Обувь с нагревом при ходьбе

Использование: в качестве обуви, снабженной конструктивными приспособлениями для улучшения эксплуатационных характеристик. Сущность: устройство содержит подошву из эластичного материала с выполненной в ней герметичной полостью, при этом внутрь полости плотно введен упругий стальной провод, изогнутый в форме змеевика, соседние секции которого отогнуты в противоположные стороны от плоскости подошвы, а свободное пространство полости заполнено вязкой жидкостью с низкой теплоемкостью.

Полезная модель относится к обуви, снабженной конструктивными приспособлениями для улучшения эксплуатационных характеристик.

Известна обувь с обеспечением удобства при ходьбе, снабженная в среднем слое упругой подошвы амортизатором U-образной формы, выполненным с возможностью сгибания за счет наличия ориентированных заданным образом пазов и канавок в материале подошвы /см. патент РФ на изобретение №2257125, кл. А 43 В 13/40 2001 [1].

Известна также виброзащитная обувь, содержащая подошву из эластичного материала с выполненной в ней герметичной полостью, снабженной клапаном для сообщения с внешней средой /см. патент РФ на полезную модель №45598, кл. А 43 В 7/32, 2004 [2]/.

Недостатком известных конструкций обуви при обеспечивании удобства при ходьбе, плавности нарастания нагрузок, частичной защите ног от внешних вибрационных и ударных воздействий, является невозможность эффективного сохранения обувью тепла, и, тем более, обеспечения нагрева обуви при ходьбе.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявленной полезной модели по совокупности признаков является виброзащитная обувь, содержащая подошву из эластичного материала с выполненной в ней герметичной полостью, снабженной клапаном для сообщения со внешней средой /см. патент РФ на полезную

модель [2]/, принятая за прототип.

Недостатком устройства - прототипа является невозможность эффективного сохранения обувью тепла и обеспечения ее нагрева при ходьбе.

Сущность полезной модели заключается в создании конструкции обуви, способной при ходьбе человека самостоятельно без дополнительных источников энергии нагреваться за счет частичного превращения затрачиваемой человеком при ходьбе энергии в тепловую энергию путем периодического упругого деформирования металлического элемента, помещенного в среду с низкой теплоемкостью.

Технический результат - обеспечение обувью ее нагрева при ходьбе.

Указанный технический результат при осуществлении полезной модели достигается тем, что в обуви, содержащей подошву из эластичного материала с выполненной в ней герметичной полостью, особенность заключается в том, что внутрь полости плотно введен упругий стальной провод, изогнутый в форме змеевика, соседние секции которого отогнуты в противоположные стороны от плоскости подошвы, а свободное пространство полости заполнено вязкой жидкостью с низкой теплоемкостью.

Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг.1 схематично изображена предлагаемая конструкция обуви, общий вид с центральным продольным разрезом подошвы; на фиг.2 - разрез по А-А на фиг.1.

Обувь с нагревом при ходьбе содержит подошву 1 из эластичного материала с выполненной в ней герметичной полостью 2, внутрь котором плотно введен упругий стальной провод 3, изогнутый

в форме змеевика, соседние секции 4, 5 которого отогнуты в противоположные стороны от плоскости подошвы 1, а свободное пространство полости 2 заполнено вязкой жидкостью 6 с низкой теплоемкостью. Упругий стальной провод 3 выполнен из стальной углеродистой пружинной проволоки /ГОСТ 9389-60/, подвергаемой специальной термообработке, диаметром в пределах 1,0÷2,0 мм. Материал приобретает высокую прочность, при одновременном сохранении высокой пластичности. Работа материала проволоки происходит в условиях значительных циклических напряжений. Напряжения в материале проволоки достигают предела выносливости r. Обычно считается, что для сталей предел выносливости при изгибе примерно составляет половину от предела прочности /см. книгу В.И.Феодосьев "Сопротивление материалов", Москва, 1972, стр.393 /3/. При этом образец способен выдерживать 10⁸ циклов, то есть практически не разрушается при любом числе циклов. Однако, при такой циклической изгибной нагрузке при ходьбе человека /при периодическим переносе веса тела с пятки на носок и наоборот/ происходит пространственный изгиб проволоки 3 во всех плоскостях с достижением напряжений в материале предела выносливости, в результате чего происходит плавный нагрев проволоки 3 при ходьбе /данный процесс аналогичен многократному изгибу стальной проволоки в руке без достижения пластических деформаций, когда проволока нагревается, не ломаясь при этом/. В качестве вязкой жидкости 6 пространство полости заполнено маслом техническим, имеющим при нормальных условиях теплоемкость r=1885 Дж/(кг К), то есть в 2,2 раза меньше теплоемкости воды. При нагреве проволоки 3 происходит мгновенный нагрев вязкой

жидкости 6 с низкой теплоемкостью, и, естественно, передача этого тепла ступне человека. Авторами проведена теоретическая и экспериментальная примерная оценка полученных результатов при реальных режимах ходьбы человека и эксплуатации им обуви. Необходимо подчеркнуть, что здесь даже повышение на несколько градусов непосредственно контактирующей со стопой человека подошвой чрезвычайно эффективно с точки зрения теплового воздействия на весь человеческий организм.

По мнению авторов предложенная обувь могла бы найти применение как для работы в специальных тяжелых температурных режимах, так и в обычных условиях эксплуатации. Это объясняется простотой конструкции, отсутствии необходимости в дополнительных источниках энергии /электрических, химических/ и т.п., простотой выполнения данной обуви на базе обычной. Кроме того, предложенная конструкция, дополнительно к известным, обеспечит повышенную вибро-удароустойчивость человека при ходьбе, способствует плавности ходьбы, уменьшит вероятность травматизма при резком нарастании внешних нагрузок. Следует отметить, что интенсивность нагрева обуви можно увеличить, увеличив при ее эксплуатации напряжения в материале проволоки вышеуказанного предела выносливости, однако, при этом резко уменьшится число циклов, способных выдерживать проволокой при циклических нагрузках.

Обувь с нагревом при ходьбе, содержащая подошву из эластичного материала с выполненной в ней герметичной полостью, отличающаяся тем, что внутрь полости плотно введен упругий стальной провод, изогнутый в форме змеевика, соседние секции которого отогнуты в противоположные стороны от плоскости подошвы, а свободное пространство полости заполнено вязкой жидкостью с низкой теплоемкостью.