DE2313933A1

DE2313933A1 - DEVICE FOR ELECTROSTATIC CHARGE REMOVAL

Info

Publication number: DE2313933A1
Application number: DE19732313933
Authority: DE
Inventors: Edwin Dipl Phys Dr Ing Muz
Original assignee: Haug GmbH and Co KG
Current assignee: Haug GmbH and Co KG
Priority date: 1973-03-21
Filing date: 1973-03-21
Publication date: 1974-09-26

Description

Vorrichtung zum Beseitigen elektrostatischer Auf ladungen Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Beseitigen elektrostatischer Aufladungen von Oberflächen bewegter Werkstoffe mit an eine Hochspannungsquelle angeschlossenen Elektroden, von denen eine geerdet ist. Device for removing electrostatic charges The invention relates to a device for removing electrostatic charges from surfaces moving materials with electrodes connected to a high voltage source, one of which is grounded.

Bei bekannten Vorrichtungen dieser Gattung, die den Zweck haben, elektrostatische Ladungen von der Oberfläche elektrisch isolierender, bewegter Werkstoffe, z.B. Papier-, Textilbahnen od.In known devices of this type, which have the purpose of electrostatic Charges from the surface of electrically insulating, moving materials, e.g. paper, Textile webs od.

dgl., mit Hilfe elektrischer Glimmentladungen abzuleiten, ist eine erste Art von Elektroden als Metallspitzen ausgebildet, welche einer stabförmigen oder flächigen Gegenelektrode gegentiber fest angeordnet sind. Bei geeignetem Abstand zwischen den Spitzen und der Gegenelektrode wird eine Koronarentladung entzündet und aufrecht erhalten, wodurch die Luft ionisiert wird. Bei großem Abstand ist die Wirkung der Entladung zu schwach, bei zu kleinem Abstand entstehen gefährliche Funken.Like. To dissipate with the help of electrical glow discharges, is one first type of electrodes designed as metal tips, which are rod-shaped or flat counter electrode are fixedly arranged opposite. At a suitable distance between the tips and the counter electrode is a coronary discharge ignited and maintained, thereby ionizing the air. At a great distance If the effect of the discharge is too weak, if the distance is too small, dangerous ones arise Spark.

Zwischen den Spitzen und der Gegenelektrode müssen hoch isolierende Materialien angeordnet werden. Ferner müssen Vorkehrungen getroffen werden, um Verletzungen von Personen an den Spitzen und durch elektrische Schläge zu vermeiden. Die bekannten Vorrichtungen sind in ihrer Konstruktion sehr aufwendig, besitzen ein hohes Gewicht, neigen zu einer unerwunschten Überbrückung der Isolation durch Staub und Schmutz und sind, wenn thermoplastische Isoliermaterialien verwendet werden, temperaturempfindlich.Between the tips and the counter electrode must be highly insulating Materials to be arranged. Also, precautions must be taken to avoid injuries from people by the tips and from electric shocks. The known Devices are very complex in their construction, have a high weight, tend to undesirably bridge the insulation through dust and dirt and, when thermoplastic insulating materials are used, they are temperature sensitive.

Die Erfindung geht von der Aufgabe aus, eine Vorrichtung zur Beseitigung statischer Elektrizität von einfachstem Aufbau zu schaffen, die trotz hoher Wirksankeit berührungssicher, auf Grund ihrer Unempfindlichkeit gegen Staub und Schmutz kurzschlußsicher, ungefährlich für Personen sowie vielseitig und in einfacher Weise anwendbar ist.The invention is based on the object of a device for elimination static electricity of the simplest structure, despite high efficiency Safe to touch, short-circuit-proof due to their insensitivity to dust and dirt, safe for people and versatile and easy to use.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß als erste Elektrode an den einen, geerdeten Pol der eine Wechselspannung liefernden Hochspannungsquelle ein blanker, metallischer Draht und als zweite Elektrode an den anderen, nicht geerdeten Pol der Quelle ein mit einer elektrisch isolierenden Schicht versehener Draht - angeschlossen sind und beide Drähte nahe beieinander über der Oberfläche des bewegten Werkstoffes angeordnet sind.The object is achieved according to the invention in that the first electrode to the one, earthed pole of the high voltage source supplying an alternating voltage a bare, metallic wire and as a second electrode on the other, ungrounded Pole of the source a wire provided with an electrically insulating layer - connected and both wires close together across the surface of the moving Material are arranged.

Die nachstehende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung dient im Zusammenhang mit beiliegender Zeichnung der weiteren Erläuterung. Es zeigen: Fig. 1 schematisch eine erste Ausführungsform der Erfindung und Fig. 2 eine zweite Ausführungsform der Erfindung.The following description of preferred embodiments of the invention serves for further explanation in connection with the accompanying drawing. Show it: 1 schematically shows a first embodiment of the invention and FIG. 2 shows a second Embodiment of the invention.

Auf einer Unterlage 1 wird senkrecht zur Zeichnungsebene ein Werkstoff 2, z.B. eine Papierbahn, bewegt, dessen Oberfläche 3 elektrostatische Auf ladungen aufweist, die beseitigt werden sollen. Hierzu sind mit Hilfe seitlich am Werkstoff 2 angeordneter Befestigungsglieder 4, die z.B. als Blöcke aus elektrisch isolierendem Material ausgebildet sind können, in geringem Abstand über der Oberfläche 3, z.B. 1 bis 10 mm, zwei Elektroden ausgespannt. Die eine Elektrode ist ein blanker Metalldraht 5, der an den bei 6 geerdeten Pol 7 einer an sich bekannten, eine Wechselspannung liefernden Hochspannungsquelle 8 angeschlossen ist. Die andere Elektrode ist ein mit einem Dielektrikum 9 umhüllter Draht 11, der an den nicht geerdeten Pol 12 der Hochspannungsquelle 8 angeschlossen ist. Der blanke Draht 5 und der durch das Dielektrikum 9 isolierte Draht 11 sind umeinander gewendelt oder miteinander verdrillt.A material is placed on a base 1 perpendicular to the plane of the drawing 2, e.g. a paper web, is moving, the surface of which is 3 electrostatic charges has to be eliminated. For this purpose are with the help on the side of the material 2 arranged fastening members 4, for example as blocks of electrically insulating Material may be formed a short distance above the surface 3, e.g. 1 to 10 mm, two electrodes stretched out. One electrode is a bare metal wire 5, the one at the grounded at 6 pole 7 of a known per se, an alternating voltage supplying high voltage source 8 is connected. The other electrode is a with a dielectric 9 sheathed wire 11, which is connected to the non-grounded pole 12 of the High voltage source 8 is connected. The bare wire 5 and the one through the dielectric 9 insulated wires 11 are coiled or twisted with one another.

Die Ausführungsforn gemäß Fig. 2 unterscheidet sich von der Ausführungsform gemäß Fig. 1 lediglich dadurch, daß die beiden Drähte 5 und 11 parallel zueinander von den Befestigungsgliedern 4 gehalten in geringem Abstand über der Oberfläche 3 des bewegten Werkstoffes 2 ausgespannt sind. Die Drähte 5 und 11 werden in der aus Fig. 1 ersichtlichen Weise mit einer Wechselspannung liefernden Hochspannungsquelle verbunden.The embodiment according to FIG. 2 differs from the embodiment according to FIG. 1 only in that the two wires 5 and 11 are parallel to each other held by the fastening members 4 at a slight distance above the surface 3 des moving material 2 are stretched. The wires 5 and 11 are supplied in the manner shown in FIG. 1 with an alternating voltage High voltage source connected.

Da ein elektrisches Feld durch ein Dielektrikum durchgreift, entsteht bei eingeschalteter Hochspannungsquelle 8 an dem als blanker Draht 5 ausgebildeten Leiter ein hohes elektrisches Feld, durch das die Luft insbesondere in der Nähe der zu entladenden Oberfläche 3 ionisiert wird. Die gebildeten Ionen werden an dem von dem isolierten Draht 11 gebildeten Gegenleiter nicht neutralisiert, sondern bei Umkehr der Polarität der Wechselspannungsquelle wieder in den Raum abgestoßen. Hieraus erklärt sich die Hohe Wirksamkeit der erfindungsgemäßen Anordnung.Since an electric field penetrates through a dielectric, it arises when the high-voltage source 8 is switched on, on the one formed as a bare wire 5 Conductor a high electric field through which the air in particular is close the surface to be discharged 3 is ionized. The ions formed are attached to the The opposite conductor formed by the insulated wire 11 is not neutralized, but when the polarity of the alternating voltage source is reversed, it is repelled back into the room. This explains the high effectiveness of the arrangement according to the invention.

Da der elektrische Strom durch das den Draht 11 umgebende Dielektrikum 9 kapazitiv begrenzt ist, ist die erfindungsgemäße Anordnung in hohem Maße berührungssicher.Since the electric current through the dielectric surrounding the wire 11 9 is capacitively limited, the arrangement according to the invention is safe to touch to a high degree.

Der aus einem Dielektrikum 9 bestehende, isolierende Mantel des Leiters 11 muß eine ausreichend hohe elektrische Durchschlagsfestigkeit und eine möglichst große Dielektrizitätskonstante haben. Diese und weitere wünschenswerte Eigenschaften, wie Koronafestigkeit und Temperaturbeständigkeit, können in an sich bekannter Weise z.B. durch mehrere konzentrische Isolierschichten aus Materialien wie z.B. Silikonkautschuk, Polytetrafluoräthylen, Poyimid od.dgl. erreicht werden, wobei diese Schichten den Draht 11 umgeben. Die Wandstärken der einzelnen Isolierschichten werden je nach Art des Materials so gewählt, daß die gewünschten physikalischen Eigenschaften erzielt werden.The insulating jacket of the conductor, which consists of a dielectric 9 11 must have a sufficiently high dielectric strength and, if possible, a have a large dielectric constant. These and other desirable properties, such as corona resistance and temperature resistance, can be done in a manner known per se e.g. through several concentric insulating layers made of materials such as silicone rubber, Polytetrafluoroethylene, polyimide or the like. can be achieved, these layers den Wire 11 surrounded. The wall thicknesses of the individual insulating layers are depending on Kind of stuff like that chosen that the desired physical Properties can be achieved.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist preisgünstig herzustellen und kann vielseitig angewandt werden. Zur Berührungssicherheit trägt ferner bei, daß einmal der Draht 5 geerdet und zum anderen der die Hochspannung führende Draht 11 an seinem freien Ende in einem isolierenden Befestigungsglied 4 angeordnet ist.The device according to the invention is inexpensive to manufacture and can be used in many ways. The fact that on the one hand the wire 5 is earthed and on the other hand the wire 11 carrying the high voltage is arranged at its free end in an insulating fastening member 4.

Die in Fig. 1 dargestellte Ausführungsform ist gegenüber der Ausführungsform nach Fig. 2 deshalb vorteilhafter, weil durch die gegenseitige Verdrillung der Drähte 5 und 11 diese überall einen definierten Abstand voneinander haben, der durch die Dicke des den Draht 11 umgebenden Dielektrikums 9 vorgegeben ist, wobei vorausgesetzt wird, daß dieses Dielektrikum ein überall gleichmäßig dicker Mantel ist. Um auch bei der Ausführungsform gemäß Fig. 2 einen weitgehend definierten Abstand zwischen den beiden Drähten 5 und 11 zu erreichen, können der blanke Draht 5 und der mit dem Dielektrikum ummantelte Draht 11 durch isolierende Muffen 14 geführt sein, die in den erforderlichen Abständen auf den Drähten angeordnet sind.The embodiment shown in Fig. 1 is opposite to the embodiment 2 more advantageous because of the mutual twisting of the wires 5 and 11 these have a defined distance from each other everywhere, which is determined by the Thickness of the dielectric 9 surrounding the wire 11 is given, provided that becomes that this dielectric is a uniformly thick jacket everywhere. To also in the embodiment according to FIG. 2, a largely defined distance between To reach the two wires 5 and 11, the bare wire 5 and the with the dielectric sheathed wire 11 be passed through insulating sleeves 14, the are arranged on the wires at the required intervals.

Die Erfindung, insbesondere deren Ausführungsform nach Fig. 1, bietet noch folgende Vorteile: Durch die gegenseitige Verdrillung der beiden Drähte 5 und 11 wird die Radialsymmetrie des Feldes praktisch überall beibehalten. Es ist möglich, z.B.The invention, in particular its embodiment according to FIG. 1, offers the following advantages: Due to the mutual twisting of the two wires 5 and 11 the radial symmetry of the field is maintained practically everywhere. It is possible, e.g.

durch entsprechende Wahl der Drahtstärken, des Drahtmaterials und des Dielektrikums, das aus den verdrillten Drähten 5 und 11 bestehende Gebilde flexibel zu machen und es nicht wie in Fig. 1 im Abstand über der Oberfläche 3 auszuspannen, sondern ähnlich wie eine biegsame Schnur lose über die Oberfläche 3 des bewegten Werkstoffes 2 schleifen zu lassen. Es ist ferner möglich, das Material der Drähte 5 und 11 und des Dielektrikums 9 so zu wählen, daß das verdrillte Gebilde anders als in Fig. 1 nicht geradlinig gestreckt verläuft, sondern beispielsweise die Form eines Bogens, einer Spirale oder dgl. einnimmt.by appropriate choice of wire thickness, wire material and of the dielectric, the structure consisting of the twisted wires 5 and 11 is flexible to make it and not to stretch it as in Fig. 1 at a distance above the surface 3, but similar to a flexible string loosely across the surface 3 of the moving material 2 to be grinded. It is also possible to use the material the wires 5 and 11 and the dielectric 9 to choose so that the twisted structure unlike in FIG. 1, it does not run in a straight line, but for example takes the form of an arc, a spiral or the like.

Derartige, von einer geraden Linie abweichende Formen eignen sich beispielsweise zum Entelektrisieren gewölbter Flächen oder Gegenstände, beispielsweise beim Herstellen oder Bedrucken von Plastikbechern. Die Ausführungsform der Erfindung in flexibler oder von einer geraden Linie abweichender Gestalt kann im übrigen auch zur Beseitigung elektrostatischer Aufladung in fließenden Schüttgütern, z.B. Mehl, Plastikgranulat oder dgl., verwendet werden.Such shapes deviating from a straight line are suitable for example for de-electrifying curved surfaces or objects, for example when manufacturing or printing plastic cups. The embodiment of the invention in a flexible form or a form deviating from a straight line can also be used for the elimination of electrostatic charge in flowing bulk goods, e.g. flour, Plastic granules or the like. Can be used.

Claims

Patent claims:

k1 Device for removing electrostatic charges from surfaces moving materials with electrodes connected to a high voltage source, one of which is grounded, characterized in that the first electrode is connected to the a grounded pole (7) of the high voltage source supplying an alternating voltage (8) a bare, metallic wire (5) and as a second electrode on the other, ungrounded pole (12) of the source (8) with an electrically insulating layer (9) provided wire (11) connected and both wires (5, 11) close to each other are arranged above the surface (3) of the moving material (2).

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the two Wires (5, 11) are held parallel to each other;

3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the two wires (5, 11) are twisted together are.

4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that that the two wires (5, 11) are arranged from the side of the moving material (3) Fastening links (4) are kept insulated.

5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that that the two wires (5, 11) are a flexible structure.

6. Device according to one of the preceding claims, characterized in that that the two wires (5, 11) grind loosely on the surface of the moving material.

7. Device according to one of the preceding claims, characterized in that that the structure consisting of the two wires (5, 11) in one of a straight line different form is brought.