Pierwszenstwo: 27.X.1962 Wielka Brytania Opublikowano: 10.111.1965 49121 KI. 12 e, 5 MKP UKD bCóo Wlasciciel patentu: Lodge — Cottrell Limited, Birmingham (Wielka Bry¬ tania) Urzadzenie do gaszenia luku miedzy elektrodami w osadnikach elektrostatycznych BIBLIOTEKA Urzedu Patentowego Wynalazek dotyczy urzadzenia do automatyczne¬ go gaszenia luków miedzy elektrodami w osadni¬ kach elektrostatycznych.Jak wiadomo, najwieksza skutecznosc osadzania osadnika elektrostatycznego uzyskuje sie wtedy, gdy napiecie przylozone do elektrod jest utrzymy¬ wane na maksymalnie mozliwej wartosci, ograni¬ czonej napieciem przeskoku miedzy elektrodami.Osadnik elektrostatyczny pracuje wiec pod napie¬ ciem nieco ponizej napiecia przeskoku luku, przy czym stwierdzono, ze niekiedy luk nieoczekiwanie przeskakuje i w tych warunkach jezeli nie zostanie on zgaszony, to moze uszkodzic elektrody. Jeszcze wazniejszym jest fakt, ze sprawnosc osadnika staje sie znikomo mala podczas powstania luku, ponie¬ waz napiecie jest wówczas zbyt niskie dla podtrzy¬ mania skutecznej wartosci pola osadzania elektro¬ statycznego.Wynalazek ma na celu wykonanie urzadzenia do szybkiego gaszenia luku wystepujacego miedzy dwiema elektrodami.Wedlug wynalazku urzadzenie do gaszenia luku wystepujacego miedzy elektrodami zawiera uklad do regulowania mocy doprowadzanej do elektrod i jest zaopatrzone w pólprzewodnikowy sterowany prostownik, przystosowany do przylaczania pradu zmiennego i do doprowadzania pradu stalego do sterowania tego ukladu. Ponadto urzadzenie we¬ dlug wynalazku jest wyposazone w urzadzenie sy¬ gnalizacyjne przylaczone do elektrody przepustó- 10 15 20 30 wej prostownika i przystosowane do nadawania prostownikowi wlasnosci nieprzewodzenia z chwila pojawienia sie luku miedzy dwiema elektrodami.Na skutek powstania tego luku zasilanie pradu sta¬ lego zostaje odciete, a w wyniku tego urzadzenie regulacyjne zmienia wartosc mocy zasilajacej do wartosci wystarczajacej dla wygaszenia luku. Ta¬ kie urzadzenie sygnalizacyjne przywraca prostow¬ nikowi wlasnosci przewodzenia z chwila zgaszenia luku.Poza tym wedlug wynalazku urzadzenie do elek¬ trostatycznego osadzania jest zaopatrzone w dwie elektrody osadcze oraz jest wyposazone w urza¬ dzenie do regulowania zasilania mocy do elektrod wykonane w postaci sterowanego prostownika krzemowego, przystosowanego do przylaczania za¬ silania pradu zmiennego i do zasilania pradu sta¬ lego. Konstrukcja taka pozwala na sterowanie urzadzenia wedlug wynalazku. Wspomniane urza¬ dzenie sygnalizacyjne jest przystosowane do nada¬ nia prostownikowi znowu wlasnosci przewodzenia z chwila zgaszenia luku.Najkorzystniejsze warunki istnieja wtedy, kiedy urzadzenie jest zaopatrzone w wysokonapieciowy prostownik sterowany przez transduktor. Trans¬ duktor posiada uzwojenie sterujace zasilane ze zródla pradu zmiennego przez sterowany prostow¬ nik krzemowy, a moc (wejsciowa do tego uzwoje¬ nia jest sterowana w ten sposób, ze uzyskuje sie optymalne warunki osadzania. Transduktor jest 4912149121 3 tak wykonany, ze przy minimum mocy wejsciowej urzadzenia sterowniczego, moc zasilania prostow¬ nika wysokiego napiecia staje sie zbyt mala dla utrzymania luku miedzy elektroda wyladowcza i elektroda osadcza. Wspomniany transduktor jest wykorzystany w urzadzeniu wedlug wynalazku do sterowania mocy wejsciowej do uzwojen steruja¬ cych w chwili powstawania luku, z chwila zas wy¬ gaszenia luku [przywrócone zostaje z mozliwie naj¬ mniejsza zwloka optymalne napiecie miedzy elek- trodami. ' *¦ Sterowany prostownik krzemowy dziala natych¬ miastowo i jest trwaly. Prostownik ten jest stoso¬ wany w urzadzeniu wedlug wynalazku do prosto¬ wania pradu zmiennego zasilajacego uzwojenie ste¬ rujace, a ponadto dziala równiez jako wylacznik do „wlaczania" i „wylaczania". Prostownik ten dziala jako wylacznik przy sterowaniu malym pradem trzeciej przepustowej elektrody prostownika. Ste¬ rowanie tego pradu moze byc realizowane zmiana pradu lub napiecia.Wynalazek jest wyjasniony ponizej na kilku przykladach jego wykonania uwidocznionych na rysunku, przy czym fig. 1 przedstawia schemat pierwszej odmiany urzadzenia wedlug wynalazku, fig. 2 —» schemat drugiej odmiany, fig. 3 — sche¬ mat trzeciej odmiany, fig. 4 — schemat czwartej odmiany, a fig. 5 — schemat piatej odmiany urza¬ dzenia wedlug wynalazku.We wszystkich ipieciu odmianach urzadzenia we¬ dlug wynalazku (patrz w szczególnosci fig. 1) osad¬ nik elektrostatyczny zawiera elektrode wyladow¬ cza II oraz uziemiona elektrode osadcza 13. Pod¬ czas pracy urzadzenia, wysokie napiecie jest do¬ prowadzane miedzy elektrodami II, 13, a pyl i po¬ dobne czastki zawarte w gazie przepuszczalnym miedzy elektrodami osadza sie i gromadzi na elek¬ trodzie osadczej 13.Wysokie napiecie istniejace miedzy elektrodami 11, 13 jest doprowadzane przez wysokonapieciowy zespól prostowniczy 10, który zawiera transforma¬ tor 15 podwyzszajacy napiecie oraz prostownik wysokonapieciowy 17. Transformator 15 zawiera uzwojenie pierwotne 21 i uzwojenie wtórne 23, przy czym uzwojenie 21 jest przylaczone do sieci 19 pra¬ du zmiennego poprzez transduktor 12, który regu¬ luje moc doprowadzana do elektrod 11, 13, a elek¬ trody 11, 13 sa przylaczone przez prostownik 17 do uzwojenia 23.Urzadzenie wedlug wynalazku jest zaopatrzone równiez w transformator 18 przylaczony do sieci 19 pradu zmiennego oraz sterowany prostownik krze¬ mowy 16. Transduktor 12 posiada uzwojenie steru¬ jace 14 przylaczone do wtórnego uzwojenia 20 transformatora 18 przez prostownik 16, który do¬ starcza prad staly do uzwojenia sterujacego 14.Wartosc doprowadzanego pradu stalego do uzwo¬ jenia sterujacego 14 jest sterowana za pomoca sty¬ ku 22, przesuwanego wzdluz wtórnego uzwojenia 20, i za pomoca sterowanego prostownika krzemo¬ wego 16. Prostownik 16 ma dwojakie zadanie, gdyz prostuje* prad zmienny z wtórnego uzwojenia 20 transformatora 18, a w przypadku powstania luku miedzy elektrodami 11, 13 staje sie nieprzewodza- cy, co powoduje zanik pradu w uzwojeniu steru¬ jacym 14 transduktora 12 i wygaszenie luku.Sterowany prostownik krzemowy 16 jest zaopa¬ trzony w elektrode przepustowa, która jest przy- 5 laczona do prostownika zasilajacego 26, polaczone¬ go z drugim uzwojeniem wtórnym 24 transforma¬ tora 18, wskutek czego dostarcza prad staly do elektrody przepustowej. Elektroda przepustowa jest polaczona z prostownikiem 26 przez opornik 10 sygnalowy 28, który czyni prostownik nieprzewo- dzacym w chwili powstania luku miedzy elektro¬ dami 11, 13 i powoduje, ze prostownik 16 przewo¬ dzi ponownie gdy luk jest zgaszony.Z chwila powstania luku miedzy elektrodami 11, 15 13 wzrasta wartosc pradu doprowadzonego do tych elektrod przez prostownik 17, natomiast napiecie na elektrodach 11, 13 maleje, napiecie na transduk- torze 12 w pierwotnym obwodzie transformatora 15 wzrasta, podobnie jak wzrasta prad plynacy w 20 obwodzie pierwotnym, napiecie zas na uzwojeniu 21 transformatora maleje. Zjawiska te zostaly wy¬ zyskane w odjpowiednich odmianach wynalazku.W pierwszej odmianie (fig. 1) strona pradu sta- 25 lego prostownika 17 jest polaczona z elektrodami 11, 13 przez opornik 28, który jest uziemiony. Na¬ piecie sygnalowe na oporniku 28 wystepuje dzieki prostownikowi 17, ikitórego napiecie ma bieguno¬ wosc odwrotna niz napiecie wytworzone na pro¬ stowniku 26. i 30 Podczas normalnych warunków pracy, napiecie miedzy elektrodami 11, 13 wytworzone przez pro¬ stownik 26 na oporniku' sygnalowym 28 jest wiek¬ sze niz napiecie wytworzone przez prostownik 17, ,_ w' wyniku czego sterowany prostownik krzemowy 33 15 jest utrzymywany w stanie przewodzenia.Z chwila powstania luku prad doprowadzony do elektrod 11, 13 przez prostownik 17 maleje, wsku¬ tek czego wzrasta napiecie wytworzone na opor- 40 niku sygnalowym 28 przez prostownik 17. Opornik sygnalowy 28 jest nastawiony na taka wartosc, ze napiecie wytworzone na nim przez prostownik 17 (który ma biegunowosc przeciwna niz napiecie wy¬ tworzone na prostowniku 26) wzrasta do wartosci, przy której prostownik 16 staje sie nieprzewodzacy.Doprowadzanie pradu do uzwojenia 14 zostaje wskutek tego przerwane, powodujac zmiane mo¬ cy transduktora 12 dostarczanej do elektrod 11, 13, wskutek czego luk szybko gasnie. Z chwila wy¬ gaszenia luku napiecie wytworzone na oporniku 28 przez prostownik 17 zostaje zmniejszone, w wyniku czego prostownik 16 staje sie znowu przewodzacy, przez co szybko zostaja przywrócone normalne wa¬ runki napieciowe miedzy elektrodami 11, 13.W drugiej odmianie wynalazku (fig. 2) urzadze-' nie posiada dzielnik napiecia zawierajacy dwa oporniki 30, 32. Dzielnik napiecia jest polaczony z ziemia poprzez elektrody 11, 13, przy czym opor¬ nik 30 jest przylaczony do elektrody 13, zas opor- 60 nik 32 jest uziemiony. Urzadzenie posiada równiez kondensator 34. polaczony w szereg z opornikiem sygnalowym 28 i opornikiem 32, przy czym opor¬ nik 30 nie jest wlaczony do tego obwodu.Podczas normalnych warunków kondensator 34 65 jest ladowany poprzez opornik 32, natomiast 45 5049121 z chwila powstania luku wartosc napiecia na tym oporniku 32 maleje, a kondensator 34 rozladowuje sie przez opornik sygnalowy 28. Napiecie wytwo¬ rzone na oporniku 28 przez kondensator wyladow¬ czy 34 ma biegunowosc przeciwna niz napiecie wy- 5 tworzone przez zespól prostowników 26 i uzyskuje wartosc, przy której prostownik 16 staje sie nie¬ przewodzacy, co powoduje szybkie wygaszenie lu¬ ku. Gdy luk jest wygaszony kondensator 34 zostaje rozladowany, w wyniku czego zostaja przywrócone 10 szybko normalne warunki, a kondensator 34 la¬ duje sie ponownie. (Pojemnosc kondensatora 34 jest stosunkowo mala i wystarcza tylko do zgasze¬ nia luku).W trzeciej odmianie (fig. 3) urzadzenie posiada . 15 dodatkowy uklad prostownikowy 36, a opornik sygnalowy 28 jest. parzylaczony przez ten uklad 36 dlo pierwotnego obwodu transformatora 15 przez tramsduktor 12* Napiecie wytworzone na oporniku 28 przez uklad prostownikOwy 36 ma biegunowosc 20 przeciwna niz napiecie wytworzone na tym opor¬ niku przez zespól prostowników 26, przy czym podczas1 normalnych warunków to ostatnie na¬ piecie jest wieksze. Z chwila powstania luku war¬ tosc napiecia, wytworzonego na oporniku 28 przez 25 prostownik 36, wzrasta do wartosci, przy której prostownik 16 nie przewodzi, przez 00 luk zostaje szybko wygaszony. Z chwila wygaszenia luku na¬ piecie wytworzone na oporniku 28 przez uklad prostownikowy 36 spada i zostaja szybko przywro- 30 cone normalne warunki pracy urzadzenia.W czwartej odmianie (fig. 4) urzadzenie posiada dodatkowy zespól prostowników 38 i transforma¬ tor pradowy 40, którego uzwojenie pierwotne jest wlaczone do pierwotnego obwodu transformatora 35 15 w szereg z uzwojeniem 21 i transduktorem 12.Opornik sygnalowy 28 jest przylaczony przez pro¬ stownik 38 do wtórnego uzwojenia transformatora 40. Napiecie wytworzone na 'oporniku 28 przez ze¬ spól prostowników 38 ma biegunowosc przeciwna 40 do napiecia wytworzonego na tym oporniku przez zespól prostowników 26, przy czym podczas nor¬ malnych warunków pracy to ostatnie napiecie jest wieksze. Gdy powstaje luk napiecie wytworzone na oporniku 28 przez zespól prostowników 38 wzra- 45 sita do wartosci, przy której prostownik 16 staje sie nieprzewodzacy, wobec czego luk zostaje szybko wygaszony. Gdy luk jest zgaszony wartosc na¬ piecia wytworzonego na oporniku 28 przez uklad prostowników 38 maleje, w wyniku czego zostaja 50 szybko przywrócone normalne warunki pracy urzadzenia.W piatej odmianie (fig. 5) urzadzenie jest za¬ opatrzone w zespól prostowników 42, a dzielnik napiecia zawiera dwa oporniki 44, 46. Dzielnik 55 napiecia jest przylaczony przez zespól prostowni¬ ków 42 do pierwotnego uzwojenia 21 transforma¬ tora 15. Urzadzenie to posiada równiez konden¬ sator 48 polaczony w szereg w zamknietym obwo¬ dzie z opornikiem sygnalowym 28 i opornikiem 44, 60 przy czym opornik 46 nie jest wlaczony do tego obwodu.Podczas normalnych warunków pracy urzadze¬ nia kondensator 48 jest ladowany poprzez opornik 44. W chwili jednak powstania luku napiecie na 65 tym opornilku 44 maleje, a kondensator 48 rozla¬ dowuje sie przez opiorinik sygnalowy 28. Wartosc napiecia wylworzoniego na oporniku 28 przez wy¬ ladowanie kondensatora 48 ma biegunowosc prze¬ ciwna niz napiecie wytworzone na zespole pro¬ stowników 26 i wzrasta do wartosci, przy której prostownik 16 staje sie nieprzewodzacy, wskutek czego luk zostaje szybko wygaszony. Po wyga¬ szeniu luku kondensator 48 zostaje rozladowany, *w wyniku czego zostaja szybko przywrócone nor¬ malne warunki, a kondemsiator 48 laduje sie po¬ nownie. (Pojemnosc kondensatom 48 jest stosun¬ kowo mala i wystarcza tylko do zgaszenia luku).Z powyzszego wynika, ze sterowany prostownik krzemowy 16 nadaje sie szczególnie do sterowania transduktora 12 w sposób powodujacy szybkie zga¬ szenie luku i zmmiejjszenie strat wydajnosci osad¬ nika wskutek powstania luku, przy czym osad¬ nik zostaje szybko przywrócony do normalnych warunków pracy z chwila wygasizenia luku. PL