Способ изготовления гибкого нагревателя

Способ изготовления гибкого нагревателя

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОЙ ИСАЙИ Е

ИЗОЬЕЕт ЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (II! 600745

Йоюа Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свпд-ву (22) Заявлено 07.10.75 (21) 2178762/07 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.03.78. Бюллетень № 12 (45) Дата опубликования описания 03.04.78 (51) Ч. Кл.- Н 05В 3, 36

Государственный комитет

Совета Министров СССР (53) УДК 621.3.036.669..002.2 (088.8) по делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

P. М. Рубинер и С. Г. Зайчиков (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ГИБКОГО НАГРЕВАТЕЛЯ

Изобретение относится к способам изготовле ния гибкого нагревателя, предназначенного для работы в различных условиях, в том числе и в условиях существенных механических воздействий, и может быть использовано при изготовлении антиобледенителей морских и воздушных судов, а также других транспортных средств, обогревателей различных приборов и аппаратов (антенных устройств, аккумуляторов, двигателей и т. п.), эксплуатируемых в условиях низких температур.

Известен способ изготовления гибкого нагревателя, при котором резистивный элемент выполняют из углеродистого волокнистого материала и покрывают влагогазонепроницаемой электроизоляцией (1).

Однако такой способ не обеспечивает надежной и эффективной работы гибкого нагревателя из-за разрушения резистивного элемента, поскольку. эластичность и прочность резистивного элемента из углеродистого волокнистого материала при температурах эксплуатации (обычно — 100 С) всегда значительно ниже, чем эластичность и прочность резистивных элементов пз других материалов, например нихрома.

Известен также способ изготовления гибкого нагревателя, согласно которому, во избежание выхода нагревателя из строя при обрыве резистивного элемента, рсзистивный элемент из углеродистого волокнистого материала навивают по спирали на токопроводяшую основу из углеродсодержащего волокнистого полимерного материала, выполненную, на5 пример, в виде плетеного шнура, на нпх наносят оплетку из токопроводящего углеродсодержащего волокнистого полимерного материала и влагогазонспронпцасмую электропзоляцию.

10 Однако по мере увеличения числа обрывов резистивного элемента, особенно прогрессирующих в условиях существснных механических воздействий на гибкий нагреватель, электросопротивление рсзистивного элемента, 15 шунтируемого токопроводящпми основой и оплеткой, увеличивается, вследствие чего снижается эффективность работы гибкого нагревателя.

Целью изобретения является повышение

20 надежности работы гибкого нагревателя в условиях механических воздействий на него.

Поставленная цель достигается благодаря тому, что г ибкий нагреватель, перед нанесением на оплетку влагогазонепроницаемой

25 электропзоляцип, подвергают термообработкс в среде, обеспечивающей внутримолекулярную цнклнзацию материалов основы и оплетки, до температуры ее начала.

При использовании в качестве материала

ЗЗ основы ll оплетки вискозы тер мообр а оотк». Bl

600745

05 дут в среде нейтрального газа, например азота, до температуры 160 — 200 С, а при использовании иолиакрилнитрила — — в окислптсльной среде, например на воздухе, 1о температуры

200 — 230 С.

Основа и оплетка могут быть предварительно пропитаны электропроводящим составом.

При термообработкс гибкого нагревателя до температуры начала внутримолекулярной циклизации полимерного материала основы и оплетки (вискозы, полиакрилннтрила и т. д.) происходит интенсивная усадка основы и оплетки (на 10 — ЗОО/о) без какого-нибудь существенного изменения прочностны., упругих и других физико-механических характеристик полимера, причем углеродистый резистивный элемент при этом не изменяет своих свойств или размерОВ, поскольку его полу 1а10Т путем графитирования при температурах до 3000 С.

В рсзультатс вышеуказанной термообработки, которая приводит к ш1тенсивной усадкс основы и оплетки, резистивный элемент из углеродистого волокнистого материала оказывается в сжатом состоянии и приобретает запас (10 — 30 II) на растяжение, что резко cHilжает, а практически исключает обрыв его при растяжении основы и оплетки. Таким образом компенсируется меньшая по сравнению с эластичностью и прочностью основы и оплстк:1 эластичность и прочность рсзистивного элемента. Всестороннее сжатие резистивного элемента позволяет также гарантировать надежный его контакт в случае обрыва с шунтирующими сго токопроводящими оплеткой и основой.

Усадка оплетки по длине всегда больше, чем усадка по диаметру, следовательно оплетка в любом случае обжимает основу с навитым на нее резист IBHbIM элементом.

Следует подчеркнуть, что известными приемами осуществить сжатие углеродистого волокнистого резистивного элемента, навитого по спирали на эластичную основу, и создать запас на его растяжение прн механических воздействиях на гибкий нагреватель не удается ввиду низкой эластичности и прочности материала резпстивного элемента.

П р и м с р 1. На основу — жгут, скрученный из 19-ти нитей вискозного корда 185 текс, навивают по спирали с расстоянием между витками 4 — 5 мм углероди стый резистивный элемент — графитированный при 2500 С шнур из

8-ми нитей вискозы, после чего поверх резистнвного элемента наносят оплетку из вискозного корда. Основу и оплетку предварительно пропитывают раствором коллоидногo графита в этпловом спирте для придания им токопроводящпx свойств. Изготовленный таким образом нагревательный элемент подвергают термообработке в среде азота прп температуре 160 — 200 С, в результатс которой расстояние между витками спирали сокра цается до 3,6 мм. Затем оплетку покрывают слосм силиконовой резины.

Пр и мер 2. На основу — жгут, состоящий

4 из 24+3 сложений полиакрильных нитей 33 текс, навивают с расстоянием между виткамц 4 — 5 мм углеродистый рсзистивный элемент — графитированный при 2500 С шнур, сплетенный из 8-ми нитей вискозы, после чего поверх резистивного элемента наносят оплетку из полиакрильных нитей. Основу и оплетку предварительно пропитывают раствором коллоидногo графита в этиловом спирте для придания им токопроводящих свойств. Изготовленный таким образом нагревательный элемент подвергают термообработке на возду с при температуре 200 — 300 С, при этом расстояние между витками спирали сокращается до 3,1 мм. Далее оплетку покрывают слоем силиконовой резины.

При применении в .качестве материала основы и оплетки различных полимеров среду термообработки подбирают по материалу оплетки. В качестве материала оплетки желательно применять полиакрилнитрил, поскольку в этом случае отпадает необходимость в защитной среде, и тсрмообработка производится на воздухе, а среда термообработки основы автоматически становится защитной за счет летучих оплетки. Температура термообраб<>тки должна быть равна нижнсму интервалу TcvincpBT) поскольку при превышении этого интервала начинается процесс внутримолскулярной циклизации того материала основы или оплетки, температура начала внутримолекуляр1101! цикл1iзации которого ниже, а это приводит к резкому падению его прочностных свойств и эластичности.

Применение токопроводящих пропиток, таких как коллоидный графит, не оказывает никакого влияния на конструктивную прочность нагревателя, однако позволяет повысить его надежность.

Гибкпс нагреватели, изготовленные предложенным способом, выдерживают при испытаниях на механическую прочность нагрузку на растяжение до 10 кг на вискозпых основе и

o1Iлстке (пример 1) и до 20 кг на полиакриль ых основе и оплетке (пример 2), в то время как гибкие нагреватели, изготовленные известным способом, не выдерживают нагрузку на растяжение выше 2 кг — на вискозных основе и оплетке и выше 4 кг — на полиакрильных.

Использование предлагаемого способа изготовления гибкого нагревателя позволяет увеличить срок его службы, длительность и на;1сжность эксплуатации, особенно в условиях су1цсственных механических воздействий.

Формула изобретения

1. Способ изготовления гибкого нагрсвате:!я, при которо vi на токоп",Овод11щг10 Основу из углеродсодсржа1цего волокнистого полимерного материала, выполненную, например, в виде п 1c1cH01 o шнура, навива1от по спирали резистивный элемент из угле;однстого волокнистого материала, на них наносят оплетку

600745

Составитель А. Ходатаева

Техред И. Михайлова

Редактор 3. Старикова

Корректоры: Л. Денискина и Л. Котова

Заказ 358j18 Изд. M 323 Тираж 992

НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Типография, пр. Сапунова, 2 из токопроводящего углеродсодержащего волокнистого полимерного материала и влагогазонепроницаемую электроизоляцию, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения надеисности работы нагревателя в условиях механических воздействий, перед нанесением электроизоляции подвергают нагреватель термообработке в среде, обеспечивающей внутримолекулярную циклизацию материала основы и оплетки, до температуры ее начала.

2, Способ по п. 1, отличающийся тем, что при использовании в качестве материала основы и оплетки вискозы термообработка ведется в среде нейтрального газа, например азота, до температуры 160 †2 С.

3. Способ по п. 1, отлич а ющийся тем, 5 что при использовании в .качестве материала основы и оплетки полиакрилнитрила термообработку ведут в окислительной среде, например на воздухе, до температуры 200 †2 С.

Источники информации, 10 принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР №251107, кл. Н 05В 3/34, 1976.