Коньки

Полезная модель относится к области спорта и массовых развлечений и может быть использована в конструкциях коньков для катания на льду с целью уменьшение коэффициента трения лезвия конька при скольжении его по льду. Пользователь при вступлении на лед и катании оказывает механическое воздействие на слой пьезоэлектрика 2, что вызывает явление прямого пьезоэффекта. Электротермический преобразователь 3 преобразует электрический ток, возникающий в результате появления противоположных зарядов между сторонами слоя 2 пьезоэлектрика в тепловую энергию и передает ее на лезвие 4 конька. Обеспечивается возможность подогрева лезвия конька при существенном упрощении и облегчении его конструкции 1 илл.

Полезная модель относится к области спорта и массовых развлечений и может быть использована в конструкциях коньков для катания на льду с целью уменьшение коэффициента трения лезвия конька при скольжении его по льду.

Для оценки новизны заявленного решения рассмотрим ряд известных заявителю технических средств аналогичного назначения, характеризуемых совокупностью сходных с заявленной полезной моделью признаков, известных из сведений, ставших общедоступными до даты приоритета полезной модели.

Попытки свести к минимуму трение между лезвием и льдом, основанные на использовании с этой целью тепла, известны из технических решений по патентам США 3.119.921 и 3.866.927, которые предусматривают использование резистивного нагрева лезвия на коньке.

Известен конек, содержащий ботинок, надеваемый на ногу катающегося, имеющий узел лезвия конька и систему крепление лезвия, соединяющую его с подошвой ботинка и обеспечивающую крепление лезвия на подошве, а также нагревательное устройство для лезвия, смонтированное внутри системы крепления и имеющее микропроцессор и батарею в качестве источника питания, при этом нагревательное устройство для лезвия использует транзистор, управляемый микропроцессором для обеспечения нелинейного нагрева лезвия конька, см. патент РФ 2276616.

Известен конек, содержащий узел лезвия, устанавливаемый на ботинок пользователя, и устройство для нагрева лезвия, имеющее перезаряжаемый аккумуляторный источник питания и нагревательный элемент для выработки тепла из электроэнергии аккумуляторного источника питания и передачи тепла от нагревательного элемента к лезвию, а также электрическую схему, выполненную с возможностью управления подачей энергии аккумуляторного источника питания к нагревательному элементу, см. патент РФ 2341311.

Все упомянутые технические решения существенно усложняют конструкцию коньков. Коньки получаются сравнительно тяжелыми и обременительными для пользования ими, особенно в тех случаях, когда пользоваться ими предстоит в течение длительного времени.

Полезная модель решает задачу обеспечения необходимого нагрева лезвий коньков, упрощения и облегчение их конструкции и тем самым обеспечения улучшенных потребительских свойств.

Согласно полезной модели коньки, включающие ботинки с лезвиями и устройства для нагрева лезвий, характеризующиеся тем, что устройства для нагрева лезвия конька выполнены в виде пьезоэлектрика, установленного в ботинке с возможностью механического взаимодействия со ступней пользователя, при этом стороны слоя пьезоэлектрика соединены со входами электротермического преобразователя, выход которого соединен с лезвием конька.

В этом заключается совокупность существенных признаков, обеспечивающая получение технического результата во всех случаях, на которые распространяется испрашиваемый объем правовой охраны.

Заявителем не выявлены какие-либо технические решения, обладающие такой же совокупностью существенных признаков, как и заявляемое, что, по мнению заявителя, свидетельствует о соответствии предлагаемой полезной модели условию «новизна».

Сущность полезной модели поясняется чертежом, где представлена общая схема работы устройства для нагрева лезвия конька.

Конки включают ботинок 1, в котором с возможностью механического взаимодействия со ступней пользователя размещен слой пьезоэлектрика 2, противоположные стороны которого соединены со входами электротермического преобразователя 3, выход которого соединен с лезвием 4 конька.

Устройство работает следующим образом.

Пользователь при вступлении на лед и катании оказывает механическое воздействие на слой пьезоэлектрика 2. Такое внешние механическое воздействие в определенном направлении на пьезоэлектрические кристаллы в слое 2, вызывают в них не только механические напряжения и деформации (как во всяком твердом теле), но и электрическую поляризацию и, следовательно, появление на сторонах слоя 3 связанных электрических зарядов разных знаков, т.е. возникает явление прямого пьезоэффекта.

Пьезоэффект наблюдается в анизотропных диэлектриках, преимущественно в кристаллах некоторых веществ, обладающих определенной, достаточно низкой симметрией. Пьезоэффектом могут обладать кристаллы, не имеющие центра симметрии, а имеющие так называемые полярные направления (оси). Пьезоэффектом могут обладать также некоторые поликристаллические диэлектрики с упорядоченной структурой (текстурой), например керамические материалы и полимеры. Величину пьезоэффекта характеризуют пьезомодуль d, представляющий собой коэффициент пропорциональности между векторами напряженности механического поля и поляризации. Малополярные пьезоэлектрики имеют небольшие пьезомодули d=(2-5) пКл/Н. К этому типу пьезоэлектриков относятся монокристаллический кварц, NaClO₃, NaBrO₃, NaCl, NaBr, NaCl, NiSO₄ и др. Полярные пьезоэлектрики имеют d до 40 пКл/Н. К ним относятся турмалин, тартрат К, сульфат Li.

Пьезоэлектриками являются также сегнетоэлектрики, обладающие достаточно высокими значениями d до 600 пКл/Н, однако отличающиеся большими электрическими и механическими потерями и заметной температурной зависимостью этих свойств. К таким пьезоэлектрикам относятся сегнетова соль, дигидрофосфаты К и аммония, SbSl, триглицинсульфат, а также монокристаллы типа перовскита, например, титанаты Ва и Рb.

Известны пьезокерамические материалы, основа которых составляют твердые растворы титаната Ва и Са или цирконата-титаната Рb. Последний обладает d до 500 пКл/Н. Пьезоэффектом обладают многие материалы растительного и животного происхождения, например, коллаген, древесина, а также синтетические полимеры - поливинилиденфторидная пьезопленка (d=15-25 пКл/Н), сополимеры винилиденфторида с три-фтор- и тетрафторэтиленом.

Электротермический преобразователь 3 преобразует электрический ток, возникающий в результате появления противоположных зарядов между сторонами слоя 2 пьезоэлектрика в тепловую энергию и передает ее на лезвие 4 конька.

Обеспечивается возможность передачи на лезвие тепла, которого вполне достаточно для подогрева лезвия 2 конька при существенном упрощении и облегчении его конструкции.

Возможность реализации предлагаемой полезной модели не вызывает сомнений, т.к. она может быть реализована с помощью известных технических средств и технологий (пьезоэлектрики, электротермические преобразователи), что свидетельствует, по мнению заявителя, о соответствии ее условию «промышленная применимость».

Коньки, включающие ботинки с лезвиями и устройства для нагрева лезвий, отличающиеся тем, что устройства для нагрева лезвия конька выполнены в виде пьезоэлектрика, установленного в ботинке с возможностью механического взаимодействия со ступней пользователя, при этом стороны слоя пьезоэлектрика соединены со входами электротермического преобразователя, выход которого соединен с лезвием конька.