ГИБКИЙ КОМПОЗИЦИОННЫЙ ЭЛЕКТРООБОГРЕВАТЕЛЬ Российский патент 2001 года по МПК H05B3/28 

Изобретение относится к области электронагрева, в частности к многослойным резистивным электронагревательным элементам поверхностного типа, и может быть использовано для местного обогрева в технических и бытовых условиях.

Известен гибкий электрообогреватель из композиционного материала на основе бутилкаучука, содержащий размещенный между изоляционными слоями электропроводящий слой, по краям которого расположены электроды, связанные с токоподводящими жилами кабеля. Электроды имеют пластинчатую форму и выполнены из медной или латунной сетки (см., например, описание к патенту России N 2075836, заявл. 16.04.93, кл. H 05 B 3/28).

Выполнение электродов в виде пластин из металлической сетки увеличивает контактное сопротивление по границе "электрод - электропроводящий слой", приводит к неравномерному распределению потенциала по поверхности электропроводящего слоя и неравномерному нагреву электрообогревателя. Недостатком является и то, что место соединения электрода с токоподводом размещено в электропроводящем слое, что при работе гибкого электрообогревателя периодически приводит к нарушению контакта и выходу его из строя. Кроме того, наличие в электрообогревателе только двух электродов, расположенных по краям электропроводящего слоя, ограничивает размеры устройства по длине, т.к. с увеличением расстояния между электродами снижается напряженность электрического поля и эффективность нагрева.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному эффекту к заявляемому (прототипом) является гибкий композиционный электрообогреватель, содержащий размещенный между изоляционными слоями электропроводящий слой и связанную с электропроводящим слоем систему параллельно расположенных электродов, крайние из которых установлены по краям электропроводящего слоя, и токоподводы. Электроды имеют форму пластин из меди и расположены в электропроводящем слое на равном расстоянии друг от друга (см. описание к патенту России N 2094957, заявл. 10.05.94, по кл. H 05 В 3/28).

Выполнение электродов в виде пластин увеличивает их металлоемкость, снижает площадь контакта с электропроводящим слоем, увеличивает контактное сопротивление по границе - "электрод- электропроводящий слой", а это приводит к локальным перегревам и выходу из строя электрообогревателя.

Одиночные пластинчатые электроды не позволяют выравнить потенциал по всей поверхности электропроводящего слоя и обеспечить равномерность нагрева.

Соединение токоподвода с электродом внутри электропроводящего слоя при работе гибкого электрообогревателя может привести к потере контакта и выходу из строя изделия.

Задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы обеспечить возможность увеличения площади контакта электродов с электропроводящим слоем, снизить контактное сопротивление по границе - "электрод-электропроводящий слой", значительно уменьшить металлоемкость изделия, а также создать условия для выравнивания потенциала по всей поверхности электропроводящего слоя и обеспечить равномерность нагрева, уменьшить вероятность обрыва контакта электродов с токоподводами при работе гибкого электрообогревателя. Поставленная задача решается тем, что в известном гибком композиционном электрообогревателе, преимущественно на основе бутилкаучука, содержащем размещенный между изоляционными слоями электропроводящий слой и связанную с электропроводящим слоем систему параллельно расположенных электродов, крайние из которых установлены по краям электропроводящего слоя, и токоподводы, согласно изобретению электроды в электропроводящем слое размещены группами по два и более, причем концы электродов каждой группы электрически связаны между собой, заключены в изоляционную оболочку и выведены наружу в качестве токоподводов.

Сопоставительный анализ заявляемого технического решения с известными показал, что предложенная совокупность признаков является новой, имеет изобретательский уровень и промышленно применима.

Сущность изобретения поясняется чертежом.

На фиг. 1 схематично изображен общий вид устройства.

На фиг. 2 - то же, разрез по А-А.

Гибкий композиционный электрообогреватель на основе бутилкаучука содержит расположенный между изоляционными слоями 1 и 2 электропроводящий слой 3 и систему параллельно установленных электродов 4. Электроды 4 размещены в электропроводящем слое 3 группами 5, 6, 7, а крайние группы 5 и 7 электродов 4 расположены по его краям. Каждая группа 5, 6 и 7 электродов и соответствующий токоподвод 8, 9 и 10 состоят из единой конструкции и выполнены в виде одно- или двухжильного кабеля с двойной резиновой изоляцией типа КГ. Для этого, в части кабеля, равной длине электрода 4, удаляют изоляцию, жилу распускают и обрабатывают 20%-ным раствором HCl с целью снятия окисной пленки и уменьшения контактного сопротивления в месте контакта электрода с электропроводящим слоем.

В пресс-форму (на чертеже не показано) укладывают изоляционный слой 1 и 75-80% электропроводящего слоя 3. Провода с обработанного участка кабеля, являющиеся группой 5, 6 или 7 электродов 4, укладывают па электропроводящий слой 3, располагая их параллельно на равном расстоянии друг от друга. Сверху укладывают оставшуюся часть электропроводящего слоя 3 и изоляционный слой 2. Количество групп электродов может быть от трех и более. Количество электродов 4 в каждой группе 5, 6 или 7, расстояние между ними в группе и расстояние между группами 5, 6, 7 в электропроводящем слое 3 определяется расчетным путем. Внешнюю изоляционную часть кабеля, выполняющую роль токоподвода 8, 9 или 10, выводят через специальные отверстия в пресс-форме, причем длина токоподвода соответствует расчетной в зависимости от места технологической установки электрообогревателя. Собранный в пресс-форме пакет изделия вулканизируют.

Устройство работает следующим образом.

На группы 5, 6, 7 электродов 4 по соответствующим токоподводам 8, 9, 10 подают напряжение. Электрический ток, протекая по электропроводящему слою 3 между соседними группами 5, 6 и 6, 7 электродов 4, нагревает его. Тепло от электропроводящего слоя 3 передается на теплопроводные изоляционные слои 1 и 2, нагревая всю поверхность гибкого композиционного электрообогревателя. Так как каждый электрод 4 группы 5, 6 или 6, 7 непосредственно связан с соответствующим токоподводом 8, 9 или 10, происходит равномерное распределение потенциала как между электродами 4 в группе, так и по участкам электропроводящего слоя, расположенным между соседними группами 5 и 6, 6 и 7. Размещение электродов 4 группами 5, 6, 7 увеличивает площадь их контакта с электропроводящим слоем 3.

Заявляемый гибкий композиционный электрообогреватель по сравнению с известными техническими решениями позволяет за счет группового расположения электродов увеличить площадь контакта с электропроводящим слоем, уменьшить их металлоемкость, снизить контактное сопротивление по границе - "электрод-электропроводящий слой", обеспечить возможность выравнивания потенциала по всей поверхности электропроводящего слоя и добиться равномерного нагрева изделия. Устройство так же позволяет уменьшить вероятность обрыва соединения электрода с токоподводом и повысить его надежность.

Изобретение относится к области электронагрева, в частности к многослойным резистивным электронагревательным элементам поверхностного типа, и может быть использовано для местного обогрева в технических и бытовых условиях. Гибкий композиционный электрообогреватель, преимущественно на основе бутилкаучука, содержит размещенный между изоляционными слоями электропроводящий слой и связанную с электропроводящим слоем систему параллельно расположенных электродов, крайние из которых установлены по краям электропроводящего слоя и токоподводы. Новым в гибком композиционном электрообогревателе является то, что электроды в электропроводящем слое размещены группами по два и более, причем концы электродов каждой группы электрически связаны между собой, заключены в изоляционную оболочку и выведены наружу в качестве токоподводов. Техническим результат является добиться равномерного нагрева по всей поверхности электрообогревателя, снизить металлоемкость и повысить надежность его работы. 2 ил.

Гибкий композиционный электрообогреватель, преимущественно на основе бутилкаучука, содержащий размещенный между изоляционными слоями электропроводящий слой и связанную с электропроводящим слоем систему параллельно расположенных электродов, крайние из которых установлены по краям электропроводящего слоя, и токоподводы, отличающийся тем, что электроды в электропроводящем слое размещены группами по два и более, причем концы электродов каждой группы электрически связаны между собой, заключены в изоляционную оболочку и выведены наружу в качестве токоподводов.