DE2363209A1 - Charge carrier generator for static charge dissipation - has row of electrodes with current limited supply facing single serrated counter electrode - Google Patents
Charge carrier generator for static charge dissipation - has row of electrodes with current limited supply facing single serrated counter electrodeInfo
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Abstract
Description
236:.236 :.
Eltex-Elektronik, H. Grünenfelder, Sl.Inr;.", Basel (Schweiz) Eltex-Electronics, H. Grünenfelder, Sl.Inr ;. " , Basel (Switzerland)
Quelle zur Erzeugung von freien LadungsträgernSource for generating free charge carriers
Die Erfindung betrifft eine Quelle zur Erzeugung von freien Ladungsträgern mittels Koronaentladungen mit mindestens einer Gruppe von Einzel-Elektroden, die über je ein vorgeschaltetes Strombegrenzungselement an einem Anschluss angeschlossen sind, und mit mindestens einer direkt leitend mit einem andern Anschluss verbundenen Elektrode sowie ein Verfahren zu ihrem Betrieb .The invention relates to a source for generating free charge carriers by means of corona discharges with at least one Group of individual electrodes that are each connected to a connection via an upstream current-limiting element, and with at least one directly conductive with another connection connected electrode and a method for its operation.
Ionisationsvorrichtungen mit derartigen Ladungsträger-Quellen dienen zur berührungsfreien Neutralisation elektrostatischer Aufladungen von Isoliermaterialien. Solche Aufladungen entstehen insbesondere bei der Verarbeitung von Kunststoff-Folien, syn-Ionization devices with such charge carrier sources serve for the contactless neutralization of electrostatic Charges of insulating materials. Such charges arise in particular when processing plastic films, syn-
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thetischen Geweben und Papieren. Ferner werden diese Vorrichtungen etwa in der Uhren- und chemischen Industrie zu Entstaubungszwecken verwendet.thetic fabrics and papers. Furthermore, these devices for example in the watch and chemical industries for dedusting purposes used.
Zur Erfüllung der vorgenannten Aufgaben nüssen die Ladungsträger-Quellen eine sich über einen bestimmten. Raumbersich erstreckende, einigermassen homogene Ladungswolke erzeugen. Da sie üblicherweise mit Spannungen von einigen kV arbeiten, sollten sie ferner so aufgebaut sein, dass die Unfallgefahr möglichst klein bleibt.The charge carrier sources must be used to fulfill the aforementioned tasks a find out about a particular. Spatially extending, Generate reasonably homogeneous charge cloud. There if they usually work with voltages of a few kV, they should also be designed to minimize the risk of accidents remains small.
Eine bekannte Ionisationsvorrichtung v/eist eine Ladungsträger-Quelle mit einer wendeiförmigen Hochspannungselektrode und konzentrisch darum herum angeordneten, runden, geerdeten Stäben auf, zwischen denen sich Zwischenräume befinden, durch die die Ionen nach aussen driften können. Diese Ladungsträger-Quelle hat jedoch den Nachteil, dass die von ihr durch Koronaentladungen zwi-schen der Hochspannungselektrode und den geerdeten Stäben erzeugten Ladungsträger bei hoch aufgeladenen Isoliermaterialien zu einem vollständigen Ladungsabbau nicht ausreichen. Insbesondere darf sie auch nicht in der Nähe geerdeter Metallteile der für die Verarbeitung des Isoliermaterials verwendeten Haschine angeordnet sein, da in.diesem Fall so viele Ladungsträger aus der Ladungswolke abgezogen werden, dass ein Abbau der Oberflächen-Aufladung des Isoliermaterials nicht mehr möglich ist. Diese Ladungsträger-Quelle hat zudem den Nachteil, dass die geerdeten Stäbe, insbesondere bei längeren Ausführungen, leicht verbogen werden können. Ferner lässt sich der sich bei längerem Betrieb innerhalb der Stäbe ansammelnde Schmutz nur schwer entfernen. Dies kann einerseits eine Reduktion und örtlich ungleichmässige.Verteilung der Ionisation und andererseits Funkenentladungen zur Folge haben. Ein weiterer Hachteil dieser Ausführung liegt darin, dass ein Kurzschluss zwischen der Hoch- -A known ionization device is a charge carrier source with a helical high-voltage electrode and round, earthed rods arranged concentrically around it between which there are gaps through which the ions can drift outwards. This charge carrier source has the disadvantage, however, that the corona discharges between the high-voltage electrode and the earthed With highly charged insulating materials, charge carriers generated by rods are not sufficient for complete charge reduction. In particular, it must not be near earthed devices Metal parts of the used for processing the insulating material Must be arranged, as in this case so many Charge carriers are withdrawn from the charge cloud so that the surface charge of the insulating material is no longer reduced is possible. This charge carrier source also has the disadvantage that the earthed rods, especially in the case of longer versions, can be bent easily. Furthermore, the It is difficult to remove dirt that has accumulated inside the rods during prolonged operation. This can be both a reduction and local uneven distribution of ionization and on the other hand Result in spark discharges. Another downside to this Execution is that a short circuit between the high -
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Spannungselektrode und den geerdeten Stäben, wie er etwa durch einen Metallspan verursacht werden kann, zu einen Betriebeausfall der ganzen Ladungsträger-Quelle führt. Des weitern ist di? Hochspannungselektrode trotz ihrer geschützten Anordnung mit einem Werkzeug, etwa einem Schraubenzieher, berührbar, sodass immer noch eine gewisse Uhfallgefahr besteht. Es ist ferner eine Ladungsträger-Quelle bekannt, bei der als Hochspannungselektroden zwei glatte Schienen vervr-jndot v/er con, die in zwei parallelen Öffnungen eines Kunststoffstabes untergebracht und allseitig von Kunststoff umschlossen sind. Die geerdete Gegenelektrode ist in einer längs des Stabes "zwischen den Schienen verlaufenden Wut angeordnet und mit einer Reiha von Spitzen versehen. Bei dieser Ausführung können zwar keine Kurzschlüsse entstehen, sie hat jedoch den Nachteil, dass ihre Leistung und Ionisationsrate noch wesentlich kleiner ist, als diejenige der vorstehend beschriebenen Ladungsträger-Quelle.Voltage electrode and the grounded rods as he is about through A metal chip can be caused, leading to an operational failure the whole charge carrier source leads. Furthermore is di? High-voltage electrode despite its protected arrangement with a Tool, such as a screwdriver, can be touched, so always there is still a certain risk of failure. Furthermore, a charge carrier source is known in which two smooth rails vervr-jndot v / er con, housed in two parallel openings of a plastic rod and are enclosed on all sides by plastic. The grounded counter electrode is in one along the rod "between the Rails arranged running rage and with a row of Tips. In this design, although no short circuits can occur, it has the disadvantage that its performance and the ionization rate is still significantly smaller than that of the charge carrier source described above.
Weiter ist eine lonisationsvorriohtung bekannt, bei der die stabförmige Ladungsträger-Quelle auf beiden Stabseiten je eine geerdete, als Gegenelektrode dienende Metallschiene auf v/eist, deren obere Randfläche verrundet ist. Dazwischen ist ein Stab aus Widerstandsmaterial angeordnet, der auf der unteren Seite mit einer an die Hochspannung angeschlossenen Metallschisne verbunden und auf der oberen Seite mit einer Reihe von Metallspitzen versehen ist, die als Hochspannungselektroden dienen. Auch bei dieser Ladungsträger-Quelle ist die erzeugte Ladungsviolko in vielen Fällen für einen vollständigen Abbau der Aufladungen nicht ausreichend. Da das Widerstandsmaterial praktisch den ganzen Zwischenraum zwischen den Seitenschienen ausfüllt, auf der oberen Seite nicht abgedeckt und sehr hocholinig ist, bewirkt die beim Betrieb entstehende Oberflächenverschmutzung Kriechströme, die eine Reduktion der Elektrodenspannung und dadurch eine zusätzliche Reduktion der Ionisation zur FolgeFurthermore, an ionization device is known in which the rod-shaped Charge carrier source on both sides of the rod a grounded metal rail serving as a counter electrode on v / eist, whose upper edge surface is rounded. In between a rod of resistance material is arranged, which on the lower side with connected to a metal rail connected to the high voltage and is provided on the upper side with a series of metal tips that serve as high-voltage electrodes. Also at This charge carrier source is the generated charge violet in many cases not sufficient for a complete removal of the charges. Since the resistor material is practically the fills the entire space between the side rails, is not covered on the upper side and is very linear the surface contamination that occurs during operation, leakage currents, a reduction in the electrode voltage and this results in an additional reduction in ionization
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haben. Ferner hat diese Ausführung den Nachteil, dass bei einem Defekt des Widerstandsmateriales jeweils der ganze Widerstands-Stab mit allen Kochspannungselektroden ausgewechselt werden muss.to have. Furthermore, this design has the disadvantage that with a Defect in the resistance material, the entire resistance rod with all the cooking voltage electrodes must be replaced.
Ferner ist eine Ladungsträger-Quelle bekannt, bei der die Hochspannungselektroden durch eine Reihe von Spitzen gebildet werden, denen je ein zur Strombegrenzung dienender Widerstand vorgeschaltet ist. Die an Masse liegenden Elektroden werden durch zwei beidseitig von den Spitzen angeordnete, stumpfe Schienen gebildet. Auch bei dieser Ausführung ist die erzeugte Ladungswolke für den Abbau der Aufladungen oft nicht ausreichend. . Furthermore, a charge carrier source is known in which the high-voltage electrodes are formed by a series of peaks, each of which is preceded by a resistor serving to limit the current is. The ground electrodes are connected by two blunt rails arranged on either side of the tips educated. In this version, too, the charge cloud generated is often not sufficient to break down the charges. .
Für die Verwendung in explosionsgefährdeten Räumen ist ferner eine Ladungsträger-Quelle bekannt, die nur eine elektrisch an Masse liegende, mit einer Reihe von Spitzen versehene Elektrode aufweist. Diese Ladungsträger-Quelle wird beim Betrieb so angeordnet, dass die Spitzen gegen die Oberfläche des aufgeladenen Isoliermaterials gerichtet -sind und von diesem einen Abstand.von_ etwa 1 cm haben. Bei grossen Feldstärken finden dann zwischenFor use in areas at risk of explosion, a charge carrier source is also known which only has one electrical connection Has grounded electrode provided with a series of tips. This charge carrier source is arranged during operation in such a way that that the tips are directed towards the surface of the charged insulating material and are at a distance from it. about 1 cm. With high field strengths then find between
den Spitzen und der Isoliermaterial-Oberfläche Entladungen the tips and the insulating material surface discharges
statt, wodurch die Oberflächen-Aufladung abgebaut wird. Diese Ladungsträger-Quelle kann zwar sehr viele freie Ladungsträger liefern, da jedoch die Spitzenentladungen nur stattfinden,, wenn die Feldstärke mindestens einige kV/cm beträgt, bleibt auch hier immer eine Restaufladung bestehen.instead, whereby the surface charge is reduced. This charge carrier source can indeed have a large number of free charge carriers supply, since the peak discharges only take place, if the field strength is at least a few kV / cm, also remains there is always a residual charge here.
Es ist daher eines der Ziele der Erfindung, eine Ladungsträger-Quelle zu schaffen, bei der auch bei stark aufgeladenen Isoliermaterialien ein vollständiger Abbau der Oberflächen-Aufladungen möglich ist. Die Aufgabe wird erfindungsgemäss durch eine Quelle der eingangs genannten Art gelöst, die dadurch gekennzeichnet ist, dass jede· direkt angeschlossene Elektrode eine sich im wesentliehen über ihre ganze Länge erstreckende Schneide oder Reihe von Spitzen aufweist. Die Erfindung betrifft des weiternIt is therefore one of the objects of the invention to provide a source of charge carriers to create a complete breakdown of the surface charges even with highly charged insulating materials is possible. The object is achieved according to the invention by a source of the type mentioned at the outset, which is characterized in that is that each · directly connected electrode has a cutting edge or essentially extending over its entire length Has series of tips. The invention also relates to
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ein Verfahren zum Betrieb der Quelle. Dieses ist erfindungsfremäss dadurch gekennzeichnet, dass die direkt leitend angeschlossenen Elektroden elektrisch laitend an Kasse und die' Einzel-Elektroden an Hochspannung liegen.a method of operating the source. This is not in accordance with the invention characterized in that the electrodes connected in a conducting manner are electrically conductive to the cash register and the individual electrodes due to high voltage.
Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgogenstandes und. eine
Variante davon ist in der Zeichnung dargestellt und wird in folgenden näher beschrieben.
In der Zeichnung zeigenAn embodiment of the inventions state and. a variant of this is shown in the drawing and is described in more detail below.
Show in the drawing
die Fig. 1 ein Sehaltseheraa einer Ionisationsvorrichtung mit einer Ladungsträger-Quelle mit einer Einzel-Elektrodengruppe, 1 shows a Sehaltseheraa with an ionization device a charge carrier source with a single electrode group,
die Fig. 2 eine Draufsicht auf eine Ladungsträger-Qualle, die Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie III-III der Figur 2, die Fig. 1J einen Schnitt längs der Linie IV-IV der Figur 2 undFig. 2 is a plan view of a carrier jellyfish which Fig. 3 shows a section along the line III-III of Figure 2, Fig. 1 J a section along the line IV-IV of Figure 2, and
die Fig. 5 ein Schaltschema einer Ladungsträger-Quelle nut zwei Einzel-Elektrodengruppen. 5 shows a circuit diagram of a charge carrier source with two individual electrode groups.
Die Figur 1 zeigt ein Schema einer ionisationsvorricntung mit einer Spannungsquelle 1 und einer zur Erzeugung freier Ladungsträger mittels Koronaentladungen dienenden Ladungsträger-Quelle 10. Die Spannungsauelle 1 ist über ein dreipoliges Kabel mit Erdleiter an das Stromnetz angeschlossen und weist einen zweipoligen Schalter 2 und eine zur Anzeige des Betriebszustandes dienende Glimmlampe 3 auf. Die Erzeugung der für den Betrieb notwendigen Hochspannung erfolgt durch einen Transformator 5 mit vergossenen Wicklungen. Die Hochspannung ist prinärsaitig durch einen Stufenschalter 4 einstellbar. Die beiden Enden derFIG. 1 shows a diagram of an ionization device a voltage source 1 and one for generating free charge carriers by means of corona discharges serving charge carrier source 10. The voltage source 1 is via a three-pole cable with Ground conductor connected to the mains and has a two-pole switch 2 and one for displaying the operating status serving glow lamp 3 on. The high voltage required for operation is generated by a transformer 5 with potted windings. The high voltage can be set on the primary string by means of a step switch 4. The two ends of the
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Sekundär-Wicklung sind mit zivei Anschlüssen 6, beziehungsweise verbunden, von denen der erstere geerdet ist.Secondary windings are with zivei connections 6, respectively connected, the former of which is grounded.
Die an den zweipoligen Ausgang der Spannungsquelle angeschlossene Ladungsträger-Quelle 10 v/eist zwei Elektroden 11 und mehrere Einzel-Elektroden 12 auf, die Susannen mehrere Entladungsstrekken bilden. Die beiden Elektroden 11 sind direkt mit dem geerdeten Anschluss 24 verbunden, wogegen die Einzel-Elektroden 12 über je einen als Strombegrenzungselement dienenden Vorschalt-Widerstand 13 an den andern Anschluss 25 angeschlossen sind.The one connected to the two-pole output of the voltage source Charge carrier source 10 is two electrodes 11 and more Individual electrodes 12, which form several discharge paths Susanne. The two electrodes 11 are directly grounded to the Connection 24 connected, whereas the individual electrodes 12 each have a series resistor serving as a current limiting element 13 are connected to the other port 25.
Die Figuren 2, 3 und 4 zeigen eine besonders zvreckmässige Ausführung der Ladungsträger-Quelle 10. Sie weist einen aus glasfaserverstärktem Epoxydharz bestehenden, stabförmigen Körper 15 mit im wesentlichen rechteckigem Querschnitt auf. Er ist auf seiner oberen Seite mit einer Mittel-Nut 31 und zwei symmetrisch dazu angeordneten Nuten 32, die in je eine Kehle 33 münden, und auf der unteren Seite mit einer Nute 34 versehen. Die Kehlen 33 und die Nuten 31, 32, 34 verlaufen alle parallel'zur Längsachse des Körpers 15 und erstrecken sich über dessen ganze Länge. Der Körper 15 ist ferner mit einer Reihe von vertikalen, entlang der Längsachse in äquidistanten*Abständen angeordneten Bohrungen 35 mit zwei Abschnitten 35a, 35b versehen, von denen der untere den grösseren Durchmesser aufweisende Abschnitt 35a in die Nut 34 und der obere in die Nut 31 mündet. Die unteren Abschnitte 35a enthalten je einen Widerstand 13. Die oberen Anschlüsse dieser Widerstände durchdringen die Bohrungs abschnitte 35t> und die Nut 31, so dass ihre freien Enden etwa bündig mit der oberen Fläche 15a des Körpers 15 sind und als Einzel-Elektroden 12 dienen. Sie werden bei der Herstellung mit einer Schneidzange abgeschnitten und bilden daher scharfkantige Spitzen. Die unteren Anschlüsse der Widerstände 13 sind mit einem in der Nut 34 untergebrachten Leiter 17 verlötet. Die Nut 34 ist gegen aussen durch einen ausFigures 2, 3 and 4 show a particularly rectangular design the charge carrier source 10. It has a rod-shaped body 15 made of glass fiber reinforced epoxy resin with a substantially rectangular cross-section. It is symmetrical on its upper side with one central groove 31 and two Grooves 32 arranged for this purpose, each opening into a groove 33, and provided with a groove 34 on the lower side. The throats 33 and the grooves 31, 32, 34 all run parallel to the longitudinal axis of the body 15 and extend over its entire length. The body 15 is also provided with a series of vertical, along the Longitudinal axis at equidistant * intervals holes 35 provided with two sections 35a, 35b, of which the lower section 35a, which has the larger diameter, is inserted into the groove 34 and the upper one opens into the groove 31. The lower sections 35a each contain a resistor 13. The upper connections of these Resistances penetrate the bore sections 35t> and the groove 31, so that its free ends are approximately flush with the upper surface 15 a of the body 15 and serve as individual electrodes 12. she are cut off with cutting pliers during production and therefore form sharp-edged tips. The lower connections of the resistors 13 are accommodated with one in the groove 34 Head 17 soldered. The groove 34 is outwardly through a
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Isoliermaterial, etwa glasfaserverstärktem Epoxydharz, bestehenden Stab 19 abgeschlossen, so dass der mit dem Anschluss 25 verbundene Leiter 17 und die unteren Anschlüsse der Widerstände 13 gegen aussen isoliert sind. Der Profilstab 19 ist durch einen weitern Profilstab l8 gehalten, dessen Schenkelenden in zwei seitliche Längsnuten 37 des Körpers "15 eingreifen.Insulating material, such as glass fiber reinforced epoxy resin, existing Rod 19 completed, so that the conductor 17 connected to the terminal 25 and the lower terminals of the resistors 13 are isolated from the outside. The profile bar 19 is held by a further profile bar l8 whose leg ends in two lateral longitudinal grooves 37 of the body "15" engage.
In den beiden Nuten" 32 ist je eine der beiden Elektroden 11 angeordnet, die sich über die ganze Länge des Körpers 15 erstrekken. Diese Elektroden 11, die elektrisch leitend mit dem ge,~ meinsamen Anschluss 2H verbunden sind, sind sägeblattartig ausgestaltet und so tief in die Nut 32 eingelassen, dass ihre zahnförmigen Spitzen 11a etwa bündig mit der oberen Fläche 15a sind.One of the two electrodes 11, which extend over the entire length of the body 15, is arranged in each of the two grooves 32. These electrodes 11, which are electrically conductively connected to the common connection 2H , are designed like a saw blade and are so deep let into the groove 32 so that their tooth-shaped tips 11a are approximately flush with the upper surface 15a.
Die durch die oberen Anschlüsse der Widerstände 13 gebildeten Elektroden 12 und die Spitzen 11a bilden also zusammen Entladungsstrecken, zwischen denen bei richtig eingestellter Hochspannung Koronaentladungen stattfinden. Die Einzel-Elektroden 12 bilden eine zu den beiden Elektroden 11 parallel verlaufenden Reihe, wobei jedoch der Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Spitzen lla wesentlich kleiner ist, als derjenige zwischen benachbarten Einzsl-Elektroden 12, so dass von jeder der letzteren beidseitig mehrere Entladungsstrecken wegführen. Auf diese Weise wird es möglich, über der ganzen Länge und Breite des Körpers 15 eine verhältnismässig gleichmässige Ionisierung zu erzielen. Da sowohl die an Hochspannung als auch die an Erdpotential liegenden Elektroden Spitzen aufgleisen, kann schon mit verhältni'smässig kleiner Hochspannung eine grosse Koronaentladung^ st romdichte und damit eine hohe Ionisationsrate erreicht werden.The electrodes 12 formed by the upper connections of the resistors 13 and the tips 11a thus together form discharge paths, between which corona discharges take place if the high voltage is set correctly. The single electrodes 12 form a row running parallel to the two electrodes 11, but the distance between two successive ones Tips 11a is much smaller than that between adjacent single electrodes 12, so that of each of the the latter lead away several discharge paths on both sides. In this way it becomes possible over the whole length and width of the body 15 a relatively uniform ionization to achieve. Since both the high voltage and the earth potential electrodes are connected to the track, you can already do this with If the high voltage is relatively small, there is a large corona discharge ^ current density and thus a high ionization rate is achieved will.
Bei den in den Figuren 2 und 3 nicht dargestellten: Enden der Ladungsträger-Quelle 10 wird der Körper 15 durch je einenIn the not shown in Figures 2 and 3: ends of the The body 15 becomes the charge carrier source 10 through one each
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Metallwinkel abgeschlossen, mit dem die Elektroden 11 fest unc1. leitend verbunden sind. Ferner ist am Körperende entweder eine Stopfbuchse, in die ein Hochspannungskabel eingeführt ist, das den Leiter 17 über eine als Anschluss dienende Klemme 25 mit dem Anschluss 7 der Spannungsquelle verbindet, oder aber eine Kupplung angeordnet, über die der Leiter 17 mit dem Hochspannungsleiter einer weiteren Ladungsträger-Quelle verbunden werden kann.Completed metal angle, with which the electrodes 11 firmly unc 1 . are conductively connected. Furthermore, at the end of the body there is either a gland into which a high-voltage cable is inserted, which connects the conductor 17 to the connection 7 of the voltage source via a terminal 25 serving as a connection, or a coupling via which the conductor 17 to the high-voltage conductor of another Charge carrier source can be connected.
Dadurch dass die Elektroden 11,12 mit der oberen Aussenflache 15a des Körpers 15 etwa bündig sind, wird gewährleistet, dass sich die bei der Korona-Entladung erzeugten, freien Ladungsträger, das heisst die positiven und negativen Ionen und Elektronen, ungehindert verteilen können, so dass eine grossräumige, homogene Ladungswolke entsteht. Selbstverständlich wird die Plasmaquelle 10 so montiert, dass ihre Aussenfläche 15a beim Betrieb der Oberfläche des zu entladenden Isoliermatcrials zugewandt ist. Beim Betrieb der-Ladungsträger-Quelle mit einer Wechselspannung hat die Ladungswolke während einer Halbwelle bezüglich der Erdung ein positives und während der andern Halbwelle ein negatives Potential. Die zu entladenden Isolier— materialien ziehen dann entsprechend dem Vorzeichen ihrer Aufladung die zum Ladungsausgleich notwendigen Ladungsträger aus der Ladungswolke heraus. Dies erfolgt vorwiegend dann, wenn der Potentialunterschied zwischen der Ladungswolke und der Aufladung am grössten ist, das heisst während den Halbwellen, während denen ihre Potentiale verschiedene Vorzeichen haben. Die grosse Ausdehnung der Ladungswolke gewährleistet dabei, dass auch grossflächige Isoliermaterialien, etwa Kunststoff-Folien, die mit verhältnismässig grosser Geschwindigkeit an der Ladungsträger-Quelle vorbeigeführt werden, zuverlässig und einwandfrei entladen werden.As a result, the electrodes 11, 12 with the upper outer surface 15a of the body 15 are approximately flush, it is ensured that the free charge carriers generated during the corona discharge, This means that the positive and negative ions and electrons can distribute unhindered, so that a large-scale, homogeneous charge cloud is created. Of course, the plasma source 10 is mounted so that its outer surface 15a at Operation facing the surface of the insulating material to be discharged. When operating the charge carrier source with a The charge cloud has alternating voltage during one half-wave with respect to the grounding and during the other half-wave a negative potential. The insulating materials to be discharged then pull according to the sign of their charge select the load carriers necessary for load balancing the cloud of charge out. This occurs mainly when the potential difference between the charge cloud and the charge is greatest, that is, during the half-waves, during which their potentials have different signs. The great expansion the charge cloud ensures that even large-area insulating materials, such as plastic foils, with relatively high speed at the charge carrier source be led past, reliably and properly unloaded.
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Bei hohen Aufladungen finden auch zwischen den Spitzen 11a der geerdeten Elektroden 11 und dem aufgeladenen Isoliermaterial Korona-Entladungen statt wobei durch Stossionisation zusätzliche Ladungst-rägerpaare erzeugt werden. Wenn das Isoliermaterial an der Ladungsträger-Quelle vorbeitransportiert wird, erfolgt der Ladungsabbau bei starken Aufladungen zunächst vorwiegend durch die zwischen den Spitzen 11a der geerdeten Elektroden und dem Isoliermaterial stattfindenden Koronaentladungen. Das Isoliermaterial kann dadurch so weit entladen werden, bis die Feldstärke zwischen dem Isoliermaterial und den Spitzen 11a nicht mehr ausreicht, um die Entladung aufrecht zu erhalten. Die noch verbleibende Restladung \tfird dann durch die zwischen den Elektroden 11 und 12 erzeugten Ladungsträger abgebaut. Dies ermöglicht, dem zu entladenden Isoliermaterial mehr Ladungsträger zuzuführen, als durch die Korona-Entladung zwischen den Elektroden 11 und 12"erzeugt v/erden. Dadurch wird die Leistungsfähigkeit der Ionisierungsvorrichtung wesentlich gesteigert. Dies ist insbesondere auch dann vorteilhaft, wenn die Ladungsträger-Quelle in der Nähe geerdeter Metallteile angeordnet werden muss. Bei den vorbekannten Ladungsträger-Quellen, bei denen die geerdeten Elektroden keine Spitzen aufweisen, wurden durch solche Metallteile soviele Ladungsträger aus der Ladungswolke abgezogen, dass ein vollständiger Abbau der Aufladungen nicht mehr möglich war. Da die Kehlen 33 die Elektroden 11 auch nach den Seiten hin teilweise freigeben, können sich die zwischen den Elektroden 11 und dem Isoliermaterial stattfindenden Koronaentladungen seitlich relativ weit nach aussen erstrecken, was bei grossen Transportgesclwindigkeiten sehr vorteilhaft ißt.In the case of high charges, there are also between the tips 11a of the grounded electrodes 11 and the charged insulating material Corona discharges instead of generating additional charge carrier pairs through impact ionization. When the insulation material is transported past the charge carrier source, the charge is initially mainly reduced in the case of strong charges by the corona discharges taking place between the tips 11a of the grounded electrodes and the insulating material. That Insulating material can thereby be discharged until the field strength between the insulating material and the tips 11a is no longer sufficient to maintain the discharge. The remaining charge is then \ tfilled by the between the charge carriers generated by the electrodes 11 and 12 are reduced. This enables the insulating material to be discharged to have more charge carriers than generated by the corona discharge between the electrodes 11 and 12 ″. This increases the efficiency the ionization device significantly increased. This is particularly advantageous when the charge carrier source must be located near earthed metal parts. In the case of the previously known charge carrier sources, at where the grounded electrodes have no tips, so many charge carriers were withdrawn from the charge cloud by such metal parts that a complete breakdown of the charges was no longer possible. Since the grooves 33 also partially release the electrodes 11 towards the sides, the between The corona discharges occurring between the electrodes 11 and the insulating material extend laterally relatively far outwards, which eats very advantageously at high transport speeds.
An sich könnten bei der erfindungsgernässen und b^i den meiatun der vorbekannten Ladungsträger-Quellen auch zwischen den Spitzen der Hochspannungs-Elektroden und der Oberfläche des Isolier-In principle, the meiatun in the invention and b ^ i the previously known charge carrier sources also between the tips of the high-voltage electrodes and the surface of the insulating
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materials Entladungen stattfinden. Da die Ströme für solche Entladungen jedoch über die Strornbegrenriungs-Widerstände und den Innenv;iderstand der Spannungsquelle zur Erde abfliessen müssen, tragen diese Entladungen nur wenig zum Ladungsabbau bei.materials discharges take place. As the currents for such However, discharges through the current limiting resistors and the internal resistance of the voltage source to earth have to, these discharges contribute little to the charge reduction.
Bei dem in den Figuren 2 bis 4 dargestellten Ausführungsbeispiel weist der Isolierstab 19 eine einen durchgehenden Kanal 19a bildende Hut auf und im Körper 15 ist zwischen den die Widerstände 13 enthaltenden Bohrungen je eine weitere durchgehende, vertikale Bohrung 36 mit zwei Abschnitten 36a und 36b angeordnet. Der untere, den grösseren Durchmesser aufweisenden Bohrungsabschnitt 36a mündet in den Kanal 19a, der gegen aussen durch nicht dargestellte Dichtungselemente abgedichtet und an einem Ende der Ladungsträger-Quelle mit einer Vorrichtung zum Anschliessen einer Gasleitung verbunden ist. Wird nun an diese eine Gasoder Druckluftquelle angeschlossen, so strömt das Gas durch den als Druckleitung dienenden Kanal 19a zu den verschiedenen 3oh-· rungen 36, wobei die im Bereich der Elektroden 11,12, nämlich in der Fläche 15a, nach aussen""mündenden Bohrungsabschnitte 36b als Austrittsdüsen wirken. Da die Widerstände 13 die Bohrungen 35 nicht dicht abschliessen, strömt auch durch diese Gas· nach aussen, so dass eine starke, senkrecht von.der Fläche 15a weggerichtete Strömung entsteht. Diese Blasvorrichtung ermöglicht, gleichzeitig mit der Entladung der Isoliermaterialien eine wirksame Entstaubung vorzunehmen.In the embodiment shown in FIGS the insulating rod 19 has a continuous channel 19a forming hat on and in the body 15 is between the holes containing the resistors 13 each a further continuous, vertical bore 36 arranged with two sections 36a and 36b. The lower bore section 36a, which has the larger diameter, opens into the channel 19a, which passes through towards the outside Sealing elements, not shown, are sealed and at one end of the charge carrier source with a device for connection is connected to a gas pipe. If a gas or compressed air source is connected to this, the gas flows through the The channel 19a serving as a pressure line to the various holes 36, the ones in the area of the electrodes 11, 12, namely in the surface 15a, outwardly "" opening bore sections 36b act as outlet nozzles. Since the resistors 13 the holes 35 do not close tightly, gas also flows through this to the outside, so that a strong, perpendicularly directed away from the surface 15a Flow arises. This blowing device enables an effective discharge of the insulating materials at the same time as the discharge To undertake dedusting.
Die Ladungsträger-Quelle kann selbstverständlich sowohl mit als auch ohne Blasvorrichtung hergestellt und betrieben v/erden. Im letzteren Fall wird die Bewegung der Ladungsträger nur durch Diffusionseffekte und die durch das elektrische Feld bewirkte Drift bestimmt, während im eroteren Fall noch ein zusätzlicher Transport durch Konvektion stattfindet. Durch die Blasvorrich-The charge carrier source can of course be produced and operated both with and without a blowing device. in the in the latter case the movement of the charge carriers is only caused by diffusion effects and those caused by the electric field Drift is determined, while in the erotic case there is an additional transport by convection. Through the blower
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tung wird es also möglich, den Ladungsträgern eine von der Ladungsträger-Quelle weggerichtete Vorzugsgeschwindigkeit zu erteilen. It is thus possible to provide the charge carriers with one of the charge carrier sources to give away preferred speed.
Durch den jeder Elektrode 12 vorgeschalteten Widerstand 13 wird der maximal über die'Elektrode fliessende Strom begrenzt. Beispielsweise werden Betriebsspannungen von 2000 - 5000 V und Widerstände von etwa 50 MJL verwendet, so dass der Strom pro Elektrode auf 0,1 mA begrenzt wird. Dadurch kann verhindert werden, dass irrtümliche Berührungen der Elektroden zu Unfällen führen.The resistor 13 connected upstream of each electrode 12 limits the maximum current flowing through the electrode. For example operating voltages of 2000 - 5000 V and resistances of around 50 MJL are used, so that the current per electrode is limited to 0.1 mA. This can prevent accidental contact with the electrodes.
Beim normalen Betrieb wird beim Ansteigen des Stromes durch die Widerstände gleichzeitig die über der Entladungsstrecke liegende Spannung reduziert. Dadurch ergibt sieh, auch beim Betrieb mit Wechselspannung, eine gewisse Spannungs-Stabilisierung und eine weitgehende Unterdrückung von Punkenentladungen. Dies bedeutet einen wesentlichen Vorteil, insbesondere wann die Ionisationsv-orrichtungen in Räumen mit Brandgefahr betrieben werden. Ein weiterer Vorteil der Widerstände liegt darin, dass im Falle eines Kurzschlusses zwischen einer der Elektroden 12 und den Elektroden 11 oder einem andern geerdeten Metallteil nur die Spannung an der vom Kurzschluss direkt betroffenen Elektrode 12 zusammenbricht, während die übrigen Elektroden 12 ihr'a Spannung beibehalten und ungestört weiterarbeiten. Beim vorstehend beschriebenen Aufbau der Ladungsträger-Quelle ist es ohne weiteres möglich, einzelne defekte Widerstände zu ersetzen. Dazu ist nur der Profilstab 18 und der Stab 19 zu entfernen, eier defekte Widerstand vom Leiter 17 abzulöten und der letztere so wegzubiegen, dass der Widerstand aus der Bohrung herausgezogen werden kann. 'During normal operation, when the current rises through the resistors, the one across the discharge path is simultaneously generated lying tension is reduced. This results in a certain voltage stabilization, even when operating with alternating voltage and an extensive suppression of point discharges. This is a significant advantage, especially when the ionization devices are operated in rooms where there is a risk of fire will. Another advantage of the resistors is that in the event of a short circuit between one of the electrodes 12 and the electrodes 11 or another earthed metal part only the voltage at the electrode directly affected by the short circuit 12 collapses, while the remaining electrodes 12 are voltage and continue working undisturbed. It is straightforward with the structure of the charge carrier source described above possible to replace individual defective resistors. For this purpose, only the profile bar 18 and the bar 19 have to be removed, eggs Unsolder the defective resistor from the conductor 17 and bend the latter away so that the resistor is pulled out of the hole can be. '
Da die Spannungsquelle 1 beim vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel eine Wechselspannung liefert, können als Strom-Since the voltage source 1 in the embodiment described above supplies an alternating voltage, can be used as current
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bsgrenzungselenente statt ohr:isch_ir Widerstände auch Kondensatoren verwendet warden. Bei einer Net ζ frequenz von 50 Hz ist eine Kapazität in der Grosse von etwa 30 pF zvreckmässig. Anclerorseits besteht natürlich die Möglichkoit, statt einer Wechseleine Gleichspannungsquelle zu verwenden. Selbstverständlich kann die Spannungseinstellung bbi der Spannungsoualle statt durch einen Stufenschalter auch durch einen vorgeschaltetem Drehwiderstand oder elektronisch, etwa durch einen Triac erfolgen. Des weitern bestehen bei der Anordnung und Gestaltung der Elektroden natürlich sehr viele Möglichkeiten. Beispielswaise ist es möglich, statt direkt die Anschlüsse der Widerstände.13 als Elektroden auszubilden, besondere Spitzen an diese anzulöten. Ferner können die direkt angeschlossenen Elektroden statt mit einer Reihe von Spitzen mit einer sich über ihre.ganze Länge erstreckenden Schneide versehen werden.bsgrenzungselenente instead ear: isch_ i r resistors and capacitors used warden. At a net frequency of 50 Hz, a capacitance in the size of about 30 pF is rectangular. On the part of the anchor, there is of course the possibility of using a DC voltage source instead of an alternation. Of course, the voltage setting bbi of the voltage sources can also be done by an upstream rotary resistor or electronically, for example by a triac, instead of a step switch. Furthermore, there are of course a great number of options for the arrangement and design of the electrodes. For example, instead of making the connections of the resistors.13 directly as electrodes, it is possible to solder special tips to them. Furthermore, instead of a series of tips, the directly connected electrodes can be provided with a cutting edge extending over their entire length.
Die Figur 5 zeigt das Schaltschema einer weiteren Ausbildung einer als Ganzes mit 50 bezeichneten Ladungsträger-Quello. Sie weist ein Paar direkt mit einem Anschluss 5^ verbundene Elektroden 51 und zv/ei Gruppen von Einzel-Elektroden 52, beziehungsweise 62 auf, denen je ein Widerstand 53S beziehungsweise 63 vorgeschaltet ist und die gruppenweise an einen der Anschlüsse 559 beziehungsweise 65 angeschlossen sind.FIG. 5 shows the circuit diagram of a further embodiment of a charge carrier source designated as a whole by 50. It has a pair of electrodes 51 directly connected to a connection 5 ^ and two / ei groups of individual electrodes 52 or 62, each of which is preceded by a resistor 53 S or 63 and which are connected in groups to one of the connections 55 9 or 65 are.
Die Ladungsträger-Quelle 50 ist ähnlich aufgebaut, wie die .in den Figuren 2 bis H dargestellte Ladungsträger—Quelle 10, wobei jedoch die Widerstände nicht alle am gleichen Leiter 17 sondern abwechselnd an zwei verschiedenen, mit den Anschlüssen 55» beziehungsweise 65 verbundenen Leitern angeschlossen sind.The charge carrier source 50 is similarly constructed as the .in Figures 2 to H shown carrier source 10, but not all connected to the resistors on the same conductor 17 but alternately at two different, with the terminals 55 'and 65 connected conductors are.
Bei dieser Ausführung können die direkt angeschlossenen Elektroden an Erdpotential und die beiden Gruppen von Einzel-Elek-In this version, the directly connected electrodes to earth potential and the two groups of individual elec-
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troden an verschiedene Potentiale, beispielsvreise an eine positive, beziehungsweise negative Gleichspannung gelert worden,trod on different potentials, for example on a positive one, or negative DC voltage has been learned,
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Also Published As
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