Гибкий нагреватель Советский патент 1977 года по МПК H05B3/36 

(54) ГИБКИЙ НАГРЕВАТЕЛЬ

Изобретение относится к эпектрическим натреватепям, преанааначенным дпя работы в усповиях существенных механических нагрузок, и может быть испопьзовано при иэготовпении антнобпеаенитепей морских и воэдушных судов в форк чехпоа, ппоских нагреватепей и т. д., а также при иаготовпении эпектрообогреваемых канатов.

Известен эпектрический нагреватепь, прец назначенный дпаработы в усповияхмеханическкк воздействий и представняющий собой реаистивный элемент в виде пенты, шнура и т. п., покрытый олпеткой и помеи ениый в электрическую изопацию l .

Недостатком указанной конструкции является то, что защищенный пишь оппеткой и эпектроизопяцией резистивиый элемент вынужден поглощать значительную часть энергии механического воздействия на гибкий на: Греватепь, что ведет к быстрому его раз- рушению.

Известен также эп ч тпический кабо1ь. в котором вокруг медной жилы - реаисти&ного эпемента, навита в виде спирали станьная проволока - шунтирующий токопроводящий элемент, который позволяет в случае разрушения медной жилы шуитировать ее через стальную tipoBonoKyf2iJ.

Недостатком указанного гибкого нагревателя является то, что стальная проволока шунтирует медную жилу постм нно, поэтому электрический ток постоянно протекает одно временно как по резистивиому эяемеиту, так и яо шунтирующему элементу (две электрические цепи), а «то {фнводит к тому что при обрыве резистивного пемвнтв peaко возрастает- электрическое сопротивление нагревателя, так как остается одна апектрическая цепь, поскольку электрическое С( противление шунтирующего эпемеата значительно выше, чем электрическое сопротивление резистивного эпемента, в результате чего в месте обрыва происходит П(егрев и полное разрушение нагревателе.

Цепь изобретения - повышение надежности гибкого нагревателя.

Указанная цепь достигается тем, что в гибком нагревателе шунтирующи элемент выполнен в виде осиовы из эластичного материала, электрическое сопротивпеияе котрого выше эпекгрического сопротивпения реэистивного эпемента, например из угле- родсоаержащего волокна, а резистивный эпемонт навит на эту основу и выполнен из мягкого эпектрически анизотропного матери ana, Hanpi« ftp из углеродного вопокна;оплетка может быть выполнена из материала основы. Такая конструкция нагревателя обеспечивает повышение надежности работы в условиях механических воздействий, посколь ку эластичная основа рассеивает большую часть поглощаемой нагревателем энергии механического воздействия и одновременно. выполняет роль шунтирующего элемента, по которому ток протекает только при оЪрыве и в местах обрыва резистивного элемента, так как резистивный элемент электрически анизотропен.

На фиг. 1 изображен гибкий нагреватель с зазором между витками резистивного эле- мента; на фиг. 2-нагреватель без зазоров между витками резистивного элемента; на фиг. 3 - нагреватель, помещенный внутрь амортизирующей оболочки. Гибкий нагреватель содержит шунтирук)щий токоведущий влемент 1, выполненный в виде основы из эластичного углеродсодержащего, материала, навитый на элемент 1 резистивный элег меит 2 из электрически анизотропного yглepoднo o волокна, элементы 1 и 2 покрыты оплеткой 3, которая также может быть выполнена из материала элемента 1. Снаружи одета влагогазонепроницаемая изолция 4. При варианте исполнения, изображенном на фиг. 3, нагреватель окружен .амортизирующей волокнистой оболочкой 5 из пеньки или другого материала, на которую уложены пряди 6 из -стальной проволоки, образующие спиральный канат 7.

При подаче напряжения на резистивный элемент 2 ток течет только по нему, поскольку он выполнен из электрически анизотропного материала - углеродного волокна. Под действием на на1реватель механических нагрузок происходит рассеивание большей части энергии воздействия эластичной основой i, однако возможен и обрыв резистивного элемента 2. В этом случае распуши&шиеся концы углеродного волокна - резистивный элемент 2 - электрически замыкаются в месте обрыва через токопроводящий элемент 1, причем электрический контакт оказывается надежным, поскольку распушившиеся концы Прижимаются к элементу 1 пос{)едством оплетки 3 и влагогазонеароницаемой электрической изоляции 4. До обрыва электрический ток протекает только по резистивному элементу 2 (одна электрическая цепь) в силу его электрической анизфопии. При обрыве резистивного элемента

2 электрическое сопротивление его возрастает незначительно (электрическая цепь остается одной), так как распушившиеся концы углеродного в:)покна в месте обрыва ybice не являются анизотропными и повышают надежность элек1рического контакта через токоведуший элемент 1, а поскольку участок шунтирования мал, то и вклад его в общее электросопротивление резнстивного элемента (электрической цепи) незначителе Поэтому обрыв резистивного элемента не приводит к выходу нагревателя из строя. Более того, путем наблюдения за ростом зопротивления резистивного элемента можло выбрать оптимальный, с точки зрения условий эксплуатации, момент для замены нагревателя, т. е. исключить аварийные Ситуации.

При работе нагревателя (фиг. 3) резистивный элемент 2 разогревается до несколь ких десятков градусов. Тепловой поток через оплетку 3, влагогазонепроницаемую электрическую изоляцию 4 и волокнистую оболочку 5 доходит до стальных прядей 6 спирального каната 7, поддерживая на его поверхности температуру (). Такая температура предотвращает оледенение каната с гибким нагревателем.

Электрическая анизотропия углеродного волокна позволяет осуществлять сплошную (фиг. 2) навивку резистивного элемента 2 на основу.

Формула изобретения

щ и и с я тем, что, с целью повышения надежности в условиях механических нагрузок, токопроводяший элемент выполнен в виде основы из эластичного материала, (Электрическое сопротивление которого выше электрического сопротивления резистивного элемента, например из углеродсодержа- щего волокна, а резистивный элемент навит на эту основу и выполнен из мягкого элекричёски анизотропного материала, например из углеродного волокна.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

2,ПатентФРГ)91О91163,кл.21сЗ/13, 1965 г.

У