RU2003240C1

RU2003240C1 - High-voltage neutralizer of electric static charges

Info

Publication number: RU2003240C1
Authority: RU
Inventors: Сергей Владимирович Добрыднев
Original assignee: Сергей Владимирович Добрыднев
Priority date: 1990-12-28
Filing date: 1990-12-28
Publication date: 1993-11-15

Abstract

Использование: высоковольтный нейтрализатор электростатических зар дов относитс к технике борьбы с вредными про влени ми статического электричества Он может быть использован в химической , текстильной, радиотехнической и других отрасл х промышленности дл устранени зар дов с диэлектрических материалов. Цель изобретени - повышение равномерности удалени зар дов обоих знаков по ширине обрабатываемого материала и степени их удалени . Сущность изобретени - устройство позвол ет выравнивать положительный и отрицательный разр дные токи и их плотности по длине коронирующих электродов Эффективна нейтрализаци статических зар дов проходит в непосредственной близости от заземленных частей технологического оборудовани , а также с металлизированных диэлектриков, как на посто нном, так и на переменном напр жении питани В процессе работы нейтрализатора обеспечиваетс искробезо- пасность, а опасность поражени электрическим током соответствует бытовым электроустройствам 1 ил.Usage: a high voltage electrostatic charge converter is a technique for controlling harmful manifestations of static electricity. It can be used in chemical, textile, radio engineering and other industries to remove charges from dielectric materials. The purpose of the invention is to increase the uniformity of the charge removal of both characters across the width of the processed material and the degree of their removal. The inventive device allows you to align the positive and negative discharge currents and their densities along the length of the corona electrodes. The effective neutralization of static charges takes place in the immediate vicinity of the grounded parts of the technological equipment, as well as from metallized dielectrics, both on a constant and on an alternating supply voltage During the operation of the converter, intrinsic safety is ensured, and the danger of electric shock corresponds to household electrical 1 roystvam yl.

Description

Изобретение относитс к технике борьбы с вредными про влени ми статического электричества и может быть использовано в химической, текстильной, бумажной, радиотехнической и других отрасл х промышлеино- сти дл устранени зар дов с диэлектрических материалов.The invention relates to techniques for controlling the harmful effects of static electricity and can be used in the chemical, textile, paper, radio engineering and other industries to remove charges from dielectric materials.

Известен нейтрализатор статического электричества, содержащий диэлектрический корпус с расположенными в нем заост- ренным электродом и противоэлектродом, покрытым слоем пористого диэлектрика, присоединенными к выводам посто нного напр жени .A static electricity converter is known which comprises a dielectric casing with a pointed electrode and a counter electrode therein coated with a layer of porous dielectric connected to the DC voltage terminals.

Недостатком этого нейтрализатора вл - етс то, что заостренный электрод не обеспечивает равномерного возникновени коронного разр да по своей длине и возможность уравнивани положительного и отрицательного ионизационных токоп.The disadvantage of this converter is that the pointed electrode does not provide uniform corona discharge along its length and the possibility of equalizing the positive and negative ionization current conductors.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению вл етс высоковольтный нейтрализатор электростатических зар дов, содержащий высоковольтный источник питани , по край- ней мере, один корпус с расположенными в нем коронирующимч электродам и установленным между ними заземленным неко- ронирующим электродом.The closest technical solution to the present invention is a high-voltage electrostatic charge converter containing a high-voltage power supply, at least one housing with corona electrodes located therein and a grounded non-corona electrode installed between them.

Несмотр на выравнивание суммарных токов разр да в положительный и отрицательный полупериоды,конструкци нейтрализатора не позвол ет выравнивать их плотности подлине коронирующих электродов . Однако, известно, что диэлектрик одно- временно зар жаетс зар дами обоих знаков, хот в зависимости от физико-химического состо ни поверхности преобладают зар ды какого-либо одного знака.Despite the equalization of the total discharge currents in the positive and negative half-periods, the design of the converter does not allow their density to be equal to the length of the corona electrodes. However, it is known that a dielectric is simultaneously charged with charges of both signs, although charges of a single sign prevail depending on the physicochemical state of the surface.

Целью изобретени вл етс повыше- ние равномерности нейтрализации разнопо- л рных зар дов на обрабатываемом материале за счет выравнивани положительного и отрицательного разр дных токов и их плотности по длине коронирующих электро- доз, обеспечени искробезопасности и предупреждени поражени электрическим током в процессе работы нейтрализатора.The aim of the invention is to increase the uniformity of neutralization of bipolar charges on the material being processed by aligning the positive and negative discharge currents and their density along the length of the corona electrodes, ensuring intrinsic safety and preventing electric shock during the operation of the converter.

Поставленна цель достигаетс за счет изготовлени коронирующих электродов, гальванически не св занных с землей, в виде проводников, ограниченных пористым деформируемым в электрическом поле диэлектриком , расположенным на рассто нии 1-2 мм от поверхности проводника и неко- ронирующим электродом, изготовленным в виде проводника, деформирующегос в электрическом поле.This goal is achieved through the manufacture of corona electrodes that are not galvanically connected to the ground, in the form of conductors bounded by a porous dielectric deformable in an electric field, located at a distance of 1-2 mm from the surface of the conductor and a non-corona electrode made in the form of a conductor, deforming in an electric field.

При рассто нии между металлическим электродом и диэлектриком менее 1 мм наWhen the distance between the metal electrode and the dielectric is less than 1 mm per

поверхности коронирующего электрода возникают свет щиес точки, обусловленные ударным механизмом ионизации, и нарушаетс равномерное распределение плотности разр дных токов по длине электрода ,-а при рассто ни х, больших 2 мм, начинает уменьшатьс ионизационный ток, что снижает эффективность работы нейтрализатора .luminous points arise due to the ionization shock mechanism on the surface of the corona electrode, and the uniform distribution of the density of discharge currents along the length of the electrode is violated, and at distances greater than 2 mm, the ionization current begins to decrease, which reduces the efficiency of the converter.

На чертеже представлена конструктивна схема одного из возможных вариантов реализации предложенного устройства.The drawing shows a structural diagram of one of the possible options for implementing the proposed device.

Устройство состоит из высоковольтного источника питани 1 (посто нного или переменного тока), диэлектрического корпуса 2 П-образной формы, на внутренних боковых стенках которого расположены электроды 3 с малым радиусом кривизны (фольга, металлическа лента или пластина). Электроды 3 присоединены к выводам высоковольтного блока питани и не заземл ютс . Дл изготовлени ограничивающего барьера 4 из пористого диэлектрика, деформирующегос в электрическом поле, могут быть использованы лавсанова или капронова ленты. Не- короиирующий электрод 5 располагаетс в центре корпуса 2 и может быть изготовлен из металлической фольги. Дл изготовлени барьера из пористого диэлектрика 6 используетс сетка из пластмассы.The device consists of a high-voltage power supply 1 (direct or alternating current), a U-shaped dielectric body 2, on the inner side walls of which there are electrodes 3 with a small radius of curvature (foil, metal strip or plate). The electrodes 3 are connected to the terminals of the high voltage power supply and are not grounded. For the manufacture of a confining barrier 4 of a porous dielectric deforming in an electric field, lavsan or kapron ribbons can be used. The non-corroding electrode 5 is located in the center of the housing 2 and can be made of metal foil. A plastic mesh is used to make the porous dielectric barrier 6.

Нейтрализатор работает следующим образом.The converter operates as follows.

На электроды 3 подаетс напр жение посто нного или переменного тока от высоковольтного источника питани 1. При определенной величине напр жени возникает деформаци ограничивающих барьеров А из пористого диэлектрика и некороиирующего электрода 5, после чего возникает ионизационный ток, равномерный по длине ионизатора . Ионизаци воздуха начинаетс в порах диэлектрических барьеров 4 в результате локального повышени напр женности электрического пол . Некоронирующий электрод 5 принимает эквипотенциальную форму, соответствующую потенциалу земли . Таким образом, источником ионов вл етс не металлические электроды 3, а барьер из пористого диэлектрика 4. Вследствие уменьшени напр женности электрического пол вблизи некоронирующего электрода 5, выт нуть ионы из такого пол дл нейтрализации объекта легче. Происходит это следующим образом. При проходе материала, неэлектризованного положительными зар дами под нейтрализатором, отрицательные ионы отклон ютс в сторону материала и нейтрализуют его. Когда материал зар жен отрицательно, то его нейтрализуют положительные ионы. Процесс нейтрализации сопровождаетс изменением формы пористых барьеров 4 и некорониру- ющего электрода 5, что объ сн етс саморе- гулированием ионизационного тока в нейтрализаторе.The electrodes 3 are supplied with direct or alternating current voltage from the high-voltage power supply 1. At a certain voltage value, deformation of the limiting barriers A from the porous dielectric and the non-corroding electrode 5 occurs, after which an ionization current appears that is uniform along the length of the ionizer. Air ionization begins in the pores of the dielectric barriers 4 as a result of a local increase in the electric field strength. The non-corona electrode 5 takes an equipotential form corresponding to the potential of the earth. Thus, the ion source is not metal electrodes 3, but a porous dielectric barrier 4. Due to the decrease in the electric field near the non-corona electrode 5, it is easier to remove ions from such a field to neutralize the object. It happens as follows. As material non-electrified with positive charges passes underneath the neutralizer, negative ions deflect toward the material and neutralize it. When the material is negatively charged, positive ions neutralize it. The neutralization process is accompanied by a change in the shape of the porous barriers 4 and the non-corona electrode 5, which is explained by the self-regulation of the ionization current in the neutralizer.

Дл нейтрализатора с рассто нием между коронирующими электродами 90 мм и длиной 1700 мм (ширина металлического электрода 3 равна 10 мм) ионизационный ток при посто нном напр жении 17 кВ составил 160 мкА, Нг двух барабанах проводилась прот жка фторопластовой и ацетил цел юл озной лент, шириной 100 мм и рассто нием между ними 50 мм, с различ- ной линейной скоростью. При трении о металл фторопластова лента зар жалась отрицательно, а ацетилцеллголозна - положительно . На высоте 50 мм над лентами включалс нейтрализатор и проходила од- новременна разр дка поверхностей обеих лент. Начальный и остаточный зар ды контролировались с помощью установки, работающей по методу динамического конденсатора. В случае линейной скорости, равной 10 м/с, степень удалени статических зар дов составила 99% и 98%, а при движении 40 мс - 97% и 95% дл ацетилцел- люлозной и фторопластовой лент соответственно .For a neutralizer with a distance between the corona electrodes of 90 mm and a length of 1700 mm (width of metal electrode 3 is 10 mm), the ionization current at a constant voltage of 17 kV was 160 μA, and fluoroplastic and acetyl cellulose tapes were drawn in two drums. 100 mm wide and 50 mm between them, with different linear speeds. During friction against the metal, the fluoroplastic tape was negatively charged, and cellulose acetate was positively charged. At a height of 50 mm above the tapes, the converter was switched on and the surfaces of both tapes were simultaneously discharged. The initial and residual charges were monitored using a device operating by the dynamic capacitor method. In the case of a linear velocity of 10 m / s, the degree of removal of static charges was 99% and 98%, and with a movement of 40 ms it was 97% and 95% for cellulose and fluoroplastic ribbons, respectively.

Указанные значени степени удалени статических зар дов по ширине каждой изThe indicated values of the degree of removal of static charges along the width of each of

пленок сохран лись посто нными при проведении замеров через каждые 5 мм, вли ние краевых эффектов не наблюдалось. Уравнивание положительного и отрицательного разр дных токов устанавливали с помощью следующего опыта. При работе нейтрализатора 2 холостом режиме (при отсутствии разр жаемого материала) неко- ронирующий электрод разземл лс . Изменение его формы по всей длине не наблюдалось, что свидетельствует об эквивалентности отрицательного и положительного разр дных токов.the films remained constant during measurements every 5 mm; the effect of edge effects was not observed. The equalization of positive and negative discharge currents was established using the following experiment. When the converter 2 is idling (in the absence of a discharge material), the non-corona electrode is earthed. A change in its shape over the entire length was not observed, which indicates the equivalence of negative and positive discharge currents.

Таким образом, по сравнению с прототипом предлагаемое устройство позвол ет конструктивно более просто выравнивать положительный и отрицательный разр дные токи и их плотности по длине коронирующих электродов. Предлагаема конструкци позвол ет нейтрализовать зар ды обоих знаков в непосредственной вблизи от заземленных частей технологического оборудовани одинаково эффективно как на посто нном, так и на переменном токе. В процессе работы нейтрализатора обеспечиваетс искробезопас- ность и исключаетс возможность поражени электрическим током.Thus, in comparison with the prototype, the proposed device makes it possible to constructively more simply align the positive and negative discharge currents and their densities along the length of the corona electrodes. The proposed design makes it possible to neutralize the charges of both signs in the immediate vicinity of the grounded parts of the technological equipment with equal efficiency both in direct and alternating current. During the operation of the converter, intrinsic safety is ensured and the possibility of electric shock is excluded.

(56) Авторское свидетельство СССР № 1275794, кл. Н 05 F 3/04, 1985.(56) Copyright certificate of the USSR No. 1275794, cl. H 05 F 3/04, 1985.

Авторское свидетельство СССР N° 1334404, кл. Н 05 F 3/04, 1985.USSR copyright certificate N ° 1334404, cl. H 05 F 3/04, 1985.

Claims

The claims

HIGH-VOLTAGE ELECTROSTATIC CHARGE NEUTRALIZER, containing housing with primary electrodes located in the first one, not connected to the ground, and a grounded electrode interposed between them, made with the possibility of movement, characterized in that, in order to increase the uniformity of neutralization of mixed-polarity charges on the processed by equalizing the positive and negative discharge currents and their

the density along the length of the corona electrodes gg, to ensure intrinsic safety and to prevent electric shock: during the operation of the neutralizer, films of dielectrics with open through pores that are deformed in the electric field are installed at a distance of 1-2 mm from the main electrodes, and the grounded electrode is made in the form of a conductor deforming in an electric field, the ionization region 45 being separated from the environment by a porous dielectric barrier with open through pores.