RU26414U1 - Комбинированная химическая грелка - Google Patents

Abstract

1. Комбинированная химическая грелка, включающая плоский пакет из воздухопроницаемого материала, внутри которого находится экзотермическая композиция, отличающаяся тем, что на одну из поверхностей пакета помещают теплоотражающий экран, а на противоположной поверхности последовательно располагают герметичный плоский пакет из полимерного материала, внутри которого находятся фазопереходная композиция в конденсированном состоянии и теплораспределяющий элемент.2. Грелка по п.1, отличающаяся тем, что в качестве воздухопроницаемого материала используют перфорированную полимерную пленку с диаметром отверстий 0,01-1 мм.3. Грелка по п.1, отличающаяся тем, что теплоотражающий экран выполняют из металлической фольги или из металлизированной полимерной пленки.4. Грелка по п.1, отличающаяся тем, что теплоотражающий экран перфорируют отверстиями диаметром 0,5-5 мм.5. Грелка по п.1, отличающаяся тем, что теплораспределяющий элемент помещают внутри пакета с теплоаккумулирующей композицией.6. Грелка по п.1, отличающаяся тем, что теплораспределяющий элемент выполняют в виде металлической сетки или сетки из графитсодержащего волокна.7. Грелка по п. 1, отличающаяся тем, что экзотермическая композиция включает, мас. %: порошок железа 40-95; уголь активированный 1-31; влагоудерживающий сорбент 1-40; хлорид натрия 1-30; воду 2-35.8. Грелка по п.1, отличающаяся тем, что в качестве фазопереходной композиции используют смеси тригидрата ацетата натрия с дигидратом ацетата лития либо с тетрагидратом диацетата магния.

Description

КОМБИНИРОВАННАЯ ХИМИЧЕСКАЯ ГРЕЛКА

Полезная модель относится к области химических источников тепла, равно как к теплоаккумулирующим материалам, обладающих скрытой теплотой фазового перехода жидкость - твердое, применяемых для защиты человека от переохлаждения при длительном выполнении работ в условиях воздействия холода при авари51х и катастрофах на суше и на море, при занятиях спортом, туризмом, альпинизмом, а также для использования в медицинских грелках и компрессах.

Известны грелки и компрессы (GB № 2134532, 1984), (а.с. СССР № 1733461, С 09 К/06, 1990), состоящие из емкости с теплоаккумулирующим материалом и снабженные устройством для инициации процесса кристаллизации. К недостаткам таких грелок относится то, что для приведения грелки в рабочее состояние теплоаккумулирующий материал предварительно плавят, а для предотвращения процесса самопроизвольной кристаллизации в состав дополнительно вводят гелеобразователь, что снижает удельное содержание рабочего компонента. Вторым недостатком является обязательное наличие механического устройства для инициации кристаллизации.

Особенности применения, связанные с комфортным состоянием человеческого тела, предопреде.ляют осуществление процессов тепловыделения, протекающих длительно при сравнительно невысоких температурах 36 - . Для этой цели используют фазопереходные материалы, представляющие собой смесь тригидрата ацетата натрия с мочевиной или с пентагидратом тиосульфата натрия (заявка PCT/RU 99/00294 от

13.08.99), а также смеси тригидрата ацетата натрия с дигидратом ацетата лития, либо с тетрагидратом диацетата магния (заявка RU № 2001114693 от 31.05 2001).

Известны грелки и компрессы, тепловыделение которых основано на экзотермической реакции окисления порошкообразного железа кислородом воздуха.

Грелка для подогрева биологических жидкостей, крови и плазмы, используемых при переливаниях (US № 5042455, 1991), состоит из контейнера с экзотермической композицией, к которому открыт доступ воздуха. Недостатком грелки, обусловленным недопустимостью перегрева биологических жидкостей, является заведомо заниженное содержание основного реагента (железа), что приводит к неудовлетворительным температурно - временным показателям (30 - 32°С не более 2 часов) при ее использовании для обогрева тела человека.

Известна грелка (US № 5046479, 1991), представляющая собой сумку из воздухопроницаемого материала, внутри которой находится экзотермическая композиция.

К недостаткам грелки относится то, что во избежание перегревов, свойственных реакциям окисления на начальной стадии, в качестве воздухопроницаемого материала используют микропористую пленку, существенно ограничивающую доступ воздуха до 20 - 10000 сек/100 мл.

Наиболее близкой к предлагаемой полезной модели является грелка (US № 5233981, 1993), состоящая из плоского воздухопроницаемого пакета, внутри которого находится экзотермическая композиция.

К недостаткам грелки относится то, что во избежание перегревов, она дополнительно содержит конструктивные элементы, регулирующие доступ воздуха, а именно, два слоя

перфорированной пленки с возможностью их относительного смещения. Эта особенность предопределяет наличие определенных навыков у пользователя, а также ограничивает возможность использования грелки под одеждой, например в скафандре водолаза.

Технической задачей является создание энергоемких грелок при устойчивой работе тепловьщеляющих элементов в интервале температур 38 - 42°С на протяжении 6-24 часов.

Целью полезной модели является конструктивное совмещение грелки на основе экзотермической реакции окисления с теплоаккумулирующим элементом, поглощающим избыточное тепло с последующим его возвратом.

Поставленная цель достигается тем, что предлагается комбинированная химическая грелка, включающая плоский пакет из воздухопроницаемого материала, внутри которого находится экзотермическая композиция, отличающаяся тем, что на одну из поверхностей пакета помещают теплоотражающий экран, а на противоположной поверхности последовательно располагают герметичный плоский пакет из полимерного материала, внутри которого находится фазопереходная композиция в конденсированном состоянии, и теплораспределяющий элемент.

Наличие теплоотражающего экрана необходимо для направления теплового потока в сторону фазопереходной композиции.

Теплораспределяющий элемент является также существенным признаком в связи с тем, что процесс кристаллизации, сопровождаемый вьщелением тепла, всегда начинается в локальных точках, в то время как требуется равномерное теплораспределение по всей греющей поверхности.

Предлагаемая комбинированная грелка (Фиг. 1.) работает следующим образом: при поступлении воздуха внутрь плоского воздухопроницаемого пакета 1 кислород вступает в реакцию с экзотермической композицией 2, происходит окисление порошка железа с интенсивным выделением тепла. Теплоотражающий экран 3 направляет тепловой поток в сторону герметичного плоского пакета 4, внутри которого находится фазопереходная композиция 5 в конденсированном состоянии. При достижении температуры фазового перехода композиции начинаетсяпроцессаккумулированияизлишнего

тепловыделения от реакции окисления. По мере понижения температуры экзотермической композиции 2 до уровня температуры фазового перехода композиции 5 начинается процесс кристаллизации последней сопровождаюшийся выделением аккумулированного тепла. Равномерность теплоотдачи по площади поверхности обеспечивает теплораспределяющий элемент 6.

В качестве воздухопроницаемого материала используют перфорированную полимерную пленку с диаметром отверстий 0,01 - 1 мм.

Теплоотражающий экран выполняют из металлической фольги или из металлизированной полимерной пленки, в грелке с плошадью поверхности более 0,05 м экран дополнительно перфорируют отверстиями с диаметром 0,5 - 5 мм для улучшения доступа воздуха.

В тех случаях, когда при эксплуатации грелки предполагается значительная деформация ее поверхности, например, когда грелка выполняется в виде пояса, теплораспределяющий элемент помещают внутри пакета с теплоаккумулирующей композицией.Собственно

теплораспределяющий элемент выполняют в виде металлической сетки или сетки из графитсодержащего волокна.

Состав экзотермической композиции включает, масс.%: порошок железа 40-95; уголь активированный1-31;

влагоудержиБающий сорбент 1 - 40; хлорид натрия 1 - 30; воду 2-35.

В качестве фазопереходной композиции используют смеси тригидрата ацетата натрия с дигидратом ацетата лития, либо с тетрагидратом диацетата магния.

Ниже приведен пример качественного состава комбинированной химической грелки.

Пример: Состав экзотермической композиции, масс.%:

порошок железа55;

силикагель12;

вермикулит

(влагоудерживающий сорбент) 20;

хлорид натрия3;

вода10.

Состав фазопереходной композиции, масс.%:

CH3COONa3H2O91;

СНзСООи2Н2О9.

Достижение цели полезной модели проиллюстрировано на Фиг.2 Температурная характеристика грелки в зависимости от времени эксплуатации. Наблюдается устойчивая работа комбинированной химической грелки в интервале температур 38 - 42°С на протяжении 6 часов.

В прототипе была использована экзотермическая композиция того же состава, что и в приведенном примере грелки комбинированной.

Claims (8)

1. Комбинированная химическая грелка, включающая плоский пакет из воздухопроницаемого материала, внутри которого находится экзотермическая композиция, отличающаяся тем, что на одну из поверхностей пакета помещают теплоотражающий экран, а на противоположной поверхности последовательно располагают герметичный плоский пакет из полимерного материала, внутри которого находятся фазопереходная композиция в конденсированном состоянии и теплораспределяющий элемент.

2. Грелка по п.1, отличающаяся тем, что в качестве воздухопроницаемого материала используют перфорированную полимерную пленку с диаметром отверстий 0,01-1 мм.

3. Грелка по п.1, отличающаяся тем, что теплоотражающий экран выполняют из металлической фольги или из металлизированной полимерной пленки.

4. Грелка по п.1, отличающаяся тем, что теплоотражающий экран перфорируют отверстиями диаметром 0,5-5 мм.

5. Грелка по п.1, отличающаяся тем, что теплораспределяющий элемент помещают внутри пакета с теплоаккумулирующей композицией.

6. Грелка по п.1, отличающаяся тем, что теплораспределяющий элемент выполняют в виде металлической сетки или сетки из графитсодержащего волокна.

7. Грелка по п. 1, отличающаяся тем, что экзотермическая композиция включает, мас. %: порошок железа 40-95; уголь активированный 1-31; влагоудерживающий сорбент 1-40; хлорид натрия 1-30; воду 2-35.

8. Грелка по п.1, отличающаяся тем, что в качестве фазопереходной композиции используют смеси тригидрата ацетата натрия с дигидратом ацетата лития либо с тетрагидратом диацетата магния.