Нейтрализатор электростатических зарядов

 

Использование: нейтрализатор злектростатических зарядов предназначен для использования в технологическом процессештабелирования или наматывания различных диэлектрических материалов. Сущность изобретения; нейтрализатор содержит оболочку 1, выполненную в виде цепи из токопроводящих элементов с гибкой связью, через звенья которой пропущен заземленный нейтрализующий элемент 2 так, что он контактирует с обрабатываемым материалом, выполненный в виде нити или ленты из пористого материала, пропитанного токопроводящим составом. Нейтрализатор закрепляется на планке 3, которая с помощью болта 4 устанавливается на кронштейне 5, снабженным пазом 6 с возможностью продольного и осевого перемещений. 3 ил.SЛ/ /XI 00о'U.»О С»/(риг^

COIO3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5п5 H 05 F 3/04

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) 1.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4756296/21 (22) 03,11.89 (46) 07.12.92. Бюл. f4 45 (71) Тверской политехнический институт (72) P.À.Áàñêàêîâ, В.АЛУ1атвеев и Ю.П,Гусев (56) 1. Авторское свидетельство СССР

М 193626, кл. Н 05 F 3/02, 1985.

2. Авторское свидетельство СССР

М 1206976, кл. Н 05 F 3/00, 1986. (54) НЕЙТРАЛИЗАТОР ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКИХ ЗАРЯДОВ (57) Использование: нейтрализатор электростатических зарядов предназначен для использования в технологическом процессе

ЫЛ, 1780198 А1 штабелирования или наматывания различных диэлектрических материалов. Сущность изобретения; нейтрализатор содержит оболочку 1, выполненную в виде цепи из токопроводящих элементов с гибкой связью, через звенья которой пропущен заземленный нейтрализующий элемент 2 так, что он контактирует с обрабатываемым материалом, выполненный в виде нити или ленты из пористого материала, пропитанного токопроводящим составом. Нейтрализатор закрепляется на планке 3, которая с помощью болта 4 устанавливается на кронштейне 5, снабженным пазом 6 с возможностью про дольного и осевого перемещений. 3 ил.

1780198

Изобретение касается нейтрализации электростатических зарядов и может быть использовано в технологическом процессе штабелирования или наматывания в рулон различных диэлектрических материалсв в лесной, деревообрабатывающей, целлю лозно-бумажной, полиграфической, химической и других отраслях промышленности.

Известен гидростатический индукционный нейтрализатор (1), содержащий заземленный нейтрализующий электрод, выполненный из пористого материала, пропитанного глицерином.

Однако указанные нейтрализаторы обладают недостаточной эффективностью, т.к, при их проектировании не учитываются параметры технологического процесса, электрические свойства материалов и многие другие факторы, поэтому они устраняют заряды только в местах их установки, а за их пределами могут вновь возникнуть очаги образования электростатических зарядов.

Эффективность действия нейтрализаторов в процессе работы может снижаться так>ке из-за отсутствия гибкой основы, что может привести к разлахмачиванию, запылению нейтрализующего элемента и отклонению

его из зоны электризации, Поэтому такие нейтрализаторы мало применимы при проектировании нового технологического оборудования.

Наиболее близким к предлагаемому является нейтрализатор зарядов статического электричества (2), содержащий заземленный нейтрализующий элемент, выполненный в виде намотанной на барабан ленты из пористого материала, пропитанного токопроводящим составом, причем нейтрализующий элемент снабжен прижимом и установлен вдоль наэлектризованного материала с возможностью регулирования длины рабочей части, которая определяется расчетным путем.

Однако несмотря на то, что при проектировании данных нейтрализаторов учитываются параметры технологических процессов и электрические свойства материалов, они не обладают достаточной универсальностью. Так, например, их трудно применить в технологическом процессе штабелирования или наматывания в рулон диэлектрических материалов, т.к, в данном случае отвод зарядов необходимо производить с торца рулона или штабеля, а данная конструкция не обеспечивает необходимого канала утечки.

Целью настоящего изобретения является расширение технологических возможностей и повышение эффективности.

20 о5

Укаэанная цель достигается тем, что нейтралиэатор электростатических зарядов, содержащий заземленный нейтрализующий элемент, выполненный в виде нити или ленты иэ пористого материала, пропитанного токопроводящим составом, дополнительно снабжен оболочкой, выполненной в виде элементов гибкой связи, например, цепочки из токопроводящего материала, через звенья которой пропущен нейтрализующий элемент, Новым в предлагаемом нейтрализаторе является то, что он снаб>кен оболочкой,выполненной в виде элементов гибкой связи, например, цепочки из токопроводящего материала, ерез звенья которой пропущен нейтрализующий элемент, Исследование известных в науке и технике решений показало, что совместное применение нейтрализующего элемента и оболочки, выполненной в виде элементов гибкой связи,не было обнаружено. в то время, как только совместное применение этих элементов приводит к достижению ПOcTQHленной цели, Известны индукционные нейтрализаторы (Лихобабенко И.Я., Баскаков P.À. и др, Статическое электричесгво и борьба с ним в деревообрабатывающей и целлюлозно-бума>кной промышленности, M.: Лесная промышленность, 1971, с, б2), содержащие корпус N нейтрализ IGLUvlvl элемент, выпо1ненный в виде тонкой Ilpot>oëîêè, натянутой параллельно наэлектризованному материалу, или в виде игл, расположенных на некотором расстоянии друг от друга и от неэлектризованного материала или в виде метелочек из медной или стальной проволоОднако сравнение свойств совокупности признаков известного решения и заявляемого показало, что известные нейтрализаторы мало эффектив-. û, T.ê. устанавливаются на расстоянии от наэлектризованного материала, спроектированы без учета параметров технологического процесса, не обладают универсальностью и не м=гут быть применены в технологическом процессе ш габелирования диэлектрических материалов. Совокупность заявленных авторами признаков в предлагаемом устройстве нейтрализатора электростатических зарядов ранее не известна и по-воляет достичь поставленной цели — расширение технологических возможностей и повышение эффективности, что дает возможность использовать его для снижения уровня электризации до допустимых значений в технологическом процессе штабелирования различных диэлектрических материа1780198 лов в лесной, деревообрабатывающей, целлюлозно-бумажной, полиграфической, химической и других отраслях промышленности. Таким образом, предлагаемое изобретение соответствует критерию "существенные отличия".

На фиг.1 изображен нейтрализатор электростатических зарядов, общий вид; на фиг.2 — вид А на фиг.А; на фиг.3 — вид Б на фиг.1.

Нейтрализатор содержит оболочку 1, выполненную в виде цепочки из тонкой, достаточно прочной металлической проволоки диаметром от 0,1 до 0,5 мм, через звенья которой пропущен заземленный нейтралиэующий элемент 2, представляющий собой индукционный гидростатический нейтралиэатор (авт,св. СССР М 193626), выполненный в виде нити или ленты иэ пористого материала, пропитанного токопроводящим составом (авт.св. N 661901). Нейтрализатор закрепляется на планке 3, которая с помощью болта 4 устанавливается на кронштейне 5, снабженным пазом 6, что позволяет настраивать нейтрализатор на любые размеры штабелируемого материала, т.к. дает воэможность перемещаться нейтрализатору по кронштейну 5 в продольном направлении и по окружности вокруг оси болта 4.

С помощью кронштейна 5 нейтрализатор крепится к имеющимся заземленным конструкциям или к специально изготовленным кронштейнам так, чтобы рабочая часть нейтрализующего элемента касалась торцов штабеля 7 по всей его высоте, не создавая при этом помех в работе роботов-перекладчиков, Предлагаемый нейтрализатор характеризуется следующими основными рабочими параметрами: а) длиной рабочей части I, т.е. той минимальной частью, которая постоянно должна касаться торца штабелируемого материала высотой 1, при которой происходит образование допустимой поверхностной плотности электрических зарядов одоп, б) расстоянием M=2m между цепочками, расположенными по длине или ширине материала, Длина рабочей части I и.необходимое технологическое время t определяются опытным путем (экспериментально) по следующей методике:

1) устанавливается (принимается) допустимая поверхностная плотность электростатических зарядов одо, при данном технологическом процессе штабелирования конкретного материала:

10

I=d S, L t =—

V (2) где L — путь, совершаемый механизмом укладки, м;

V — скорость механизма укладки, м/с.

Так как утечка зарядов происходит через воздушный промежуток материал — ней40 трализующий элемент нейтрализатора, то время утечки ту должно быть пропорционально времени разряда тр в воздушном промежутке — зазоре Л . Эта пропорциональность зависит от диэлектрических

45 свойств штабелируемого материала и расстоянияя (области) рассеяния зарядов в радиусе г, условно равном искомому расстоянию

m.

С достаточной точностью эта пропорциональность может быть выражена через отношения удельного электрического сопротивления материала к удельному электрическому сопротивлению воздуха рв

55 диэлектрической проницаемости материала к диэлектрической проницаемости воздуха

Ем, —; расстояния области рассеяния к возов душному зазору h.. .т.к. идет двустороннее

2) при принятой поверхн. стной плотности заряда од,п определяется минимальное количество слоев уложенного материала в штабель, создающий ол„,, Одновременно определяется по секундомеру затраченное технологическое время t при укладке от первого слоя до второго слоя;

3) определяется длина I рабочей части нейтрализатора по формуле где S — количество уложенных слоев материала до образования од в

d — толщина одного слоя, м.

Расстояние M=2m между нейтрализующими элементами (цепочками) нейтрализатора определяется следующим образом:

1) определяется технологическое время с, т.е. время, в течение которого находится один слой штабеля в контакте с нейтралиэующим элементом нейтрализатора, обеспечивающее стека ние (утечку) электростатического заряда с каждого штабелируемого слоя;

2) зная технологическую скорость укладки одного слоя штабелируемого материала, время t можно определить иным способом {т.е. без секундомера) по формуле

1780198 (9) м ем m

"Рв "Ев (3) Л тр=

v (4) 1 р =—

m. (10) U Одоп в

О доп

m ÐÌ М (8) Окончательно имеем рассеивание с каждого слоя в точке контакm та нейтрализующего элемента -, т.е.

Время разряда в воздушном зазоре tp можно определить из отношения где Чр — скорость движения заряженных частиц В воздухе, В свою очередь где Š— напряженность электрического поля, В/м;

U. — суммарная подвижность ионов воздуха, U=3.27 10 м/Вс; одоп — допустимая (принятая) поверхностная плотность зарядов на штабелируемом материале, К/м2. е о — постоянная электростатической индукции, е о =8.85 10 " Ас/Вм.

e b — диэлектрическая проницаемость воздуха, е ь =1.

Подставляя значения формулы (5) в формулу (4), а затем в формулу (3), имеем

1 EO PM ЯМ ÐÌ ЕМ

m U P b одоп 4 Одоп (7) где =10 Кл с/Ом м;

0 Рb

П вЂ” постоянная величина;, t = ty-технологическое время,необходимое для утечки заряда с одного штабелируемого слоя

5 где К вЂ” коэффициент запаса, К=2...4.

Расстояние нейтрализующего элемента от края штабеля должно быть не более величины m.

При определенной длине штабелируе10 мого материала L количество нейтрализующих элементов P должно быть не менее

Пример расчета

При принятых значениях:

О доп =2,25 10 Кл/м; р M =10 ° Ом

-10 2, 15 м, я =3; t=1 с; S=15; d=0,02 м; L=1 м; К=З, Длина рабочей части нейтрализующего элемента должна быть не менее 1=0,02

-«15=0,3 м, расстояние между цепочками M=

2х2,25х10 х1

3х10 25х10 15х3 количество нейтрализующих элементов р=1/0,5=2, расстояние от края rn=M/2=0,5/2=0,25

Если расстояние М превышает длину укладываемого изделия в штабеле, то устанавливается один нейтрализующий элемент по краю штабеля в центре изделия.

Нейтрализатор работает следующим образом, Перемещая и вращая планку 3 вдоль паза 6 кронштейна 5 и вокруг оси болта 4, нейтрализующий элемент 2 с оболочкой 1

40 устанавливается так, чтобы он касался торца штабеля 7. При опускании штабелируемого материала на штабель 7 происходит взаимодействие его заряженной поверхности с заземленным нейтрализующим эле45 ментом 2, При этом происходит ионизация воздушного пространства и создается канал проводимости электростатических зарядов с наэлектризованной поверхности штабеля 7 через нейтрализующий элемент 2

50 на землю, По сравнению с существующими предлагаемый нейтрализатор электростатических зарядов позволяет практически полностью устранить электризацию обраба55 тываемого материала в технологических процессах штабелирования диэлектрических материалов.

Эффективность работы нейтрализатора увеличивается за счет того, что он снабжен оболочкой, выполненной в виде элементов

1780198

10 гибкой связи, например, цепочки, что позволяет нейтрализующему элементу огибать торцевую поверхность и обеспечивать касание по всей высоте штабеля, тем самым обеспечивая необходимый канал утечки, а 5 установка необходимого числа нейтрализующих элементов, определяемого расчетным путем, позволяет практически полностью устранить заряды.

Эффективность работы нейтрализатора 10 и расширение его технологических возможностей обеспечивается также тем, что при проектировании учтены параметры технологического процесса и электрические свойства обрабатываемых материалов. Наличие 15 планки и кронштейна, снабженного пазом, позволяет перенала>кивать нейтрализатор на любые типы обрабатываемых деталей.

Устраненйе зарядов статического электричества позволяет увеличить продолжи- 20 тельность фазы повышенной работоспособности рабочих в течение рабочего дня. Это происходит за счет уменьшения запыленности и устранения напряженного ожидания электрических за- 25 рядов, что, в свою очередь, повышает удобство в работе, создает лучшее настроение, а в сумме приводит к повышению производительности труда до 67 (см. Методика определения экономической эффективности 30 мероприятий по НОТ. Изд-во "Экономика", 1973, Государственный стандарт Союза

СССР, Экономическая эффективность стандартизации, методы определения, основные положения, I ОСТ 20779-75. M.: изд-во стандартов, 1975, с, б4).

Кроме того, устранение отрицательных проявлений статического электричества приводит к уменьшению в 2-3 раза заболеваемости рабочих (см. Лисицкий 3.Ф, и др.

Нейтрализаци зарядов статического электричества. — Деревообрабатывающая промышленность, 1979, ¹ 3),что приводит к снижению потерь рабочего времени, оплаты по больничным листам и к увеличению выпуска продукции за счет сокращения заболеваний, Уменьшение запыленности и загрязненности рабочих мест приводит к повышению качества выпускаемой продукции, Формула изобретения

Нейтрализатор электростатических зарядов, содержащий заземленный нейтрализующий элемент, выполненный в виде нити или ленты из пористого материала, пропитанного токопроводящим составом, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью расширения функциональных воэможностей за счет повышения эффективности нейтрализации, нейтрализатор снаб>кен дополнительной оболочкой из элементов гибкой связи в виде цепочки из токопроводящего материала, через звенья которой пропущен нейтрализующий элемент таким образом, что сохранены сквозные каналы связи поверхности обрабатываемого материала с его поверхностью.

1780198

Составитель Р,Баскаков

Техред М.Моргентал Корректор Н.Гунько

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул, Гагарина, 101

Заказ 4442 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Нейтрализатор электростатических зарядов Нейтрализатор электростатических зарядов Нейтрализатор электростатических зарядов Нейтрализатор электростатических зарядов Нейтрализатор электростатических зарядов Нейтрализатор электростатических зарядов 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к борьбе с вредными проявлениями статического электричества и может быть использовано для управления потенциалом космических летательных аппаратов

Изобретение относится к средствам отвода электрических зарядов с помощью разрядных устройств и может использоваться в устройствах для нейтрализации статического электричества

Изобретение относится к технике отвода статических электрозарядов, образующихся при перемотке прорези-

Изобретение относится к средствам защиты от статического электричества, может быть использовано в целлюлозно-бумажной промышленности и является усовершенствованием известного нейтрализатора по авт.св

Изобретение относится к технике нейтрализации зарядов статического электричества, и может быть применено в легкой, химической, деревообрабатывающей отраслях

Изобретение относится к технике защиты от статического электричества в промышленности и может быть использовано при разработке нейтрализаторов , применяемых при производстве пленочных конденсаторов и других протяженных изделий или материалов

Изобретение относится к технологическим средствам защиты от статического электричества

Изобретение относится к физической обработке волокнистых материалов, в частности к обработке электрическими зарядами

Изобретение относится к технике, использующей электронно-ионную технологию для проведения электрохимических процессов, и может найти применение для катализа реакций синтеза химических соединений, например озона, перекиси водорода, а также для электрофильтрации в газообразных средах при давлении, сравнимом с атмосферным, с помощью электрического разряда

Изобретение относится к области технического решения задачи - электрофотохимического возбудителя образования озона путем разложения молекулярного кислорода с помощью электричества непосредственно в атмосфере, в зоне созданных человеком озоновых дыр

Изобретение относится к электростатическим генераторам

Изобретение относится к электротехнике, а точнее к технике защиты объектов от атмосферных электрических перенапряжений, в том числе от поражения молнией

Изобретение относится к области техники высоких напряжений и может быть использовано в схемах грозозащиты высоковольтных электротехнических установок

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано для снятия статического электричества в процессе обработки полимеров

Изобретение относится к средствам воздействия на поток текучей среды
Наверх