Активный гибко-плоский электронагреватель

Авторы патента:

H05B3/36 - в которых нагревательные проводники заделаны в изоляционный материал

Владельцы патента RU 2771924:

Акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решетнёва" (RU)

Изобретение относится к области космического машиностроения и может быть использовано при изготовлении гибких, плоских, гибко-плоских электронагревателей (ЭН), поддерживающих в работоспособном состоянии (в заданном диапазоне эксплуатационных температур) радиоэлектронную аппаратуру и узлы космического аппарата (КА) при воздействии низких температур космического пространства посредством подогрева радиоэлектронной аппаратуры, узлов КА, т.е. нагреваемых объектов (НО) до значений эксплуатационных температур путем подачи питания на ЭН в течение заданного времени. В конструкцию ЭН активного исполнительного устройства ЭРИ-ключа (например транзистора), управляющего подачей питания на резистивный слой ЭН (осуществляющего коммутацию), обеспечивающего управление тепловой мощностью ЭН, сброс дополнительного теплового потока на обогреваемую поверхность, при этом роль охлаждающего основания (радиатора) для обеспечения температурного режима эксплуатации ЭРИ-ключа в соответствии с ТУ выполняет основание ЭН, установленное с помощью клея на НО. Изобретение позволяет существенно упростить конструкцию УУН, кроме того, при размещении ЭРИ-ключа в ЭН отпадает необходимость в наличии силовых токоподводящих проводов от УУН к ЭН, что увеличивает эффективность системы терморегулирования (СТР), экономит бюджет тепловыделения КА, бюджет мощности и бюджет масс КА. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области космического машиностроения и может быть использовано при изготовлении гибких, плоских, гибко-плоских электронагревателей (ЭН), поддерживающих в работоспособном состоянии (в заданном диапазоне эксплуатационных температур) радиоэлектронную аппаратуру и узлы космического аппарата (КА) при воздействии низких температур космического пространства посредством подогрева радиоэлектронной аппаратуры, узлов КА, т.е. нагреваемых объектов (НО) до значений эксплуатационных температур путем подачи питания на ЭН в течение заданного времени. Изобретение направлено на получение возможности использования тепловой мощности рассеяния электрорадиоизделий (ЭРИ), осуществляющих подачу питания на ЭН в полезных целях - на нагрев НО, за счет совмещения в одном устройстве функций нагрева и коммутации питания резистивного слоя ЭН, что позволяет превратить пассивный ЭН в активное исполнительное устройство системы терморегулирования (СТР), увеличить эффективность СТР КА. Изобретение может быть использовано в других областях техники, где изготавливают и применяют ЭН с заданными геометрическими свойствами (размерами), прочностными характеристиками (гибкость, стойкость к механическим и радиационным воздействиям), нормируемой тепловой отдачей, с увеличенной эффективностью использования мощности питания.

В настоящее время известен тонкопленочный гибкий ЭН (патент RU 2379857 С1), содержащий резистивный элемент, расположенный между двумя гибкими термостойкими электроизоляционными пленками и снабженный токоотводящими проводами, в котором резистивный элемент выполнен в виде полимерной пленки с металлизированным покрытием.

Известен тонкопленочный гибкий ЭН (патент RU 2554097 C2), содержащий резистивный элемент, расположенный между двумя склеиваемыми между собой гибкими термостойкими электроизоляционными пленками и снабженный токоотводящими проводами, в котором резистивный элемент выполнен в виде многослойного ионно-плазменного металлического покрытия, нанесенного на внутреннюю поверхность одной из склеиваемых пленок.

Известен гибкий электрообогреватель (ЭО) (патент RU 2613497 C2), принятый за прототип, содержащий резистивный элемент, расположенный между двумя листами электроизоляционного материала, снабженный токоподводящими проводами, и дополнительным листом электроизоляционного материала, расположенным между двумя указанными листами, при этом резистивный элемент выполнен из металла или сплава и без перегибов закреплен на дополнительном листе, причем листы электроизоляционного материала состоят из одного или нескольких разнородных гибких термостойких радиационностойких высокоэлектроизоляционных материалов с малым газовыделением в вакууме и имеют плоскую или криволинейную форму.

К недостаткам указанных выше ЭН, ЭО следует отнести необходимость в совместной работе с устройством управления нагревателями (УУН), выполняющих подачу питания на резистивный слой ЭН, ЭО в соответствии с заданной программой, рассчитанной по времени и длительности включения. Коммутация питания ЭН, ЭО в УУН, осуществляется посредством активного исполнительного устройства ЭРИ-ключа, выполненным например, на основе транзистора (транзисторов), тиристора (тиристоров) и др., выполняющих коммутацию напряжения питания на резестивный слой. При подключении ЭН, ЭО к шинам питания КА, токи питания могут достигать десятков ампер, часть мощности неизбежно рассеивается ЭРИ, что требует охлаждения этих ЭРИ, например, с помощью радиаторов, специальных теплоотводящих оснований и др. Применение радиаторов, оснований утяжеляет конструкцию УУН, рассеиваемая ЭРИ мощность требует отведения этой мощности от зоны установки ЭРИ для исключения перегрева и не используется на нагрев НО, что отрицательно сказывается на бюджете мощности потребления КА, бюджете тепловыделения КА, бюджете масс КА, при этом эффективность работы СТР КА снижается. Таким образом, известные конструкции ЭН, ЭО, представленные в описании патентов RU 2379857 С1, RU 2554097 C2, RU 2613497 C2, при использовании в составе СТР КА имеют существенные недостатки в виде расходования части бюджета мощности системы электропитания, бюджета тепловыделения на рассеяние тепла ЭРИ-ключами УУН, не используемых на нагрев НО, расходования части бюджета масс на обеспечение тепловых режимов ЭРИ-ключей УУН, и приводящего к снижению эффективности СТР в целом.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение является реализация возможности использования тепловой мощности рассеяния ЭРИ-ключа ЭН в полезных целях на нагрев НО путем размещения управляющего активного элемента ЭРИ-ключа внутри (на поверхности) ЭН, увеличение надежности БУН, совершенствование конструкции ЭН при работе в составе СТР КА, увеличение эффективности СТР, экономии бюджета тепловыделения КА, бюджета мощности и бюджета масс КА.

Задача решается за счет того, что в активном гибко-плоском ЭН функции нагрева и коммутации питания осуществляются посредством активного исполнительного устройства, выполненного на основе ЭРИ-ключа. ЭРИ-ключ через контактные площадки соединяется с резистивным элементом, при этом роль радиатора выполняет дополнительный лист, выполненный с дополнительной контактной площадкой и дополнительным проводом управления ЭРИ-ключом. Провода питания ЭН и провод управления ЭРИ-ключом крепят клеем к основанию ЭН.

Технический результат достигается за счет введения в конструкцию ЭН активного исполнительного устройства ЭРИ-ключа (например транзистора), управляющего подачей питания на резистивный слой ЭН (осуществляющего коммутацию), обеспечивающего управление тепловой мощностью ЭН, сброс дополнительного теплового потока на обогреваемую поверхность, при этом роль охлаждающего основания (радиатора) для обеспечения температурного режима эксплуатации ЭРИ-ключа в соответствии с техническими условиями выполняет основание ЭН установленное с помощью клея на НО, что позволяет существенно упростить конструкцию УУН, кроме того, при размещении ЭРИ-ключа в ЭН отпадает необходимость в наличии силовых токоподводящих проводов от УУН к ЭН, что увеличивает эффективность системы терморегулирования (СТР), экономит бюджет тепловыделения КА, бюджет мощности и бюджет масс КА.

Активный гибко-плоский ЭН изображен на фиг. 1, содержащий резистивный слой поз. 1, расположенный между двумя листами электроизоляционного материала и снабженный токоподводящими проводами поз. 4, припаянными к контактным площадкам поз. 5, и установленные на клей поз. 6, на дополнительные контактные площадки ЭРИ-ключа, поз. 2 ЭН, известным способом, например, пайкой устанавливают ЭРИ-ключ поз. 3, например транзистор, управляющий подачей питания на резистивный слой ЭН, при этом роль радиатора ЭРИ-ключа выполняет основание ЭН, установленное с помощью клея на НО. Тепловая мощность рассеяния ЭРИ-ключа используется на нагрев НО. Для обеспечения механической прочности токовыводы приклеивают клеем к основанию ЭН. Установка ЭРИ-ключа в ЭН вместо УУН позволяет отказаться от использования охлаждающих радиаторов (оснований) ЭРИ-ключей в конструкции УУН, снижает тепловую нагрузку на пассивные ЭРИ УУН, снижает тепловыделение УУН, снижает потребление мощности УУН, снижает массу УУН, что увеличивает надежность работы УУН и эффективность работы СТР и КА в целом.

1. Активный гибко-плоский электронагреватель, содержащий резистивный элемент, расположенный между двумя листами электроизоляционного материала и снабженный токоподводящими проводами, а также дополнительным листом электроизоляционного материала, расположенный между двумя указанными листами, при этом резистивный элемент выполнен из металла или сплава и без перегибов, закреплен на дополнительном листе, причем листы электроизоляционного материала состоят из одного или нескольких разнородных гибких термостойких радиационно-стойких высокоэлектроизоляционных материалов с малым газовыделением в вакууме и имеют плоскую или криволинейную форму, отличающийся тем, что функции нагрева и коммутации питания осуществляются посредством активного исполнительного устройства, выполненного на основе электрорадиоизделия-ключа, который через контактные площадки соединяется с резистивным элементом, при этом роль радиатора выполняет дополнительный лист, выполненный с дополнительной контактной площадкой и дополнительным проводом управления электрорадиоизделием-ключом, причем провода крепят клеем к основанию электронагревателя.

2. Активный гибко-плоский электронагреватель по п. 1, отличающийся тем, что в качестве электрорадиоизделия-ключа используют транзистор, тиристор, семистор, диод или другие электрорадиоизделия, способные выполнять роль ключа подачи питания.

3. Активный гибко-плоский электронагреватель по п. 1, отличающийся тем, что ЭРИ-ключ устанавливают в произвольном месте ЭН, обеспечивающем выполнение требований технических условий эксплуатации ЭРИ-ключа.

4. Активный гибко-плоский электронагреватель по п. 1, отличающийся тем, что ЭРИ-ключ устанавливают сваркой.

5. Активный гибко-плоский электронагреватель по п. 1, отличающийся тем, что дополнительный провод устанавливают сваркой.

Заявленная группа технических решений относится к нагревательным устройствам на основе саморегулирующейся нагревательной ленты или кабеля и может быть использована в различных областях промышленности. Нагревательное устройство содержит саморегулирующуюся проводящую полимерную матрицу с двумя токопроводящими жилами, изоляцию, экранирующую оплетку и внешнюю оболочку.

Радиационный гибко-плоский электронагреватель // 2762623

Способ изготовления греющей сетки и станок для его осуществления // 2748851

Способ изготовления греющей сетки и устройство для его осуществления, при котором разматывают сетку основы из стекловолокна с бабины, наносят по всей площади сетки при помощи горизонтальной распылительной установки односторонний укрепляющий слой на водной основе, наносят на сетку при помощи горизонтальной распылительной установки односторонний электропроводящий слой на основе полиуретановой водной дисперсии, осуществляют накатку сетчатого электрода с клеевым слоем на края сетки, а также двухстороннюю накатку на сетчатый электрод бутиловых лент, наносят по всей площади сетки при помощи горизонтальной распылительной установки односторонний электроизоляционный слой на водной основе, собирают распыляемый материал, незакрепившийся на сетке, под сеткой в ванну-бункер, наносят по всей площади сетки при помощи распылительной установки двухсторонний защитный слой на основе полимочевинной композиции.

Гибкий нагревательный прибор // 2748158

Изобретение относится к резистивным нагревательным устройствам. Техническим результатом является одновременное обеспечение высокой надежности при использовании и применение высоких рабочих температур нагрева.

Сетчатый нагревательный прибор // 2733787

Сетчатый нагревательный прибор, включающий сетку из стекловолокна, односторонний укрепляющий слой , односторонний электропроводящий слой , ленточные сетчатые электроды или электроды с токопроводящим адгезивным слоем, установленные вдоль кромки сетки, первую бутиловую ленту, вторую бутиловую ленту, односторонний электроизоляционный слой, двухсторонний защитный слой.

Способ изготовления гибких нагревостойких электронагревателей // 2726182

Изобретение относится к технологии изготовления гибких электрических нагревателей, которые могут использоваться в системах обеспечения теплового режима широкого класса изделий в широком диапазоне температур, в том числе, в приборостроении для транспорта и приборов авиационных и космических аппаратов. Предлагаемый способ включает сборку гибкого основания и слоя резистивной фольги, ступенчатое прессование собранного основания с вариациями давления на разных ступенях нагрева и последующее охлаждение, создание рисунка резистивного слоя методом фотолитографии, вытравливание рисунка токопроводящего слоя.

Костюм электрообогрева водолаза // 2723505

Изобретение относиться к области водолазной техники, а именно к средствам тепловой защиты водолаза и предназначено для использования в составе водолазного снаряжения для обеспечения теплового комфорта водолаза при выполнении водолазных работ в условиях низких температур окружающей среды. Костюм электрообогрева водолаза включает в себя трикотажные фуфайку и кальсоны с закрепленными на их внутренней поверхности лавсановыми нагревательными проводами, блок управления обогревом, аккумуляторные батареи, электрические разъемы и коммутационный разъем для подключения кабеля питания от внешнего источника тока.

Способ изготовления гибко-плоского электронагревателя // 2721624

Изобретение относится к области космического и транспортного машиностроения и может быть использовано при изготовлении гибких, плоских, гибко-плоских электронагревателей. Применяют способ изготовления гибко-плоского электронагревателя, включающий сборку основания, состоящего из слоев гибкой стеклоткани и проводящего слоя из фольги; первое прессование; формирование на проводящем слое рисунка резистивного слоя; вытравливание рисунка проводящего слоя; пайку гибких токовыводов; второе прессование с последующим охлаждением; проведение электрических испытаний, в котором для формирования рисунка резистивного слоя применяют метод прямого экспонирования фоторезистивного слоя без использования фотошаблона.

Нагревательный модуль и способ его производства // 2713779

Настоящее изобретение в общем относится к нагревательному устройству и, более конкретно, к нагревательному модулю для нагревания области пола и к способу производства такого нагревательного модуля. Нагревательный модуль для нагрева области пола содержит первый проводящий слой; второй проводящий слой, расположенный напротив первого проводящего слоя; нагревательный модуль дополнительно содержит промежуточный изолирующий слой, расположенный между первым и вторым проводящими слоями, при этом промежуточный изолирующий слой содержит: канал на поверхности промежуточного изолирующего слоя, расположенной рядом со вторым проводящим слоем; нагревательный кабель, заключенный в канале, и проводящий заполняющий материал, заполняющий канал и покрывающий нагревательный кабель; проводящее адгезивное покрытие между вторым проводящим слоем и поверхностью промежуточного изолирующего слоя, и уплотняющий слой, покрывающий кромки первого проводящего слоя, промежуточного изолирующего слоя и второго проводящего слоя.

Нагревательный элемент широкого спектра применения // 2713729

Изобретение относится к низкотемпературным электронагревательным устройствам, а именно к устройствам резистивного нагрева, которые могут быть использованы для обогрева помещений бытового, промышленного и общественного назначения, а также для защиты этих помещений от поступления холодных потоков воздуха.

Многодорожечный гибкий электронагреватель // 2774065

Изобретение относится к области космического машиностроения и может быть использовано при изготовлении гибких, плоских, гибко-плоских электронагревателей (ЭН), поддерживающих в работоспособном состоянии радиоэлектронную аппаратуру и узлы космического аппарата (КА) при воздействии низких температур космического пространства посредством подогрева радиоэлектронной аппаратуры, то есть нагреваемых объектов (НО), до значений эксплуатационных температур включением ЭН в течение заданного времени. В многодорожечном гибком-плоском ЭН, который содержит резистивный элемент, расположенный между двумя листами электроизоляционного материала и снабженный токоподводящими проводами, а также дополнительным листом электроизоляционного материала, расположенного между двумя указанными листами, с резистивным элементом, выполненным из металла или сплава и без перегибов, который закреплен на дополнительном листе, причем листы электроизоляционного материала состоят из одного или нескольких разнородных гибких термостойких радиационно стойких высокоэлектроизоляционных материалов с малым газовыделением в вакууме и имеющих плоскую или криволинейную форму, на дополнительном листе основания ЭН формируют вторую и третью резистивные дорожки ЭН, каждая из которых снабжена токовыводами. Трехкратное резервирование повышает надежность отдельного ЭН и СТР в целом за счет дублирования основных конструктивных элементов в одном устройстве, сокращает технологический цикл изготовления СТР за счет установки на НО одного ЭН вместо трех, расширяет функциональные возможности ЭН за счет обеспечения трехступенчатого регулирования мощности нагрева ЭН. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.