RU216753U1 - FLEXIBLE ELECTRIC HEATING ELEMENT - Google Patents

FLEXIBLE ELECTRIC HEATING ELEMENT Download PDF

Info

Publication number
RU216753U1
RU216753U1 RU2022126382U RU2022126382U RU216753U1 RU 216753 U1 RU216753 U1 RU 216753U1 RU 2022126382 U RU2022126382 U RU 2022126382U RU 2022126382 U RU2022126382 U RU 2022126382U RU 216753 U1 RU216753 U1 RU 216753U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
heating element
electric heating
flexible electric
conductive
fabric
Prior art date
Application number
RU2022126382U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владислав Валерьевич Белов
Станислав Евстафиевич Подлесов
Original Assignee
Владислав Валерьевич Белов
Станислав Евстафиевич Подлесов
Filing date
Publication date
Application filed by Владислав Валерьевич Белов, Станислав Евстафиевич Подлесов filed Critical Владислав Валерьевич Белов
Application granted granted Critical
Publication of RU216753U1 publication Critical patent/RU216753U1/en

Links

Images

Abstract

Полезная модель относится к области электрического нагрева и может быть использована при создании гибкого нагревательного элемента, позволяющего на его основе изготавливать нагревательные элементы для местного обогрева в технических и бытовых условиях. Техническим результатом являются повышение надежности в работе и снижение уязвимости при повреждениях, повышение пожарной безопасности. При этом технический результат также обеспечивается возможность изготовления полезной модели в произвольных формах и размерах и возможность размещать устройство на любых опорных поверхностях различной формы. Указанный технический результат достигается за счет того, что заявлен гибкий электронагревательный элемент, содержащий каркасную тканевую основу и токопроводящий резистивный слой на основе композиционной смеси эластичного связующего, имеющего в составе силиконовый каучук, и токопроводящего наполнителя, имеющего в составе графит, а питание элемента осуществляется посредством токопроводящих входных участков, расположенных вдоль краев гибкого нагревательного элемента и параллельных друг другу, отличающийся тем, что в качестве каркасной основы использована термостойкая ткань, а токопроводящие входные участки выполнены в виде шинопроводов и закреплены с одной из сторон гибкого нагревательного элемента на клейкий слой.

Figure 00000001
The utility model relates to the field of electrical heating and can be used to create a flexible heating element, which makes it possible to manufacture heating elements for local heating in technical and domestic conditions on its basis. The technical result is an increase in reliability in operation and a decrease in vulnerability to damage, an increase in fire safety. At the same time, the technical result also provides the possibility of manufacturing a utility model in arbitrary shapes and sizes and the ability to place the device on any supporting surfaces of various shapes. This technical result is achieved due to the fact that a flexible electric heating element is claimed, containing a frame fabric base and a conductive resistive layer based on a composite mixture of an elastic binder containing silicone rubber and a conductive filler containing graphite, and the element is powered by conductive inlet sections located along the edges of the flexible heating element and parallel to each other, characterized in that a heat-resistant fabric is used as a frame base, and the conductive inlet sections are made in the form of busbars and are fixed on one of the sides of the flexible heating element on an adhesive layer.
Figure 00000001

Description

Полезная модель относится к области электрического нагрева и может быть использована при создании гибкого электронагревательного элемента, позволяющего на его основе изготавливать электронагревательные элементы для местного обогрева в технических и бытовых условиях.The utility model relates to the field of electric heating and can be used to create a flexible electric heating element, which makes it possible to manufacture electric heating elements for local heating in technical and domestic conditions on its basis.

Известны материалы, состоящие из высоко проводящих саж и растворов полимерных связующих, которые широко применяются для изготовления пленочных нагревателей с небольшой температурой нагрева (теплые полы и т.д.).Materials are known that consist of highly conductive carbon blacks and solutions of polymer binders, which are widely used for the manufacture of film heaters with a low heating temperature (warm floors, etc.).

Известен способ изготовления полимерного, например, стеклопластикового электронагревателя (RU 2074519), в частности, получение резистивного материала в составе нагревателя с поверхностным сопротивлением 30-160 Ом на квадрат, для этого наносят на электроизоляционную подложку путем ее пропитки с уплотнением токопроводящего слоя на основе углерода элементного, графита и модифицированной феноло-формальдегидной смолы с образованием резистивного элемента. Наносят на него слои, пропитанные эпоксидным, или эпоксифенольным, или феноло-формальдегидным связующим для образования электроизоляционного покрытия. Затем прессуют все слои при соответствующих температурно-временных режимах и давлении резистивный элемент перед нанесением на него электроизоляционного покрытия стопируют с аналогичными резистивными элементами и в стопированном виде термообрабатывают (отверждают) при температуре 130-140°C в течение 10-12 мин на каждый миллиметр толщины стопы. После термообработки извлекают из стопы, каждый резистивный элемент и наносят на него слои электроизоляционного покрытия с содержанием связующего в прилегающих к резистивному элементу слоях в 1,2-1,27 раза меньшем, чем в наружных, равном 40-47 мас.%.A known method of manufacturing a polymer, for example, a fiberglass electric heater (RU 2074519), in particular, obtaining a resistive material as part of a heater with a surface resistance of 30-160 ohms per square, for this is applied to an electrically insulating substrate by impregnating it with sealing a conductive layer based on elemental carbon , graphite and modified phenol-formaldehyde resin to form a resistive element. Layers impregnated with epoxy, or epoxyphenolic, or phenol-formaldehyde binder are applied to it to form an electrically insulating coating. Then, all layers are pressed under the appropriate temperature-time conditions and pressure; before applying an electrical insulating coating, the resistive element is stacked with similar resistive elements and heat-treated (cured) in the stacked form at a temperature of 130-140 ° C for 10-12 minutes for each millimeter of thickness feet. After heat treatment, each resistive element is removed from the stack and layers of an electrically insulating coating are applied to it with a binder content in the layers adjacent to the resistive element 1.2-1.27 times less than in the outer ones, equal to 40-47 wt.%.

Недостаток способа - необходимость пропитки стеклоткани от 1 до 3 раз и стопирование, т.е. использование нескольких слоев проводящей стеклоткани для достижения необходимой низкой резистивности материала.The disadvantage of this method is the need to impregnate fiberglass from 1 to 3 times and stop, i.e. use of several layers of conductive fiberglass to achieve the required low resistivity of the material.

Известен электронагреватель (RU 130374 U), содержащий тонкослойный гибкий неметаллический нагревательный элемент, подключенный к электропитанию. Гибкий неметаллический нагревательный элемент представляет собой токопроводящий слой на основе углеродистой композиции, надежно запаянный между двумя слоями прочной лавсановой пленки. При подключении к электрической сети гибкий неметаллический греющий элемент нагревается до температуры 70°C.Known electric heater (RU 130374 U), containing a thin-layer flexible non-metallic heating element connected to the power supply. A flexible non-metallic heating element is a conductive layer based on a carbon composition, securely sealed between two layers of a durable lavsan film. When connected to the electrical network, the flexible non-metallic heating element heats up to a temperature of 70°C.

В качестве недостатка таких нагревателей можно отметить, что такие нагревательные элементы обладают ограниченным диапазоном удельного электрического сопротивления. Максимально декларируемая температура эксплуатации в 70°C недостаточна для инфракрасных обогревателей как бытовых, так и промышленных, что обусловлено недостаточно высокой удельной электропроводностью резистивного материала, применяемого в нагревателях, а также низкой термостойкостью некоторых конструкционных материалов, например клеев.As a disadvantage of such heaters, it can be noted that such heating elements have a limited range of electrical resistivity. The maximum declared operating temperature of 70°C is insufficient for infrared heaters, both domestic and industrial, due to the insufficiently high electrical conductivity of the resistive material used in heaters, as well as the low thermal stability of some structural materials, such as adhesives.

Из уровня техники известен гибкий нагревательный резистивный элемент (RU 151642 U, опубликовано 10.04.2015), содержащий тканевую основу и токопроводящий резистивный слой на основе углеродистой композиции, отличающийся тем, что токопроводящий резистивный слой сформирован на основе резистивного углеродного композиционного материала в виде коллоидной суспензии, нанесенного на термостойкую тканевую основу; при этом резистивный углеродный композиционный материал содержит технический углерод с высокоразвитой удельной площадью поверхности 300÷600 м2/г и выше, с размером частиц от 10 до 50 нм в сочетании с коллоидными графитовыми препаратами с размерами частиц графита менее 4 мкм в растворе термостойкого полимерного связующего.A flexible heating resistive element is known from the prior art (RU 151642 U, published on April 10, 2015), containing a fabric base and a conductive resistive layer based on a carbon composition, characterized in that the conductive resistive layer is formed on the basis of a resistive carbon composite material in the form of a colloidal suspension, applied to a heat-resistant fabric base; at the same time, the resistive carbon composite material contains carbon black with a highly developed specific surface area of 300÷600 m 2 /g and above, with a particle size of 10 to 50 nm in combination with colloidal graphite preparations with a graphite particle size of less than 4 μm in a solution of a heat-resistant polymer binder .

Технической проблемой аналога является то, что при подключении устройства к источнику питания, электрический ток протекает по установленным токоподводам (сведения о конструкции которых и месте закрепления в прототипе не раскрыты), через резистивный композиционный слой нагревательного элемента и равномерно нагревает всю поверхность гибкого нагревательного элемента.The technical problem of the analog is that when the device is connected to a power source, the electric current flows through the installed current leads (data on the design of which and the place of fixing in the prototype are not disclosed), through the resistive composite layer of the heating element and evenly heats the entire surface of the flexible heating element.

Таким образом, в случае надлома или повреждения в любом месте любого токопровода на любом участке весь гибкий нагреватель прекратит работу. Тем самым, решение согласно данному аналогу технически уязвимо при повреждениях.Thus, in the event of a break or damage anywhere in any current conductor in any area, the entire flexible heater will stop working. Thus, the solution according to this analogue is technically vulnerable to damage.

Кроме того, технология получения частиц графита размерами менее 4 мкм трудоемка и дорога, а кроме того, процесс внесения такого мелкого порошка требует особых условий производства для удержания порошка от распыления, что усложняет процесс изготовления нагревательного элемента.In addition, the technology for obtaining graphite particles smaller than 4 μm is laborious and expensive, and in addition, the process of introducing such a fine powder requires special production conditions to keep the powder from spraying, which complicates the manufacturing process of the heating element.

Известна проводящая композиция (RU 2344574, опубликовано 20.01.2009), образуемая из смеси жидкого силиконового каучука и порошка графита, в которой массовое соотношение между жидким силиконовым каучуком и порошком графита составляет 100:10˜150. Проводящая композиция может быть отформована в виде сетки, пластины, стержня, кольца или бруска или она может быть намазана или нанесена на каркасный шаблон и отверждена. Входные участки представляют собой покрытые оловом медные проволоки или серебряные проволоки. A conductive composition is known (RU 2344574, published on January 20, 2009) formed from a mixture of liquid silicone rubber and graphite powder, in which the mass ratio between liquid silicone rubber and graphite powder is 100:10˜150. The conductive composition may be shaped into a mesh, plate, rod, ring, or bar, or it may be smeared or applied to a scaffold and cured. The input sections are tin-plated copper wires or silver wires.

Решение принято за прототип. Оно обеспечивает возможность изготовления полезной модели в произвольных формах и размерах, а также позволяет размещать устройство на любых опорных поверхностях различной формы.The decision was made for the prototype. It provides the ability to manufacture a utility model in arbitrary shapes and sizes, and also allows you to place the device on any supporting surfaces of various shapes.

Техническим результатом прототипа является повышение термостойкости, зимостойкости, озоностойкости, электрической изоляции, гибкости, которая в основном достигается за счет применения жидкого силиконового каучука для проводящей композиции, поскольку он проявляет повышенную термостойкость, зимостойкость, озоностойкость, электрическую изоляцию и гибкость.The technical result of the prototype is to increase heat resistance, winter resistance, ozone resistance, electrical insulation, flexibility, which is mainly achieved through the use of liquid silicone rubber for the conductive composition, since it exhibits increased heat resistance, winter resistance, ozone resistance, electrical insulation and flexibility.

Технической проблемой прототипа является то, что входные участки выполнены из проводящей металлической проволоки с повышенной проводимостью, причем в качестве проводящей металлической проволоки использована покрытая оловом медная проволока или серебряная проволока, обладающие повышенной проводимостью. The technical problem of the prototype is that the input sections are made of a conductive metal wire with high conductivity, and as a conductive metal wire used tin-plated copper wire or silver wire with high conductivity.

Таким образом, в случае надлома или повреждения в любом месте любой из проводящей проволок на любом участке вся гибкая сетка прекратит работу. Тем самым, решение согласно данного прототипа технически уязвимо при повреждениях.Thus, in the event of a break or damage anywhere in any of the conductive wires in any area, the entire flexible mesh will stop working. Thus, the solution according to this prototype is technically vulnerable to damage.

Кроме того, в прототипе не описано, какая именно применяется ткань, указано лишь то, что ткань образована из утка и основы. Соответственно, в случае использования обычной ткани изделие является пожароопасным и легко плавится в случае повреждения одной из проводящей проволок, поскольку в этом случае нагрузка на неповрежденные участки нагревательного элемента резко возрастет.In addition, the prototype does not describe what kind of fabric is used, it is only indicated that the fabric is formed from a duck and a warp. Accordingly, in the case of using ordinary fabric, the product is flammable and easily melts if one of the conductive wires is damaged, since in this case the load on the undamaged areas of the heating element will increase dramatically.

Задачей полезной модели является создание термостойкого гибкого электронагревательного элемента, который сохранял бы преимущества прототипа в части возможность изготовления полезной модели в произвольных формах и размерах, и возможность размещать устройство на любых опорных поверхностях различной формы, и при этом устранял бы его технические проблемы.The objective of the utility model is to create a heat-resistant flexible electric heating element that would retain the advantages of the prototype in terms of the ability to manufacture a utility model in arbitrary shapes and sizes, and the ability to place the device on any support surfaces of various shapes, and at the same time would eliminate its technical problems.

Техническим результатом являются:The technical result is:

- повышение надежности в работе и снижение уязвимости при повреждениях;- increased reliability in operation and reduced vulnerability to damage;

- повышение пожарной безопасности.- improving fire safety.

Указанный технический результат достигается за счет того, что заявлен гибкий электронагревательный элемент, содержащий каркасную тканевую основу и токопроводящий резистивный слой на основе композиционной смеси эластичного связующего, имеющего в составе силиконовый каучук, и токопроводящего наполнителя, имеющего в составе графит, а питание элемента осуществляется посредством токопроводящих входных участков, расположенных вдоль краев гибкого электронагревательного элемента и параллельных друг другу, отличающийся тем, что в качестве каркасной основы использована термостойкая ткань, а токопроводящие входные участки выполнены в виде шинопроводов и закреплены с одной из сторон гибкого электронагревательного элемента на клейкий слой.This technical result is achieved due to the fact that a flexible electric heating element is claimed, containing a frame fabric base and a conductive resistive layer based on a composite mixture of an elastic binder containing silicone rubber and a conductive filler containing graphite, and the element is powered by conductive inlet sections located along the edges of the flexible electric heating element and parallel to each other, characterized in that a heat-resistant fabric is used as a frame base, and the conductive inlet sections are made in the form of busbars and are fixed on one of the sides of the flexible electric heating element on an adhesive layer.

Допустимо, что шинопроводы расположены снаружи или внутри токопроводящего резистивного слоя на основе композиционной смеси силиконового каучука и токопроводящего наполнителя, имеющего в составе графит.It is possible that busbars are located outside or inside a conductive resistive layer based on a composite mixture of silicone rubber and a conductive filler containing graphite.

Предпочтительно шинопроводы выполнены из фольги или медной ленты.Preferably the busbars are made of foil or copper tape.

Предпочтительно шинопроводы выполнены в виде ленты с клейкий слоем и с возможностью закрепления к гибкому электронагревательному элементу на месте установки.Preferably, the busbars are made in the form of a tape with an adhesive layer and can be attached to a flexible electric heating element at the installation site.

Предпочтительно использован дополнительный шинопровод, расположенный между двумя основными, функцией которого является подключение к заземлению.Preferably, an additional busbar is used, located between the two main ones, the function of which is to connect to the ground.

Предпочтительно токопроводящий наполнитель имеет размеры частиц фракций до 130 мкм.Preferably, the conductive filler has particle sizes up to 130 µm.

В качестве термостойкой ткани использована стеклоткань, либо кремнеземная ткань, либо базальтовая ткань, либо ровинговая ткань.As a heat-resistant fabric, glass fabric, or silica fabric, or basalt fabric, or roving fabric is used.

Предпочтительно в составе токопроводящего наполнителя использован коллоидный графит.Preferably, colloidal graphite is used in the conductive filler.

Краткое описание чертежейBrief description of the drawings

На Фиг.1 показано устройство полезной модели (вид сверху).Figure 1 shows the device utility model (top view).

На Фиг.2 показано устройство полезной модели (вид с торца в увеличении).Figure 2 shows the device of the utility model (enlarged end view).

На Фиг.3 показано устройство полезной модели (вид сверху с заземлением).Figure 3 shows the device of the utility model (top view with ground).

На Фиг.4 показан пример формования изделия согласно полезной модели методом каландрирования (F каландр).Figure 4 shows an example of molding an article according to the utility model by the calendering method (F calender).

На Фиг.5 показан пример формования изделия согласно полезной модели методом каландрирования (Z каландр).Figure 5 shows an example of molding an article according to the utility model by the calendering method (Z calender).

На Фиг.6 показан пример формования изделия согласно полезной модели методом ракельного покрытия (при формировании покрытия менее 100 г/м2).Figure 6 shows an example of forming an article according to the utility model by the doctor-coated method (when forming a coating of less than 100 g/m 2 ).

На Фиг.7 показан пример формования изделия согласно полезной модели методом ракельного покрытия (при формировании покрытия от 50 до 1 г/м2).Figure 7 shows an example of molding an article according to the utility model by the method of squeegee coating (when coating is formed from 50 to 1 g/m 2 ).

На чертежах: 1 - гибкий электронагревательный элемент, 2 - шинопровод, 3 - термостойкая ткань, 4 - токопроводящий наполнитель (графит), 5 - эластичное связующее, 6 - клеевой слой, 7 - дополнительный шинопровод заземления, 8 - лезвие ракеля, 9 - жидкая резина, 10 - твердый силиконовый каучук.On the drawings: 1 - flexible electric heating element, 2 - busbar, 3 - heat-resistant fabric, 4 - conductive filler (graphite), 5 - elastic binder, 6 - adhesive layer, 7 - additional ground busbar, 8 - squeegee blade, 9 - liquid rubber, 10 - hard silicone rubber.

Осуществление полезной моделиImplementation of the utility model

Гибкий электронагревательный элемент (см. Фиг.1, Фиг.2) содержит каркасную тканевую основу и токопроводящий резистивный слой на основе композиционной смеси эластичного связующего 5, имеющего в составе силиконовый каучук, и токопроводящего наполнителя 4, имеющего в составе графит.The flexible electric heating element (see Fig.1, Fig.2) contains a frame fabric base and a conductive resistive layer based on a composite mixture of an elastic binder 5 containing silicone rubber and a conductive filler 4 containing graphite.

Питание элемента осуществляется посредством токопроводящих входных участков, расположенных вдоль краев гибкого электронагревательного элемента и параллельных друг другу.The element is powered by conductive input sections located along the edges of the flexible electric heating element and parallel to each other.

Новым является то, что в качестве каркасной основы использована термостойкая ткань 3, а токопроводящие входные участки выполнены в виде шинопроводов 2 и закреплены с одной из сторон гибкого электронагревательного элемента 1 на клейкий слой 6.What is new is that a heat-resistant fabric 3 is used as a frame base, and the conductive input sections are made in the form of busbars 2 and are fixed on one of the sides of the flexible electric heating element 1 on an adhesive layer 6.

Термостойкая ткань 3 обеспечивает повышение пожарной безопасности при росте токовой нагрузки в тех местах, где гибкий электронагревательный элемент 1 может быть частично поврежден надрывом или проколом.The heat-resistant fabric 3 provides an increase in fire safety with an increase in current load in those places where the flexible electric heating element 1 can be partially damaged by a tear or a puncture.

Повышение надежности в работе и снижение уязвимости при повреждениях термостойкая ткань дает за счет исключения ее плавления в случае повреждения в определенных местах полотна, когда нагрузка на неповрежденные участки электронагревательного элемента резко возрастет. При этом термостойкая ткань 3 и весь гибкий электронагревательный элемент 1 продолжают свою работу стабильно.Increased reliability in operation and reduced vulnerability to damage heat-resistant fabric gives due to the exclusion of its melting in the event of damage in certain areas of the fabric, when the load on the undamaged areas of the electric heating element will increase dramatically. At the same time, the heat-resistant fabric 3 and the entire flexible electric heating element 1 continue to work stably.

А за счет того, что токопроводящие входные участки выполнены в виде шинопроводов 2 и расположены вдоль краев гибкого электронагревательного элемента параллельно друг другу, их полное повреждение (обрыв контакта) маловероятно, поскольку основные места повреждений электронагревательного элемента - это его тканевая часть, которая подвержена внешнему механическому воздействию.And due to the fact that the conductive input sections are made in the form of busbars 2 and are located parallel to each other along the edges of the flexible electric heating element, their complete damage (contact breakage) is unlikely, since the main places of damage to the electric heating element are its fabric part, which is subject to external mechanical impact.

Например, если гибкий электронагревательный элемент 1 используется для нагрева пола, то шинопроводы 2 размещаются у плинтусов, где маловероятно их повредить полностью.For example, if a flexible electric heating element 1 is used for floor heating, then the busbars 2 are placed near the baseboards, where it is unlikely to be completely damaged.

Кроме того, использование именно шинопроводов 2 само по себе почти исключает риск надлома или обрыва их полностью. Без внешнего воздействия возможен краевой надрыв или изгиб шинопровода 2 при различных изгибах электронагревательного элемента 1 в момент установки на опорной поверхности, но не полный разрыв шинопровода 2.In addition, the use of busbars 2 in itself almost eliminates the risk of breaking or breaking them completely. Without external influence, edge tearing or bending of the busbar 2 is possible with various bends of the electric heating element 1 at the time of installation on the supporting surface, but not a complete rupture of the busbar 2.

Таким образом, использование шинопроводов 2 дает повышение надежности в работе и снижение уязвимости при повреждениях, и как следствие - обеспечивает повышение пожарной безопасности.Thus, the use of busbars 2 increases the reliability in operation and reduces the vulnerability to damage, and as a result, provides an increase in fire safety.

За счет того, что шинопроводы 2 крепятся с одной из сторон гибкого электронагревательного элемента 1 на клейкий слой 6, можно устанавливать их непосредственно на месте установки, что позволяет разумно размещать их в местах помещения, где нет или очень мало внешнего воздействия (например, у плинтусов). А это способствует повышению надежности в работе и снижение уязвимости при повреждениях, и как следствие - дает повышение пожарной безопасности.Due to the fact that the busbars 2 are attached to one of the sides of the flexible electric heating element 1 on the adhesive layer 6, it is possible to install them directly at the installation site, which makes it possible to reasonably place them in places where there is no or very little external influence (for example, skirting boards ). And this contributes to an increase in reliability in operation and a decrease in vulnerability in case of damage, and as a result, it improves fire safety.

Кроме того, крепление шинопроводов 2 с одной из сторон гибкого электронагревательного элемента 1 на клейкий слой 6 дает возможность устанавливать гибкий электронагревательный элемент 1 шинопроводами 2 вниз, что также способствует повышению надежности в работе и снижение уязвимости при повреждениях, поскольку через тканевой полотно шинопроводы 2 повредить сложнее. Аналогично вышеуказанному, как следствие - это также дает повышение пожарной безопасности.In addition, fastening the busbars 2 on one side of the flexible electric heating element 1 to the adhesive layer 6 makes it possible to install the flexible electric heating element 1 with the busbars 2 down, which also improves reliability in operation and reduces vulnerability to damage, since it is more difficult to damage the busbars 2 through the fabric fabric . Similar to the above, as a consequence, this also gives an increase in fire safety.

Шинопроводы 2 могут быть выполнены, например, из фольги или медной ленты, либо иного токопроводящего ленточного материала.Busbars 2 can be made, for example, of foil or copper tape, or other conductive tape material.

При использовании дополнительного шинопровода 7, расположенного между двумя основными 2, его можно использовать для подключения к заземлению. Это также способствует повышению надежности в работе и снижение уязвимости при повреждениях, поскольку в случае механического повреждения шинопровода нагрузки шинопровод заземления возьмет на себя функцию нагрузки, исключит перегрев и возгорание устройства, что еще обеспечит повышение пожарной безопасности.When using an additional busbar 7 located between the two main 2, it can be used to connect to ground. This also contributes to increased reliability in operation and reduced vulnerability to damage, since in the event of mechanical damage to the load busbar, the ground busbar will take over the function of the load, eliminate overheating and fire of the device, which will also improve fire safety.

В качестве термостойкой ткани 3 может быть использована стеклоткань, либо кремнеземная ткань, либо базальтовая ткань, либо ровинговая ткань.As a heat-resistant fabric 3, glass fabric, or silica fabric, or basalt fabric, or roving fabric can be used.

В качестве токопроводящего наполнителя 4 может быть использован коллоидный графит.Colloidal graphite can be used as conductive filler 4.

Его использование позволяет изготавливать устройство согласно полезной модели несложным образом. При этом, такой токопроводящий наполнитель имеет размеры частиц фракций до 130 мкм, что исключает проблему, характерную для аналога RU151642U - трудоемкость процесса внесения более мелкого порошка и особые условия производства для удержания порошка от распыления.Its use makes it possible to manufacture the device according to the utility model in an uncomplicated manner. At the same time, such a conductive filler has particle sizes of fractions up to 130 μm, which eliminates the problem characteristic of the analogue RU151642U - the laboriousness of the process of introducing a finer powder and special production conditions to keep the powder from spraying.

Дополнительным термостойким эластичным связующим 5 токопроводящего наполнителя 4 могут являться термостойкие каучуки, лаки, смолы.Additional heat-resistant elastic binder 5 conductive filler 4 can be heat-resistant rubbers, varnishes, resins.

При этом очевидно, что устройство согласно полезной модели может быть изготовлено в произвольных формах и размерах, и его можно размещать на любых опорных поверхностях различной формы как и прототип, поскольку заявленное устройство представляет собой гибкий электронагревательный элемент, содержащий каркасную тканевую основу, которую можно выполнить любых форм и размеров.At the same time, it is obvious that the device according to the utility model can be made in arbitrary shapes and sizes, and it can be placed on any supporting surfaces of various shapes, like the prototype, since the claimed device is a flexible electric heating element containing a frame fabric base that can be made in any shapes and sizes.

А за счет того, что питание элемента осуществляется посредством токопроводящих входных участков, расположенных вдоль краев гибкого электронагревательного элемента и параллельных друг другу, причем токопроводящие входные участки выполнены в виде шинопроводов 2 и закреплены с одной из сторон гибкого электронагревательного элемента 1 на клейкий слой 6, их расположение можно регулировать в зависимости от форм и размеров опоры, куда крепится гибкий электронагревательный элемент (т.е. как было показано выше - можно устанавливать их непосредственно на месте установки). Тем самым, исключается влияние формы и размеров гибкого электронагревательного элемента от конкретного места закрепления к нему шинопроводов. Важным является лишь закрепление шинопроводов 2 у края гибкого электронагревательного элемента 1, что возможно осуществить с учетом выбора любой формы и размеров гибкого электронагревательного элемента.And due to the fact that the element is powered by conductive input sections located along the edges of the flexible electric heating element and parallel to each other, and the conductive input sections are made in the form of busbars 2 and are fixed on one side of the flexible electric heating element 1 to the adhesive layer 6, their the location can be adjusted depending on the shape and size of the support where the flexible electric heating element is attached (i.e., as shown above, you can install them directly at the installation site). Thus, the influence of the shape and dimensions of the flexible electric heating element from the specific place where the busbars are attached to it is excluded. It is only important to fix the busbars 2 at the edge of the flexible electric heating element 1, which can be done taking into account the choice of any shape and size of the flexible electric heating element.

Гибкий электронагревательный элемент может быть изготовлен следующим образом.Flexible electric heating element can be made as follows.

Процесс изготовления включает смешивание проводящей композиции, образуемой из жидкого силиконового каучука и наполнителя, перемешивание смеси жидкого силиконового каучука и токопроводящего графита, и формование смеси для придания ей определенной формы и отверждение отформованной смеси.The manufacturing process includes mixing a conductive composition formed from liquid silicone rubber and a filler, mixing a mixture of liquid silicone rubber and conductive graphite, and molding the mixture to give it a certain shape, and curing the molded mixture.

При формовании может использоваться метод ракельного нанесения (Фиг.6, Фиг.7). Пример формования изделия согласно полезной модели методом ракельного покрытия, с использованием жидкой резины 9 показан на Фиг.6 при формировании покрытия менее 100 г/м2 и на Фиг.7 при формировании покрытия от 50 до 1 г/м2.When molding can be used the method of blade application (Fig.6, Fig.7). An example of molding an article according to the utility model by the squeegee coating method using liquid rubber 9 is shown in FIG .

Также может применяться экструзионный метод, метод погружения и другие стандартные методы. Extrusion method, dipping method and other standard methods can also be applied.

Композиция связующего из силиконового каучука и токопроводящего графита может наноситься всеми обычными способами нанесения покрытия для текстиля. The binder composition of silicone rubber and conductive graphite can be applied by all conventional textile coating methods.

Наиболее распространенными методами являются ракельное покрытие для жидких силиконов и каландрирование для твердых силиконов.The most common methods are squeegee coating for liquid silicones and calendering for solid silicones.

Во время процесса каландрирования (см. примеры Фиг.4) твердый силиконовый каучук 10 прокатывается до желаемой толщины пленки, наносится на текстиль под давлением и затем подвергается термическому сшиванию. Толщина пленки обычно составляет 1-2 мм.During the calendering process (see examples of FIG. 4), the solid silicone rubber 10 is rolled to the desired film thickness, applied to the textile under pressure, and then thermally crosslinked. The film thickness is usually 1-2 mm.

Напротив, ракельное покрытие идеально подходит для нанесения более тонких пленок (см. Фиг.5). В этом способе жидкие силиконовые пасты наносятся вручную или автоматически перед лезвием 8 из твердой резины. Сдвиговое усилие, приложенное к лезвию 8, равномерно распределяет силиконовый каучук 10 и позволяет ему пропитывать ткани, что приводит к хорошей адгезионной связи. Расстояние между лезвием 8 и текстилем определяет полученную толщину покрытия. Если масса покрытия очень низкая, лезвие ракеля 8 из твердой резины прижимается непосредственно к текстилю, что позволяет покрывать тонкие, приблизительно 10 мкм. Экспертиза и точная настройка реологических свойств силиконо-графитовой пасты являются ключевыми факторами в получении отличных результатов покрытия при помощи ракельного покрытия. При этом шинопроводы 2 могут накладываться как под силиконо-графитовый слой, так и на него.In contrast, doctor blades are ideal for thinner films (see FIG. 5). In this method, liquid silicone pastes are applied manually or automatically in front of a hard rubber blade 8. The shear force applied to the blade 8 evenly distributes the silicone rubber 10 and allows it to impregnate fabrics, resulting in a good adhesive bond. The distance between the blade 8 and the textile determines the resulting coating thickness. If the coating weight is very low, the blade of the hard rubber squeegee 8 is pressed directly against the textile, which makes it possible to coat thin, approximately 10 µm. Expertise and fine-tuning of the rheological properties of silicone graphite paste are key factors in obtaining excellent coating results with doctor blade coating. In this case, busbars 2 can be applied both under the silicone-graphite layer and on it.

Электронагревательный элемент согласно полезной модели может быть использован при различном напряжении от 5V до 700V, с различной мощностью на квадратный метр от 2 Вт на 1 м2 до 2 КВт на 1 м2. Электронагревательный элемент имеет возможность обеспечивать рабочую температуру в пределах от 30°С до 250°С. Данные параметры элемента регулируются количеством наполнителя в токопроводящем слое, а также толщиной токопроводящего слоя. Элемент может иметь различную электроизоляционную прочность в зависимости от условий эксплуатации и поставленных задач. The electric heating element according to the utility model can be used at different voltages from 5V to 700V, with different power per square meter from 2 W per 1 m 2 to 2 kW per 1 m 2 . The electric heating element has the ability to provide an operating temperature in the range from 30°C to 250°C. These parameters of the element are controlled by the amount of filler in the conductive layer, as well as the thickness of the conductive layer. The element can have different electrical insulating strength depending on the operating conditions and tasks.

Claims (8)

1. Гибкий электронагревательный элемент, содержащий каркасную тканевую основу и токопроводящий резистивный слой на основе композиционной смеси эластичного связующего, имеющего в составе силиконовый каучук, и токопроводящего наполнителя, имеющего в составе графит, а питание элемента осуществляется посредством токопроводящих входных участков, расположенных вдоль краев гибкого электронагревательного элемента и параллельных друг другу, отличающийся тем, что в качестве каркасной основы использована термостойкая ткань, а токопроводящие входные участки выполнены в виде шинопроводов и закреплены с одной из сторон гибкого электронагревательного элемента на клейкий слой.1. A flexible electric heating element containing a frame fabric base and a conductive resistive layer based on a composite mixture of an elastic binder containing silicone rubber and a conductive filler containing graphite, and the element is powered by conductive input sections located along the edges of the flexible electric heating element. element and parallel to each other, characterized in that a heat-resistant fabric is used as a frame base, and the conductive input sections are made in the form of busbars and are fixed on one of the sides of the flexible electric heating element on an adhesive layer. 2. Гибкий электронагревательный элемент по п.1, отличающийся тем, что шинопроводы расположены снаружи или внутри токопроводящего резистивного слоя на основе композиционной смеси силиконового каучука и токопроводящего наполнителя, имеющего в составе графит.2. A flexible electric heating element according to claim 1, characterized in that the busbars are located outside or inside a conductive resistive layer based on a composite mixture of silicone rubber and a conductive filler containing graphite. 3. Гибкий электронагревательный элемент по п.1, отличающийся тем, что шинопроводы выполнены из фольги или медной ленты.3. Flexible electric heating element according to claim 1, characterized in that the busbars are made of foil or copper tape. 4. Гибкий электронагревательный элемент по п.1, отличающийся тем, что шинопроводы выполнены в виде ленты с клейким слоем и с возможностью закрепления к гибкому электронагревательному элементу на месте установки.4. A flexible electric heating element according to claim 1, characterized in that the busbars are made in the form of a tape with an adhesive layer and can be attached to a flexible electric heating element at the installation site. 5. Гибкий электронагревательный элемент по п.1, отличающийся тем, что использован дополнительный шинопровод, расположенный между двумя основными, функцией которого является подключение к заземлению.5. A flexible electric heating element according to claim 1, characterized in that an additional busbar is used, located between the two main ones, the function of which is to connect to ground. 6. Гибкий электронагревательный элемент по п.1, отличающийся тем, что токопроводящий наполнитель имеет размеры частиц фракций до 130 мкм.6. Flexible electric heating element according to claim 1, characterized in that the conductive filler has particle sizes of fractions up to 130 microns. 7. Гибкий электронагревательный элемент по п.1, отличающийся тем, что в качестве термостойкой ткани использована стеклоткань, либо кремнеземная ткань, либо базальтовая ткань, либо ровинговая ткань.7. A flexible electric heating element according to claim 1, characterized in that glass fabric, or silica fabric, or basalt fabric, or roving fabric is used as a heat-resistant fabric. 8. Гибкий электронагревательный элемент по п.1, отличающийся тем, что в составе токопроводящего наполнителя использован коллоидный графит. 8. A flexible electric heating element according to claim 1, characterized in that colloidal graphite is used as part of the conductive filler.
RU2022126382U 2022-10-10 FLEXIBLE ELECTRIC HEATING ELEMENT RU216753U1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU216753U1 true RU216753U1 (en) 2023-02-28

Family

ID=

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU151480U1 (en) * 2014-08-07 2015-04-10 Общество с ограниченной ответственностью "Теплофон" INFRARED ACTION HEATING ELEMENT
RU151642U1 (en) * 2014-08-07 2015-04-10 Общество с ограниченной ответственностью "Инжиниринговая компания "Теплофон" FLEXIBLE HEATING RESISTIVE ELEMENT
US9499898B2 (en) * 2014-03-03 2016-11-22 Applied Materials, Inc. Layered thin film heater and method of fabrication
RU2646421C1 (en) * 2016-10-18 2018-03-06 Общество с ограниченной ответственностью "НАНОТЕРМ" Thin-film electric heater
RU2713729C1 (en) * 2018-05-03 2020-02-07 Игорь Юрьевич Шелехов Wide-range heating element

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9499898B2 (en) * 2014-03-03 2016-11-22 Applied Materials, Inc. Layered thin film heater and method of fabrication
RU151480U1 (en) * 2014-08-07 2015-04-10 Общество с ограниченной ответственностью "Теплофон" INFRARED ACTION HEATING ELEMENT
RU151642U1 (en) * 2014-08-07 2015-04-10 Общество с ограниченной ответственностью "Инжиниринговая компания "Теплофон" FLEXIBLE HEATING RESISTIVE ELEMENT
RU2646421C1 (en) * 2016-10-18 2018-03-06 Общество с ограниченной ответственностью "НАНОТЕРМ" Thin-film electric heater
RU2713729C1 (en) * 2018-05-03 2020-02-07 Игорь Юрьевич Шелехов Wide-range heating element

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5097203B2 (en) Planar heating element using carbon microfiber and method for producing the same
SU634698A3 (en) Method of manufacturing flat electric heater
US9237606B2 (en) Carbon nanotube sheet heater
CN1247047C (en) Carbon fiber-embedded heating paper and thereof sheet heater
US5938957A (en) Planar heating device for a mirror and method of producing the same
GB2131814A (en) Anisotropically electroconductive film adhesive
JP5185582B2 (en) Thermally conductive sheet
KR101238667B1 (en) Manufacturing method for both sides impregnated heating-plate using carbon fiber heating-plate for graphene
CN110678705A (en) Air heater for a vehicle
RU216753U1 (en) FLEXIBLE ELECTRIC HEATING ELEMENT
WO2024012511A1 (en) Self-temperature-limiting far-infrared carbon-fiber composite planar electric-heating material and preparation method therefor
JP2019522888A (en) Heating element
US20170238368A1 (en) Flexible resistive heating element
EP3917280B1 (en) Embedded composite heating element
KR20170097340A (en) A planar heating film using carbon nanotube
JP2000123957A (en) Electrode part for planar heating element
KR100703029B1 (en) Heating Unit with Good Resistance Properties
KR200433719Y1 (en) Planar Heating Panel
KR101963256B1 (en) Method for manufacturing heat generating film using metal coated carbon fiber
CN113955124A (en) Embedded inlet lip anti-icing heating assembly and manufacturing method thereof
JP2001060489A (en) Sheet type carbon heating element
CN206118058U (en) Conducting coating cloth and conducting coating paper
CN209949454U (en) Anti-rubbing graphene-based heating film
JP3119265B2 (en) Tubular heating element
CN100523625C (en) Fuse for short-circuit protection and floor heating device using the fuse