CN1057231A - 黑板静电净尘方法及其设备 - Google Patents

Abstract

一种黑板静电净尘方法及其设备，主要特点是在 构成黑板的绝缘材料中夹一金属网，并使之与高压直 流电源的高压输出非接地端相连，在黑板擦的刷毛旁 设金属吸尘槽，并使之与高压直流电源的接地端相 连。本发明利用微小介质在静电场中被极化并受力 的原理，实现黑板静电净尘的目的，彻底解决了粉笔 灰的问题，同时又保持了传统黑板设备在使用上的优 点。

Description

黑板静电净尘方法及其设备

本发明涉及一种黑板静电净尘方法及其设备。

普通黑板的黑板面一般是玻璃或水泥或木制的，这种黑板的缺点是：在黑板上写粉笔字和用黑板擦擦黑板时，粉笔灰特别多，对教师的身体健康造成严重危害，而且影响卫生。

为了解决粉笔灰问题，人们想了许多办法：一种办法是彻底改换黑板设备，如使用光学投影设备，或使用彩色水笔与塑料板面配合的设备，这种办法虽然杜绝了粉笔灰现象，但因为价格昂贵，并且失去了使用粉笔时的许多便利，所以不可能在教学中广泛使用。另一种办法是改造黑板擦。在黑板擦上设置普通电动吸尘器的装置，改造后的黑板擦在使用上很不方便，噪音大，而且成本高，故难以普及。还有一种办法是使用无尘粉笔，但无尘粉笔并不是真正无尘，只不过使粉笔灰稍有减少而已，实际使用效果和普通粉笔相比难以区分，因此也不能解决粉笔灰问题。所以，在我国及世界大部分地区目前绝大多数教室里，依然使用着普通的黑板设备，粉笔灰依然危害着教师的健康，影响着教室的卫生环境。

本发明的目的是将静电净尘方法应用于黑板净尘上，提供一种新的黑板净尘方法及其设备，彻底解决粉笔灰的问题。

本发明的目的是通过下述方法和设备实现的：

将高压直流电源的高压输出非接地端和夹在构成黑板的绝缘材料中的金属网相连，以在黑板面及其近区形成一非均匀电场；将高压直流电源的接地端和设置在黑板擦的擦洁面上刷毛旁的金属吸尘槽相连，使在擦黑板时，在金属槽的内表面及黑板擦的擦洁面上形成一比黑板面电场更强的非匀强电场。

实现上述方法的设备包括黑板、黑板擦和高压直流电源，其中(1)黑板由紧挨着的三层组成，第一层是毛玻璃或有机玻璃或塑料书写面，第二层是沥青，第三层是后衬板。在第二层沥青中间夹有一个金属网，该金属网与高压直流电源的高压输出非接地端相连，(2)在黑板擦的刷毛旁设金属吸尘槽并与高压直流电源的接地端相连。

由于金属网夹在绝缘材料中，且金属网与直流电源相连，根据静电原理，在金属网格的近区的黑板面上将形成一非匀强极化电场，用粉笔在黑板面上书写时，粉笔末的微小颗粒就是处在这个非匀强电场中的电介质，它们被电场极化后，受到静电引力指向非匀强电场梯度绝对值较大的黑板面，从而被吸附到黑板面上。理论上认为：电场越不均匀，吸引力越大。即使电场均匀，因为粉笔末颗粒被不均匀极化，电极也对这些颗粒有一个吸引力。此外，无论粉笔末是否均匀极化，它都受到金属电极本身对它的吸力。实际上被极化后的粉笔末受到三种力的作用。为了使吸引力大到能使粉笔末被吸附到黑板面上的目的，就要增大电压，实验表明，电压需在万伏左右，因为金属网是夹在绝缘材料中，所以人体的安全可以得到完全保证。在擦黑板时，由于黑板擦的大小相对于整块黑板来讲非常小，近似可以把它看做是一个无限大平面上的一点，因此在和电源接地端相连的金属吸尘槽近区形成了比整个黑板面近区电场更强的非匀强电场，被黑板擦擦洁面的毛刷刷起的粉笔末在这个电场作用下，受到的吸引力是指向这个更强的非均匀电场梯度绝对值更大的金属吸尘槽内，从而使粉笔末被吸附到金属吸尘槽的内表面，而不会飞扬在空气中。

夹有金属网的沥青层一方面可以起到绝缘及防潮的作用，一方面又能够使黑板面的底色为黑色。

另外也可以把金属网直接注入到第一层毛玻璃或有机玻或塑料书写面中去，从而省去沥青层。

本发明的优点是：1.净尘效果非常显著，彻底解决了粉笔灰的问题，同时又能保持传统的黑板设备使用上的优点；2.可以吸附塑料薄膜制的挂图等，给教学带来便利；3.可用来做常规静电演示实验；4.成本低，耗电量非常少。

下面结合附图对本发明的实施例作进一步详细描述。

图1.静电净尘黑板设备总体结构示意图

图2.黑板擦结构示意图

图3.金属网结构示意图

图4.金属网结构示意图

图5.金属网结构示意图

图6.静电净尘黑板设备总体结构示意图

其中：1.黑板擦       2.高压直流电源

      3.毛玻璃或有机玻璃或塑料黑板面

      4.沥青层       5.金属网      6.后衬板

      7.黑板擦主体   8.金属吸尘槽

      9.刷毛         10.储尘盒     11.黑板

      12.滑杆        13.滑槽

实施例1：

参见图1，整个黑板设备由黑板、黑板擦和高压直流电源三部分组成，其中黑板由三层组成，第一层是毛玻璃或有机玻璃或塑料黑板面3，第二层是沥青层4，第三层是后衬板6，在第二层沥青层4中夹有一个金属网5，金属网5通过导线与高压直流电源2的高压输出非接地端相连，黑板擦1通过导线与高压直流电源2的接地端相连。

黑板擦的结构参见图2，在黑板擦刷毛9旁设金属吸尘槽8，在黑板擦主体7的下方有一储尘盒，正好能将金属吸尘槽8吸进的粉笔灰在脱落时接住，金属吸尘槽8通过导线和高压直流电源的接地端相连。

金属网的结构参见图3，它是由金属丝纵横交错而成。

实施例2：

金属网的结构参见图4，它是由两组斜向金属丝交错而成，整个黑板设备的其它结构如实施例1所述。

实施例3：

金属网的结构参见图5，它是由一组平行的金属丝和在每根金属丝上等间距地排列的许多垂直于黑板面的短钉构成，整个黑板设备的其它结构如实施例1所述。

实施例4：

黑板设备整体结构参见图6，在黑板11的上、下边缘分别设滑槽13，滑杆12可在滑槽13内左右移动，黑板擦1可在滑杆12上上下移动擦洁黑板，高压直流电源2的高压输出非接地端与黑板11中夹的金属网相连，高压直流电源2的接地端通过滑槽13、滑杆12与黑板擦1中的金属吸尘槽相连。

黑板擦的结构如实施例1中所述。

夹在黑板11中的金属网如实施例1或实施例2或实施例3所述。

以上四个实施例中所述的黑板设备与普通黑板设备在解决粉笔灰问题上效果的差异可以从下表的实验数据中看出：

实验条件：均使用无尘粉笔，均在黑板书写面上研磨50克粉笔。

表1.普通黑板设备              单位：克

	书写	擦洁	总计	占总质量比例
					脱落量	7.0	34.0	41	82％
黑板面粘结量	40.4	1.0	1.0	2％
					飞扬量	2.5	5.3	7.8	15.6％

表2.静电净尘黑板设备            单位：克

	书写	擦洁	总计	占总质量比例
					脱落量	2.4	0.5	2.9	5.8％
黑板面粘结量	47.6	0.2	0.2	0.4％
					飞扬量	0	0.1	0.1	0.2％

Claims (2)

1.一种黑板静电净尘方法，其特征在于：

(1)将高压直流电源的高压输出非接地端和夹在构成黑板的绝缘材料中的金属网相连，以在黑板面及其近区形成一非均匀电场；

(2)将高压直流电源的接地端和设置在黑板擦擦洁面刷毛旁的金属吸尘槽相连，使得在擦黑板时，在金属槽的内表面及黑板擦的擦洁面上形成一比黑板面电场更强的非均匀电场。

2.一种黑板静电净尘黑板设备，它包括黑板、黑板擦和高压直流电源，其中黑板由紧挨着的三层组成，第一层是毛玻璃或有机玻璃或塑料书写面，第二层是沥青，第三层是后衬板，其特征在于：

(1)在黑板的第二层沥青层中夹有一个金属网，该金属网与高压直流电源的高压输出非接地端相连；

(2)在黑板擦的刷毛旁设金属吸尘槽，该金属吸尘槽与高压直流电源的接地端相连。

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