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Verfahren und Vorrichtung zur Neutralisierung der bei der Herstellung oder Bearbeitung von Faserstoffen auf diesen sich ansammelnden Elektrizität.
Um die Elektrizität zu neutralisieren, die sich in Faserstoffen bei deren Herstellung oder Verarbeitung ansammelt, wie z. B. in Fasern und Fäden während des Spinnens oder Webens, im Papier während seiner Herstellung, wendet man zwei verschiedene Methoden an. Entweder führt man dem elektrisierten Stoff Ladungen entgegengesetzten Vorzeichens in gleichwertigen Mengen zu, welche die auf dem Stoff befindliche elektrische Ladung aufheben, oder man setzt den zu neutralisierenden Stoff einem elektrischen Feld aus, in welchem Spitzenausströmungen stattfinden. Mit der erstgenannten Methode lässt sich eine vollständige Neutralisierung nicht erzielen, weil die Menge der sich in den Faserstoffen ansammelnden Elektrizität veränderlich und demzufolge nicht genau bekannt ist.
Es hat dies zur Folge, dass der Faserstoff nach Vollendung des Neutralisierungsprozesses entweder noch mit einer Teilladung oder im Falle, dass eine Cber- kompensation stattgefunden hat, mit einer elektrischen Ladung entgegengesetzten Vorzeichens versehen sein wird. Die in zweiter Linie genannte Methode ist insofern unvorteilhaft, als sich der zu neutralisierende Stoff in einem elektrischen Felde grossen Potentialgefälles befindet, so dass die mit der Bearbeitung des Stoffes beschäftigten Personen sich ganz oder teilweise innerhalb eines hochgespannten elektrischen Feldes bewegen müssen und demzufolge einer Lebensgefahr ausgesetzt sind.
Auch wird bei dieser Methode als nachteilig empfunden, dass eine vorzügliche Isolation der hochgespannten Leitungen in den in Frage kommenden Betrieben wegen des in diesen stets vorhandenen, grossen Feuchtigkeitsgehaltes der Luft nicht gut durchführbar ist.
Gemäss der Erfindung wird die Neutralisierung des elektrisch geladenen Stoffes durch ein Medium mit künstlich erhöhter elektrischer Leitungsfähigkeit, zweckmässigerweise durch ein stark ionisiertes Gas, namentlich Luft bewirkt, das sich lediglich zwischen dem zu neutralisierenden Stoffe und einem in dessen Nähe angeordneten und ihn ganz oder teilweise umgebenden zweckmässig geerdeten Leiter befindet, so dass die elektrische Ladung des Faserstoffes durch das ionisierte Medium unmittelbar zu diesem Leiter oder der Erde abgeleitet wird.
Durch dieses Verfahren werden die obengenannten Nachteile der früheren Methoden vermieden, denn erstens wird in allen Fällen eine vollkommene Neutralisierung der elektrischen Ladung, wie gross und welchen Vorzeichens sie auch sein mag, erzielt : zweitens können die zur Ionisierung des Mediums ver- wendeten elektrischen Energiequellen für sich abgeschlossen oder an einer vom Orte der
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gefährliche Hochspannung herrscht.
Das neue Verfahren lässt sich in der Weise ausführen, dass man in der Nähe des zu neutralisierenden Faserstoffes einen geerdeten Leiter in Form einer Platte, eines Netzes oder dgl. anordnet, oder den Stoff mit kästen-oder rohrförmigen, kompakten, durchlochten oder sieb- artigen geerdeten Leitern umgibt und die zwischen Stoff und geerdetem Leiter befindliche Luft auf künstlichem Wege leitend macht.
Zur Ionisierung der Luft können z. B. ultraviolette Strahlen, Kathoden-und Röntgen- strahlen zur Anwendung gelangen. Zur Erzeugung der ultravioletten Strahlen kön :'. n elektrische
Funken benutzt werden, die man zweckmässigerweise zwischen Aluminiumelektroden, die von einer
Hochspannungsquelle, z. B. einem Hochspannungstransformator oder Induktor, gespeist werden, übertreten lässt. Noch vorteilhafter ist es, zur Erzeugung des ultravioletten Lichtes Quecksilber- dampflampe, z. B. Quarzlampen, zu verwenden, zumal zu ihrem Betriebe niedriggespannte
Ströme verwendet werden können. Sehr kräftige ultraviolette Strahlen lassen sich auch mit
Hilfe eines zwischen Eisenelektroden hindurchtretenden Lichtbogens erzielen.
Auch können
Kathodenstrahlen oder die aus einer Kathodenröhre durch ein Aluminiumfenster hindurch- tretenden Lenardstrahlen verwendet werden. Sehr wirksame Ionisatoren sind weiterhin Röntgen- strahlen, von welchen vorzugsweise die weichen Strahlengattungen in Betracht kommen : fernerhin die durch das Aufprallen der primären Röntgenstrahlen auf feste Körper auftretenden sekundären Röntgenstrahlen.
Zweckmässig wird die Strahlungsquelle (Funkenstrecke, Lichtbogen, Kathoden-oder Röntgenröhre) nahe dem elektrisierten Faserstoff angeordnet, so dass sie diesen oder den zwischen dem Stoff und dem geerdeten Leiter befindlichen Raum unmittelbar bestrahlt. Die S. trahlen- erzeuger werden hiebei vorteilhaft in einem für sich abgeschlossenen Raum angeordnet, um sie vor ungewollter oder mutwilliger Berührung zu schützen. So kann man die zur Erzeugung ultravioletten Lichtes dienende Funkenstrecke samt dem Generator in ein Gehäuse einschliessen, das
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Strahlen nach aussen treten lässt.
Ebenso können die Kathoden-oder Röntgenröhren samt der speisenden Stromquelle in einem allseitig geschlossenen Gehäuse untergebracht werden, welches zum Durchtritt der wirksamen Strahlen Blendenöffnungen enthält und gleichzeitig zur'Ab- blendung der für das Personal schädlichen Strahlen dient.
In Fig. 1 der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der beschriebenen Anordnung dargestellt.
Hierin bedeutet F. den zu neutralisierenden Faserstoff, E eine geerdete plattenförmige Elektrode, die auch von einem Konstruktionsteil der Arbeitsmaschine gebildet werden kann, und Keinen Kasten, in welchem der Strahlenerzeuger angeordnet ist, der durch ein oder mehrere am Boden angeordnete Fenster, die zur Ionisierung der Luft dienenden Strahlen aussendet.
Vorteilhafter ist es, nicht den Faserstoff selbst, sondern nur die zwischen ihm und der geerdeten Elektrode befindliche Luft zu bestrahlen. Eine solche Anordnung zeigt beispielsweise Fig. 2. Hierin ist der Faserstoff F, der aus einzelnen Fäden oder einer zusammenhängenden Bahn bestehen kann. im Schnitt dargestellt. E ist die geerdete Elektrode und Q sind die Querschnitte von Quarzlampen, welche beispielsweise zwischen dem Isolierstoff und der Elektrode in gleich- mässiger Verteilung angeordnet sind und ihr Licht in den durch den Faserstoff und die Elektrode begrenzten Luftraum liineinsenden, während sie nach allen anderen Richtungen hin abgeblendet sind. Die Lampen können auch quer zur Bewegungsrichtung des Isolieratones angeordnet sein.
An Stelle der plattenförmigen Elektrode E können auch gemäss Fig. 3 kastenförmige oder rohrflrmige, den Faserstoff ringsherum oder zum Teil umhüllende Elektroden angewandt werden, innerhalb welcher die ionisierenden Strahlen. z. B. ultraviolette Strahlen, erzeugt werden. Auch können diese kastenförmigen oder rohrförmigen Elektroden aus Drahtnetzen bestehen und die
Ionisatoren ausserhalb dieser angeordnet werden. Ein solche Anordnung zeigt beispielsweise
Fig. 4, wonach der Faserstoff unterteilt durch eine Reihe rohrförmiger Netzwerke geleitet wird und die Strahlungsquellen, z. B. Quarzlampen Q, ausserhalb der Netze angeordnet sind.
Eine weitere Anwendungsart des Verfahrens besteht darin, dass man den Faserstoff mit kasten-oder rohfrörmigen geerdeten Elektroden umgibt und in die Kästen oder Rohre an einer ausserhalb dieser, gegebenenfalls weiter entfernten Stelle ionisierte Luft eintreten und durch sie hindurchströmen lässt. Man kann auch bei porösen oder aus einzelnen voneinander getrennten Fasern bestehenden Stoffen die ionisierte Luft quer durch diese hindurch nach einer Elektrode hinblasen.
Als den zu neutralisierenden Stoff umgebende Elektroden können auch vorhandene Konstruktionsteile der Arbeitsmaschine verwendet werden.
In Fig. 5 ist ein Ausführungsbeispiel solcher Art für die Neutralisierung eines gesponnenen Fadens dargestellt. 11, ist eine Spindel. von welcher der Faden F abgewickelt wird, um durch
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gesammelt hat. durch eine geerdete Röhre R gleitet, die in ihrem Innern mit einer Belegung radioaktiver Substanzen versehen ist. Diese Röhre kann einteilig oder zweiteilig ausgebildet werden,
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Man kann auch die in der Nähe des Fadens oder Faserstoffes angeordnete Elektrode, beispielsweise die Röhre R, zweckmässig auf ein vom Erdpotential verschiedenes Potential bringen, das ao gewählt wird, dass der angestrebte Entladungsvorgang eine Beschleunigung erfährt.
Auch kann man den Faserstoff mit den radioaktiven Substanzen unmittelbar in Berührung bringen, so dass der Ston e) bst radioaktiv wird. So kann man z. B. im Streckwalzenzug (Ut im Ausfuhrungsbeispiel Fig. 5) einer Spinnmaschine einen Teil der Streckwalzen mit eines Belegung von radioaktiven Substanzen versehen, so dass die durch die Walzen hindurchgeleiteten Fäden selbst radioaktiv werden.
Als radioaktive Substanzen eignen sich am besten diejenigen. welche der Hauptsache nach out-strahlen aussenden, da diese Strahlen die stärkste Ionisation hervorbringen. Zur Anwendung können gelangen : radioaktive Mineralien, wie z. B. Pechblende, Chalkolit, Carnotit, Antunit, Monazit und dgl., die aus diesen gewonnenen Uran-, Thor- und Aktilliumsalze, wie auch metallisches Aktinium, Polonium, Uran, Thor und Radium, und die verschiedenen Abkömmlinge dieser, wie z. B. das sehr haltbare Radium D oder Radium F. Ausser diesen starkionisierenden Medien können auch schwächer radioaktive Substanzen, wie z.
B. radioaktive Bodenarten (Fango- schlamm, Radiumschlamm), fernerhin die bei der Herstellung der obenbezeichneten Stoffe entstehenden Abfallprodukte wie auch die auf elektrolytischem oder chemischem Wege niedergeschlagenen radioaktiven Substanzen zur Verwendung gelangen.
Bei der Verwendung von der Hauptsache nach a-Strahlen aussendenden radioaktiven Substanzen ist darauf zu achten, dass ihr Abstand vom Isolierato grösser oder mindestens an
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Die lomsierung der zur Neutralisierung des elektrisierten Isolierstoffes dienenden Luft braucht nicht in der unmittelbaren Umgebung des Isolierstoffes, sondern kann auch in grösserer Entfernung von diesem vorgenommen werden, indem man die in einem besonderen Raum ionisierte Luft zu den Arbeitsmaschinen leitet und entlang des zu neutralisierenden Stoffes, den man zweckmässig mit einer oder mehreren kasten-oder rohrförmigen Elektroden umgibt, strömen lässt.
Die Ionisierung der Luft kann mit Hilfe der genannten Ionisatoren erfolgen, wobei man den Luft- stromauch noch eine ionisierende. Emanation beimengen kann.
Die Dauer der Einwirkung der ionisierten Luft auf den Faserstoff, d. h. die Wegstrecke, längs welcher sie auf ihn einwirkt und die Fortschreitungsgeschwindigkeit des Stoffes oder die Geschwindigkeit des strömenden ionisierten Gases wie auch die Stärke der Ionisierung ist nach Massgabe der zu neutralisierenden Ladung zu wählen.
PATENT ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Neutralisierung der sich in Faserstoffen (Rohmaterial von Gespinsten.
Gespinsten, Fäden, Geweben, Papier und dgl. ) bei deren Herstellung oder Bearbeitung an- sammelnden elektrischen Ladungen, dadurch gekennzeichnet. dass der zu neutralisierende Stoff, in dessen Nähe eine zweckmässig geerdete Elektrode angeordnet ist, der Einwirkung eines in Ruhe befindlichen oder strömenden, durch ultraviolette Strahlen einer Quecksilberdampflampe. eines Eisenlichtbogens oder dgl., Kathodenstrahlen oder Röntgenstrahlen ionisierten Mediums (Gas. Luft) ausgesetzt ist, welches die elektrische Ladung des Faserstoffes nach der Elektrode hin ableitet.