RU2599003C1 - Fabric with electromagnetic heating - Google Patents

Fabric with electromagnetic heating Download PDF

Info

Publication number
RU2599003C1
RU2599003C1 RU2015127585/12A RU2015127585A RU2599003C1 RU 2599003 C1 RU2599003 C1 RU 2599003C1 RU 2015127585/12 A RU2015127585/12 A RU 2015127585/12A RU 2015127585 A RU2015127585 A RU 2015127585A RU 2599003 C1 RU2599003 C1 RU 2599003C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
fabric
threads
heating
electromagnetic heating
magnetic material
Prior art date
Application number
RU2015127585/12A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Роберт Радилович Саттаров
Ирек Ханифович Хайруллин
Булат Салаватович Крымов
Эмилия Фиргатовна Галиакберова
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный авиационный технический университет"
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 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный авиационный технический университет"
Priority to RU2015127585/12A priority Critical patent/RU2599003C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2599003C1 publication Critical patent/RU2599003C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Woven Fabrics (AREA)

Abstract

FIELD: textile.
SUBSTANCE: invention relates to design of special types of fabric and may be used in production of clothes and accessories for extreme conditions characterized by low values of ambient temperature. Fabric with electromagnetic heating is a cloth made by weaving of threads and comprises the main nonconductive threads having the first direction, and threads with electromagnetic heating having the second direction perpendicular to the first one, According to the invention heating threads are made in the form of electroconductive non-magnetic tubes, inside which there are magnetized elastic thread from hard-magnetic material, a gap between them is filled with elastic non-magnetic material or air. Fabric improves operational and technological quality of fabric allows cutting by arbitrary shape and area, provides even heating temperature. Fabric provides additional heat protection from overcooling users and equipment, available for a long time under low temperature, and may be used in production of sport tourist and military items.
EFFECT: technical effect consists in independent operation of cloth with electromagnetic heating and improved operational and technological properties.
1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к текстильной промышленности, в частности к электронагревательным тканям промышленного и бытового назначения, имеющим в своей структуре электронагревательные нити.The invention relates to the textile industry, in particular to electric heating fabrics for industrial and domestic purposes, having in their structure electric heating threads.

Известна электронагревательная ткань (патент РФ №55782, D03D 15/00, 27.08.2006). Ткань содержит переплетение электроизоляционных основных и уточных нитей и электропроводных углеродных нитей. При этом группы параллельных электропроводных нитей из 2-3 нитей основы, смежных или вплетенных через электроизоляционную нить, переплетены по утку с массивом электропроводных нитей из материала с высокой удельной электропроводностью, образующих токоподводящую ленту.Known electric heating fabric (RF patent No. 55782, D03D 15/00, 08.27.2006). The fabric contains a weave of electrical insulating warp and weft threads and electrically conductive carbon threads. In this case, groups of parallel conductive threads of 2-3 warp threads, adjacent or woven through an electrical insulating thread, are interwoven weft with an array of conductive threads of material with high electrical conductivity, forming a current-carrying tape.

Недостатком такой ткани является сложность структуры ткани и сложность ее производства, а также необходимость в источнике электрического тока для обеспечения электрического нагрева.The disadvantage of this fabric is the complexity of the structure of the fabric and the complexity of its production, as well as the need for an electric current source to provide electrical heating.

Также известна электронагревательная ткань (патент РФ №2109091, D03D 15/00, 20.04.1998). Данная ткань содержит фоновую часть, образованную переплетением электроизоляционных основных и уточных нитей и электропроводящих нитей. Последние образуют в пределах фоновой части ткани группы из m параллельных электропроводящих нитей. В каждой группе соседние электропроводящие нити расположены на заданном расстоянии b одна от другой, выбранном из условия теплового баланса среды, окружающей электронагревательную ткань при ее функционировании.Electric heating fabric is also known (RF patent No. 2109091, D03D 15/00, 04/20/1998). This fabric contains a background part formed by interweaving electrical insulating warp and weft threads and electrically conductive threads. The latter form within the background part of the tissue groups of m parallel electrically conductive threads. In each group, adjacent electrically conductive filaments are located at a predetermined distance b from one another, selected from the condition of the thermal balance of the medium surrounding the electric heating fabric during its functioning.

Недостатком такой ткани является то, что для использования ткани требуются дополнительные проводники и присоединение к ним каждой электропроводной нити, а также необходимость в источнике электрического напряжения. Это приводит к эксплуатационным издержкам и ухудшает потребительские свойства.The disadvantage of such a fabric is that for the use of fabric requires additional conductors and the connection of each electrical conductive thread to them, as well as the need for a source of electrical voltage. This leads to operating costs and degrades consumer properties.

Наиболее близкой к изобретению по числу сходных существенных признаков является электронагревательная ткань (патент РФ №2212120, Н05В 3/34, 10.09.2003). Она представляет собой полотно, выполненное переплетением нитей, и содержит основные неэлектропроводные нити, имеющие первое направление, и электропроводные резистивные нити, имеющие второе направление, перпендикулярное первому. Ткань включает в себя также, по меньшей мере, две основные проводящие шины и распределительные шины, отделенные от электропроводных резистивных нитей диэлектрическими барьерами из неэлектропроводных нитей из хлопкового или синтетического волокна, в которых расположены прерыватели цепи. Средства для подключения токоподводящих соединительных проводов расположены в отверстиях, выполненных в основных неэлектропроводных нитях. Основные неэлектропроводные нити имеют полотняный тип переплетения с упомянутыми неэлектропроводными нитями. Электропроводные резистивные нити при протекании по ним электрического тока будут нагреваться и поэтому могут быть названы нагревательными.Closest to the invention in terms of the number of similar essential features is electric heating fabric (RF patent No. 2212120, Н05В 3/34, 09/10/2003). It is a web made by interweaving threads, and contains the main non-conductive threads having a first direction, and conductive resistive threads having a second direction perpendicular to the first. The fabric also includes at least two main conductive busbars and distribution buses, separated from the conductive resistive wires by dielectric barriers of non-conductive threads of cotton or synthetic fiber, in which circuit breakers are located. Means for connecting current-carrying connecting wires are located in holes made in the main non-conductive threads. The main non-conductive threads have a plain type of weaving with the aforementioned non-conductive threads. Electrically conductive resistive filaments, when an electric current flows through them, will heat up and therefore can be called heating.

К недостаткам прототипа может быть отнесена необходимость во внешнем источнике электрической энергии, что ограничивает время нагрева, а также увеличивает массу конечного изделия, например одежды из этой ткани.The disadvantages of the prototype can be attributed to the need for an external source of electrical energy, which limits the heating time, and also increases the mass of the final product, for example, clothes from this fabric.

Задача изобретения состоит в повышении надежности функционирования ткани и расширении функциональных возможностей применения этой ткани.The objective of the invention is to increase the reliability of the functioning of the tissue and expand the functionality of the use of this fabric.

Технический результат изобретения состоит в автономности работы ткани с электромагнитным нагревом и улучшении ее эксплуатационных и технологических свойств.The technical result of the invention consists in the autonomy of the fabric with electromagnetic heating and improving its operational and technological properties.

Поставленная задача решается, а технический результат достигается тем, что предложена ткань, представляющая собой полотно, выполненное переплетением нитей, и содержащая основные неэлектропроводные нити, имеющие первое направление, и нагревательные нити с электромагнитным нагревом, имеющие второе направление, перпендикулярное первому, согласно изобретению нагревательные нити выполнены в виде электропроводящих немагнитных трубок, внутри которых закреплены намагниченные упругие нити из магнитотвердого материала, а зазор между ними заполнен упругим немагнитными материалом или воздухом.The problem is solved, and the technical result is achieved by the fact that the proposed fabric, which is a fabric made by interweaving threads, and containing the main non-conductive filaments having a first direction, and heating threads with electromagnetic heating having a second direction perpendicular to the first, according to the invention, heating threads made in the form of electrically conductive non-magnetic tubes, inside of which magnetized elastic strands of magnetically hard material are fixed, and the gap between them is Full elastic non-magnetic material or air.

Существо изобретения поясняется чертежами. На фиг. 1 изображена схема устройства нагревательных нитей с электромагнитным нагревом. На фиг. 2 изображена схема образования магнитного поля и вихревых токов в нагревательных нитях с электромагнитным нагревом.The invention is illustrated by drawings. In FIG. 1 shows a diagram of a device for heating threads with electromagnetic heating. In FIG. 2 shows a diagram of the formation of a magnetic field and eddy currents in heating threads with electromagnetic heating.

Ткань с электромагнитным нагревом содержит нагревательные нити, представляющие собой трубчатые волокна 1, которые выполнены в виде электропроводящих немагнитных трубок (Фиг. 1). Внутри этих трубчатых волокон 1 с зазором 3 размещены нитевидные постоянные магниты 2, представляющие собой намагниченные упругие нити из магнитотвердого материала, которые имеют места соединения с трубчатыми волокнами 1 (Фиг. 1). Зазор 3 между нитевидными постоянными магнитами 2 и трубчатыми волокнами 1 заполнен эластичным, либо упругим материалом, либо воздухом (Фиг. 1).The fabric with electromagnetic heating contains heating filaments, which are tubular fibers 1, which are made in the form of electrically conductive non-magnetic tubes (Fig. 1). Inside these tubular fibers 1 with a gap of 3, threadlike permanent magnets 2 are placed, which are magnetized elastic filaments of hard magnetic material that are connected to the tubular fibers 1 (Fig. 1). The gap 3 between the filamentary permanent magnets 2 and the tubular fibers 1 is filled with elastic, or elastic material, or air (Fig. 1).

Заявляемая ткань с электромагнитным нагревом в отличие от известных электронагревательных тканей работает автономно, без источников электрического напряжения. Объясняется это работой нагревательных нитей с электромагнитным нагревом, которая происходит следующим образом. Нитевидные постоянные магниты 2 создают магнитное поле, силовые линии которого пересекают электропроводящее трубчатое волокно 1 (Фиг. 2). Во время механических действий человека при ходьбе и беге благодаря инерции и упругой связи нитевидных постоянных магнитов 2 с трубчатыми волокнами 1 возникают их относительные колебания. В общем случае относительные колебания могут иметь продольную и поперечную составляющую.The inventive fabric with electromagnetic heating, unlike the known electric heating fabrics, works autonomously, without sources of electrical voltage. This is explained by the operation of heating threads with electromagnetic heating, which occurs as follows. The filamentous permanent magnets 2 create a magnetic field whose lines of force cross the electrically conductive tubular fiber 1 (Fig. 2). During mechanical actions of a person when walking and running, due to the inertia and elastic coupling of the threadlike permanent magnets 2 with the tubular fibers 1, their relative vibrations occur. In general, relative vibrations can have a longitudinal and transverse component.

При продольных колебаниях силовые линии магнитного поля пересекают электропроводящие трубчатые волокна 1, из-за чего в последних возникают вихревые токи (токи Фуко). Направление этих токов таково, что они начинают тормозить относительное движение нитевидных постоянных магнитов 2 и трубчатых волокон 1.With longitudinal vibrations, the lines of force of the magnetic field intersect the electrically conductive tubular fibers 1, due to which eddy currents (Foucault currents) arise in the latter. The direction of these currents is such that they begin to inhibit the relative motion of the threadlike permanent magnets 2 and the tubular fibers 1.

При поперечных колебаниях происходит увеличение индукции поля в приближающейся части трубчатого волокна 1 и уменьшение индукции в отдаляющейся части трубчатого волокна 1 (Фиг. 2). Благодаря этому изменяется магнитный поток через проводящие контуры в трубчатом волокне 1, в котором наводятся вихревые токи, которые также препятствуют взаимному движению.With transverse vibrations, there is an increase in the field induction in the approaching part of the tubular fiber 1 and a decrease in the induction in the moving part of the tubular fiber 1 (Fig. 2). This changes the magnetic flux through the conductive circuits in the tubular fiber 1, in which eddy currents are induced, which also impede mutual motion.

Протекание вихревых токов сопровождается выделением тепла в соответствии с законом Джоуля-Ленца, что ведет к нагреву трубчатых волокон 1 и всего слоя ткани. Величина выделяющегося количества теплоты, а следовательно, и температура нагрева определяется величинами индукции магнитного поля, амплитуды и частоты относительных колебаний, а также электрическим сопротивлением по пути их протекания.The flow of eddy currents is accompanied by heat in accordance with the Joule-Lenz law, which leads to heating of the tubular fibers 1 and the entire tissue layer. The amount of heat released, and therefore the heating temperature, is determined by the magnitude of the magnetic field induction, the amplitude and frequency of the relative oscillations, as well as the electrical resistance along the path of their flow.

Преимущества ткани с электромагнитным нагревом в том, что она позволяет улучшить эксплуатационные качества, так как отсутствует необходимость в обеспечении надежности электрических контактов, зарядке аккумуляторных батарей или замене элементов питания и т.п. Ткань с электромагнитным нагревом также обладает большей надежностью, так как величина и равномерность нагрева практически не меняется при локальных повреждениях отдельных нитей, в отличие от известных электронагревательных тканей. Ткань обеспечивает дополнительную тепловую защиту от переохлаждения пользователей и оборудования, находящихся длительное время в условиях низких температур, и может использоваться при производстве спортивно-туристических и военных изделий.The advantages of fabrics with electromagnetic heating are that they can improve performance, since there is no need to ensure the reliability of electrical contacts, charge batteries or replace batteries, etc. A fabric with electromagnetic heating also has greater reliability, since the magnitude and uniformity of heating practically does not change with local damage to individual threads, in contrast to the known electric heating fabrics. The fabric provides additional thermal protection against overcooling of users and equipment that are located for a long time at low temperatures, and can be used in the manufacture of sports, tourism and military products.

Claims (1)

Ткань, представляющая собой полотно, выполненное переплетением нитей, и содержащая основные неэлектропроводные нити, имеющие первое направление, и нагревательные нити, имеющие второе направление, перпендикулярное первому, отличающаяся тем, что нагревательные нити выполнены в виде электропроводящих немагнитных трубок, внутри которых закреплены намагниченные упругие нити из магнитотвердого материала, а зазор между ними заполнен упругим немагнитным материалом или воздухом. A fabric, which is a web made by interweaving threads, and containing the main non-conductive threads having a first direction, and heating threads having a second direction perpendicular to the first, characterized in that the heating threads are made in the form of electrically conductive non-magnetic tubes, inside of which magnetized elastic threads are fixed from hard magnetic material, and the gap between them is filled with elastic non-magnetic material or air.
RU2015127585/12A 2015-07-08 2015-07-08 Fabric with electromagnetic heating RU2599003C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015127585/12A RU2599003C1 (en) 2015-07-08 2015-07-08 Fabric with electromagnetic heating

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015127585/12A RU2599003C1 (en) 2015-07-08 2015-07-08 Fabric with electromagnetic heating

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2599003C1 true RU2599003C1 (en) 2016-10-10

Family

ID=57127373

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015127585/12A RU2599003C1 (en) 2015-07-08 2015-07-08 Fabric with electromagnetic heating

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2599003C1 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU181530U1 (en) * 2018-03-23 2018-07-17 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" ELECTRIC HEATING FABRIC PROTECTED FROM ELECTROMAGNETIC RADIATION
RU2664385C1 (en) * 2017-08-03 2018-08-16 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" Fabric with electromagnetic heating threads
RU184744U1 (en) * 2017-11-02 2018-11-07 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" ELECTRIC HEATING FABRIC WITH PROTECTION FROM ELECTROMAGNETIC RADIATION (OPTIONS)
RU2687769C1 (en) * 2018-07-04 2019-05-16 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" Fabric with electromagnetic and piezoelectric heating
RU2701403C1 (en) * 2019-03-25 2019-09-26 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" Fabric with electromagnetic and piezoelectric heating

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4981718A (en) * 1988-06-27 1991-01-01 Milliken Research Corporation Method for making electrically conductive textile materials
RU2212120C1 (en) * 2002-07-03 2003-09-10 Гриневич Игорь Афанасьевич Electric heating sheet
CN202444640U (en) * 2012-02-20 2012-09-19 顾文娟 Electrothermal textile fabric
RU2496933C2 (en) * 2008-05-29 2013-10-27 Кимберли-Кларк Ворлдвайд, Инк. Conductive fabrics comprising electrical pathways and method of their manufacture

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4981718A (en) * 1988-06-27 1991-01-01 Milliken Research Corporation Method for making electrically conductive textile materials
RU2212120C1 (en) * 2002-07-03 2003-09-10 Гриневич Игорь Афанасьевич Electric heating sheet
RU2496933C2 (en) * 2008-05-29 2013-10-27 Кимберли-Кларк Ворлдвайд, Инк. Conductive fabrics comprising electrical pathways and method of their manufacture
CN202444640U (en) * 2012-02-20 2012-09-19 顾文娟 Electrothermal textile fabric

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2664385C1 (en) * 2017-08-03 2018-08-16 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" Fabric with electromagnetic heating threads
RU184744U1 (en) * 2017-11-02 2018-11-07 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" ELECTRIC HEATING FABRIC WITH PROTECTION FROM ELECTROMAGNETIC RADIATION (OPTIONS)
RU181530U1 (en) * 2018-03-23 2018-07-17 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" ELECTRIC HEATING FABRIC PROTECTED FROM ELECTROMAGNETIC RADIATION
RU2687769C1 (en) * 2018-07-04 2019-05-16 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" Fabric with electromagnetic and piezoelectric heating
RU2701403C1 (en) * 2019-03-25 2019-09-26 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" Fabric with electromagnetic and piezoelectric heating

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2599003C1 (en) Fabric with electromagnetic heating
JP5111927B2 (en) Thermoelectric structure and method of using the thermoelectric structure to form a woven structure
CA2599137C (en) Electrical components and circuits constructed as textiles
US20180347081A1 (en) Electrical resistance-variable conductive elasticized knitted fabric and conductive part
CN106676747B (en) Braided intelligent susceptor heating blanket
US11091856B2 (en) Electric heating cloth having gaps and connection structure thereof
JP2018080417A (en) Conductive stretch continuous body
CN110337770A (en) Motor component
CN104995344B (en) Conductive fabric
RU181530U1 (en) ELECTRIC HEATING FABRIC PROTECTED FROM ELECTROMAGNETIC RADIATION
US20200032430A1 (en) Electromagnetic shielding fabric and yarn for its manufacture
RU184744U1 (en) ELECTRIC HEATING FABRIC WITH PROTECTION FROM ELECTROMAGNETIC RADIATION (OPTIONS)
RU2687769C1 (en) Fabric with electromagnetic and piezoelectric heating
Liu et al. Influence of metal fibre content of blended electromagnetic shielding fabric on shielding effectiveness considering fabric weave
TW201639998A (en) Conductive textile
US919402A (en) Electrical heating apparatus.
RU2664385C1 (en) Fabric with electromagnetic heating threads
RU2701403C1 (en) Fabric with electromagnetic and piezoelectric heating
JP2017125291A (en) Conductive stretchable yarn, conductive stretchable fabric, and conductive stretchable knitted fabric
Varnaitė The use of conductive yarns in woven fabric for protection against electrostatic field
KR101393264B1 (en) electro-conductive textile for low voltage
US729171A (en) Electric heating fabric.
KR20120055526A (en) Thermoelectrics fabric
Sattarov et al. Design and basic consideration of electromagnetic heating yarns with Foucault currents for smart functional fabrics
Šaravanja et al. The impact of dry and wet cleaning on fabric electromagnetic field shield effect

Legal Events

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

Effective date: 20170709

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20180523

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20200709