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Einrichtung zur Beseitigung elektrostatischer Ladungen auf Papier,
Textilien und sonstigen bewegten Isolierstoffen Bei der Herstellung von Papier-
oder Zellstoffbahnen wird die durch die Maschine, laufende Stoffbahn, z. B. ein:
Zellstoffvlies, elektrisch aufgeladen. Die Fasern des Stoffes sind im allgemeinen;
so leicht, da,B sie dem Zug der Kraftlinien des Ladungsfeldes, beispielsweise zu
den Walzen hin, folgen. Dadurch bleiben. faserige Teilchen. der Stoffbahn an den
Walzen, insbesondere an dem letzten Walzenpaar, haften. Die Maschine muB zum Sa.ubermachen
der Walzen häufig abgestellt werden, wodurch sich in der Herstellung ein erheblicher
Zeitverlust ergibt.
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Es sind schon verschiedene Verfahren und Einrichtungen zur Beseitigung
elektrostatischer Ladungen auf solchen Bahnen bekanntgeworden. Diese nehmen die
Ladungen im allgemeinen mittels elektrischer Drahtbürsten oder Kämme ab; jedoch
können diese die Ladungen von Bahnen nichp restlos beseitigen, da die Abgreifvorrichtungen,
z. B. Metallspitzen, stets in einem gewissen: Abstand vom Gut angeordnet werden,
so daB ein Rest der Ladungen auf den Bahnen zurückbleibt. Weiterhin führen: solche
Abgreifvorrichtungen leicht, zu Überschlägen, und damit zu Verbrennungen des Gutes.
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Dies ist besonders in der Gummiwarenind.ustrie gefährlich, da die
Ladungen, die beispielsweise in der Knetmaschine im Gummi auftreten, durch Funken,
die durch die Aufladungen unter Umständen entstehen, eine Explosion herbeiführen
können; denn die bei der Herstellung zu verarbeitenden Gummistoffe enthalte zunächst
noch Benzin. Alle bisher bekannten Verfahre scheiden daher aus. Es ist auch schon
vorgeschlagen worden., geeignete Flüssigkeiten in den Ladungsraum hin.-einzustäuben,
beispielsweise
mittels Spritzpistolen, um eine Kompensierung der Aufladung zu erreichen; doch auch
dieses, Mittel ist ungeeignet, da @in die Gummilösungen keine anderen; zusätzlichen
Stoffe gelangen dürfen. ..
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Gemäß der Erfindung werden die elektrostat.ischen Ladungen auf Papier,
Textilien und sonstigen. isolierenden; vorzugsweise bewegten Stoffen, wie z. B.
Gummi, durch die Verwendung einer E,iririchtung beseitigt, die aus der Kombination
von Mitteln, die das aufgeladene, Gut mit ioni:siertcr Luft umgeben, mit Mitteln,
die eine Bewegung der Ionen zum Gut hin bewirken, besteht. Die Anreicherung der
Luft mit Ionen kann vorzugsweise durch Ultraviolettstrahlen vorgenommen. werden.
Es ist an sich schon vorgeschlagen, worden, Ultrav iolettstrahler zur Erzeugung
von Ladungsträgern zu verwenden, doch ist es, bisher nicht gelungen, mit Hilfe-
von Ultravioletitstrahlern die Ladungen auf Papier und anderen isolierenden Stoffen
zu beseitigen. Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß die, erzeugten Ionen:
zu geringe Erzeugungsgeschwindigkeiten haben, um in. genügender Menge auf das aufgeladene
Gut zu gelangen. Werden jedoch erfindungsgemäß zusätzliche Mittel vorgesehen, die
eine Bewegung der Ionen zum Gut, hin bewirken, so, ist die Anwendung der Ultraviolettstrahler
bzw. sonstiger lonengener'atoren erfolgre-i.ch.
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Die Erfindung sieht für die, Bewegung der Ionen zum Gut hin wahlweise,
verschiedene Mittel vor, die je nach Art des Gutes ausgebildet werden können. Ist
das zu behandelnde Gut bahnenförmig, und ist es möglich, in unmittelbarer Nähe des
Gutes einen Ultravio,lettstrahler anzuordnen, so können gemäß der Erfindung die
in unmittelbarer Nähe der Oberfläche des zu behandelnden Gutes entstehenden Ionen
zu dem Gut hin durch ein starkes elektrostatisches Feld beschleunigt werden. Dieses,
elektrostatische Feld wird vorteilhaft durch die Anordnung einer geerdeten Elektrode
zwischen: Strahler und Behandlungsgut erzeugt. Die, geerdete Elektrode soll in ihrer
räumlichen Ausdehnung wesentlich kleiner sein als das Gut, damit die durch den Ultraviolettstrahler
erzeugten Ionen einem konvergenten elektrischen Feld ausgesetzt sind; würde man
die Elektrode größer wählen als- die Ausdehnung des Gutes, so entstände zwischen
Elektrode und Gut ein divergentes Feld.
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Die Anordnung der geerdeten Elektrode kann an sich auf verschiedene
Weise vorgenommen werden. Günstig ist es, den Ultraviolettstrahler mit einem geerdeten
Metallgitter zu umgeben, das zugleich einen mechanischen Schutz für den. Strahler
darstellt. Die Ionenbewegung zu dem Gut hin kann statt mittels eines, elekt=rostatischen
Feldes auch mit Hilfe eines Gebläses erzielt werden, gegebenenfalls sind auch beide
Möglichkeiten gemeinsam mit Torteil anzuwenden.
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In den Fig. r bis 5 der Zeichnung sind einige Ausführungsbeispiele
gezeigt, bei denen die Ionen.-bewegung elektrostatisch erzeugt wird. Bei allen Beispielen
soll das elektrisch aufgeladene Vlies. t, das aue der Maschine kommt, durch Luftionen.;
dic von dem Ultraviolettstrahler2 erzeugt werden., neutralisie,rt werden.
Die Elektrode -3 liegt jeweils an Erde und ist zur Beschleunigung der Ionen gedacht.
E s zeigt Fig. z eine einsfache Ausführungsform der Einrichtung nach der Erfindung,
Fig. 2 die geerdete Elektrode als Gitter, das um den Strahler 2 herum angeordnet
ist; F.ig. 3 zeigt einen Strahler 2, der in einem Parabolspiegel angeordnet ist;
sofern der Parabolspiegel aus Metall besteht, würde er zwar zur Erzeugung des elektrostatischen
Beschleunigungsfeldes im allgemeinen genügen, doch ergibt sich in verschiedenen
Anordnungsfällen durch die Anordnung der Elektrode 3 zur Zusammenziehung der Feldlinien
ein Vorteil; Fig. 4. zeigt, daß auch mehrere, Strahler gemäß Fig. 3 hintereinander
angeordnet werden können; Fig. 5 schließlich stellt eine Einrichtung im Schnitt
dar, bei der der Parabolspiegel 4. im Scheitelpunkt eine Zuführung für Pre@ßluft
hat, die dazu verwendet wird, die Ionen, die durch den Ultravio,lettstirahler 2
erzeugt werden, auf das Gut aufzublasen.
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Aber auch b,--i Maschinen, bei denen es nicht möglich ist, Ultraviolettstrahler
oder sonstige Ionengeneratoren, in: der Nähe des Gutes anzuordnen, ist es möglich,
die Ladungen erfindungsgemäß zu beseitigen; und zwar sieht die Erfindung gemäß einer
Weiterbildung Mittel vor, die die zur Kompensation der Ladungen auf dem Gut notwendigen;
Ionen an einer anderen: Stelle erzeugen und anschließend die Ionen nach ihren Ladungsträgern
auftrennen und: getrennt dem Gut zuführen. Zur Zuführung der Luftionen. eines bestimmten
Vorzeichens können Luftführu.ngskanäle verwendet werden, die vorzugsweise aus kriechstromfreiem,
hochwertigem Isoliermaterial, z. B. Polyacrylsäureester, bestehen, damit die verhältnismäßig
kleinen Ladungsmengen nicht zur Erde abfließen können. Die Luftionen können dabei
mit an. sich bekannten Mitteln, z. B. mittels Ultraviolettstrablen, Röntgenstrahlen,
Sprühentladungen oder auch radioaktiven Präparaten, in der Luft erzeugt werden.
Die Ionen können dann gemeinsam mittels eines Luftstromes einem Kondensator zugeleitet
werden, dessen Elek-troden eine konstante Spannungsdifferenz aufweisen. Die
in diesen Kondensator gelangenden Ionen folgen dabei. denn Zuge der elektrischen
Feldlinien. Dadurch ist es möglich, die Ionen ihren Vorzeichen nach zu trennen:,
so. daß in einem Teil des Kondensators die positiven Ionen, im anderen Teil die
negativen überwiegen: Die auf diese Weise unterschiedlich ionisierte Luft kann dann
getrennt dem Gut zugeführt werden.
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In der Fig.6 ist dies schematisch dargestellt. Durch den Strahler
2 werden in der Kammer 5 Luftionen erzeugt. Der Lüfter 6 führt die Luft mit den
erzeugten Ionen einem Kondensator mit den Elektroden 7 und 8 zu. Die- Elektrode
7 ist ständig positiv, während die Elektrode 8 negative Spannung besitzt. Hier werden
also die Ionen ihren Vorzeichen
nach getrennt, wobei die Ionen
mit positivem Vorzeichen nach oben «-andern und die Ionen mit negativem Vorzeichen
sich im unteren Teil ansammeln. Die: Luft aus dem Lüfter 6 treibt die Ionen aus
dem Kondensator in den Schacht g, der sich in. die beiden Schächte io und i i aufteilt.
Die positiven. Ladungsträger gelangen dabei hauptsächlich in den Schacht io, während
im Schacht ii die negativen Ladungsträger abgeleitet werden.
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Aus einem solchen Ionengenerator kann, also wahlweise Luft mit positiven
oder negativen Ladungsträgern entnommen werden:. Die mit elektrischen Ladungsträgern
bestimmten Vorzeichens angereicherte Luft kann mit Hilfe von Röhren; aus Isolierstoff
dem zu entladenden Gut zugeführt werden. Es empfiehlt sich, die Ionenleitungskanäle,
auf Isolierstützen anzubringen, damit die gegen Erde auftretenden. Feldstärken möglichst
klei.'n bleiben und die Gefahr eines Funkenüberschlages. mit Sicherheit vermieden
wird.
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In Fig. 7 ist eine Maschine zur Herstellung von Gummilösungen dargestellt,
die aus dem Behälter i2 und dem Knetwerk 13 besteht. Durch die Leitung 1d
fließt dem Behälter tropfenweise Benzin: zu, das den Kautschuk auflöst. Der Behälter
ist mit einem Deckel 15 abgedeckt. Durch die innige Berührung des Gummis mit dem
Knetwerk 13 kommt cin,e elektrostatische Aufladung der Masse zustande, die so groß
werden kann., daß Funken; von der Masse auf die Behälterwand überschlagen. Da der
Raum mit Benzindämpfen geschwängert, ist, kann eine Explosion entstehen und diel
in dem Behälter befindliche Gummilösung ausbrechen. Durch den Schacht 16 werden
der Maschine Ladungsträger geeigneten Vorzeichens, die beispielsweise gemäß Fig.6
erzeugt werden, zugeführt, die die elektrostatische Aufladung der Gummimasse herabsetzen
oder beseitigen. Die Zufuhr der Ladungsträger muß unter Umständen überwacht werden,
damit der Raum nicht mit zugeführten Ladungsträgern überreichert wird'. In der Figur
ist daher eine Sonde 17 an der '.Maschine angebracht. Diese Sonde gestattet
es, die Menge der in den Raum hineingebrachten Ionen zu überwachen. Die Sonde steht
mit einem nicht gezeichneten Verstärker in Verbindung, der die Zuführung der Ionen
steuert. Die Zuführung der Ionen kann beispielsweise so geregelt werden, daß entweder
die Spannung an dem Kondensator gemäß Fig. 6 oder aber die Spannung der die Ionen
erzeugenden Ultraviolettstrahler verändert wird. Die Erfindung ist keineswegs auf
die gezeigten Ausführungsformen beschränkt, sondern kann mannigfach abgewandelt
werden. Insbesondere in der Beschleunigung, Zuführung sowie in der Erzeugung der
Ionen ergeben sich viele Abwandlungsmöglichkeiten, die im Bereich der Erfindung
liegen.