) в электроде составит:
а) для четного количества электродов

Figure 00000011
или
Figure 00000012

б) для нечетного количества электродов
Figure 00000013
или
Figure 00000014

Не менее важной задачей являлась разработка комплексных электропроводящих тепловыделяющих нитей резистивного слоя, которые обеспечивали бы работоспособность гибкого нагревательного элемента.Then the number of metallized threads (m) in the electrode is:
a) for an even number of electrodes
Figure 00000011
or
Figure 00000012

b) for an odd number of electrodes
Figure 00000013
or
Figure 00000014

An equally important task was the development of complex electrically conductive heat-generating threads of the resistive layer, which would ensure the operability of a flexible heating element.

Структура разработанных комплексных электропроводящих тепловыделяющих нитей, представленных на фиг. 3, состоит из "ядра" на основе поликапроамидных 5 и стеклянных 6 волокон, вокруг которых локализована токопроводящая композиция 7 из саженаполненного сополимера тетрафторэтилена с винилиденфторидом. The structure of the developed complex electrically conductive fuel yarns shown in FIG. 3 consists of a “core” based on polycaproamide 5 and glass 6 fibers, around which a conductive composition 7 of a carbon black tetrafluoroethylene-vinylidene fluoride copolymer is localized.

Выбор сополимера тетрафторэтилена с винилиденфторидом (далее по тексту "сополимер") обусловлен тем, что указанный сополимер из известных фторсодержащих полиолефинов в сочетании с печной сажей обладает наименьшим удельным электрическим сопротивлением. Это связано с тем, что высокоструктурированная печная сажа гидрофобна и хорошо совмещается с фторсодержащими полиолефинами. Кроме того, на поверхности элементарных частиц печной сажи практически отсутствуют кислородосодержащие комплексы, что немаловажно для получения композиции с высокой долей использования проводящего материала. The choice of a copolymer of tetrafluoroethylene with vinylidene fluoride (hereinafter referred to as the "copolymer") is due to the fact that the copolymer of the known fluorine-containing polyolefins in combination with furnace black has the lowest electrical resistivity. This is due to the fact that highly structured furnace black is hydrophobic and combines well with fluorine-containing polyolefins. In addition, oxygen-containing complexes are practically absent on the surface of elementary particles of furnace soot, which is important for obtaining a composition with a high proportion of the use of conductive material.

Однако нити из композиции "сополимер+сажа" могут подвергаться значительным пластификационным вытяжкам, достигающим 500%. Указанное обстоятельство потребовало введения в структуру нити армирующего элемента - "ядра". Основными требованиями к армирующему элементу комплексной нити являлись следующие: высокая механическая прочность и хемостойкость. С учетом вышеуказанного из всех типов волокон наиболее приемлимыми являются поликапроамидные, но для создания нагревательных элементов, работающих в пределах 130-180oC, необходимо использовать в качестве "ядра" комплексной нити стеклянные волокна.However, the yarn from the composition "copolymer + carbon black" can be subjected to significant plasticization hoods, reaching 500%. This circumstance required the introduction of a reinforcing element, the “core,” into the structure of the thread. The main requirements for the reinforcing element of the multifilament yarn were as follows: high mechanical strength and chemoresistance. In view of the above, of all types of fibers, polycaproamide ones are most acceptable, but to create heating elements operating in the range 130-180 o C, it is necessary to use glass fibers as the "core" of the complex filament.

Технология изготовления комплексных электропроводящих полимерных нитей по "сухому" способу формования представляет собой процесс, основные операции которого приведены в нижепредставленных примерах. The manufacturing technology of complex electrically conductive polymer filaments by the "dry" molding method is a process whose main operations are given in the examples below.

Пример 1. Из мерника в аппарат-десольвер поступает растворитель - ацетон и сополимер. Через патрубок загружают заданное количество сажи и приготавливают прядильный раствор. Далее производят диспергирование частиц сажи в роторно-пульсационныом смесителе и после вакуумирования подают полученный раствор в фильерный комплект, куда одновременно подается и волокнистый наполнитель. Фильера заканчивается отверстием 0,9 - 1,1 мм, которое регламентирует толщину наносимого слоя. По выходу из фильеры волокнистый наполнитель поступает в шахту, куда противотоком подают горячий воздух, подогретый до температуры 120 - 135oC. При этом ацетон удаляется из шахты на регенерацию, а комплексная электропроводящая нить принимается на паковку для дальнейшей переработки в тканный наполнитель с заданными техническими и текстильными характеристиками. В процессе изготовления комплексной электропроводящей нити по примеру 1 ингредиенты были взяты в следующих соотношениях, мас.%:
сополимер тетрафторэтилена с винилиденфторидом - 24
печная сажа - 10
поликапроамидные волокна - 66
Пример 2. Осуществляют аналогично примеру 1 при следующем соотношении ингредиентов комплексной нити, мас.%:
сополимер тетрафторэтилена с винилиденфторидом - 23
печная сажа - 13
поликапроамидные волокна - 64
Пример 3. Осуществляют аналогично примеру 1 при следующем соотношении ингредиентов комплексной нити, мас.%:
сополимер тетрафторэтилена с винилиденфторидом - 23
печная сажа - 15
поликапроамидные волокна - 62
Пример 4. Осуществляют аналогично примеру 1 при следующем соотношении ингредиентов комплексной нити, мас.%:
сополимер тетрафторэтилена с винилиденфторидом - 25
печная сажа - 19
поликапроамидные волокна - 56
Пример 5. Осуществляют аналогично примеру 1 при следующем соотношении ингредиентов комплексной нити, мас.%:
сополимер тетрафторэтилена с винилиденфторидом - 26
печная сажа - 22
поликапроамидные волокна - 52
Пример 6. Осуществляют аналогично примеру 1 при следующем соотношении ингредиентов комплексной нити, мас.%:
сополимер тетрафторэтилена с винилиденфторидом - 16
печная сажа - 09
стеклянные волокна - 75
Пример 7. Осуществляют аналогично примеру 1 при следующем соотношении ингредиентов комплексной нити, мас.%:
сополимер тетрафторэтилена с винилиденфторидом - 17
печная сажа - 10
стеклянные волокна - 73
Пример 8. Осуществляют аналогично примеру 1 при следующем соотношении ингредиентов комплексной нити, мас.%:
сополимер тетрафторэтилена с винилиденфторидом - 19
печная сажа - 12
стеклянные волокна - 69
Пример 9. Осуществляют аналогично примеру 1 при следующем соотношении ингредиентов комплексной нити, мас.%:
сополимер тетрафторэтилена с винилиденфторидом - 20
печная сажа - 16
стеклянные волокна - 64
Пример 10. Осуществляют аналогично примеру 1 при следующем соотношении ингредиентов комплексной нити, мас.%:
сополимер тетрафторэтилена с винилиденфторидом - 22
печная сажа - 18
стеклянные волокна - 60
Результаты испытаний по определению физико-механических и электрофизических характеристик комплексных электропроводящих нитей по примерам 1-10 представлены в таблице.
Example 1. A solvent — acetone and a copolymer — comes from a measuring device to a desolver. A predetermined amount of soot is charged through a nozzle and a spinning solution is prepared. Next, carbon black particles are dispersed in a rotary pulsation mixer and, after evacuation, the resulting solution is fed into a spinneret kit, where a fibrous filler is simultaneously fed. The die ends with a hole of 0.9 - 1.1 mm, which regulates the thickness of the applied layer. Upon exiting the spinneret, the fibrous filler enters the mine, where countercurrent hot air is supplied, heated to a temperature of 120 - 135 o C. At the same time, acetone is removed from the mine for regeneration, and the complex electrically conductive thread is taken for packaging for further processing into a fabric filler with specified technical and textile characteristics. In the process of manufacturing a complex electrically conductive thread according to example 1, the ingredients were taken in the following proportions, wt.%:
copolymer of tetrafluoroethylene with vinylidene fluoride - 24
furnace soot - 10
polycaproamide fibers - 66
Example 2. Carried out analogously to example 1 in the following ratio of ingredients of the multifilament yarn, wt.%:
copolymer of tetrafluoroethylene with vinylidene fluoride - 23
furnace soot - 13
polycaproamide fibers - 64
Example 3. Carried out analogously to example 1 in the following ratio of ingredients of the multifilament yarn, wt.%:
copolymer of tetrafluoroethylene with vinylidene fluoride - 23
furnace soot - 15
polycaproamide fibers - 62
Example 4. Carried out analogously to example 1 in the following ratio of ingredients of the multifilament yarn, wt.%:
copolymer of tetrafluoroethylene with vinylidene fluoride - 25
furnace soot - 19
polycaproamide fibers - 56
Example 5. Carried out analogously to example 1 in the following ratio of ingredients of the multifilament yarn, wt.%:
copolymer of tetrafluoroethylene with vinylidene fluoride - 26
furnace soot - 22
polycaproamide fibers - 52
Example 6. Carried out analogously to example 1 in the following ratio of ingredients of the multifilament yarn, wt.%:
tetrafluoroethylene-vinylidene fluoride copolymer - 16
furnace soot - 09
glass fibers - 75
Example 7. Carried out analogously to example 1 in the following ratio of ingredients of the multifilament yarn, wt.%:
copolymer of tetrafluoroethylene with vinylidene fluoride - 17
furnace soot - 10
glass fibers - 73
Example 8. Carry out analogously to example 1 in the following ratio of ingredients of the multifilament yarn, wt.%:
copolymer of tetrafluoroethylene with vinylidene fluoride - 19
furnace soot - 12
glass fibers - 69
Example 9. Carried out analogously to example 1 in the following ratio of ingredients of the multifilament yarn, wt.%:
copolymer of tetrafluoroethylene with vinylidene fluoride - 20
furnace soot - 16
glass fibers - 64
Example 10. Carried out analogously to example 1 in the following ratio of ingredients of the multifilament yarn, wt.%:
copolymer of tetrafluoroethylene with vinylidene fluoride - 22
furnace soot - 18
glass fibers - 60
The test results for determining the physico-mechanical and electrophysical characteristics of complex electrically conductive threads in examples 1-10 are presented in the table.

Анализ данных, представленных в таблице, показывает, что наиболее приемлемыми являются комплексные электропроводящие нити по примерам 3, 4 ("ядро" выполнено из волокон поликапроамида) и 8, 9 ("ядро" выполнено из стеклянных волокон), так как нити из указанных композиций обладают наименьшим линейным электрическим сопротивлением (1400-1500 Ом/м для нитей на основе капрона и 1250-1300 Ом/м для нитей на основе стекла) и имеют минимальное удлинение при разрыве. Кроме того, указанные нити обладают качественной оболочкой, не повреждаемой в процессе переработки ее в ткань. Analysis of the data presented in the table shows that the most acceptable are the complex electrically conductive threads according to examples 3, 4 (the "core" is made of polycaproamide fibers) and 8, 9 (the "core" is made of glass fibers), since the threads from these compositions have the smallest linear electrical resistance (1400-1500 Ohm / m for threads based on kapron and 1250-1300 Ohm / m for threads based on glass) and have minimal elongation at break. In addition, these threads have a high-quality shell that is not damaged in the process of processing it into fabric.

Примеры расчета резистивного слоя нагревательного элемента с использованием разработанных комплексных нитей структуры "оболочка-ядро", содержащих в "оболочке" саженаполненный сополимер тетрафторэтилена с винилиденфторидом, а в "ядре" наполнитель на основе поликапроамидных (вариант I) или стеклянных волокон (вариант II) представлены ниже. Examples of calculating the resistive layer of a heating element using the developed complex shell-core filaments containing a carbon black filled tetrafluoroethylene-vinylidene fluoride copolymer in the shell and a filler based on polycaproamide (option I) or glass fibers (option II) are presented in the “core” below.

Пример расчета структуры резистивного слоя (вариант I). An example of calculating the structure of a resistive layer (option I).

Задано: номинальная мощность нагревательного элемента P = 2000 Вт; напряжение питания U = 220 В; длина A = 5 м; ширина B = 1 м. Set: nominal power of the heating element P = 2000 W; supply voltage U = 220 V; length A = 5 m; width B = 1 m.

Требуется определить структуру резистивного слоя, обеспечивающую заданные технические параметры. It is required to determine the structure of the resistive layer that provides the specified technical parameters.

Решение. В качестве тепловыделяющей комплексной электропроводящей нити выберем нить по примеру 3 (см. табл.), линейное электрическое сопротивление которой Rn = 150000 Ом/м с предельным допустимым тепловыделением на единицу длины нити γэ = 0,5 Bт/м. С помощью выражения I определяем количество комплексных нитей на единицу длины резистивного слоя:

Figure 00000015
или
n = 2000/0,5•5•1 = 800 нитей/метр.Decision. As a heat-generating complex electrically conductive thread, we select the thread according to example 3 (see table), the linear electrical resistance of which R n = 150,000 Ohm / m with a maximum allowable heat release per unit length of the thread γ e = 0.5 W / m. Using the expression I, we determine the number of complex threads per unit length of the resistive layer:
Figure 00000015
or
n = 2000 / 0.5 • 5 • 1 = 800 threads / meter.

Используя выражение II проведем расчет по определению необходимого количества электродов в резистивном слое:

Figure 00000016
или
Figure 00000017

Округлим полученное выражение до целых чисел (без учета дробной части) и путем повторного использования выражения II определим количество тепловыделяющих нитей на единицу длины резистивного слоя:
n = R•B•Rn/U2•A(K*-1)2 или
n = 2000•150000•1/48400•5(2-1)2 = 1239 нитей/метр.Using expression II, we will calculate to determine the required number of electrodes in the resistive layer:
Figure 00000016
or
Figure 00000017

Round the resulting expression to integers (excluding the fractional part) and by reusing expression II, we determine the number of heat-generating threads per unit length of the resistive layer:
n = R • B • R n / U 2 • A (K * -1) 2 or
n = 2000 • 150000 • 1/48400 • 5 (2-1) 2 = 1239 threads / meter.

Таким образом, искомый резистивный слой должен содержать n = 1239 комплексных нитей на единицу длины резистивного слоя и два электрода из металлизированных нитей, расположенных по краям резистивного слоя и огибающих комплексные электропроводящие нити. Thus, the desired resistive layer should contain n = 1239 complex filaments per unit length of the resistive layer and two electrodes of metallized filaments located at the edges of the resistive layer and enveloping complex electrically conductive filaments.

С помощью выражения III определим количество металлизированных нитей в электроде с учетом того, что использована нить марки М8К2 на основе меди с удельным электрическим сопротивлением Rm = 1 Ом/м и предельным тепловыделением с единицы длины γm = 0,5 Bт/м.

Figure 00000018
или
Figure 00000019
.Using expression III, we determine the number of metallized strands in the electrode, taking into account the fact that we used a M8K2 filament based on copper with a specific electrical resistance R m = 1 Ohm / m and maximum heat emission per unit length γ m = 0.5 W / m.
Figure 00000018
or
Figure 00000019
.

Таким образом, для обеспечения надежности нагревательного элемента с обеспечением заданных параметров резистивный слой должен содержать 1239 нитей на 1 м своей длины, который размещен между двумя электродами из 13 металлизированных нитей типа М8К2 каждый. Thus, to ensure the reliability of the heating element with the specified parameters, the resistive layer should contain 1239 filaments per 1 m of its length, which is placed between two electrodes of 13 metallized filaments of type M8K2 each.

Пример расчета резистивного слоя (вариант II). An example of the calculation of the resistive layer (option II).

Задано: номинальная мощность нагревательного элемента P = 3000 Вт; напряжение питания U = 36 В; длина A = 1 м; ширина B = 1 м. Set: nominal power of the heating element P = 3000 W; supply voltage U = 36 V; length A = 1 m; width B = 1 m.

Решение. Установим тип и количество тепловыделяющих нитей. Предположим, что мы (как в примере по варианту I) используем комплексную нить, содержащую в "ядре" поликапроамидные волокна (см. табл., пример 3), линейное электрическое сопротивление которой Rn = 150000 Ом/м с предельно допустимым тепловыделением γэ = 0,5 Bт/м. При этом линейная плотность составляет 55 текс и обеспечивает максимальную текстильную плотность 2000 нитей/метр длины токопроводящей ткани.Decision. Set the type and number of heat-generating threads. Suppose that we (as in the example of option I) use a multifilament yarn containing polycaproamide fibers in the “core” (see table, example 3), whose linear electrical resistance is R n = 150,000 Ohm / m with a maximum heat release of γ e = 0.5 W / m. The linear density is 55 tex and provides a maximum textile density of 2000 yarns / meter length of conductive fabric.

Для обеспечения работоспособности нагревательного элемента количество тепловыделяющих нитей на 1 м длины резистивного слоя согласно выражению I должно составлять

Figure 00000020

Полученное значение выше максимально реализуемой величины при ткачестве текстильной плотности (2000 нитей/метр) комплексной тепловыделяющей нити с "ядром" из поликапроамидных волокон. Следовательно, необходимо использовать комплексную электропроводящую нить с большим предельно допустимым тепловыделением.To ensure the operability of the heating element, the number of heat-generating filaments per 1 m of the length of the resistive layer according to expression I should be
Figure 00000020

The obtained value is higher than the maximum realized value when weaving textile density (2000 threads / meter) of a complex heat-generating thread with a “core” of polycaproamide fibers. Therefore, it is necessary to use a complex electrically conductive thread with a large maximum allowable heat generation.

Из таблицы видно, что наиболее приемлемой является комплексная электропроводящая нить с "ядром" из стеклянных волокон, линейное электрическое сопротивление которой Rn = 120000 Ом/м с предельно допустимым тепловыделением γэ = 1,5 Bт/м (табл., пример 9). При этом линейная плотность составляет 100 текс и обеспечивает максимальную текстильную плотность 1600 нитей/метр длины токопроводящей ткани.The table shows that the most acceptable is a complex electrically conductive thread with a "core" of glass fibers, the linear electrical resistance of which R n = 120,000 Ohm / m with a maximum allowable heat emission γ e = 1.5 W / m (table, example 9) . The linear density is 100 tex and provides a maximum textile density of 1,600 yarns / meter of length of conductive fabric.

Согласно выражению I в этом случае количество электропроводящих тепловыделяющих нитей на 1 м длины резистивного слоя составит

Figure 00000021
или
n = 3000/1,5•1•2 = 1000 нитей/метр;
т. е. указанная нить обеспечит работоспособность нагревательного элемента, соответствующую заданным характеристикам.According to the expression I, in this case, the number of electrically conductive fuel fibers per 1 m of the length of the resistive layer will be
Figure 00000021
or
n = 3000 / 1.5 • 1 • 2 = 1000 threads / meter;
i.e., the specified thread will ensure the operability of the heating element corresponding to the specified characteristics.

Используя выражение II, проведем предварительную оценку необходимого количества электродов в резистивном слое:

Figure 00000022
или
Figure 00000023

Округлив полученное значение до целых чисел (без учета дробной части) и путем повторного использования выражения II уточним количество тепловыделяющих нитей на единицу длины резистивного слоя:
n = Rn•P•B/U2•A(K*-1)2 или
n = 120000•3000•2/362•1(24-1)2 = 1050 нитей/метр.Using expression II, we carry out a preliminary assessment of the required number of electrodes in the resistive layer:
Figure 00000022
or
Figure 00000023

Rounding the resulting value to integers (excluding the fractional part) and by reusing expression II, we clarify the number of heat-generating threads per unit length of the resistive layer:
n = R n • P • B / U 2 • A (K * -1) 2 or
n = 120000 • 3000 • 2/362 • 1 (24-1) 2 = 1050 threads / meter.

Таким образом, резистивный слой с габаритными размерами S = A • B = 1 м • 2 м = 2 м должен содержать 1050 комплексных электропроводящих нитей с "ядром" из стеклянных волокон и 24 электрода из металлизированных нитей, размещенных равномерно по ширине резистивного слоя. Thus, a resistive layer with overall dimensions S = A • B = 1 m • 2 m = 2 m should contain 1050 complex electrically conductive filaments with a “core” of glass fibers and 24 electrodes of metallized filaments arranged uniformly across the width of the resistive layer.

С помощью выражения III определяем количество металлизированных нитей в каждом электроде с учетом того, что использована металлизированная медная нить марки М8К2 с удельным электрическим сопротивлением Rm = 1 Ом/м и предельным тепловыделением γm = 0,5 Bт/м.

Figure 00000024
или
Figure 00000025
.Using expression III, we determine the number of metallized filaments in each electrode, taking into account the fact that a metallized copper filament of grade M8K2 with a specific electrical resistance of R m = 1 Ohm / m and a maximum heat release of γ m = 0.5 W / m was used.
Figure 00000024
or
Figure 00000025
.

Таким образом, для обеспечения работоспособности и надежности нагревательного элемента с обеспечением заданных параметров резистивный слой должен содержать 1050 комплексных электропроводящих нитей с "ядром" из стеклянных волокон и 24 электрода из 10 металлизированных нитей марки М8К2 каждый, размещенных равномерно по ширине B резистивного слоя (2-а по краям и 22 между ними). Thus, to ensure the operability and reliability of the heating element with the specified parameters, the resistive layer must contain 1050 complex electrically conductive threads with a “core” of glass fibers and 24 electrodes of 10 metallized threads of the M8K2 brand each, placed uniformly across the width B of the resistive layer (2- and along the edges and 22 in between).

Испытание разработанного гибкого нагревательного элемента на основе рассчитанного в соответствии с соотношениями I-IV резистивного слоя, созданного на основе комплексных тепловыделяющих электропроводящих нитей типа "оболочка-ядро" из саженаполненного сополимера и волокнистых наполнителей, показала высокую надежность и работоспособность в процессе эксплуатации различных изделий. Testing of the developed flexible heating element on the basis of the resistive layer calculated in accordance with I-IV ratios, created on the basis of complex heat-conducting electrically conductive threads of the shell-core type from a black-filled copolymer and fibrous fillers, showed high reliability and performance during the operation of various products.

Таким образом, предложенное новое техническое решение в указанной совокупности существенных признаков соответствует критерию "промышленная применимость", т.е. уровню изобретения. Thus, the proposed new technical solution in the specified set of essential features meets the criterion of "industrial applicability", i.e. level of invention.

Claims (3)

1. Гибкий нагревательный элемент, содержащий резистивный слой в виде токопроводящей ткани, уток и основа которой выполнены из комплексных электропроводящих тепловыделяющих полимерных нитей, изоляционных нитей и электродов, выполненных в виде металлизированных нитей, огибающих комплексные электропроводящие тепловыделяющие полимерные нити, отличающийся тем, что основа токопроводящей ткани выполнена из массива изоляционных нитей, размещенных между электродами, а уток выполнен из комплексных электропроводящих тепловыделяющих полимерных нитей, размещенных перпендикулярно электродам, при этом n - количество электропроводящих нитей на единицу длины резистивного слоя и K* - количество электродов на единицу ширины резистивного слоя должно соответствовать соотношениям:
Figure 00000026

Figure 00000027

где P - номинальная мощность нагревательного элемента, Вт;
γэ - предельно допустимое тепловыделение на единицу длины электропроводящей нити, Вт/м;
A и B - соответственно длина и ширина резистивного слоя, м;
U - заданное напряжение питания, В;
Rn - линейное электрическое сопротивление электропроводящей нити, Ом/м.
1. A flexible heating element containing a resistive layer in the form of a conductive fabric, ducks and the base of which are made of complex electrically conductive heat-generating polymer filaments, insulating filaments and electrodes made in the form of metallized filaments, enveloping complex electrically conductive heat-producing polymer filaments, characterized in that the base is conductive the fabric is made of an array of insulating threads placed between the electrodes, and the weft is made of complex electrically conductive heat-generating polymer s yarns arranged perpendicular to the electrodes, wherein the n - number of conductive filaments per unit length of the resistive layer and K * - number of electrodes per unit width of the resistive layer should correspond to relations:
Figure 00000026

Figure 00000027

where P is the rated power of the heating element, W;
γ e - the maximum allowable heat per unit length of the conductive thread, W / m;
A and B, respectively, the length and width of the resistive layer, m;
U is the specified supply voltage, V;
R n - linear electrical resistance of the conductive filament, Ohm / m
2. Гибкий нагревательный элемент по п.1, отличающийся тем, что количество металлизированных нитей в электроде для четного m1 и нечетного m2 количества электродов должно соответствовать соотношениям:
Figure 00000028

Figure 00000029

где P - номинальная мощность нагревательного элемента, Вт;
K* - количество электродов на единицу ширины резистивного слоя, шт.;
U - заданное напряжение питания, В;
γm - предельное тепловыделение с единицы длины металлизированной нити, Вт/м;
Rm - удельное электросопротивление металлизированной нити, Ом/м.
2. The flexible heating element according to claim 1, characterized in that the number of metallized threads in the electrode for an even m 1 and an odd m 2 number of electrodes should correspond to the ratios:
Figure 00000028

Figure 00000029

where P is the rated power of the heating element, W;
K * is the number of electrodes per unit width of the resistive layer, pcs .;
U is the specified supply voltage, V;
γ m - ultimate heat release per unit length of the metallized yarn, W / m;
R m is the electrical resistivity of the metallized yarn, Ohm / m.
3. Гибкий нагревательный элемент по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что комплексная электропроводящая тепловыделяющая нить имеет структуру "оболочка-ядро" и содержит в "ядре" поликапроамидные волокна, а в "оболочке" - саженаполненный фторсодержащий полиолефин на основе сополимера тетрафторэтилена с винилиденфторидом при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:
Поликапроамидные волокна - 62 - 56
Сополимер тетрафторэтилена с винилиденфторидом - 23 - 25
Печная сажа - 15 - 19
4. Гибкий нагревательный элемент по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что комплексная электропроводящая тепловыделяющая нить имеет структуру "оболочка-ядро" и "ядро" комплексной электропроводящей тепловыделяющей нити содержит стеклянные волокна при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:
Стеклянные волокна - 69 - 64
Сополимер тетрафторэтилена с винилиденфторидом - 19 - 20
Печная сажа - 12 - 16
3. A flexible heating element according to any one of claims 1 and 2, characterized in that the complex electrically conductive heat-generating thread has a shell-core structure and contains polycaproamide fibers in the core, and a fused fluorinated polyolefin based on a copolymer in the shell tetrafluoroethylene with vinylidene fluoride in the following ratio of ingredients, wt.%:
Polycaproamide fibers - 62 - 56
Tetrafluoroethylene copolymer with vinylidene fluoride - 23 - 25
Chimney soot - 15 - 19
4. The flexible heating element according to any one of claims 1 and 2, characterized in that the complex electrically conductive fuel thread has a shell-core and core structure of the complex electrically conductive fuel thread contains glass fibers in the following ratio of ingredients, wt.%:
Glass fibers - 69 - 64
Tetrafluoroethylene copolymer with vinylidene fluoride - 19 - 20
Stove soot - 12 - 16
RU98121182A 1998-11-26 1998-11-26 Flexible heating element RU2143791C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU98121182A RU2143791C1 (en) 1998-11-26 1998-11-26 Flexible heating element

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU98121182A RU2143791C1 (en) 1998-11-26 1998-11-26 Flexible heating element

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2143791C1 true RU2143791C1 (en) 1999-12-27

Family

ID=20212630

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU98121182A RU2143791C1 (en) 1998-11-26 1998-11-26 Flexible heating element

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2143791C1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0505936B1 (en) Tyre warm-up wrap
CA1208268A (en) Self-regulating heaters
US4473450A (en) Electrochemical method and apparatus
EP0202896B1 (en) Electrical sheet heaters
JP4884294B2 (en) Flat heating element
RU2003115618A (en) THERMOFABRIC
CA1275144A (en) Elongated parallel, constant wattage heating cable
US5573687A (en) Fibrous electric cable road heater
CN205179392U (en) Fabric formula electric heat membrane
RU2143791C1 (en) Flexible heating element
JP2644369B2 (en) Exothermic cord yarn
KR100641693B1 (en) Heating fabric and manufacturing method thereof
KR200399647Y1 (en) Heat emitting fabric
KR100718299B1 (en) Texture for generating heat and manufacture method thereof
KR20070034429A (en) Planar heating element manufacturing method
RU2187907C1 (en) Electric heating fabric
JPS58120809A (en) Heat generating yarn
RU2109091C1 (en) Electric heating fabric
CA2205638C (en) Flexible heat tracing cable with improved thermal characteristics
KR840001749B1 (en) Generation of neat material in cotton fabrics
WO2000056966A1 (en) Thermal fabric
JPH03165485A (en) Sheet type heating element
RU1838896C (en) Flexible electric heating element
RU2114942C1 (en) Carbon woven material
RU1794284C (en) Flexible heating element

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20091127