Многослойный пакет

Изобретение относится к легкой промышленности, в частности к производству одежды для защиты от холода. Для улучшения теплозащитных свойств одежды используется многослойный пакет, состоящий из наружного и внутреннего слоев и размещенной между ними прокладки, отличающийся тем, что утепляющая прокладка имеет ячеистую структуру, выполненную в виде правильных шестигранников, образованных за счет растягивания в поперечном направлении лавсановых полос, которые скреплены между собой на участках, чередующихся со свободными участками той же длины, причем на соседних полосах скрепляемый и свободный участки располагаются в шахматном порядке, а к внешней поверхности внутреннего слоя и внутренней поверхности наружного слоя прикреплен отражающий материал. Многослойный пакет позволяет обеспечить достаточно высокие величины суммарного теплового сопротивления теплозащитной одежды без существенного увеличения ее массы. 4 ил.

 

Изобретение относится к производству теплозащитных материалов, используемых при изготовлении одежды для защиты от холода, способствующей формированию комфортных микроклиматических условий в пододежном пространстве, что достигается за счет оптимизации интенсивности всех видов теплообмена человека с окружающей средой. Нередко оптимизация сводится к необходимости снижения плотности теплового потока в структуре пакета теплозащитной одежды.

Традиционно, снижение плотности теплового потока достигается путем введения в пакет утепляющего слоя, содержащего в своей структуре небольшие воздушные объемы, заключенные между волокнами или слоями. Такие объемы формируются случайным образом в процессе изготовления полотен, что не позволяет обеспечить высокую изоляцию таких ячеек и, соответственно, иммобилизовать воздух в структуре утеплителя. Это выражается в достаточно низких величинах теплового сопротивления традиционных синтетических утеплителей. Тем не менее, одним из критериев их эффективности выступает низкий объемный вес, свидетельствующий о повышенном содержании воздуха.

Альтернативный подход связан с созданием регулярных структур, в которых формируются иммобилизованные замкнутые воздушные полости. Это позволяет не только обеспечить достаточный уровень изоляции воздушных ячеек, но и задавать их размеры.

Известен многослойный теплоизолирующий пакет, содержащий основной слой, выполненный из текстильного материала, и конструктивные элементы, сформированные в дополнительный слой, размещенный на лицевой стороне основного слоя рядами непрерывно или прерывисто, либо примыкающими друг к другу, либо внахлест. Конструктивные элементы выполнены полыми из несминаемого текстильного материала, а внутренняя сторона конструктивных элементов имеет металлизированное покрытие (патент РФ 2415622, опубл. 10.04.2011 г.).

Недостаток конструкции - не полная герметизация воздушных ячеек, образованных конструктивными элементами, что не позволяет достичь иммобилизации воздуха, необходимой для исключения конвективных потоков. Также в пакете отсутствуют ветрозащитные элементы, что не позволяет снижать интенсивность вынужденной конвекции в структуре пакета в условиях ветра.

Известен многослойный пакет преимущественно для спецодежды, состоящий из наружного, внутреннего слоев и размещенной между ними прокладки с гофрами, расположенными так, что противолежащие вершины соседних рядов обращены навстречу одна другой и соединены одна с другой, а вершины каждого последующего ряда сдвинуты в одном направлении по высоте пакета относительно соединенных с ними вершин гофр предыдущего ряда на величину, не превышающую половины высоты пакета (см. авторское свидетельство СССР №1253586, опубл. 30.08.1986 г.).

Недостаток конструкции - отсутствие элементов, снижающих интенсивность теплового излучения и элементов, препятствующих проникновению воздуха в структуру пакета за счет ветрового напора. Использование поропласта при изготовлении гофр способствует повышению жесткости пакета и его веса, что снижает эргономические показатели пакета.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению является многослойный пакет спецодежды, состоящий из наружного и внутреннего слоев и размещенной между ними прокладки, выполненной из уложенных параллельными рядами с интервалами гофрированных элементов, гофры которых расположены перпендикулярно наружному и внутреннему слоям, и связующих элементов, шириной, равной ширине основания гофр, соединенных с наружным и внутренним слоями и гофрированными элементами и расположенных параллельно наружному и внутреннему слоям (патент РФ 2201703, опубл. 10.04.2003).

Недостатки конструкции:

- воздушные ячейки в структуре прокладки сообщаются между собой, что способствует формированию макропрослойки и интенсификации естественно конвективной теплопередачи в структуре пакета одежды;

- в конструкции не предусмотрено элементов, снижающих интенсивность теплопередачи посредством излучения и вынужденной конвекции.

Задача, на решение которой направлено изобретение, заключается в повышении теплозащитных свойств пакета для утепленной одежды за счет снижения интенсивности теплопередачи в структуре пакета конвекцией и тепловым излучением.

Указанная задача достигается тем, что многослойный пакет, преимущественно для спецодежды, состоит из наружного и внутреннего слоев и размещенной между ними прокладки, которая имеет ячеистую структуру, выполненную в виде правильных шестигранников, образованных за счет растягивания в поперечном направлении лавсановых полос, которые скреплены между собой на участках, длина которых равна длине ячейки, чередующихся со свободными участками той же длины, причем на соседних полосах скрепляемый и свободный участки располагаются в шахматном порядке, а к внешней поверхности внутреннего слоя и внутренней поверхности наружного слоя прикреплен отражающий материал.

Сущность изобретения поясняется фиг 1-4.

На фиг. 1 представлен разрез теплозащитного пакета, который содержит внутренний слой 1, наружный слой 2, к которым прикреплен отражающий материал 3, например, за счет ниточного или клеевого соединения, и утепляющую прокладку 4, представленную ячеистой структурой.

На фиг. 2 представлена схема ячеистой структуры утепляющей прокладки 4, образованной за счет растягивания в поперечном направлении лавсановых полос, скрепленных между собой на участках 5, длина которых равна длине ячейки, чередующихся со свободными участками 6 той же длины, причем на соседних полосах склеиваемый и свободный участки располагаются в шахматном порядке.

На фиг. 3 представлены графики зависимости величины теплового сопротивления утепляющих прокладок от их толщины.

На фиг. 4 представлены графики зависимости величины суммарного теплового сопротивления многослойных пакетов для теплозащитной одежды в зависимости от скорости движения воздуха обдувающего их ветра.

Повышение величины суммарного теплового сопротивления многослойного пакета для теплозащитной одежды достигается за счет:

- структурирования утепляющей прокладки на замкнутые воздушные ячейки, что позволяет не только ввести в утеплитель значительные воздушные объемы, но и создать условия для их иммобилизации, что исключает возможность переноса тепла естественной конвекцией;

- наличия отражающего слоя, что позволяет исключить перенос тепла в утепляющей прокладке тепловым излучением и повысить ветростойкость структуры многослойного пакета для теплозащитной одежды.

Очевидно, что при исключении возможности конвективного и лучистого переноса тепловой энергии в структуре утепляющей прокладки основным механизмом теплопередачи является теплопроводность воздуха, заключенного в ячейках. Поэтому при толщине ячеистой структуры h=5÷20 мм и величине коэффициента теплопроводности воздуха λВ=0,025 Вт/(м·К) расчетное значение теплового сопротивления прокладки составит RΣ=0,2÷0,8 м2·К/Вт. Эти данные подтверждаются экспериментальными результатами (фиг. 3). В то же время величина теплового сопротивления традиционных синтетических утеплителей такой же толщины составляет RΣ=0,2÷0,4 м2·К/Вт.

В условиях ветра, потеря теплозащитных показателей предлагаемого многослойного пакета для теплозащитной одежды на основе ячеистых структур менее выражена, чем в случае традиционных утеплителей при одинаковой структуре других слоев пакета (фиг. 4).

Важным показателем утеплителей для одежды является их объемный вес. Величина объемного веса традиционных утеплителей составляет v=100-800 г/м2. Например, при толщине структуры 20 мм объемный вес ватина - 350-450 г/м2; синтепона - 290 г/м2; утеплителя Shelter - 230 г/м2; утеплителя Ноllоfiber - 280 г/м2.

Величина теплового сопротивления ватина выше, чем у большинства современных синтетических утеплителей при одинаковой толщине. Однако из-за более высокого объемного веса в настоящее время ватин редко используется при производстве теплозащитной одежды.

Объемный веса ячеистого утеплителя при толщине структуры 20 мм в совокупности с отражающими слоями составляет 15-150 г/м2 при толщине лавсановой пленки 0,3-30 мкм.

Таким образом, предлагаемый многослоный пакет позволяет обеспечить достаточно высокие величины суммарного теплового теплозащитной одежды без существенного увеличения ее массы.

Многослойный пакет преимущественно для спецодежды, состоящий из наружного и внутреннего слоев и размещенной между ними прокладки, отличающийся тем, что утепляющая прокладка имеет ячеистую структуру, выполненную в виде правильных шестигранников, образованных за счет растягивания в поперечном направлении лавсановых полос, которые скреплены между собой на участках, чередующихся со свободными участками той же длины, причем на соседних полосах скрепляемый и свободный участки располагаются в шахматном порядке, а к внешней поверхности внутреннего слоя и внутренней поверхности наружного слоя прикреплен отражающий материал.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к водолазному снаряжению. .

Изобретение относится к средствам индивидуальной защиты работников сельскохозяйственного производства. .

Изобретение относится к устройствам для предохранения костей таза человека при падении. .

Изобретение относится к многослойным материалам, используемым в качестве вентилируемых ударозащитных панелей в швейных изделиях с активной теплоизоляцией, в частности с принудительной вентиляцией пододежного пространства, для защиты от пониженных (повышенных) температур, механических воздействий, а также в качестве изоляционных панелей в строительстве.

Изобретение относится к защитной одежде, которая может использоваться для защиты от пуль, осколков, тепловых факторов и атмосферных воздействий для экипировки специалистов в экстремальных условиях.

Изобретение относится к системам обеспечения безопасности пилотов (водителя и пассажиров) транспортных средств с открытым посадочным местом: мотоцикл, трицикл, квадроцикл, спортивный автомобиль или автомобиль типа "кабриолет". Устройство для обеспечения безопасности пилотов транспортных средств с открытым посадочным местом, выполненное в виде комбинезона, включающее систему регуляции микроклимата подкостюмного пространства, оно содержит систему защиты в виде внешних элементов плечевой, локтевой, коленной защиты и защиты голени, эластичных вставок "гармошка", встроенных элементов защиты грудной клетки и спины, а система регуляции микроклимата подкостюмного пространства состоит из воздухозаборников, вентиляционных отверстий, радиальных центробежных вентиляторов, аккумуляторной батареи, электронного блока управления, миниатюрных цифровых датчиков температуры, мультиплексора, воздушной камеры с перфорированной мембраной, двухканального потенциометра, аэродинамического горба, а также устройство имеет световозвращающие элементы, заднюю фару стоп-сигнала, задние фары габаритных огней, задние фары указателей поворота, боковые фары указателей поворота, беспроводной приемник команд на элементы световой сигнализации комбинезона, антенну приемника, светодиодные элементы, пульт дистанционного управления световой сигнализацией комбинезона. Техническим результатом изобретения является снижение травмоопасности и воздействия климатических факторов на пилотов транспортных средств с открытым посадочным местом, а также повышение заметности пилота на дороге и внешней информативности выполняемых пилотом маневров. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к легкой промышленности, в частности к производству одежды для защиты от холода. Для улучшения теплозащитных свойств одежды используется многослойный пакет, состоящий из наружного и внутреннего слоев и размещенной между ними прокладки, отличающийся тем, что утепляющая прокладка имеет ячеистую структуру, выполненную в виде правильных шестигранников, образованных за счет растягивания в поперечном направлении лавсановых полос, которые скреплены между собой на участках, чередующихся со свободными участками той же длины, причем на соседних полосах скрепляемый и свободный участки располагаются в шахматном порядке, а к внешней поверхности внутреннего слоя и внутренней поверхности наружного слоя прикреплен отражающий материал. Многослойный пакет позволяет обеспечить достаточно высокие величины суммарного теплового сопротивления теплозащитной одежды без существенного увеличения ее массы. 4 ил.

Наверх