RU2326493C1 - Method of prevention of static electricity discharge formation and device for its implementation - Google Patents
Method of prevention of static electricity discharge formation and device for its implementation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2326493C1 RU2326493C1 RU2007117833/28A RU2007117833A RU2326493C1 RU 2326493 C1 RU2326493 C1 RU 2326493C1 RU 2007117833/28 A RU2007117833/28 A RU 2007117833/28A RU 2007117833 A RU2007117833 A RU 2007117833A RU 2326493 C1 RU2326493 C1 RU 2326493C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- static electricity
- air
- charges
- formation
- ions
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05F—STATIC ELECTRICITY; NATURALLY-OCCURRING ELECTRICITY
- H05F3/00—Carrying-off electrostatic charges
- H05F3/06—Carrying-off electrostatic charges by means of ionising radiation
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Elimination Of Static Electricity (AREA)
Abstract
Description
Предложение относится к области защиты от статического электричества, а именно к предотвращению образования зарядов статического электричества путем управляемой ионизации воздушной среды радиоизотопными источниками и подачи ее в виде потока ионизированного воздуха к поверхности материалов, на поверхностях которых могут накапливаться заряды статического электричества. Предложение может быть использовано в различных отраслях промышленности, в которых технологические процессы переработки различных материалов сопровождаются их электризацией, например в легкой промышленности, целлюлозно-бумажной, полиграфической, промышленности полупроводников и других.The proposal relates to the field of protection against static electricity, namely, to prevent the formation of charges of static electricity by controlled ionization of the air with radioisotope sources and supplying it in the form of a stream of ionized air to the surface of materials, on the surfaces of which static charges can accumulate. The proposal can be used in various industries in which the technological processes of processing various materials are accompanied by their electrification, for example, in light industry, pulp and paper, printing, semiconductor industry and others.
Известен способ нейтрализации зарядов статического электричества индукционного типа, осуществляемый в устройствах, включающих металлические или непроводящие стержни, на которых укреплены заземленные острия или тонкие проволоки, которые располагаются вблизи наэлектризованного тела на расстоянии 5-10 мм. Электрическое поле создается у электродов-стержней с зарядами наэлектризованного материала. Вблизи острия образуется электрическое поле высокой напряженности (тлеющий разряд), под действием которого образуются ионы, при этом противоположные заряду наэлектризованного тела знаки устремляются к его поверхности и нейтрализуют в значительной мере его электрический заряд. Примерами устройств для осуществления этого способа является нейтрализатор зарядов статического электричества [1], термоиндукционный нейтрализатор [2]. Недостатками способа являются необходимость специальной защиты обслуживающего персонала от случайного прикосновения к электродам, нейтрализация зарядов электростатического электричества только в непосредственной близости от устройства, что требует установки большого количества нейтрализаторов на протяжении нейтрализуемых поверхностей, например конвейеров, сравнительно высокие затраты электроэнергии, пожароопасность, взрывоопасность и образование электромагнитных полей, которые нарушают работу прецизионного оборудования и вычислительной техники, стекание заряженных металлизированных частиц с игл электродов, что не допустимо в помещениях с требованиями особой чистоты.There is a method of neutralizing charges of static electricity of an induction type, carried out in devices including metal or non-conductive rods on which grounded points or thin wires are mounted, which are located near the electrified body at a distance of 5-10 mm An electric field is created at the rod electrodes with charges of an electrified material. Near the tip, an electric field of high tension (glow discharge) is formed, under the action of which ions are formed, while the signs opposite to the charge of the electrified body rush to its surface and neutralize to a large extent its electric charge. Examples of devices for implementing this method is a static charge converter [1], a thermal induction converter [2]. The disadvantages of the method are the need for special protection of personnel from accidental contact with the electrodes, the neutralization of electrostatic electricity charges only in the immediate vicinity of the device, which requires the installation of a large number of neutralizers along neutralized surfaces, for example conveyors, relatively high energy costs, fire hazard, explosion hazard and the formation of electromagnetic fields that disrupt precision equipment and you computer technology, the draining of charged metallized particles from needle electrodes, which is not permissible in rooms with high purity requirements.
Известен способ нейтрализации зарядов статического электричества путем создания коронного разряда электродами, находящимися под высоким напряжением повышающего трансформатора. Положительные ионы, образованные вблизи коронирующих электродов, направляются на отрицательно заряженный материал-диэлектрик, нейтрализуя его электростатический заряд. Примерами устройств для осуществления этих способов являются нейтрализатор зарядов статического электричества [3], [4], [5], устройство для отвода статического электричества [6], способ отвода статического электричества и устройство для его осуществления [7]. Недостатками этого способа являются высокая пожароопасность и взрывоопасность вследствие того, что коронный разряд является источником открытого электрического разряда, сравнительно большие затраты электроэнергии, образование большого количества электростатически заряженных металлизированных частиц, которые стекают с острых концов электродов по силовым линиям поля на окружающие материалы и предметы. Кроме этого, коронный разряд образует большое количество озона, который может окислять материал нейтрализуемых поверхностей, образовывать окислы азота и тем самым негативно сказываться на санитарно-гигиеническом состоянии рабочих помещений с пребыванием людей. Более того, при коронном разряде возникают электромагнитные поля, которые могут нарушать работу прецизионного оборудования и вычислительной техники, обслуживающей производственные процессы.A known method of neutralizing charges of static electricity by creating a corona discharge by electrodes under a high voltage step-up transformer. Positive ions formed near the corona electrodes are directed to a negatively charged dielectric material, neutralizing its electrostatic charge. Examples of devices for implementing these methods are a static charge converter [3], [4], [5], a device for removing static electricity [6], a method for removing static electricity and a device for its implementation [7]. The disadvantages of this method are the high fire hazard and explosiveness due to the fact that the corona discharge is a source of open electric discharge, the relatively large cost of electricity, the formation of a large number of electrostatically charged metallized particles that flow from the sharp ends of the electrodes along the field lines to the surrounding materials and objects. In addition, the corona discharge forms a large amount of ozone, which can oxidize the material of neutralizable surfaces, form nitrogen oxides and thereby adversely affect the sanitary and hygienic condition of working rooms with the presence of people. Moreover, in the case of corona discharges, electromagnetic fields arise that can interfere with the operation of precision equipment and computer equipment serving production processes.
Известен способ нейтрализации статического электричества, заключающийся в ионизации воздушной среды радиоизотопными источниками и подаче ионизированной среды к поверхности заряженного тела. Примером устройств для осуществления способа является устройство для снятия электростатического заряда с поверхности [8], [9], [10], [11], [12], [13], [14], [15], [16], [17]. Недостатками этого способа являются необходимость размещения большого количества нейтрализаторов по всей длине/площади обрабатываемой поверхности для эффективной нейтрализации зарядов статического электричества в зоне пребывания рабочего персонала, отсутствие управления количеством образующихся ионов вследствие использования природных радиоизотопов. Основным недостатком указанных способов является нарушение коэффициента униполярности ионизированного воздуха, т.к. ионы одного знака, находящиеся в воздухе, нейтрализуют ионы другого знака, находящиеся на поверхности тел, при этом в воздухе остаются ионы того знака, которым до нейтрализации было заряжено тело, и эти ионы оседают на нейтральную поверхность тела, вновь электризуя его.A known method of neutralizing static electricity, which consists in ionizing the air environment with radioisotope sources and supplying the ionized medium to the surface of a charged body. An example of devices for implementing the method is a device for removing electrostatic charge from the surface [8], [9], [10], [11], [12], [13], [14], [15], [16], [ 17]. The disadvantages of this method are the need to place a large number of converters along the entire length / area of the surface to be processed in order to effectively neutralize static electricity charges in the working area, the lack of control over the amount of generated ions due to the use of natural radioisotopes. The main disadvantage of these methods is a violation of the unipolarity coefficient of ionized air, because ions of one sign located in the air neutralize ions of another sign located on the surface of the bodies, while ions of the sign that charged the body before neutralization remain in the air, and these ions settle on the neutral surface of the body, again electrifying it.
Известен способ ионизации воздуха для нейтрализации статического электричества, осуществляемый ионизатором для съема статического электричества путем подачи ионизированного воздуха, не содержащего пыли [18], включающим камеру, в которой размещен источник ионизации части газа, переносящего ионы, который подается в камеру ионизации, а также вытяжную часть камеры, которая подает газ, содержащий ионы к телу, на котором необходимо нейтрализовать заряды статического электричества. Ионизационная часть включает источник ионизации, который находится в камере, а также устройство управления, которое соединено с источником ионизации посредством высоковольтного кабеля. В качестве источника ионизации используются либо мягкое рентгеновское излучение, либо устройство для генерирования электронного пучка низких энергий, либо устройство ультрафиолетового излучения. Устройство управления, соединительная часть между устройством управления и высоковольтным кабелем изготовлены из взрывобезопасного материала. Основными недостатками устройства являются применение высокого напряжения (несколько десятков киловольт) для управления ионизацией воздуха и использование вредных проникающих излучений (рентгеновские лучи, электронные пучки), что требует специальной защиты устройства. При этом на небольшом расстоянии от устройства происходит рекомбинация положительных и отрицательных ионов, что существенно снижает эффективность нейтрализации зарядов электростатического электричества вследствие того, что управление в данном способе осуществляется не количеством ионов и коэффициентом их униполярности, а скоростью подачи полученных ионов в помещение.There is a method of ionization of air to neutralize static electricity, carried out by an ionizer to remove static electricity by supplying dust-free ionized air [18], including a chamber that houses an ionization source of a part of the gas that carries ions, which is supplied to the ionization chamber, as well as exhaust the part of the chamber that delivers the gas containing ions to the body, on which it is necessary to neutralize the charges of static electricity. The ionization part includes an ionization source, which is located in the chamber, as well as a control device, which is connected to the ionization source by means of a high-voltage cable. Either soft X-ray radiation, or a device for generating an electron beam of low energies, or a device for ultraviolet radiation is used as an ionization source. The control device, the connecting part between the control device and the high-voltage cable are made of explosion-proof material. The main disadvantages of the device are the use of high voltage (several tens of kilovolts) to control the ionization of the air and the use of harmful penetrating radiation (x-rays, electron beams), which requires special protection of the device. In this case, at a small distance from the device, recombination of positive and negative ions occurs, which significantly reduces the efficiency of neutralizing charges of electrostatic electricity due to the fact that this method is controlled not by the number of ions and their unipolarity coefficient, but by the feed rate of the obtained ions into the room.
Известен способ, осуществляемый в нейтрализаторе статического электричества [19] и устройстве для ионизации потока воздуха [20], которые включают источники альфа-частиц, расположенные внутри воздуховода для ионизации воздуха, вентилятор, расположенный снаружи или внутри воздуховода для подачи воздуха через воздуховод к обрабатываемой поверхности, и находящееся вне воздуховода устройство для поляризации металлического воздуховода для нейтрализации ионов ненужной полярности из потока ионизированного воздуха при прохождении потока воздуха по металлическому воздуховоду. Основным недостатком способа является низкая эффективность нейтрализации зарядов статического электричества вследствие того, что при «бомбардировке» молекул воздуха альфа-частицами образуются в основном положительные ионы и «облако» свободных электронов, при этом отрицательные ионы образуются в очень малом количестве, т.к. для образования отрицательных ионов нужны определенные условия соотношения энергии свободных электронов и молекул газов воздуха (кислорода, азота и др.). Таким образом, с помощью этих устройств трудно обеспечить обогащение воздуха отрицательными ионами. В случае обогащения воздуха положительными ионами корпус металлического воздуховода заряжен положительно, но кинетическая энергия свободных электронов должна быть намного меньше энергии электростатического притяжения электронов к положительно заряженному металлическому корпусу. В противном случае наличие свободных электронов и положительных ионов приведет к быстрой рекомбинации электронов с положительными ионами после выхода ионизированного воздуха из воздуховода. Кроме этого, подача на металлический корпус устройств постоянного напряжения 500-1000 В требует устройства дополнительной электрозащиты устройств, поэтому невозможно применение способа в помещениях с соблюдением требований взрывобезопасности и пожаробезопасности.A known method implemented in a static electricity converter [19] and a device for ionizing an air stream [20], which include sources of alpha particles located inside the duct for ionizing the air, a fan located outside or inside the duct for supplying air through the duct to the surface to be treated , and a device outside the duct to polarize the metal duct to neutralize ions of unnecessary polarity from the ionized air stream while passing through ear on the metal duct. The main disadvantage of this method is the low efficiency of neutralizing static electricity charges due to the fact that during the "bombardment" of air molecules by alpha particles, mainly positive ions and a "cloud" of free electrons are formed, while negative ions are formed in very small quantities, because the formation of negative ions requires certain conditions for the ratio of the energy of free electrons and molecules of air gases (oxygen, nitrogen, etc.). Thus, using these devices, it is difficult to enrich the air with negative ions. In the case of air enrichment with positive ions, the body of the metal duct is positively charged, but the kinetic energy of free electrons should be much less than the energy of the electrostatic attraction of electrons to a positively charged metal body. Otherwise, the presence of free electrons and positive ions will lead to the rapid recombination of electrons with positive ions after the ionized air leaves the duct. In addition, the supply of 500-1000 V DC devices to the metal case requires additional electrical protection devices, so it is impossible to use the method in rooms in compliance with the requirements of explosion safety and fire safety.
Наиболее близким по совокупности признаков является способ ионизации воздуха, осуществляемый в устройстве для генерирования ионов воздуха [21], включающем средства ионизации - альфа-излучение - для генерирования ионов путем бомбардировки молекул воздуха радиацией с образованием множества положительных и отрицательных ионов; электрические средства, связанные со средствами ионизации для образования электрического поля переменной полярности вблизи от источника генерирования ионов; при этом способом создаются волны ионов противоположной полярности таким образом, чтобы удалить указанные ионы от источника ионизации. Недостатком способа и устройства является необходимость размещения устройства в непосредственной близости от обрабатываемой поверхности, т.к. удаление от поверхности приведет к перемешиванию слоев воздуха и рекомбинации положительных и отрицательных ионов. Это в свою очередь приводит к необходимости установки большого количества устройств в помещении или на протяжении длины устройств, например конвейеров, и невозможности применения устройств в помещениях со взрывоопасными и/или пожароопасными технологиями производства. Кроме этого, при небольшой скорости воздушного потока и большой частоте смены полярности электрического поля образующиеся в результате обработки молекул воздуха альфа-частицами свободные электроны и положительные ионы будут осуществлять колебательные движения вблизи сетчатого электрода, а повышение скорости подачи воздуха приведет к перемешиванию слоев воздуха содержащих разные заряды, что в свою очередь приведет к рекомбинации положительных ионов и свободных электронов и снижению эффективности нейтрализации зарядов статического электричества.The closest in combination of features is the method of ionization of air, carried out in a device for generating air ions [21], including ionization means - alpha radiation - for generating ions by bombarding air molecules with radiation to form many positive and negative ions; electrical means associated with ionization means for generating an electric field of varying polarity close to the ion generation source; this method creates waves of ions of opposite polarity in such a way as to remove these ions from the ionization source. The disadvantage of this method and device is the need to place the device in close proximity to the treated surface, because removal from the surface will lead to mixing of the layers of air and recombination of positive and negative ions. This in turn leads to the need to install a large number of devices in the room or over the length of the devices, for example conveyors, and the inability to use the devices in rooms with explosive and / or fire hazardous production technologies. In addition, at a low air flow velocity and a high frequency of changing the polarity of the electric field, free electrons and positive ions formed as a result of processing air molecules by alpha particles will oscillate near the mesh electrode, and an increase in the air supply rate will lead to mixing of the air layers containing different charges , which in turn will lead to recombination of positive ions and free electrons and a decrease in the efficiency of neutralization of charges of static electricity.
Задачей, решаемой изобретением, является повышение эффективности предотвращения образования зарядов статического электричества определенного знака на поверхностях тел и на поверхности частиц твердых материалов для любых скоростей подачи воздуха в помещение с одновременным повышением эксплуатационной безопасности, снижением эксплуатационных расходов и улучшением санитарно-гигиенических условий помещений.The problem solved by the invention is to increase the efficiency of preventing the formation of charges of static electricity of a certain sign on the surfaces of bodies and on the surface of particles of solid materials for any air supply rate into the room while increasing operational safety, reducing operating costs and improving the sanitary and hygienic conditions of the premises.
Поставленная задача решается достижением следующих технических результатов размещение устройства для осуществления способа за пределами рабочего помещения либо на достаточном удалении от места нахождения рабочего персонала, обеспечение управляемой ионизации с образованием ионов в таком количестве и такого знака заряда, которое предотвратит образование статического электричества определенного технологического процесса и перезарядку поверхностей противоположным зарядом.The problem is solved by the achievement of the following technical results, placing the device for implementing the method outside the working room or at a sufficient distance from the location of the working personnel, providing controlled ionization with the formation of ions in such an amount and such a charge sign that will prevent the formation of static electricity of a certain technological process and recharging surfaces with an opposite charge.
Указанные технические результаты достигаются за счет того, что воздух облучают потоком альфа-частиц, подвергают воздействию электрического поля, создают ламинарный поток воздуха и подают его в помещение к объектам, на которых могут образовываться заряды статического электричества, при этом воздух облучают перед подачей в помещение, в потоке воздуха создают ламинарный поток свободных электронов и ионов воздуха воздействием постоянного электрического поля, создают поток ионов одного нужного знака, затем доводят концентрацию этих ионов до величины, необходимой для предотвращения статического электричества.These technical results are achieved due to the fact that the air is irradiated with a stream of alpha particles, exposed to an electric field, a laminar air stream is created and it is fed into the room to objects on which static charges can form, while the air is irradiated before being fed into the room, create a laminar flow of free electrons and air ions in the air stream by the action of a constant electric field, create a stream of ions of one desired sign, then bring the concentration of these ions to the amount necessary to prevent static electricity.
Кроме этого, регулированием пробега альфа-частиц до столкновения с потоком воздуха доводят энергию потока альфа-частиц до уровня, необходимого для ионизации кислорода воздуха.In addition, by controlling the range of alpha particles to collision with the air stream, the energy of the alpha particle stream is brought to the level necessary for ionizing the oxygen in the air.
Кроме этого, в случае образования положительного заряда статического электричества на объектах нейтрализуют положительные ионы воздуха, осаждая их на поверхности электрода с постоянным отрицательным потенциалом, воздействием постоянного электрического поля, параллельным скорости воздушного потока, доводят энергию содержащихся в воздухе свободных электронов до энергии ионизации кислорода, а затем воздействием дополнительного постоянного электрического поля доводят концентрацию отрицательных ионов кислорода до необходимой величины, обеспечивая осаждение части отрицательных ионов на электроде с положительным потенциалом.In addition, in the case of the formation of a positive charge of static electricity at objects, they neutralize positive air ions, depositing them on the electrode surface with a constant negative potential, by applying a constant electric field parallel to the speed of the air flow, bring the energy of free electrons in the air to the oxygen ionization energy, and then, by the action of an additional constant electric field, the concentration of negative oxygen ions is adjusted to the required value us, providing deposition of ions on the negative portion to the positive electrode potential.
Кроме этого, в случае образования отрицательного заряда статического электричества на объектах нейтрализуют свободные электроны и отрицательные ионы воздуха, осаждая их на поверхности электрода с постоянным положительным потенциалом, а затем доводят концентрацию положительных ионов кислорода до необходимой величины, осаждая часть положительных ионов воздуха на электроде с постоянным отрицательным потенциалом.In addition, in the case of the formation of a negative charge of static electricity on objects, neutralize free electrons and negative air ions, depositing them on the surface of the electrode with a constant positive potential, and then bring the concentration of positive oxygen ions to the required value, depositing part of the positive air ions on the electrode with a constant negative potential.
Также предлагается устройство для предотвращения образования зарядов статического электричества, состоящее из подающего воздух воздуховода, соединенной с ним камеры, в которой помещен, по меньшей мере, один источник альфа-частиц и, по меньшей мере, один электрод и которая соединена с, по меньшей мере, одним отводящим воздуховодом, при этом источник(и) альфа-частиц размещен(ы) на, по меньшей мере, одной вставке, дополнительно помещенной внутрь камеры.Also proposed is a device for preventing the formation of charges of static electricity, consisting of an air supply duct, a chamber connected to it, in which at least one source of alpha particles and at least one electrode are placed, and which is connected to at least , one exhaust duct, while the source (s) of alpha particles is placed (s) on at least one insert, additionally placed inside the chamber.
Кроме того, по меньшей мере, два источника альфа-частиц могут быть размещены на разных сторонах вставки в шахматном порядке. Количество источников альфа-частиц определяется в зависимости от потребности в образовании облака свободных электронов или положительных ионов для предотвращения образования статического электричества на определенной поверхности с определенной интенсивностью электризации. При этом для расчета количества источников альфа-частиц используются данные о линейной скорости воздушного потока, площади поперечного сечения камеры, а также справочные данные: количество распадов (альфа-частиц) одного источника, среднее количество столкновений одной альфа-частицы с молекулами воздуха, коэффициент рекомбинации положительных ионов и электронов.In addition, at least two sources of alpha particles can be staggered on different sides of the insert. The number of sources of alpha particles is determined depending on the need for the formation of a cloud of free electrons or positive ions to prevent the formation of static electricity on a certain surface with a certain electrification intensity. In this case, to calculate the number of sources of alpha particles, data are used on the linear velocity of the air flow, the cross-sectional area of the chamber, as well as reference data: the number of decays (alpha particles) of one source, the average number of collisions of one alpha particle with air molecules, the recombination coefficient positive ions and electrons.
Кроме того, в том случае, когда источники альфа-частиц размещены на обеих сторонах вставок, источники альфа-частиц размещены на сторонах вставок в шахматном порядке.In addition, in the case where the sources of alpha particles are placed on both sides of the inserts, the sources of alpha particles are placed on the sides of the inserts in a checkerboard pattern.
Кроме того, вставки снабжены углублениями, источники альфа-частиц закреплены на пластинках, установленных в указанных углублениях, причем их глубина не менее чем на 2 мм превышает толщину источника альфа-частиц с пластинкой, при этом пластинки снабжены винтами для регулирования положения пластинок по высоте углубления.In addition, the inserts are provided with recesses, the sources of alpha particles are fixed on the plates installed in these recesses, and their depth is not less than 2 mm greater than the thickness of the source of alpha particles with the plate, while the plates are equipped with screws for adjusting the position of the plates along the height of the recess .
Кроме того, стенки камеры и вставки выполнены из непроводящего материала.In addition, the walls of the chamber and the insert are made of non-conductive material.
Кроме того, камера находится вне помещения, в котором находятся объекты, на которых может образовываться заряд статического электричества.In addition, the camera is located outside the room where objects are located on which static electricity can form.
Кроме того, камера соединена, по меньшей мере, с двумя отводящими воздуховодами, которые располагаются в помещении над объектами, на которых могут образовываться заряды статического электричества.In addition, the camera is connected to at least two exhaust ducts, which are located in the room above the objects, which can form charges of static electricity.
Кроме того, в камеру дополнительно помещают между источником (источниками) альфа-частиц и отводящим воздуховодом, по меньшей мере, два электрода, выполненных в виде проводящей сетки, расположенной поперек воздушного потока.In addition, at least two electrodes made in the form of a conductive grid located across the air stream are additionally placed in the chamber between the source (s) of alpha particles and the exhaust duct.
Кроме того, с целью предотвращения положительного заряда статического электричества первый по ходу потока воздуха электрод подключен к отрицательному выводу источника постоянного напряжения, положительный вывод которого заземлен, а второй по ходу потока воздуха электрод подключен к положительному выводу источника постоянного напряжения, отрицательный вывод которого заземлен.In addition, in order to prevent a positive charge of static electricity, the first electrode during the air flow is connected to the negative terminal of the DC voltage source, the positive terminal of which is grounded, and the second electrode during the air flow is connected to the positive terminal of the constant voltage source, the negative terminal of which is grounded.
Кроме того, с целью предотвращения отрицательного заряда статического электричества первый по ходу потока воздуха электрод подключен к положительному выводу источника постоянного напряжения, отрицательный вывод которого заземлен, а второй по ходу потока воздуха электрод подключен к отрицательному выводу источника постоянного напряжения, положительный вывод которого заземлен.In addition, in order to prevent a negative charge of static electricity, the first electrode during the air flow is connected to the positive terminal of the DC voltage source, the negative terminal of which is grounded, and the second electrode during the air flow is connected to the negative terminal of the constant voltage source, whose positive terminal is grounded.
Кроме того, расстояние между ближайшими друг к другу электродом и источником альфа-частиц не превышает L1≤VвT1, где Vв - линейная скорость воздушного потока, м/с; T1 - время до начала рекомбинации свободных электронов и положительных ионов воздуха, с.In addition, the distance between the electrode closest to each other and the source of alpha particles does not exceed L 1 ≤V in T 1 , where V in is the linear velocity of the air flow, m / s; T 1 - time before the recombination of free electrons and positive air ions, s.
Например, если линейная скорость воздушного потока равна 0,2 м/с, а время до начала рекомбинации свободных электронов и положительных ионов воздуха 0,1 с, то расстояние между ближайшими друг к другу электродом и источником составит не более L1≤0,02 м.For example, if the linear velocity of the air flow is 0.2 m / s, and the time before the recombination of free electrons and positive air ions is 0.1 s, then the distance between the nearest electrode and the source will be no more than L 1 ≤0.02 m
Кроме того, между первым и вторым электродами устанавливается такое расстояние L2, чтобы при заданной линейной скорости потока воздуха за время прохождения воздуха между двумя электродами была достигнута концентрация ионов или свободных электронов, требуемая для предотвращения образования статического электричества.In addition, a distance L 2 is set between the first and second electrodes so that at a given linear air velocity during the passage of air between the two electrodes, the concentration of ions or free electrons is achieved, which is required to prevent the formation of static electricity.
Кроме того, с целью обеспечения ламинарного потока свободных электронов и/или отрицательных ионов кислорода воздуха или положительных ионов воздуха ячейки сетки имеют квадратную форму с такой длиной стороны квадрата, чтобы обеспечивать стекание необходимого количества свободных электронов, и/или положительных ионов воздуха, и/или отрицательных ионов кислорода воздуха для достижения требуемой концентрации положительных ионов кислорода или отрицательных ионов кислорода на выходе камеры при максимальной скорости потока воздуха и минимальном напряжении на электродах.In addition, in order to provide a laminar flow of free electrons and / or negative air oxygen ions or positive air ions, the grid cells are square in shape with a square side length such that the necessary amount of free electrons and / or positive air ions drains away and / or negative oxygen ions of air to achieve the required concentration of positive oxygen ions or negative oxygen ions at the outlet of the chamber at a maximum air flow rate and min tory voltage across the electrodes.
Кроме того, выходное напряжение источников постоянного напряжения находится в пределах 0,2...1,0 кВ и определяется скоростью воздушного потока, размером ячеек сетки электродов и требуемым уровнем ионизации воздуха.In addition, the output voltage of constant voltage sources is in the range of 0.2 ... 1.0 kV and is determined by the speed of the air flow, the size of the grid cells of the electrodes and the required level of ionization of the air.
Существо заявляемых способа и устройства поясняется на фиг.1-6. Вентиляционная установка 1 служит для подачи воздуха 2 в ионизационную камеру 3. К камере 3 подключены источники постоянного напряжения 4 (41 и 42), один вывод каждого из которых соединен с сетчатым электродом, а другой заземлен. Из камеры 3 поступает ионизированный воздух 5, который по воздуховоду 6 через штуцеры 7 подается в производственное помещение нисходящим потоком ионизированного воздуха 8 на обрабатываемую поверхность 9, на которой могут накапливаться заряды статического электричества. Такая поверхность может представлять собой ленту конвейера 10. Производственное помещение образовано полом 11, стеной 12, отделяющей производственное помещение от вентиляционной камеры (технического помещения), и потолком производственного помещения 13.The essence of the proposed method and device is illustrated in figures 1-6. The
В ионизационную камеру 3 помещена вставка 14 с установленными в ней источниками альфа-частиц 15, испускающими поток альфа-частиц. Через расстояние L2 от последнего по ходу потока воздуха источника альфа-частиц установлен поперек потока воздуха сетчатый электрод 17. На расстоянии L3 от первого электрода по ходу потока воздуха установлен поперек потока воздуха сетчатый электрод 18.An
Вставка 14 представляет собой пластину, изготовленную из диэлектрического материала, в которой устроены углубления 19. В каждое углубление помещена пластинка 20, которая является подложкой - держателем источника альфа-частиц 15. Глубина углубления не менее чем на 2 мм превышает толщину источника альфа-частиц с пластинкой, при этом пластинки снабжены винтами для регулирования положения пластинок по высоте углубления. Для регулировки положения источника альфа-частиц по высоте углубления пластинки 20 снабжены регулировочными винтами 21.The
Работает устройство следующим образом. Вентиляционная установка 1 нагнетает воздух 2 в ионизационную камеру 3, отделенную от производственного помещения, в котором могут находиться люди, стеной 12. В результате «бомбардировки» молекул воздуха 22 альфа-частицами 16, испускаемыми источниками 15, в воздухе образуются положительные ионы 23 и облако свободных электронов 24. Далее положительные ионы и свободные электроны проходят через сетчатый электрод 17. В случае предотвращения образования положительных зарядов статического электричества на сетчатый электрод 17 подается постоянное напряжение отрицательной полярности от источника напряжения 41. В результате взаимодействия с зарядом сетчатого электрода 17 положительные ионы восстанавливаются до нейтральных молекул 25, а электроны 24 за счет действия на них сил отталкивания пролетают по оси ячейки сетки и выталкиваются ей по ходу потока воздуха. Далее на электроны 24 начинает действовать потенциал электрического поля, образованный между отрицательно заряженным электродом 17 и положительно заряженным электродом 18, на который подается постоянное напряжение положительной полярности. Благодаря притяжению к электроду 18 свободные электроны 24 приобретают энергию, необходимую для натекания на ту поверхность, на которой необходимо предотвратить образование статического электричества. Второй электрод служит для регулирования концентрации отрицательных ионов кислорода в воздухе за счет восстановления части отрицательных ионов кислорода воздуха до нейтральных молекул и регулирования кинетической энергии свободных электронов или положительных ионов в зависимости от заряда статического электричества. Ионизированный воздух с необходимой концентрацией свободных электронов и допустимой концентрацией отрицательных ионов кислорода 5 подается в производственное помещение по воздуховоду 6, снабженному штуцерами 7 для подачи ионизированного воздуха нисходящим потоком 8 на обрабатываемую поверхность, на которой могут накапливаться положительные заряды статического электричества. Свободные электроны и отрицательные ионы кислорода стекают на обрабатываемую поверхность и образующиеся, например, вследствие трения положительные ионы воздуха нейтрализуются, предотвращая тем самым образование статического электричества на поверхности.The device operates as follows. The
В случае предотвращения образования отрицательных зарядов статического электричества на сетчатый электрод 17 подается постоянное напряжение положительной полярности от источника напряжения 41. В результате взаимодействия с зарядом сетчатого электрода 17 положительные ионы 23 за счет действия на них сил отталкивания пролетают по оси ячейки сетки и выталкиваются по ходу потока воздуха, а свободные электроны 24 стекают на контур ячейки сетчатого электрода. Далее на положительные ионы 23 начинает действовать потенциал электрического поля, образованный между положительно заряженным электродом 17 и отрицательно заряженным электродом 18, на который подается постоянное напряжение отрицательной полярности. Благодаря притяжению к электроду 18 и скорости потока воздуха положительные ионы 23 пролетают через отрицательно заряженный электрод 18, но часть положительных ионов 23 восстанавливается до нейтральных молекул, что обеспечивает регулирование концентрации положительных ионов до необходимой величины. Далее ионизированный воздух 5 с необходимой концентрацией положительных ионов кислорода и необходимой скоростью подается в производственное помещение по воздуховоду 6, снабженному штуцерами 7 для подачи ионизированного воздуха нисходящим потоком 8 на всю поверхность, на которой могут накапливаться отрицательные заряды статического электричества. Положительные ионы воздуха захватывают электроны образующихся отрицательных ионов на поверхности объекта, тем самым нейтрализуя заряд статического электричества.In the case of preventing the formation of negative charges of static electricity, a constant voltage of positive polarity from a voltage source 4 1 is supplied to the
Точная настройка устройства для достижения наибольшей эффективности предотвращения образования статического электричества достигается подбором выходных напряжений источников питания электродов и размеров ячейки сетки электродов.Fine tuning of the device to achieve the greatest efficiency of preventing the formation of static electricity is achieved by selecting the output voltages of the power sources of the electrodes and the mesh size of the electrodes.
ЛитератураLiterature
1. А.С. №465761, опубликован 05.05.1969.1. A.S. No. 465761, published 05.05.1969.
2. А.С. №518877, опубликован 25.06.1976.2. A.S. No. 518877, published on 06/25/1976.
3. А.С. №518877, опубликован 25.06.1976.3. A.S. No. 518877, published on 06/25/1976.
4. А.С. № А.С. 1261141, опубликован 30.09.86.4. A.S. No. A.S. 1261141, published 30.09.86.
5. Патент Южной Кореи №20050013976, опубликован 05.02.2005.5. South Korean Patent No. 200550013976, published 05.02.2005.
6. Патент Великобритании №2308925, опубликован 09.07.1997.6. UK patent No. 2308925, published 09.07.1997.
7. Патент Японии №2155199, опубликован 14.06.1990.7. Japanese Patent No. 21515199, published June 14, 1990.
8. Патент Великобритании №1487307, опубликован 28.09.1977.8. British patent No. 1487307, published 09/28/1977.
9. Патент Франции №2630285, опубликован 20.10.1989.9. French patent No. 2630285, published October 20, 1989.
10. Патент США №3531688, опубликован 29.09.1970.10. US patent No. 3531688, published September 29, 1970.
11. Патент Великобритании №1431863, опубликован 14.04.1976.11. UK patent No. 1431863, published 04/14/1976.
12. Международный патент №02084832, опубликован 2002.10.24.12. International patent No. 02084832, published 2002.10.24.
13. Патент США №3793558, опубликован 19.02.1974.13. US patent No. 3793558, published 02/19/1974.
14. Патент Японии №7045397, опубликован 14.02.1995.14. Japan patent No. 7045397, published 02/14/1995.
15. Заявка на выдачу патента Японии №2000300936, опубликована 31.10.2000.15. Application for the grant of Japanese patent No. 2000300936, published on 10/31/2000.
16. Нейтрализаторы статического электричества. Каталог, 1972, изд. В/О «Изотоп», 12 стр., 1972.16. Neutralizers of static electricity. Catalog, 1972, ed. V / O "Isotope", 12 pp., 1972.
17. ГОСТ 12.4.124-83. Средства защиты от статического электричества. Общие технические требования.17. GOST 12.4.124-83. Protective equipment against static electricity. General technical requirements.
18. Патент США №7126807, опубликован 24.10.2006.18. US patent No. 7126807, published October 24, 2006.
19. Патент Японии №7211483, опубликован 11.08.1995.19. Japan patent No. 7211483, published 11.08.1995.
20. Патент США №2723349, опубликован 8.11.1955.20. US patent No. 2723349, published 8.11.1955.
21. Патент США №4829398, опубликован 09.05.1989.21. US patent No. 4829398, published 09.05.1989.
Claims (17)
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007117833/28A RU2326493C1 (en) | 2007-05-15 | 2007-05-15 | Method of prevention of static electricity discharge formation and device for its implementation |
| PCT/RU2008/000160 WO2008140348A1 (en) | 2007-05-15 | 2008-03-19 | Method for preventing the formation of static electric charges and a device for carrying out said method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007117833/28A RU2326493C1 (en) | 2007-05-15 | 2007-05-15 | Method of prevention of static electricity discharge formation and device for its implementation |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2326493C1 true RU2326493C1 (en) | 2008-06-10 |
Family
ID=39581519
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2007117833/28A RU2326493C1 (en) | 2007-05-15 | 2007-05-15 | Method of prevention of static electricity discharge formation and device for its implementation |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2326493C1 (en) |
| WO (1) | WO2008140348A1 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2019158386A1 (en) * | 2018-02-19 | 2019-08-22 | Windmöller & Hölscher Kg | Filling device and method for filling bags with a respective unsealed upper end |
| DE102018206356A1 (en) | 2018-02-19 | 2019-10-17 | Windmöller & Hölscher Kg | Filling device and method for filling sacks, each with an unclosed upper end |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU966935A1 (en) * | 1980-10-23 | 1982-10-15 | Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Охраны Труда Вцспс | Neutralizer of static electric charges |
| SU1397852A1 (en) * | 1985-08-07 | 1988-06-15 | Башкирский государственный университет им.40-летия Октября | Device for measuring static electricity charge density |
| US4829398A (en) * | 1987-02-02 | 1989-05-09 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Apparatus for generating air ions and an air ionization system |
| US6130815A (en) * | 1997-11-10 | 2000-10-10 | Ion Systems, Inc. | Apparatus and method for monitoring of air ionization |
| US7045099B2 (en) * | 2000-02-18 | 2006-05-16 | LK Luftqualität AG | Method for the treatment of air of at least one room by air ionization |
-
2007
- 2007-05-15 RU RU2007117833/28A patent/RU2326493C1/en not_active IP Right Cessation
-
2008
- 2008-03-19 WO PCT/RU2008/000160 patent/WO2008140348A1/en active Application Filing
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2008140348A1 (en) | 2008-11-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5750011A (en) | Apparatus and method for producing gaseous ions by use of x-rays, and various apparatuses and structures using them | |
| US4528612A (en) | Apparatus for conditioning a space by gas ionization | |
| JP2008536284A (en) | Flexible soft X-ray ionizer | |
| KR100842851B1 (en) | Aerosol particle charging equipment | |
| KR101023896B1 (en) | Ion generator | |
| RU2326493C1 (en) | Method of prevention of static electricity discharge formation and device for its implementation | |
| JP2001257096A (en) | Jet outlet for electrostatic countermeasure | |
| Kachi et al. | Experimental study of charge neutralization at the surface of granular layers of insulating materials | |
| KR20080072928A (en) | Aerosol charge neutralizing device | |
| KR102288840B1 (en) | Air disinfection device and method of use thereof | |
| Park et al. | Computational fluid dynamic modelling of particle charging and collection in a wire-to-plate type single-stage electrostatic precipitator | |
| US4864459A (en) | Laminar flow hood with static electricity eliminator | |
| RU2314833C1 (en) | Method of disinfecting air with negative oxygen ions and device for implementing the same | |
| Qizheng et al. | Analytical model of the breakdown mechanism in a two-phase mixture | |
| Yasumoto et al. | Effect of electrode thickness for reducing ozone generation in electrostatic precipitator | |
| KR100330190B1 (en) | Apparatus for eliminating static electricity using soft x-ray | |
| JP2006216453A (en) | Static eliminator of charged object and its method | |
| JP2541857B2 (en) | Ion generator and static elimination equipment for charged articles in clean space using the same | |
| JPH03155623A (en) | Method and apparatus for neutralizing of charged article | |
| JP2006294602A (en) | Destaticizing method, destaticizer, and antistatic method of glass substrate, and antistatic device of glass substrate | |
| CN114728293B (en) | Particle eliminator | |
| JP2008511431A (en) | Apparatus for treating gaseous media with plasma and methods for protecting such apparatus from ignition and / or explosion | |
| RU2050654C1 (en) | Device for producing unipolar corona discharge | |
| Zhang et al. | Effect of positive DC corona discharge intensity on the variation of conductor surface conditions under contaminated environment | |
| Intra et al. | Performance evaluation of a corona discharger for unipolar charging of submicron aerosol particles in the size range of 20-300 nm |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090516 |