Apparat zur Ableitung elektrostatischer Ladungen von den Oberflächen schlecht leitender Materialien mit Hilfe einer stabilisierten elektrischen Glimmentladung Die vorliegende Erfindung betrifft. einen Apparat, mit. dem in handlicher Weise elek- trostat.isehe Ladungen von den Oberflächen schlecht leitender Materialien abgeleitet wer den können.
Er eignet sieh besonders zur Entladung von Materialien, die in Form von Strängen oder laufenden Bändern an ihm vorbeigeführt werden, ermöglicht aber auch eine bequeme Beseitigung der statischen La dungen von den Oberflächen fester, unbeweg licher oder schwer beweglicher @Gegenstände..
Zur Entladung der Oberflächen dienen die Ionen, die in einer stabilisierten elektrischen nieder- oder hochfrequenten Glimm- oder Sprühentladung erzeugt werden, wobei die Stabilisierung dieser Entladungsform in an sich bekannter Weise durch elektrische Aus breitungswiderstände oder Zwischenschichten erzielt. wird. Nach neueren Erkenntnissen kommt es hierbei wesentlich darauf an, da.ss das von dem zu entladenden Gegenstand aus gehende elektrische Feld recht tief in den Entladungsraum zwischen den Elektroden ein- (),reifen kann.
Das Verfahren als solches ist bereits be kannt. und hinlänglich erprobt. Nur fehlte es bisher an einer konstruktiven Durchbil dung der Elektroden, die hinsichtlich Hand habung den Anforderungen der Praxis ge recht wird und in allen Fällen eine genü gend schnelle Entladung der zu entladenden f@e@enständ e gewährleistet. Es sind bereits Elektrodenbauformen vor geschlagen und ausgeführt worden, bei denen die sprühende Elektrode mit scharfen Spitzen ausgerüstet und von einem Rohr aus Isoliermaterial umgeben ist, das die Spitzen in entsprechenden Aussparungen freigibt.
Das Rohr aus Isoliermaterial erfüllt hierbei den Zweck eines Berührungsschutzes der hoch spannungsführenden Elektrode und der feinen Spitzen.. Wesentlich wirksamer als diese mit Spitzen ausgerüsteten Elektroden sind Elek troden mit, sprühenden Kanten oder Drähten, wie sie. im Patent Nr. 287379 beschrieben sind, denn die Zahl der gebildeten Ionen ist natur gemäss proportional der Grösse der glimmen den Flächen. Bei dieser Art von Elektroden dient der Rundstab aus Isoliermaterial be reits zur Aufnahme mindestens eines sprü henden Drahtes oder mindestens einer Metall folie, die bei Verbindung mit einer Hoch spannungsquelle an ihrer nach aussen wei senden Kante sprüht.
Um die Entladung eines über diese sprühenden Teile gezogenen Ban des rechts wirksam werden zu lassen, müsste dieses, Band in sehr kleinem Abstand an dem Rundstab vorbeibewegt werden oder gar auf diesem gleiten. Das ist. aber in dem Falle von Nachteil, wo die Bandspannung nicht genügend konstant gehalten werden kann, um einen konstanten Abstand von dem Rund stab zu garantieren, bzw. wodurch die Rei bung des Bandes am Rundstab aus Isolier- material wieder neue Ladungen auf dem Band entstehen.
Der Apparat gemäss der Erfindung ver meidet nun diesen -Nachteil weitgehend durch eine weit grössere entladende Wirkung einer seits, hervorgerufen durch das Heranführen einer Gegenelektrode, und anderseits dadureli, dass dem Feld, das von den zu entladenen Körpern ausgeht., die Möglichkeit gegeben wird, tief in den eigentlichen Entladungsraum der stabilisierten Glimmentladung einzugrei fen. Es verbindet sich hiermit gleichzeitig die Möglichkeit zu einer wesentlichen Verein fachung und Verbilligung der Konstruktion.
Zn diesem Zweck besitzt der erfinclung:S- gemässe Apparat einen freitragenden, zi>lin- dizsehen Körper, der die eine Elektrode dar stellt und zugleich als Träger für mindestens einen von diesem isolierten, die zweite Elek trode bildenden Metalldraht dient, der ausser halb des zylindrischen Körpers parallel zu dessen Achse ausgespannt ist.
Ausführungsbeispiele des erfindungsge mässen Apparates sind in der beiliegenden Zeichnung dargestellt; es zeigen: Fig. 1 bis 4 vier verschiedene U,ntladungs- vorriehtungen des Apparates nach der Er findung,
Fig.5 und 6 verschiedene Möglichkeiten des Einbaues eines Hoehfrequenztransforma- tors in die Vorrichtungen nach den Fig. 1 bis und Fig. 7 die gleichzeitige Verwendung des Hochspannungstransformators als mechanische Stütze für eine freitragende zylindrische Elek trode.
In Fig. 1 ist. die einfaelist.e Ausführungs form des Apparates gemäss der Erfinden wiedergegeben. Hier ist 1 ein freitragender, zylindrischer metallischer Hohl- und Voll körper, der an seinen beiden Enden zwei metallische Träger 2 aufweist, die durch die festen Isolierkörper 3 von diesen isoliert sind.
Die Träger dienen ihrerseits zur Befestigung von Drähten 4, die parallel zur Achse des zylindrischen Körpers 1 ausgespannt sind und sich mit einer Glimmhaut überziehen, so bald zwischen dem einen Träger ''- und dem zylindrischen Metallkörper 1 durch Anlegen einer Spannungsquelle eine genügend hohe elektrische Spannung aufgerichtet wird. Die Spannung@szuffihrun- zur Elektrode 1 kann hierbei entweder seitlich oder axial erfolgen.
Im letzteren Fall müssen Träger ' und Iso- lierkörper 3 mindestens auf einer Seite mit einem axialen Loeli zur Aufnahme eines Hoch spannungskabels versehen sein. Zur Montage des ganzen Apparates werden tragende Bri- den oder Griffe an den Stirnseiten des Appa rates, das heisst an die metallischen Träger angeschraubt.
Der zylindriselie Metallkörper kann auch von mehr als zwei in axialer Richtun- ausge- spannten Drähten umgeben sein, und die Drahtelektrode kann geerdet sein. Dann ist. die spannungsführende Elektrode 1 durch die einen Käfig bildende, "erdete Drahtelektrode abgeschirmt und vor Berührung geschützt.
Die einzelnen Drähte der Drahtelektrode sprü hen beim Betrieb trotz Erdung, da es ja für die Glimmentladung mir auf das über den Drähten errichtete Feld und nicht. auf das absolute Potential der Drähte ankommt. Aueli beim sogenannten St. Ehusfeuer sind die leuelitenden Gegenstände mit Erde ver bunden.
Der gegenseitige Abstand zweier benaeli- barter Drähte 4 sollte wenigstens so gmoh sein, wie ihr Abstand von der zylindrischen Elektrode 1, damit das Feld des zti entladen den Körpers genügend in den Entladungs raum der (,Tlimment.ladnn- hineingreifen kann und so von dort die zur Entladung notwen- dig-en Ionen bezieht.
Die Drahtkäfig-Elektrode bietet a.ueh einen wirksamen Berührungsschutz, denn bei A)i- näherung der Hand wird (las Feld an den Drähten derart homogenisiert, dass es an jenen Stellen nicht mehr zur Aufreehterhal- tung der Glimmentla(lung ausreicht und man nicht einmal elektrisiert wird.
Ein wirksamer Berührungsschutz der span nungsführenden Elektrode kann auch bei Verwendung weniger Spanndrähte erzielt werden, indem gemäss Fig. \? der zylindrische, metallische Körper 1 mit einer durehsehla;s- festen Isolierschicht ö überzogen wird oder gemäss Fig. 3 die spannungsführende Elek trode als leitfähige Schicht 6 in einem frei- tra-enden Rohr 7 aus Isolierstoff unterge bracht wird.
Zur Verhütung von Oberschlä gen können bei gedrängten Anordnungen die Enden des Isolierrohres 7 durch fest einge klebte Stopfen ans Isoliermaterial dureh- schlagsfest verschlossen werden.
Eine andere Ausführungsform des Appa rates zeigt Fig. 4. Bei dieser dient als span nungsführende Elektrode ein freitragender, metallischer Körper 8, zum Beispiel ein Me tallrohr, der nur an seinen beiden Enden durch die RoliiTerselilussstüelze 9 oder dort eingesetzten Isolatoren getragen wird. Auch hier können bei gedrängten Anordnungen die Rohrversehlussstüeke durchschlagsfest einge klebt werden.
Uni die Hochspannung nicht mit einem unhandlichen Hoelispannungskabel zuführen zu müssen, verwendet man zweckmässig Hoch frequenzströme und verwandelt diese in einem kleinen Tesla-Transformator, der sieh leicht an einem Ende des Apparates einbauen lässt, in Hochspannung. Der Spulenkörper der Se kundärspule dieses Tesla-Transformators kann hierbei -leielizeiti- die mechanische Funktion des einen Isolierkörpers 3 bzw.
9 in den An ordnungen nach Fig. 1, 2 oder 4 übernehmen, wie dies zum Beispiel aus den Fig. 5 Lind 7 hervorgelit. Bei Verwendung eines freitragen den Rohres aus Isoliermaterial wird der Tesla-Transforniator zweekinässig gleich in dieses Rohr eingebaut, wie das die Fig. 5, 6 lind 7 zeigen. Er ist dann gleichzeitig vor Berührung und Verletzung geschützt.
In allen Fällen, #o die Dra.litölektrode finit Erde verbunden ist, bereitet die Isola tion des Zuführungskabels zur Primärseite des Tesla-Transformators keine Sehwierigkeiteti. Das Zuführungskabel kann beispielsweise an der Stelle 11 (Fig. 5) am Fuss des Tesla- Transforniators aus-eführt werden.
Da die Priiiiärwieklung des Tesla-Trans- forniators nur Niederspannung gegenüber Erde führt, kann, wie in Fig.7 gezeigt, der metallische Träger 2 des Spanndrahtes auch in. Höhe dieser Wicklung auf dem Rohr be festigt sein, ohne dass die Sekundärwicklung durch eine zusätzliche Kapazität belastet wird. In gleicher Weise kann auch der andere Trä ger 2 auf dem Isolierrohr 7 angebracht sein, wenn dort das Rohr entsprechend über die spannungsführende Elektrode verlängert wird.
Diese Anbringungsart der Träger 2, bringt den Vorteil mit sich, dass der Apparat an seinen beiden Enden bequem mit Briden ge halten werden kann, oder dass die Rohrenden zugleich als Handgriffe dienen.
Apparatus for dissipating electrostatic charges from the surfaces of poorly conductive materials by means of a stabilized electric glow discharge. The present invention relates to. an apparatus with. which is able to divert electrostatic charges from the surfaces of poorly conductive materials in a handy way.
It is particularly suitable for discharging materials that are led past it in the form of strands or running belts, but also enables static charges to be conveniently removed from the surfaces of solid, immovable or difficult to move objects.
The ions, which are generated in a stabilized electrical low or high frequency glow or spray discharge, are used to discharge the surfaces, the stabilization of this form of discharge being achieved in a manner known per se by electrical expansion resistances or intermediate layers. becomes. According to more recent findings, it is essential that the electric field emanating from the object to be discharged can mature () very deeply into the discharge space between the electrodes.
The process as such is already known. and tried and tested. The only thing that has so far been missing is a constructive development of the electrodes that meets practical requirements in terms of handling and in all cases ensures a sufficiently fast discharge of the f @ e @ products to be discharged. There have already been proposed and executed electrode designs in which the spraying electrode is equipped with sharp tips and surrounded by a tube made of insulating material that releases the tips in corresponding recesses.
The tube made of insulating material fulfills the purpose of protecting against contact with the high-voltage electrode and the fine tips .. Much more effective than these electrodes equipped with tips are electrodes with spraying edges or wires like them. are described in patent no. 287379, because the number of ions formed is naturally proportional to the size of the smoldering surfaces. In this type of electrode, the round rod made of insulating material is already used to accommodate at least one sprayer wire or at least one metal foil that sprays when connected to a high voltage source at its edge to send white white.
In order to make the discharge of a band drawn over these spraying parts effective, this band would have to be moved past the round rod at a very small distance or even slide on it. This is. but in the case of disadvantage, where the belt tension cannot be kept constant enough to guarantee a constant distance from the round rod, or as a result of the friction of the belt on the round rod made of insulating material, new charges arise on the belt.
The apparatus according to the invention avoids this disadvantage largely through a far greater discharging effect on the one hand, caused by the introduction of a counter-electrode, and on the other hand because the field emanating from the bodies to be discharged is given the opportunity to to reach deep into the actual discharge space of the stabilized glow discharge. It combines with this at the same time the possibility of a substantial simplification and cheaper construction.
For this purpose, the invention has a cantilevered, central body which represents one electrode and at the same time serves as a support for at least one metal wire, which is insulated from it and forms the second electrode and which is outside the cylindrical body is stretched parallel to its axis.
Embodiments of the apparatus according to the invention are shown in the accompanying drawings; It shows: Fig. 1 to 4 four different U, ntladungs- vorriehtungen of the apparatus according to the invention,
5 and 6 different possibilities of installing a high frequency transformer in the devices according to FIGS. 1 to 7 and FIG. 7 the simultaneous use of the high voltage transformer as a mechanical support for a cantilevered cylindrical electrode.
In Fig. 1 is. the simplest embodiment of the apparatus according to the invention is reproduced. Here, 1 is a cantilevered, cylindrical metallic hollow and solid body, which has two metallic supports 2 at its two ends, which are isolated from these by the solid insulating body 3.
The carriers in turn serve to fasten wires 4, which are stretched out parallel to the axis of the cylindrical body 1 and are covered with a glowing skin, as soon as a sufficiently high electrical voltage is created between the one carrier and the cylindrical metal body 1 by applying a voltage source is raised. The voltage supply to the electrode 1 can take place either laterally or axially.
In the latter case, the carrier and the insulating body 3 must be provided with an axial Loeli on at least one side to accommodate a high-voltage cable. To assemble the entire apparatus, load-bearing brackets or handles are screwed onto the front sides of the apparatus, that is to say onto the metal supports.
The cylindrically shaped metal body can also be surrounded by more than two wires stretched out in the axial direction, and the wire electrode can be earthed. Then. the live electrode 1 is shielded by the "earthed wire electrode" forming a cage and protected from contact.
The individual wires of the wire electrode spray during operation in spite of the grounding, because the glow discharge is directed to the field over the wires and not to me. it depends on the absolute potential of the wires. Aueli at the so-called St. Ehusfire, the leu-conducting objects are connected to earth.
The mutual distance between two adjacent wires 4 should be at least as great as their distance from the cylindrical electrode 1, so that the field of the zti discharging the body can reach sufficiently into the discharge space of the (, Tlimment.ladnn- and so from there which refers to the ions required for discharge.
The wire cage electrode also offers effective protection against accidental contact, because when the hand is approached, the field on the wires is homogenized in such a way that it is no longer sufficient to keep the glowing limp at those points and one is not once electrified.
An effective contact protection of the voltage-carrying electrode can also be achieved when using fewer tension wires, as shown in FIG. the cylindrical, metallic body 1 is coated with a permeable insulating layer 6 or, as shown in FIG. 3, the live electrode is accommodated as a conductive layer 6 in a free-end tube 7 made of insulating material.
In order to prevent overturning, the ends of the insulating tube 7 can be closed by means of stoppers firmly glued to the insulating material in a compact manner.
Another embodiment of the apparatus is shown in FIG. 4. In this case, a self-supporting, metallic body 8, for example a metal tube, which is only supported at its two ends by the RoliiTerselilussstüelze 9 or insulators inserted there, serves as a voltage-carrying electrode. Here, too, the pipe fittings can be glued puncture-proof in the case of crowded arrangements.
In order not to have to supply the high voltage with an unwieldy hoelis voltage cable, high-frequency currents are expediently used and converted into high voltage in a small Tesla transformer, which can be easily installed at one end of the device. The coil body of the secondary coil of this Tesla transformer can here -leielizeit- the mechanical function of an insulating body 3 or
9 in the orders of FIG. 1, 2 or 4 take over, as shown, for example, from FIGS. 5 and 7. When using a cantilever tube made of insulating material, the Tesla transformer is installed in this tube in two dimensions, as shown in FIGS. 5, 6 and 7. He is then protected from contact and injury at the same time.
In all cases where the wire electrode is finite earth, the insulation of the feed cable to the primary side of the Tesla transformer does not cause any problems. The supply cable can for example be carried out at point 11 (FIG. 5) at the foot of the Tesla transformer.
Since the primary voltage of the Tesla transformer only carries a low voltage to earth, the metallic support 2 of the tension wire can, as shown in FIG. 7, also be fastened to the tube at the height of this winding, without the secondary winding being replaced by an additional Capacity is charged. In the same way, the other Trä ger 2 can be attached to the insulating tube 7 if there the tube is extended accordingly over the live electrode.
This type of attachment of the carrier 2 has the advantage that the device can be conveniently held at both ends with clamps, or that the pipe ends also serve as handles.