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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Beseitigen von elektrostatischen
Ladungen bei Nichtleitern, beispielsweise Glas, Kunststoff, Textilfasern, Filmen
oder Gummi.
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Es sind bereits Verfahren und Vorrichtungen zum Beseitigen von elektrostatischen
Ladungen bei Nichtleitern bekannt, bei denen die elektrostatische Rufladung von
den zu entladenden Flächen durch direkte Bestrahlung mit Radionukliden abgeleitet
wird. Hierbei treten Strahlungsgefährdungen durch Kontamination und Inkorporation
auf. Zum Beispiel sind antistatische Optikpinsel bekannt, bei denen die radioaktiven,
Strahlungsquellen unmittelbar am Pinselstiel befestigt sind.
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Es ist auch ein Verfahren der indirekten Ionisierung bekannt, bei
dem die zu entladenden Flächen und die umliegende Luft nicht durch direkte Bestrahlung
mit Radionukliden leitend gemacht werden. Die Umspülung der zu entladenden Flächen
erfolgt mit Luft, die in einem gesonderten Ionisator ionisiert wird. Die Innenwand
dieses Ionisators ist mit radioaktiven Stoffen ausgelegt. Bei diesem bekannten Verfahren
der indirekten Ionisierung tritt bereits bei Entfernungen von weniger als 1 m eine
beträchtliche Rekombination der gebildeten Ionen auf, so daß die Strahlungsquelle
auch in der Nähe der Arbeitsstelle oder des Ortes der Entladung angeordnet sein
muß. Infolgedessen treten ebenfalls die angeführten Mängel auf. Ein nachteiliger
Aufbau liegt auch bei einer bekannten Einrichtung der indirekten Ionisierung vor,
bei der unter anderem die Zuführung der Ionen an den Arbeitsplatz durch Kanalleitungen
vorgesehen ist. Hier tritt ebenfalls eine beträchtliche vorzeitige Rekombination
auf, da die in einem Ionisator gebildeten Ionen mittels eines Luftstromes einem
erst nachgeordneten Kondensator zugeleitet werden.
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Des weiteren ist die Hochspannungsionisation zur Ableitung elektrostatischer
Rufladungen bekannt. Diese scheidet z. B. in der optischen Industrie aus, da mir
kleine Optikpinsel angewendet werden. Auch bei der Herstellung von Folien und synthetischen
Fasern ist die unmittelbare Hochspannungsionisation nicht anwendbar, da fast immer
brennbare Flüssigkeiten und Dämpfe im Produktionsablauf vorhanden sind.
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Aufgabe der Erfindung ist es, die vorstehend geschilderten Mängel
der bekannten Verfahren und Einrichtungen, insbesondere die sofort nach der Ionisierung
einsetzende Rekombination, weitgehendst zu beseitigen, mit dem Ziel, eine wirkungsvollere
und betriebssichere Vorrichtung zu schaffen, bei der gleichzeitig auch eine Gesundheitsgefährdung
des Bedienungspersonals ausgeschlossen ist.
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Gemäß der Erfindung wird dieses Ziel erreicht, wenn man eine Vorrichtung
verwendet, bei der die in einem Ionisator befindliche Ionisierungsquelle im Gleichspannungsfeld
angeordnet ist. Hierdurch tritt in dem Ionisator die Trennung der gebildeten positiven
und negativen Ionen ein und die gasförmigen Medien mit positiven und die mit negativen
Ionen sind unter Ausschluß der Rekombination einzeln oder nebeneinander den zu entladenden
Flächen zuführbar. Es empfiehlt sich, die geometrische Anordnung und Abmessung der
Ionisierungsquelle bzw. des Ionisators in Abhängigkeit von einer oder mehreren Betriebsgrößen,
beispielsweise des Ionisierungsgrades der zu behandelnden Oberflächen, veränderbar
auszuführen. Die Vorrichtung kann in der Weise ausgebildet sein; daß der Ionisatör
ein öder mehrere radioaktive Strahlungsquellen enthält und/oder die Innenwandungen
des Ionisators - zumindest teilweise - mit radioaktiven Stoffen belegt sind. Die
Ionisierungsquelle ist vorteilhaft stabförmig auszubilden und in der Nähe der Längsachse
des als Durchlaufgefäß ausgebildeten Ionisators verstellbar anzuordnen. Weiter ist
es von Vorteil, für das Gehäuse des Ionisators einen Werkstoff mit hohem Rückstreukoeffizienten
für Betastrahlen, beispielsweise aus Elementen mit hoher Ordnungszahl, zu verwenden.
Die Innenseite der Gehäusewandung ist aus Isoliermaterial herzustellen oder mit
Isoliermaterial zu versehen.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann auch angewendet werden, wenn
die Ionen durch eine andere Ionisierungsmöglichkeit - z. B. eine Hochspannungsquelle
- erzeugt werden. Von wesentlicher Bedeutung ist es, die positive und negative Ionen
führenden Leitungen erst unmittelbar vor der zu entladenden Oberfläche miteinander
zu vereinigen. Bei räumlich benachbarten Arbeitsplätzen oder Maschinen besteht die
Möglichkeit, nur einen lonisator vorzusehen, von dem mehrere isolierte Zuleitungen,
nötigenfalls Doppelleitungen, das Gas mit positiven und das mit negativen Ionen
zu den einzelnen Arbeitsplätzen oder Maschinen führen. Das zum Behandeln der zu
entladenden Oberflächen dienende Gerät ist an den Strom des ionisierten Mediums
angeschlossen, wobei das Medium auch durch das Bearbeitungsgerät, beispielsweise
einen Pinsel, hindurchgeführt sein kann. Am Arbeitsende des Bearbeitungsgerätes
sind gegebenenfalls verstellbare Austrittsdüsen für das ionisierte Medium vorzusehen,
um die zu behandelnde Oberfläche örtlich in verschiedener Stärke und in verschiedenen
Größen zu behandeln.
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In der Zeichnung sind einige Ausführungsbeispiele schematisch dargestellt.
Es zeigt F i g.1 eine schematische Darstellung, F i g. 2 einen Ionisator im Längsschnitt,
F i g. 3 einen Schnitt nach der Linie 11-II der F i g. 2, F i g. 4 bis 7 verschiedene
Einzelheiten.
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F i g.1 zeigt schematisch eine Apparatur, bei der die erfindungsgemäße
Vorrichtung mit eingeschlossen ist. Bei 1 tritt das zu ionisierende Medium in ein
Gebläse 2 ein und wird bei 3 gefiltert. Das gefilterte, zu ionisierende Medium gelangt
durch ein Rohr 4 in einen Ionisator 5 und verläßt diesen ionisiert durch eine Leitung
6, um in ein Bearbeitungsgerät 7 einzutreten. Mittels des Gerätes 7, das die Funktion
einer Düse- hat, findet die Verteilung des ionisierten Mediums über eine zu entladende
Fläche 8 statt. Die elektrostatisch geladene Fläche 8 wird unter Einwirkung des
ionisierten Mediums entladen. Eine als Ionisierungsquelle verwendete radioaktive
Strahlungsquelle 9 ist nahezu punktförmig. Die Verkapselung ist an einer Halterung
10 und diese in einem Einschub 11 befestigt. Der in F i g. 2 dargestellte Ionisator
16 ist mit einem Gehäuse 17 versehen. Das Gehäuse 17 besteht aus einem zylindrischen
Teil 18 und Stirnteilen 19 und 20. Auf der Innenseite der Gehäusewand 18 befindet
sich eine dünne Isolierschicht 21, während der Außenseite der Gehäusewand 18 Kondensatorbeläge
22 und 23 zugeordnet sind - vgl. auch F i g. 3. Die Kondensatorbeläge 22
und
23 sind verschiedenartig aufgeladen. Zwischen den Kondensatorbelägen 22 und 23 und
der Gehäusewand 18 des Gehäuses 17 befindet sich eine Isolierschicht 24. An der
Außenseite der Kondensatorbeläge 22 und 23 ist eine Isolierschicht 25 angebracht.
Bei 26 und 26a sind die Anschlüsse für die Kondensatorbeläge angedeutet. Die Stirnteile
19 und 20 bestehen aus Isoliermaterial, beispielsweise Kunststoff. Im Inneren des
Ionisators 16 befindet sich die Ionisierungsquelle 32. Bei 27 tritt das zu ionisierende
Medium in den Ionisator ein und verläßt diesen ionisiert bei 28. In der Austrittsöffnung
28 ist eine Trennwand 29 vorgesehen, die es gestattet, positiv und negativ ionisierte
Medien getrennt abzuführen. Bei dem Ausführungsbeispiel reichern sich die negativen
Ionen unter der Einwirkung des positiv geladenen Kondensatorbelages 22 in dessen
Hälfte an und gelangen in den Ableitungsteil 30. Die in der anderen Hälfte in der
Nähe des aufgeladenen Kondensatorbelages 23 angereicherten positiven Ionen
hingegen gelangen in den Teilkanal 31.
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In F i g. 3 sind die der F i g. 2 entsprechenden Teile mit den gleichen
Bezugszeichen versehen.
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Zur Halterung der Ionisierungsquelle 32 dienen die Halterung 33 und
die Führungsbuchse 34. Mittels der Halterung 33 kann die Ionisierungsquelle 32 in
Richtung des Doppelpfeiles 35 verstellt werden. Verstellt man z. B. die Ionisierungsquelle
in Richtung des Pfeiles 36, so wird der Ionisierungsgrad verkleinert.
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Bei Verwendung einer radioaktiven Strahlungsquelle kann außerdem eine
Abschirmung 37 an die Führungsbuchse 34 angelenkt sein, durch deren Verstellen man
die Abstrahlung verändern kann. Besteht das Teil 37 aus Adsorbermaterial,
so kann ein Teil der abgegebenen Strahlung absorbiert werden. Bei 38 ist die Ionisatorwand,
die aus mehreren einzelnen Schichten besteht, angedeutet.
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In F i g. 4 ist ein Bearbeitungsgerät mit einer zu entladenden Folie
39 dargestellt. Das zur Entladung dienende Gerät besitzt eine Düse 40, die
trichterförmig ausgebildet ist. Die Düse 40 sitzt an dem Rohrende 41, das bei 42
eine Einengung aufweist. Die Einengung 42 bewirkt eine Turbulenz und somit eine
gute Durchmischung der in den beiden isolierten Rohren 43 und 43 a getrennt zugeführten
negativen und positiven Ionen unmittelbar vor der zu entladenden Folie 39.
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In den F i g. 5 bis 7 sind optische Linsen 44, 45 und 46 dargestellt,
zu deren Reinigung und der elektrostatischen Entladung die Pinsel 47,48 und
49 dienen. In F i g. 5 ist der Pinsel 47 mit einem Griff 50 verbunden, an
dem ein Zuführungsrohr 51 für das in Richtung des Pfeiles 52 strömende ionisierte
Medium befestigt ist.
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Bei der Ausführungsform nach F i g. 6 hat der Pinsel 48 einen
rohrförnugen, isolierten Griff 52 a, durch welchen das in Richtung
der Pfeile 53 zugeführte ionisierte Medium geleitet wird. In dem Griff
52 a
ist eine Trennwand 54 vorgesehen, die eine vorzeitige Rekombination der
gebildeten Ionen verhindert. Es ist für viele Fälle vorteilhaft, an Stelle der Trennwand
zwei Schläuche aus Isoliermaterial zu verwenden.
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Bei der Ausführungsform nach F i g. 7 ist der Griff 55 ebenfalls hohl,
so daß das ionisierte Medium gegebenenfalls auch durch den ungeteilten Griff zugeführt
werden kann. Es sei noch darauf hingewiesen, daß bei Anwendung der erfindungsgemäßen
Vorrichtung einschließlich der Reinigungspinsel in der optischen Industrie eine
Steigerung der Arbeitsproduktivität durch Verkürzung der Säuberungszeiten gegeben
ist.
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Es ist weiter vorteilhaft, die Ionisierungsquelle so zu bemessen,
daß die Energie der Alphastrahlen ganz und die der Betastrahlen sowie der schwach
energetischen Gammastrahlen emittierenden Radionuklide fast gänzlich von dem gasförmigen
Medium absorbiert wird.
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Aus strahlenschutztechnischen Gründen ist zu empfehlen, möglichst
Beta- und gering energetische Gammastrahler zu verwenden, da dann eine mechanisch
stabilere Einkapselung erfolgen kann.