RU1830198C - Способ создани ионов в аэродинамическом ионизаторе - Google Patents

Abstract

Использование: изобретение относитс  к способам управлени  аэродинамическими ионизаторами высоковольтного коронного разр да. Сущность изобретени : дл  повышени  эффективности способа за счет повышени  равномерности распределени  ионов по сечению потока длительность каждого высоковольтного импульса устанавливают равной времени пролета ионов между электродами от 5 до 60 мс, паузу между импульсами устанавливают соответственно от 100 до 1000 мс при скорости газового потока 0,1-1 м/с и рассто нии между электродами 5-20 см и амплитуде импульсов 10-20 кВ. 7 ил.

Description

сл

С

Изобретение касаетс  устройства дл  создани  ионов в газовых потоках дл  сн ти  электростатических зар дов, которые в таких чувствительных элементах, как, например , микрокристаллы, пленки, магнитные диски, диски запоминающих устройств на лазерах и печатные платы, при неконтролируемом разр де привод т к разрушени м или сами по себе вызывают повышение осаждени  частиц.

В основу изобретени  положена задача создани  устройства дл  получени  ионов в газовых потоках с системой электродов, расположенных в них и пульсирующим высоким напр жением питани , которое дает переменную последовательность отрицательных и положительных импульсов с крутым фронтом, котора  также обеспечивает в течение сравнительно длительного промежутка времени посто нные услови  эксплуатации с равномерным распределением ионов в поперечном сечении потока с хорошим КПД.

На фиг.1 показаны различные изменени  по времени высокого напр жени  дл  питани  разр дных электродов; на фиг.2 - изменение по времени высокого напр жени  дл  питани  разр дных электродов согласно устройству в соответствии с изобретением; на фиг.З - разрез первого примера исполнени  устройства согласно изобретению; на фиг.4 - схематическое представление различных составных частей устройства согласно изобретению: на фиг.ба - перспективное схематическое представление системы электродов другого примера исполнени ; на фиг.бв и 5с - схематические представлени  сечени  других

ос

Сл

с

ос

А

систем электродов; на фиг.6 - часть сечени  эле ктрододержател  согласно фиг.ба; на фиг.7а - схемное оформление модул  высокого напр жени ; на фиг.7в - диаграмма импульсов дл  модул  высокого напр жени  согласно фиг,7а.

На фиг.4 изображено устройство согласно изобретению, которое имеет низковольтное установочное устройство 30, модуль высокого напр жени  31 и систему электродов 32. Система электродов располагаетс  в области воздушного потока, например , в чистых помещени х в зоне перекрыти  ниже выхода воздуха или воздушного фильтра. Фиг,4а схематически показывает систему электродов в виде решетки, котора  подходит дл  монтажа под фильтрующим покрытием чистого помещени . Система электродов 31 имеет поперечины 1, 8 из полукруглых металлических профилей, которые вместе с трубчатыми металлическими электродами 4, расположенными на массе, образуют жесткую раму. На поперечинах 1, 8 при помощи вставленных соединении 3, Т закреплены электродержатели 5, которые удерживают игольчатые иди остроконечные разр дные электроды б, Противоположные электроды 4 и электродержатели 5 расположены параллельно друг другу в одной плоскости, причем остроконечные разр дные электроды также расположены в одной плоскости, преимущественно перпендикул рно противоположным электродам 4.

На фиг.ба на каждый электродержатель 5 предусмотрено только три остроконечных разр дных электрода 6. Само собой разумеетс , что можно быть предусмотрено также больше разр дных электродов. Противоположные электроды 4 или электродержатели 5 имеют диаметр 3... 15 мм и рассто ние между ними составл ет 5...SO см. Остроконечные разр дные электроды 6 расположены на одинаковых рассто ни х друг от друга, составл ющих примерно 3...30 см.

Высокое напр жение подводитс  через защитные сопротивлени  в поперечине 1 и штепсельные разъемы 3 к разр дным электродам 6, причём электродержатели 5 включены электрически параллельно. В поперечине 1 или на ней также предусмотрено непредставленное клемное соединение дл  электрического присоединени  заземленного экранировани  одножильного кабел  высокого напр жени  9.

На фиг.6 представлено сечение электродержател  и, в частности, вставные разъемы 3, 7. Вставной разъем 3 имеет акриловую трубку 33 с выступом, внутри коь торой проходит провод высокого напр жени  10. Выступ вставлен в электродержатель 5, причем втулка 11, соединенна  с проводом высокого напр жени  и штифт 12, предусмотренный в электродержателе 5,

имеют электрическое соединение. Акрилова  трубка 33 обеспечивает путь стекани  электричества между электродержателем, присоединенным к высокому напр жению и поперечиной 1, присоединенной к потенци0 алу масс. Вставной разъем 7 также имеет изолирующий акриловый стержень 34, конец которого вставлен в электродержатель и зафиксирован установочным штифтом 14. Пружина сжати  13 упираетс  в конец акри5 ловой трубки 34. Установочный щтифт 14 предохран ет от проворачивани , так что остроконечные разр дные электроды не мо- iyr измен ть свое положение относительно противоположных электродов 4. Вставные

0 разъемы 3 и 7 вместе образуют фиксированное штепсельное гнездо, так что электродержатели можно без труда снимать и чистить. На остроконечные разр дные электроды попеременно подаетс  высокое на5 пр жение согласно фиг.2 в виде положительных и отрицательных импульсов с крутым фронтом. Например, сначала прикладываетс  высокое напр жение в течение отрезка времени tt, который выбран таким

0 образом, что пространство между электродами 4. 6 заполнено положительными ионами . В Это врем  из-за высокой скорости . ионов вследствие большой напр женности пол  ионы почти не консервируютс  в воз5 душном потоке, протекающем перпендикул рно решетчатой системе электродов согласно фиг.ба. Если теперь через промежуток времени, который соответствует времени полета ионов, высокое напр жение

0 круто падает, то действие сил электрического пол  прерываетс  и ионы могут выталкиватьс  из пространства наибольшей напр женности пол  между электродами 4, 5,6 за счет силы трени  воздушного потока.

5 Это происходит на отрезке времени г. После этого к тем же остроконечным электродам 6 прикладываетс  высокое напр жение противоположной пол рности. Это отрицательное напр жение также включено до тех

0 пор, пока отрицательное ионное облако заполн ет пространство между электродами 4, 5, 6 (тз), и затем резко отключаетс . Рассто ние а согласно фмг.ба между электродержател ми 5с разр дными электродами

5 б и противоположными электродами4 через подвижность ионов определ ет времена включени  ti и 1з высокого напр жени . Времена включени , например, составл ют от нескольких миллисекунд до нескольких дес тков миллисекунд, в частности, от 5 до

60 мс. При скорост х воздушных потоков от 0,1 до 1 м/с времен выключени , т.к. интервалы между импульсами, составл ют от 100 до 1000 мс. Отсюда получаютс  коэффициенты усреднени  от 1:5 до 1:20. В результате этого согласовани  жесткой системы электродов и включени  и выключени  высокого напр жени  преимущественна  часть ионов, создаваемых на наконечниках разр дных электродов, вноситс  в воздушный поток. В результате этого, токова  нагрузка на наконечники снижаетс  на пор док величины, а она определ ет образование частиц в воздушном потоке.

Дл  разр дных электродов примен етс  эрозионностойкий материал, причем до сих пор находили применение высококачественна  сталь и вольфрам. При этом вольфрам обнаружил меньший характер уноса. Исследовани  других материалов показали , что при использовании ниоби  и его сплавов в качестве материала электродов можно получить существенно лучшие результаты , так что этот материал примен етс  дл  разр дных электродов 6. Табл.1 показывает результаты испытани , проведенные в течение 1000 ч, с 20-кратной, непереключаемой токовой нагрузкой остроконечных разр дных электродов. Из столбца 2 получаетс , что уносимый объем в б раз меньше, чем у вольфрама. Тантал также показал лучшие результаты, чем вольфрам.

Модул ь высокого напр жени  31, который расположен преимущественно вблизи системы электродов дл  уменьшени  длины кабел  высокого напр жени  9, но вне воздушного потока, подробнее представлен на фиг,7а. Два высокочастотных генератора 18 при помощи возбуждающего каскада, который не показан, задают низкое напр жение, первичной обмотки двух трансформаторов высокого напр жени  19, причем в зависимости от пропускани  соответственно залитых высоковольтных диодов один трансформатор дает положительное высокое напр жение, а другой - отрицательное. Два высоковольтных реле 20 подают соответствующее высокое напр жение к экранированному кабелю 9. который питает разр дные электроды б. Чтобы высоковольтные реле 20 работали без нагрузки, генераторы 18 и реле 20 управл ютс  в соответствии с диаграммой импульсов согласно фиг.Тв, Из рисунка видно, что высоковольтные реле 20 включаютс  и выключаютс , если управл емые друг за другом импульсами генераторы 18 не выключены .

Низковольтное исполнительное устройство 30 может находитьс  в непосредственной близости от рабочего места или размещатьс  в центральном шкафу комплексного распределительного устройства. Оно выдает на модуль высокого напр жени  посто нный ток, имеющий два значени  независимо друг от друга установленного посто нного напр жени , в результате чего

положительные и отрицательные значени  высокого напр жени  могут быть определены независимо друг от друга. Дл  регулировани  значений посто нного напр жени , выдаваемого низковольтным исполнительным устройством 30, а также дл  регулировани  баланса пол рности ионов в контуре регулировани , который не показан, раздельно измер ютс  токи в модуле высокого напр жени  31, необходимые дл  получени  положительных и отрицательных ионов и в качестве регулируемой величины подвод тс  к низковольтному исполнительному устройству 30.

В системе электродов согласно фиг.ба

предусмотрены специальные противоположные электроды 4. На фиг.бв и 5с противоположные электроды образуют элементы системы, окружающие разр дные электроды 6. Например, согласно фиг.бв каркасна 

система 16, котора  электрически соединена с массой, представл ет собой противо- электрод. На фиг.5с в качестве противоположного электрода предусмотрен лист с отверсти ми 17, который расположен на массе и может служить заслонкой или диафрагмой.

Другой пример исполнени  представлен на фиг.З. При этом примере исполнени  ионы не консервируютс  в газовом или воздушном потоках, имеющихс  в пространстве , а предусмотрено замкнутое устройство, которое имеет приспособление дл  создани  потока одного направлени  в большом поперечном сечении. Эти

приспособлени  имеют вентил тор 22, ко- торый подает воздух в нагнетательную камеру 21, котора  со стороны нисход щего потока ограничена слоем 23. равномерно пропускающим воздух и образующим направл ющую перегородку. Направл юща  перегородка образует противоположный электрод дл  остроконечных разр дных электродов б, которые расположены ниже направл ющей перегородки 23 и согласно

фиг.ба закреплены на электродержател х 5. Одинаково направленный поток стабилизируетс  в окружающем пространстве при помощи кожуха 24, обтекаемого потоком .

Claims (1)

1. Формула изобретени  Способ создани  ионов в аэродинамическом ионизаторе воздуха высоковольтного коронного разр да с противоположным электродом путем переменной подачи отрицательных и положительных высоковольтных импульсов на коронирующий электрод, отл имеющийс  тем, что, с целью повышени  равномерности распределени 

   а)

   Ь)

   $1. Г

   .« Т. Уф

   (-. А А

   фиё.З

   ионов по сечению потока, длительность каждого высоковольтного импульса устанавливают равной времени пролета ионов между электродами от 5 до 60 мс, паузу между импульсами устанавливают соответственно от 100 до 1000 мс при скорости газового потока от 0,1 до м/с, рассто нии между электродами от 5 до 20 см, и амплитуде импульсов 10-20 кВ.

   с)

   фиё.1

   11

   7

   22

   a

   k

   i з

   16

   ,3Z

   Фиг. 4

   7 8

   a

   16-4 T

   77

   Фиг.5

   Ю J 11 12 J g

   П

   13#

   Фиг. 6 25 20

   П